ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

More profile about the speaker
Jill Farrant | Speaker | TED.com
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Jill Farrant: How we can make crops survive without water

Jill Farrant: Comment nous pouvons faire survivre les plantes sans eau

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Avec la croissance de la population mondiale et les effets du changement climatique, nous allons devoir nourrir plus de personnes en utilisant moins de terre arable. La biologiste moléculaire Jill Farrant étudie un phénomène rare qui pourrait nous y aider : « les plantes de résurrection », des plantes très résistantes qui revivent après leur mort. Représentent-elles un espoir de cultiver des plantes dans un monde de plus en plus chaud et sec ?
- Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates. Full bio

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Je crois que le secret pour cultiver
des plantes résistantes à la sécheresse
00:12
I believe that the secretsecret to producingproduisant
extremelyextrêmement drought-toleranttolérant à la sécheresse cropscultures,
0
840
4216
qui assurera la sécurité alimentaire
dans le monde
00:17
whichlequel should go some way
to providingfournir foodaliments securitySécurité in the worldmonde,
1
5080
3216
est dans les plantes de résurrection,
00:20
liesmentir in resurrectionRésurrection plantsles plantes,
2
8320
2696
00:23
picturedsur la photo here, in an extremelyextrêmement
droughtedasséchées stateEtat.
3
11040
3136
extrêmement desséchées sur la photo.
Vous devez penser que
ces plantes sont mortes
00:26
You mightpourrait think
that these plantsles plantes look deadmort,
4
14200
2856
mais elles ne le sont pas.
00:29
but they're not.
5
17080
1296
Donnez-leur de l'eau
00:30
Give them watereau,
6
18400
1456
00:31
and they will resurrectressusciter, greenvert up,
startdébut growingcroissance, in 12 to 48 hoursheures.
7
19880
5440
et elles ressusciteront, verdiront,
grandiront en 12 à 48 heures.
Alors, pourquoi je prétends que les
plantes résistantes à la sécheresse
00:38
Now, why would I suggestsuggérer
8
26320
1296
00:39
that producingproduisant drought-toleranttolérant à la sécheresse cropscultures
will go towardsvers providingfournir foodaliments securitySécurité?
9
27640
4440
nous aideront à atteindre
la sécurité alimentaire ?
00:45
Well, the currentactuel worldmonde populationpopulation
is around 7 billionmilliard.
10
33040
3896
La population mondiale
actuelle est d'environ 7 milliards.
On estime qu'en 2050,
00:48
And it's estimatedestimé that by 2050,
11
36960
2496
nous serons entre 9 et 10 milliards,
00:51
we'llbien be betweenentre 9 and 10 billionmilliard people,
12
39480
2696
00:54
with the bulkmasse of this growthcroissance
happeningévénement in AfricaL’Afrique.
13
42200
2880
la plus forte croissance étant en Afrique.
Les organisations alimentaires
et agricoles
00:57
The foodaliments and agriculturalagricole
organizationsorganisations of the worldmonde
14
45880
2456
ont suggéré qu'on devrait
augmenter de 70%
01:00
have suggestedsuggéré that we need
a 70 percentpour cent increaseaugmenter
15
48360
3136
les pratiques agricoles actuelles
01:03
in currentactuel agriculturalagricole practiceentraine toi
16
51520
2176
afin de répondre à ces besoins.
01:05
to meetrencontrer that demanddemande.
17
53720
1240
01:07
GivenCompte tenu de that plantsles plantes
are at the basebase of the foodaliments chainchaîne,
18
55720
2696
Vu qu'une plante est en bas
de la chaîne alimentaire,
la plus grosse part devra être
fournie par des plantes.
01:10
mostles plus of that's going
to have to come from plantsles plantes.
19
58440
2320
01:13
That percentagepourcentage of 70 percentpour cent
20
61360
2696
Ce pourcentage de 70%
ne prend pas en considération
les effets du changement climatique.
01:16
does not take into considerationconsidération
the potentialpotentiel effectseffets of climateclimat changechangement.
21
64080
4216
Ceci est tiré d'une étude faite
par Dai, publiée en 2011 :
01:20
This is takenpris from a studyétude by DaiDai
publishedpublié in 2011,
22
68320
4240
01:25
where he tooka pris into considerationconsidération
23
73240
1936
il a pris en considération
tous les effets potentiels
du changement climatique
01:27
all the potentialpotentiel effectseffets
of climateclimat changechangement
24
75200
2376
et les a exprimés
parmi d'autres effets
01:29
and expressedexprimé them --
amongstparmi other things --
25
77600
2136
01:31
increasedaugmenté aridityaridité due to lackmanquer de of rainpluie
or infrequentpeu fréquents rainpluie.
26
79760
4616
qui favorisaient l'aridité, suite
à l'absence ou la diminution des pluies.
01:36
The areaszones in redrouge shownmontré here,
27
84400
1776
Les zones en rouge ici,
sont celles qui,
jusqu'à récemment,
01:38
are areaszones that untiljusqu'à recentlyrécemment
28
86200
2056
ont été utilisées avec
succès pour l'agriculture
01:40
have been very successfullyavec succès
used for agricultureagriculture,
29
88280
3176
01:43
but cannotne peux pas anymoreplus
because of lackmanquer de of rainfallprécipitations.
30
91480
2400
mais ne le sont plus
à cause du manque de pluie.
01:46
This is the situationsituation
that's predictedprédit to happense produire in 2050.
31
94640
2920
Ceci est la situation
qu'on prévoit pour l'an 2050.
01:50
Much of AfricaL’Afrique,
in factfait, much of the worldmonde,
32
98840
2176
L'Afrique surtout,
mais le monde entier,
01:53
is going to be in troubledifficulté.
33
101040
1896
sera en danger.
Nous devrons penser à de nouveaux moyens
pour produire notre nourriture.
01:54
We're going to have to think of some
very smartintelligent waysfaçons of producingproduisant foodaliments.
34
102960
3656
Et de préférence, entre autres,
aux plantes résistantes à la sécheresse.
01:58
And preferablyde préférence amongparmi them,
some drought-toleranttolérant à la sécheresse cropscultures.
35
106640
3296
L'autre chose à rappeler
à propos de l’Afrique
02:01
The other thing
to rememberrappelles toi about AfricaL’Afrique is
36
109960
2056
02:04
that mostles plus of theirleur agricultureagriculture is rainfedpluviale.
37
112040
2800
est que son agriculture est
majoritairement pluviale.
Obtenir des plantes résistantes
à la sécheresse n'est pas facile.
02:08
Now, makingfabrication drought-toleranttolérant à la sécheresse cropscultures
is not the easiestplus facile thing in the worldmonde.
38
116080
3456
C'est à cause de l'eau.
02:11
And the reasonraison for this is watereau.
39
119560
2416
02:14
WaterEau is essentialessentiel to life on this planetplanète.
40
122000
3136
L'eau est essentielle à la vie
sur cette planète.
02:17
All livingvivant, activelyactivement
metabolizingmétaboliser organismsorganismes,
41
125160
4135
Tout être vivant,
tout organisme actif,
des microbes à vous et moi
02:21
from microbesmicrobes to you and I,
42
129320
2056
02:23
are comprisedcomposé predominatelyprincipalement of watereau.
43
131400
2336
est constitué majoritairement d'eau ;
02:25
All life reactionsréactions happense produire in watereau.
44
133760
2536
toutes les réactions vivantes
ont lieu dans l'eau ;
02:28
And lossperte of a smallpetit amountmontant
of watereau resultsrésultats in deathdécès.
45
136320
3016
et la perte d'une petite
quantité d'eau est létale.
02:31
You and I are 65 percentpour cent watereau --
46
139360
2056
Nous sommes composés à 65% d'eau,
si nous en perdons 1%,
nous mourons.
02:33
we loseperdre one percentpour cent of that, we diemourir.
47
141440
1720
Mais nous pouvons changer
de comportement pour éviter cela,
02:35
But we can make behavioralcomportementale
changeschangements to avoidéviter that.
48
143840
2720
les plantes ne le peuvent pas.
02:39
PlantsPlantes can't.
49
147920
1576
Elles sont fixées au sol.
02:41
They're stuckcoincé in the groundsol.
50
149520
1616
Déjà, elles ont besoin d'un
peu plus d'eau que nous,
02:43
And so in the first instanceexemple they have
a little bitbit more watereau than us,
51
151160
3376
environ 95 % d'eau,
02:46
about 95 percentpour cent watereau,
52
154560
1256
et elles peuvent en perdre
un peu plus que nous,
02:47
and they can loseperdre
a little bitbit more than us,
53
155840
2096
de 10 à 70 % en fonctions des espèces.
02:49
like 10 to about 70 percentpour cent,
dependingen fonction, dépendemment on the speciesespèce,
54
157960
2960
Mais pour une courte durée seulement.
02:54
but for shortcourt periodspériodes only.
55
162000
1360
La plupart d'entre elles vont essayer
de résister ou d'éviter la perte d'eau.
02:56
MostPlupart of them will eithernon plus try
to resistrésister or avoidéviter watereau lossperte.
56
164680
4176
03:00
So extremeextrême examplesexemples of resistorsrésistances
can be founda trouvé in succulentsplantes succulentes.
57
168880
3936
Les plantes succulentes, ou grasses,
sont un exemple extrême de résistance :
03:04
They tendtendre to be smallpetit, very attractiveattrayant,
58
172840
2816
elles ont tendance à être petites,
très attirantes,
03:07
but they holdtenir ontosur theirleur watereau
at suchtel great costCoût
59
175680
2736
mais elles tiennent tellement à leur eau
03:10
that they growcroître extremelyextrêmement slowlylentement.
60
178440
2000
que leur croissance en
est extrêmement ralentie.
03:13
ExamplesExemples of avoidanceévitement of watereau lossperte
are founda trouvé in treesdes arbres and shrubsarbustes.
61
181440
4576
Les arbres et arbustes sont un bon exemple
d'évitement de la perte d'eau,
ils enfoncent leurs racines
très profondément
03:18
They sendenvoyer down very deepProfond rootsles racines,
62
186040
1576
03:19
minemien subterraneansouterrain watereau suppliesProvisions
63
187640
1696
jusqu'aux réserves souterraines d'eau
03:21
and just keep flushingbouffées de chaleur
it throughpar them at all timesfois,
64
189360
2456
et ils y restent connectés en permanence
afin de rester hydratés.
03:23
keepingen gardant themselvesse hydratedhydraté.
65
191840
1856
03:25
The one on the right is calledappelé a baobabBaobab.
66
193720
1976
Celui à droite est appelé un baobab,
03:27
It's alsoaussi calledappelé the upside-downà l’envers treearbre,
67
195720
2056
aussi appelé « arbre à l'envers »
parce que l'écart entre le nombre
de branches et de racines et si grand
03:29
simplysimplement because the proportionproportion
of rootsles racines to shootstire is so great
68
197800
3776
qu'on dirait qu'il est planté à l'envers.
03:33
that it looksregards like the treearbre
has been plantedplanté upsideà l'envers down.
69
201600
2696
03:36
And of coursecours the rootsles racines are requiredChamps obligatoires
for hydrationhydratation of that plantplante.
70
204320
3240
Bien sûr, les racines sont
indispensables à son hydratation.
03:40
And probablyProbablement the mostles plus commoncommun strategystratégie
of avoidanceévitement is founda trouvé in annualsplantes annuelles.
71
208760
4520
Enfin, la stratégie la plus commune
d’évitement est celle des plantes vivaces.
Les plantes vivaces représentent
l'essentiel des ressources alimentaires.
03:45
AnnualsPlantes annuelles make up the bulkmasse
of our plantplante foodaliments suppliesProvisions.
72
213840
3176
03:49
Up the westOuest coastcôte of my countryPays,
73
217040
1696
Sur la côte ouest de mon pays,
03:50
for much of the yearan
you don't see much vegetationvégétation growthcroissance.
74
218760
3536
durant l'année, il y a peu
de croissance végétale
mais dés qu'il y a les
pluies de printemps, on a ceci :
03:54
But come the springprintemps rainsdes pluies, you get this:
75
222320
2656
la floraison du désert.
03:57
floweringfloraison of the desertdésert.
76
225000
1240
La stratégie des plantes vivaces
03:59
The strategystratégie in annualsplantes annuelles,
77
227000
1856
04:00
is to growcroître only in the rainydes pluies seasonsaison.
78
228880
2360
est de ne croître que
pendant la saison de pluie.
A la fin de la saison,
elles produisent des graines
04:03
At the endfin of that seasonsaison
they produceproduire a seedla graine,
79
231960
2296
qui sont sèches, entre 8 à 10 % d'eau
04:06
whichlequel is drysec, eighthuit to 10 percentpour cent watereau,
80
234280
2816
mais tout à fait vivantes.
04:09
but very much alivevivant.
81
237120
1656
Et tout ce qui est aussi sec
mais est quand même vivant
04:10
And anything that is
that drysec and still alivevivant,
82
238800
2896
est appelé tolérant au dessèchement.
04:13
we call desiccation-toleranttolérance de dessiccation.
83
241720
1480
Dans cet état desséché,
04:15
In the desiccateddesséchées stateEtat,
84
243840
1416
les graines peuvent persister
dans des environnements extrêmes
04:17
what seedsdes graines can do
is liemensonge in extremesextrêmes of environmentenvironnement
85
245280
2656
04:19
for prolongedprolongée periodspériodes of time.
86
247960
1656
pendant de longues périodes.
04:21
The nextprochain time the rainydes pluies seasonsaison comesvient,
87
249640
2216
Quand la saison des pluies démarre,
les graines germent et croissent
04:23
they germinategermer and growcroître,
88
251880
1496
04:25
and the wholeentier cyclecycle just startsdéparts again.
89
253400
1880
et le cycle recommence encore et encore.
04:28
It's widelylargement believeda cru that the evolutionévolution
of desiccation-toleranttolérance de dessiccation seedsdes graines
90
256120
4056
On considère généralement que l’évolution
des graines résistantes à la sécheresse
04:32
allowedpermis the colonizationla colonisation and the radiationradiation
91
260200
2176
a permis la colonisation
et le développement des plantes à fleurs
04:34
of floweringfloraison plantsles plantes,
or angiospermsangiospermes, ontosur landterre.
92
262400
3520
ou angiospermes, dans les terres.
Revenons aux plantes vivaces qui sont
notre principale source de nourriture.
04:38
But back to annualsplantes annuelles
as our majorMajeur formforme of foodaliments suppliesProvisions.
93
266960
3160
Blé, riz et maïs constituent 95%
de notre alimentation en végétaux.
04:42
WheatBlé, riceriz and maizemaïs formforme 95 percentpour cent
of our plantplante foodaliments suppliesProvisions.
94
270800
4720
04:48
And it's been a great strategystratégie
95
276480
1536
Et c'est une bonne stratégie
04:50
because in a shortcourt spaceespace of time
you can produceproduire a lot of seedla graine.
96
278040
3176
qui permet d'avoir beaucoup de
graines en peu de temps,
04:53
SeedsGraines are energy-richriches en énergie
so there's a lot of foodaliments caloriescalories,
97
281240
2620
les graines sont riches en énergie
et donc en calories,
on peut les stocker en périodes
d'abondance pour celles de famine
04:55
you can storele magasin it in timesfois of plentybeaucoup
for timesfois of faminefamine,
98
283884
3920
mais il y a un inconvénient :
05:00
but there's a downsideinconvénient.
99
288480
1240
05:02
The vegetativevégétatif tissuestissus,
100
290560
1376
les tissus végétaux, les racines et
les feuilles des plantes vivaces,
05:03
the rootsles racines and leavesfeuilles of annualsplantes annuelles,
101
291960
2176
ont peu de caractéristique de tolérance,
évitement ou résistance à la sécheresse,
05:06
do not have much
102
294160
1256
05:07
by way of inherentinhérent resistancela résistance,
avoidanceévitement or tolerancetolérance characteristicscaractéristiques.
103
295440
4096
ils n'en ont pas besoin.
05:11
They just don't need them.
104
299560
1296
Ils poussent en saison pluvieuse
et ils ont les graines
05:12
They growcroître in the rainydes pluies seasonsaison
105
300880
1416
05:14
and they'veils ont got a seedla graine
to help them survivesurvivre the restdu repos of the yearan.
106
302320
3376
qui les aident à survivre
le reste de l'année.
05:17
And so despitemalgré concertedconcertée
effortsefforts in agricultureagriculture
107
305720
2696
En dépit de tous
les efforts en agriculture,
05:20
to make cropscultures with improvedamélioré propertiesPropriétés
108
308440
2536
pour obtenir des plantes
aux propriétés améliorées
en résistance, évitement et tolérance,
05:23
of resistancela résistance, avoidanceévitement and tolerancetolérance --
109
311000
2176
surtout en résistance et évitement
05:25
particularlyparticulièrement resistancela résistance and avoidanceévitement
110
313200
1896
05:27
because we'venous avons had good modelsdes modèles
to understandcomprendre how those work --
111
315120
2896
car on a de bons exemples
pour comprendre ces mécanismes,
on a encore de telles photos :
05:30
we still get imagesimages like this.
112
318040
2336
une culture de maïs en Afrique.
05:32
MaizeMaïs cropsurgir in AfricaL’Afrique,
113
320400
1456
05:33
two weekssemaines withoutsans pour autant rainpluie
114
321880
1416
Deux semaines sans pluie
05:35
and it's deadmort.
115
323320
1200
et tout est mort.
Il y a une solution :
05:37
There is a solutionSolution:
116
325560
1240
05:39
resurrectionRésurrection plantsles plantes.
117
327520
1240
les plantes de résurrection.
05:41
These plantsles plantes can loseperdre 95 percentpour cent
of theirleur cellularcellulaire watereau,
118
329320
3776
Ces plantes peuvent perdre 95% de leur
eau cellulaire,
persister dans un état sec pendant
des mois, voire des années,
05:45
remainrester in a drysec, dead-likemorts-like stateEtat
for monthsmois to yearsannées,
119
333120
3856
05:49
and give them watereau,
120
337000
1736
mais donnez-leur de l'eau
et elles vont verdir et
reprennent leur croissance.
05:50
they greenvert up and startdébut growingcroissance again.
121
338760
1880
05:53
Like seedsdes graines, these are
desiccation-toleranttolérance de dessiccation.
122
341560
3296
Comme les graines,
elles tolèrent la sécheresse ;
05:56
Like seedsdes graines, these can withstandrésister extremesextrêmes
of environmentalenvironnement conditionsconditions.
123
344880
4120
comme les graines,
elles résistent aux conditions extrêmes.
06:01
And this is a really rarerare phenomenonphénomène.
124
349760
2016
Et c'est un phénomène très rare,
il n'y a que 135 espèces de plantes
qui peuvent vivre ainsi.
06:03
There are only 135 floweringfloraison
plantplante speciesespèce that can do this.
125
351800
4376
Je vais vous montrer une vidéo
06:08
I'm going to showmontrer you a videovidéo
126
356200
1416
du processus de résurrection
de ces trois espèces, dans cet ordre.
06:09
of the resurrectionRésurrection processprocessus
of these threeTrois speciesespèce
127
357640
2616
06:12
in that ordercommande.
128
360280
1216
En bas, il y a un axe temporel
pour voir comme c'est rapide.
06:13
And at the bottombas,
129
361520
1256
06:14
there's a time axisaxe
so you can see how quicklyrapidement it happensarrive.
130
362800
2736
06:56
(ApplauseApplaudissements)
131
404160
2040
(Applaudissements)
07:02
PrettyAssez amazingincroyable, huh?
132
410240
1536
Impressionnant, hein ?
07:03
So I've spentdépensé the last 21 yearsannées
tryingen essayant to understandcomprendre how they do this.
133
411800
4216
J'ai passé 21 ans à chercher
à comprendre comment elles font.
07:08
How do these plantsles plantes drysec withoutsans pour autant dyingen train de mourir?
134
416040
2400
Comment ces plantes sèchent sans mourir ?
07:11
And I work on a varietyvariété
of differentdifférent resurrectionRésurrection plantsles plantes,
135
419080
2776
J'étudie une variété
de plantes de résurrection,
montrées ici en états hydraté et desséché,
07:13
shownmontré here in the hydratedhydraté and drysec statesÉtats,
136
421880
2416
pour de nombreuses raisons.
07:16
for a numbernombre of reasonsles raisons.
137
424320
1456
L'une d'elles est que chaque plante
sert de modèle à une culture
07:17
One of them is that eachchaque
of these plantsles plantes servessert as a modelmaquette
138
425800
2856
07:20
for a cropsurgir that I'd like
to make drought-toleranttolérant à la sécheresse.
139
428680
2376
que je veux rendre
tolérante à la sécheresse.
En haut à gauche par exemple,
c'est une herbe,
07:23
So on the extremeextrême topHaut left,
for exampleExemple, is a grassherbe,
140
431080
2936
nommée Eragrostis nindensis,
07:26
it's calledappelé EragrostisEragrostis nindensisnindensis,
141
434040
2256
qui a un cousin proche
nommé Eragrostis tef,
07:28
it's got a closeFermer relativerelatif
calledappelé EragrostisEragrostis tefTEF --
142
436320
2376
souvent connu sou le nom « tef ».
07:30
a lot of you mightpourrait know it as "teffteff" --
143
438720
2016
C'est un aliment de base en Éthiopie,
07:32
it's a stapleagrafe foodaliments in EthiopiaÉthiopie,
144
440760
1736
sans gluten,
07:34
it's gluten-freesans gluten,
145
442520
1256
et on aimerait le rendre
tolérant à la sécheresse.
07:35
and it's something we would like
to make drought-toleranttolérant à la sécheresse.
146
443800
3016
L'autre raison pour mes
nombreuses recherches :
07:38
The other reasonraison for looking
at a numbernombre of plantsles plantes,
147
446840
2416
au départ, je voulais découvrir
07:41
is that, at leastmoins initiallyinitialement,
148
449280
1376
07:42
I wanted to find out:
do they do the sameMême thing?
149
450680
2256
si elles faisaient la même chose.
Utilisent-elles toutes le même mécanisme
pour perdre toute cette eau sans mourir ?
07:44
Do they all use the sameMême mechanismsmécanismes
150
452960
1696
07:46
to be ablecapable to loseperdre
all that watereau and not diemourir?
151
454680
2576
07:49
So I undertookentrepris what we call
a systemssystèmes biologyla biologie approachapproche
152
457280
2696
Alors j'ai opté pour une approche
des sytèmes biologiques
07:52
in ordercommande to get
a comprehensivecomplet understandingcompréhension
153
460000
2176
afin de comprendre
la tolérance au dessèchement,
07:54
of desiccationdessiccation tolerancetolérance,
154
462200
2016
une approche où on regarde l'ensemble :
07:56
in whichlequel we look at everything
155
464240
1456
des molécules à la plante entière,
au niveau écophysiologique.
07:57
from the molecularmoléculaire to the wholeentier plantplante,
ecophysiologicalécophysiologiques levelniveau.
156
465720
2912
Par exemple, on observe
08:00
For exampleExemple we look at things like
157
468657
1634
les changements anatomiques
lors du dessèchement
08:02
changeschangements in the plantplante anatomyanatomie
as they driedséché out
158
470316
2197
et leur ultrastructure.
08:04
and theirleur ultrastructureultrastructure.
159
472537
1239
Nous observons le transcriptome,
08:05
We look at the transcriptometranscriptome,
whichlequel is just a termterme for a technologyLa technologie
160
473800
3176
c'est le nom d'une technologie
qui permet d'étudier
08:09
in whichlequel we look at the genesgènes
161
477000
1416
les gènes activés ou désactivés
en réponse au dessèchement.
08:10
that are switchedcommuté on or off,
in responseréponse to dryingséchage.
162
478440
2416
Les gènes codent des protéines
donc on observe le protéome.
08:12
MostPlupart genesgènes will codecode for proteinsprotéines,
so we look at the proteomeProteome.
163
480880
3216
Quelles sont les protéines synthétisées
en réponse au dessèchement ?
08:16
What are the proteinsprotéines madefabriqué
in responseréponse to dryingséchage?
164
484120
2400
Certaines protéines codent des enzymes
qui donnent des métabolites
08:19
Some proteinsprotéines would codecode for enzymesenzymes
whichlequel make metabolitesmétabolites,
165
487480
3896
donc on observe le métabolome.
08:23
so we look at the metabolomemétabolome.
166
491400
1576
08:25
Now, this is importantimportant
because plantsles plantes are stuckcoincé in the groundsol.
167
493000
3296
C'est important car les plantes
sont fixées au sol,
elles utilisent ce que j'appelle un
arsenal chimique perfectionné
08:28
They use what I call
a highlytrès tunedaccordé chemicalchimique arsenalArsenal
168
496320
4096
08:32
to protectprotéger themselvesse from all
the stressescontraintes of theirleur environmentenvironnement.
169
500440
3416
pour se protéger contre
les attaques environnementales.
Donc il est important d'observer
08:35
So it's importantimportant that we look
170
503880
1496
les changements chimiques impliqués
lors du dessèchement.
08:37
at the chemicalchimique changeschangements
involvedimpliqué in dryingséchage.
171
505400
2440
08:40
And at the last studyétude
that we do at the molecularmoléculaire levelniveau,
172
508520
2656
Lors de la dernière étude au niveau
moléculaire, on observe le lipidome,
08:43
we look at the lipidomelipidome --
173
511200
1256
les lipides qui varient
lors de l'assèchement.
08:44
the lipidlipidique changeschangements in responseréponse to dryingséchage.
174
512480
2055
C'est aussi important
08:46
And that's alsoaussi importantimportant
175
514559
1257
08:47
because all biologicalbiologique membranesmembranes
are madefabriqué of lipidslipides.
176
515840
2815
car toutes les membranes biologiques
sont faites de lipides,
08:50
They're heldtenu as membranesmembranes
because they're in watereau.
177
518679
2577
elles tiennent leur rôle
car elles sont dans l'eau.
Retirez l'eau et la membrane s'écroule.
08:53
Take away the watereau,
those membranesmembranes falltomber apartune part.
178
521280
2240
08:56
LipidsLipides alsoaussi actacte as signalssignaux
to turntour on genesgènes.
179
524240
3040
Les lipides jouent aussi le rôles de
signaux d'activation des gènes
alors on utilise des études
physiologiques et biochimiques
09:00
Then we use physiologicalphysiologique
and biochemicalbiochimique studiesétudes
180
528200
2696
afin de comprendre le rôle
des protecteurs putatifs
09:02
to try and understandcomprendre
the functionfonction of the putativeputatif protectantsprotecteurs
181
530920
3216
09:06
that we'venous avons actuallyréellement discovereddécouvert
in our other studiesétudes.
182
534160
2936
qu'on a découverts dans nos autres études.
On utilise tout ceci pour comprendre
09:09
And then use all of that
to try and understandcomprendre
183
537120
2176
comment la plante réagit
à son environnement naturel.
09:11
how the plantplante copesCopes
with its naturalNaturel environmentenvironnement.
184
539320
2320
J'ai toujours pensé
que je devais comprendre
09:15
I've always had the philosophyphilosophie that
I needednécessaire a comprehensivecomplet understandingcompréhension
185
543480
4336
le mécanisme de la
tolérance au dessèchement
09:19
of the mechanismsmécanismes of desiccationdessiccation tolerancetolérance
186
547840
2256
afin de suggérer une
application biotique sensée.
09:22
in ordercommande to make a meaningfulsignificatif suggestionsuggestion
for a bioticbiotique applicationapplication.
187
550120
3840
Je pari que certains se demandent :
« par application biotique,
09:27
I'm sure some of you are thinkingen pensant,
188
555000
1656
09:28
"By bioticbiotique applicationapplication,
189
556680
1256
veut-elle dire fabriquer des organismes
génétiquement modifiés ? »
09:29
does she mean she's going to make
geneticallygénétiquement modifiedmodifié cropscultures?"
190
557960
2920
et la réponse à cette question est :
09:34
And the answerrépondre to that questionquestion is:
191
562240
1696
ça dépend de votre définition
de modification génétique.
09:35
dependsdépend on your definitiondéfinition
of geneticgénétique modificationmodification.
192
563960
2381
Les plantes que nous mangeons
aujourd'hui : blé, riz et maïs,
09:39
All of the cropscultures that we eatmanger todayaujourd'hui,
wheatblé, riceriz and maizemaïs,
193
567200
2816
sont hautement modifiées,
comparées à leurs ancêtres
09:42
are highlytrès geneticallygénétiquement modifiedmodifié
from theirleur ancestorsles ancêtres,
194
570040
3216
mais nous ne les appelons pas OGM
09:45
but we don't considerconsidérer them GMGM
195
573280
1976
09:47
because they're beingétant producedproduit
by conventionalconventionnel breedingreproduction.
196
575280
2640
car elles sont produites
conventionnellement.
Si vous pensez : vais-je mettre des gènes
de plantes résistantes dans ces cultures ?
09:50
If you mean, am I going to put
resurrectionRésurrection plantplante genesgènes into cropscultures,
197
578880
3776
La réponse est : oui.
09:54
your answerrépondre is yes.
198
582680
1296
Durant nos recherches,
nous avons tenté cette approche ;
09:56
In the essenceessence of time,
we have trieda essayé that approachapproche.
199
584000
3136
plus exactement, mes
collaborateurs à l'UCT,
09:59
More appropriatelyde manière appropriée,
some of my collaboratorscollaborateurs at UCTUCT,
200
587160
2856
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
ont été à l'origine de cette démarche
10:02
JenniferJennifer ThomsonThomson, SuhailSuhail RafudeenRafudeen,
201
590040
1936
10:04
have spearheadedfer de lance that approachapproche
202
592000
1616
et je vais vous montrer
quelques résultats bientôt.
10:05
and I'm going to showmontrer you some dataLes données soonbientôt.
203
593640
1953
Mais nous allons sommes sur le point
d'entamer une démarche très ambitieuse,
10:09
But we're about to embarkse lancer
uponsur an extremelyextrêmement ambitiousambitieux approachapproche,
204
597200
4016
dans laquelle nous essayerons
d'activer une série de gènes,
10:13
in whichlequel we aimobjectif to turntour on
wholeentier suitesSuites of genesgènes
205
601240
3456
qui sont déjà présents dans chaque plante
10:16
that are alreadydéjà presentprésent in everychaque cropsurgir.
206
604720
2696
mais qui ne sont pas activés
durant les sécheresses extrêmes.
10:19
They're just never turnedtourné on
underen dessous de extremeextrême droughtsécheresse conditionsconditions.
207
607440
2905
Je vous laisse décider
10:22
I leavelaisser it up to you to decidedécider
208
610800
1456
10:24
whetherqu'il s'agisse those should be calledappelé GMGM or not.
209
612280
1953
s'il faudrait les qualifier
d'OGM ou pas.
Je vais vous donner quelques données
issues de la première étude.
10:27
I'm going to now just give you
some of the dataLes données from that first approachapproche.
210
615560
3456
Pour ce faire,
10:31
And in ordercommande to do that
211
619040
1256
je dois un peu vous expliquer
comment fonctionne un gène.
10:32
I have to explainExplique a little bitbit
about how genesgènes work.
212
620320
2656
10:35
So you probablyProbablement all know
213
623000
1256
Vous savez sûrement que
les gènes sont fait d'ADN à doubles brins,
10:36
that genesgènes are madefabriqué
of double-strandeddouble-brin DNAADN.
214
624280
2056
enroulés serrés, ils forment
les chromosomes
10:38
It's woundblessure very tightlyfermement into chromosomeschromosomes
215
626360
1936
10:40
that are presentprésent in everychaque cellcellule
of your bodycorps or in a plant'sde la plante bodycorps.
216
628320
3160
qui sont présents dans toutes les cellules
du corps humain ou végétal.
Si vous déroulez l'ADN,
vous avez les gènes.
10:44
If you unwindse détendre that DNAADN, you get genesgènes.
217
632080
3080
Chaque gène a un promoteur,
sorte d'interrupteur ON-OFF,
10:47
And eachchaque genegène has a promoterpromoteur,
218
635840
2456
10:50
whichlequel is just an on-offmarche-arrêt switchcommutateur,
219
638320
2376
une partie codante du gène,
10:52
the genegène codingcodage regionRégion,
220
640720
1416
10:54
and then a terminatorTerminator,
221
642160
1256
et un terminateur qui indique la fin
d'un gène et le début du suivant.
10:55
whichlequel indicatesindique that this is the endfin
of this genegène, the nextprochain genegène will startdébut.
222
643440
3600
10:59
Now, promoterspromoteurs are not
simplesimple on-offmarche-arrêt switchesinterrupteurs.
223
647720
2896
Mais les promoteurs ne sont pas
de simples interrupteurs,
ils nécessitent un réglage fin,
11:02
They normallynormalement requireexiger
a lot of fine-tuningmise au point,
224
650640
2696
beaucoup d'éléments doivent être présents
et validés avant d'activer le gène.
11:05
lots of things to be presentprésent and correctcorrect
before that genegène is switchedcommuté on.
225
653360
4040
Donc ce qui se fait
généralement en biotechnologie,
11:10
So what's typicallytypiquement doneterminé
in biotechbiotechnologies studiesétudes
226
658240
3056
c'est qu'on utilise des promoteurs
déclenchables, qu'on sait comment activer.
11:13
is that we use an inducibleinductible promoterpromoteur,
227
661320
1816
11:15
we know how to switchcommutateur it on.
228
663160
1576
11:16
We couplecouple that to genesgènes of interestintérêt
229
664760
2016
On les associe au gène
qui nous intéresse
puis on les met dans une plante
et on observe sa réponse.
11:18
and put that into a plantplante
and see how the plantplante respondsrépond.
230
666800
2680
Dans l'étude dont je vais vous parler,
11:22
In the studyétude that I'm going
to talk to you about,
231
670120
2576
mes collaborateurs ont utilisé
un promoteur déclenché par la sécheresse
11:24
my collaboratorscollaborateurs used
a drought-inducedinduite par la sécheresse promoterpromoteur,
232
672720
2456
11:27
whichlequel we discovereddécouvert
in a resurrectionRésurrection plantplante.
233
675200
2416
découvert chez une
plante de résurrection.
11:29
The niceagréable thing about this promoterpromoteur
is that we do nothing.
234
677640
3136
C'est un promoteur sympa car
nous n'avons rien à faire.
11:32
The plantplante itselfse sensessens droughtsécheresse.
235
680800
2080
La plante elle-même
reconnaît la sécheresse,
11:35
And we'venous avons used it to driveconduire antioxidantantioxydant
genesgènes from resurrectionRésurrection plantsles plantes.
236
683600
5096
On l'a utilisée afin d'activer les gènes
antioxydants des plantes de résurrection.
11:40
Why antioxidantantioxydant genesgènes?
237
688720
1856
Pourquoi les gènes antioxydants ?
11:42
Well, all stressescontraintes,
particularlyparticulièrement droughtsécheresse stressstress,
238
690600
3056
Tous les types de stress,
en particulier la sécheresse,
11:45
resultsrésultats in the formationformation of freegratuit radicalsradicaux,
239
693680
2296
provoque la formation de radicaux libres
ou espèces oxygénées réactives
11:48
or reactiveréactif oxygenoxygène speciesespèce,
240
696000
2336
11:50
whichlequel are highlytrès damagingendommageant
and can causecause cropsurgir deathdécès.
241
698360
2720
qui endommagent et peuvent tuer la plante.
11:53
What antioxidantsantioxydants do is stop that damagedommage.
242
701680
2600
Les antioxydants stoppent
la détérioration.
11:57
So here'svoici some dataLes données from a maizemaïs strainsouche
that's very popularlypopulairement used in AfricaL’Afrique.
243
705360
3896
Donc, voici des données sur une souche
de maïs très utilisée en Afrique.
A gauche de la flèche
sont les plantes sans ces gènes ;
12:01
To the left of the arrowflèche
are plantsles plantes withoutsans pour autant the genesgènes,
244
709280
3296
12:04
to the right --
245
712600
1256
à droite, les pantes avec
les gènes antioxydants.
12:05
plantsles plantes with the antioxidantantioxydant genesgènes.
246
713880
2056
Après 3 semaines sans irrigation,
12:07
After threeTrois weekssemaines withoutsans pour autant wateringarrosage,
247
715960
1816
12:09
the onesceux with the genesgènes
do a hellenfer of a lot better.
248
717800
2480
celles avec les gènes
se portent beaucoup mieux.
12:13
Now to the finalfinal approachapproche.
249
721720
1336
A propos de la dernière étude :
12:15
My researchrecherche has shownmontré
that there's considerableconsidérable similaritysimilitude
250
723080
3536
mes recherches ont démontré
une similarité considérable
entre le mécanisme de
tolérance au dessèchement
12:18
in the mechanismsmécanismes of desiccationdessiccation tolerancetolérance
in seedsdes graines and resurrectionRésurrection plantsles plantes.
251
726640
4416
des graines et des
plantes de résurrection.
Alors je me suis posé la question :
utilisent-elles les mêmes gènes ?
12:23
So I askdemander the questionquestion,
252
731080
1416
12:24
are they usingen utilisant the sameMême genesgènes?
253
732520
1440
12:26
Or slightlylégèrement differentlydifféremment phrasedlibellé,
254
734480
2256
Posée différemment :
les plantes résistantes
utilisent-elles des gènes
12:28
are resurrectionRésurrection plantsles plantes usingen utilisant genesgènes
evolvedévolué in seedla graine desiccationdessiccation tolerancetolérance
255
736760
4496
dérivés de ceux des graines résistantes
dans leurs racines et feuilles ?
12:33
in theirleur rootsles racines and leavesfeuilles?
256
741280
1256
Ont-ils reconfiguré ces gènes
12:34
Have they retaskedredéployés these seedla graine genesgènes
257
742560
2056
dans les racines et les feuilles
des plantes de résurrection ?
12:36
in rootsles racines and leavesfeuilles
of resurrectionRésurrection plantsles plantes?
258
744640
2040
12:39
And I answerrépondre that questionquestion,
259
747760
1856
Et je réponds à cette question,
après de nombreuses recherches
de mon équipe
12:41
as a consequenceconséquence of a lot
of researchrecherche from my groupgroupe
260
749640
2416
et de récentes collaborations avec un
groupe de Henk Hillhorst aux Pays-Bas,
12:44
and recentrécent collaborationscollaborations from a groupgroupe
of HenkHenk HilhorstHilhorst in the NetherlandsPays-Bas,
261
752080
3536
12:47
MelMel OliverOliver in the UnitedUnie StatesÉtats
262
755640
1576
Mel Oliver aux États-Unis
12:49
and JuliaJulia BuitinkBuitink in FranceFrance.
263
757240
2600
et Julia Buintink en France.
La réponse est : oui.
12:51
The answerrépondre is yes,
264
759880
1416
Il y a un ensemble de gènes
impliqués dans les deux cas
12:53
that there is a corecoeur setensemble of genesgènes
that are involvedimpliqué in bothtous les deux.
265
761320
2856
et je vais grossièrement l'illustrer
dans le cas du maïs.
12:56
And I'm going to illustrateillustrer this
very crudelygrossièrement for maizemaïs,
266
764200
3416
Les chromosomes en dessous
de l’interrupteur
12:59
where the chromosomeschromosomes belowau dessous de the off switchcommutateur
267
767640
2416
13:02
representreprésenter all the genesgènes that are requiredChamps obligatoires
for desiccationdessiccation tolerancetolérance.
268
770080
3575
représentent tous les gènes nécessaires
à la tolérance à la sécheresse.
Lorsque les grains de maïs sèchent
à la fin de leur cycle de vie,
13:05
So as maizemaïs seedsdes graines driedséché out
at the endfin of theirleur periodpériode of developmentdéveloppement,
269
773680
4256
ils activent ces gènes.
13:09
they switchcommutateur these genesgènes on.
270
777960
1360
Les plantes de résurrection activent les
mêmes gènes lorsqu'elles se dessèchent.
13:12
ResurrectionRésurrection plantsles plantes
switchcommutateur on the sameMême genesgènes
271
780680
2896
13:15
when they drysec out.
272
783600
1656
Donc toutes les cultures actuelles ont
ces gènes dans leurs racines et feuilles,
13:17
All modernmoderne cropscultures, thereforedonc,
273
785280
1776
13:19
have these genesgènes
in theirleur rootsles racines and leavesfeuilles,
274
787080
2056
mais elles ne les ont jamais activés.
13:21
they just never switchcommutateur them on.
275
789160
1736
Elles ne les ont activés
que dans leurs graines.
13:22
They only switchcommutateur them on in seedla graine tissuestissus.
276
790920
1960
Ce que nous essayons de faire,
13:25
So what we're tryingen essayant to do right now
277
793440
1736
c'est comprendre les signaux
cellulaires et environnementaux
13:27
is to understandcomprendre the environmentalenvironnement
and cellularcellulaire signalssignaux
278
795200
2616
13:29
that switchcommutateur on these genesgènes
in resurrectionRésurrection plantsles plantes,
279
797840
2440
qui activent ces gènes
dans les plantes de résurrection
13:33
to mimicimiter the processprocessus in cropscultures.
280
801280
1760
afin d'imiter ce processus
dans les cultures.
13:35
And just a finalfinal thought.
281
803680
1736
Une dernière remarque :
ce que nous essayons de faire
en peu de temps
13:37
What we're tryingen essayant to do very rapidlyrapidement
282
805440
2216
13:39
is to repeatrépéter what naturela nature did
in the evolutionévolution of resurrectionRésurrection plantsles plantes
283
807680
3816
est d'imiter ce qu'a fait la nature dans
l'évolution des plantes de résurrection,
13:43
some 10 to 40 millionmillion yearsannées agodepuis.
284
811520
1840
il y a 10 à 40 millions d'années.
13:46
My plantsles plantes and I thank you
for your attentionattention.
285
814160
2496
Mes plantes et moi vous remercions
pour votre attention.
13:48
(ApplauseApplaudissements)
286
816680
6235
(Applaudissements)
Translated by Ikram MEZGHICHE
Reviewed by Juliet Vdt

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ABOUT THE SPEAKER
Jill Farrant - Professor of molecular and cell biology
Jill Farrant is leading the development of drought-tolerant crops to nourish populations in arid climates.

Why you should listen

A professor of molecular and cell biology at the University of Cape Town (UCT) in South Africa, Jill Farrant researches the remarkable (and little known) world of resurrection plants. These are plants that can survive extreme drought, “resurrecting” when moistened or irrigated. If we can better understand their natural preservation mechanisms and their key protectants, she suggests, it could help us develop more drought-tolerant crops to feed populations in increasingly dry and arid climates around the world. Her research may also have medical applications.

Farrant was the African/Arab States recipient of the 2012 L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, one of only five scientists worldwide who were selected by an international jury as "researchers who will have a major impact on society and help light the way to the future." In 2009, she was awarded an A-rating by the National Research Foundation (the first female researcher at UCT ever to receive such a rating) as well as being made a member of the UCT College of Fellows.

More profile about the speaker
Jill Farrant | Speaker | TED.com