MAX HAGMAN
M. HAGMAN dirige la station de génétique forestière de l'institut de recherche forestière de Maisala (Finlande).
Dans une société vouée à l'efficacité, à une époque d'évolution dynamique des connaissances et des réussites scientifiques et technologiques, l'interdépendance entre l'Etat, la science et l'industrie s'accentue constamment.
La recherche scientifique, le progrès technologique et l'utilisation commerciale se suivent de si près qu'il est presque impossible aujourd'hui de les délimiter. De plus ce cycle recommence sans cesse et tout arrêt ou ralentissement, tout oubli ou omission arbitraires dans un domaine quelconque auront des conséquences désastreuses.
Les principes généraux énoncés par Stoltenberg en 1967 peuvent s'appliquer également à la génétique forestière et à l'amélioration des arbres. Là aussi, la recherche, le progrès technique et l'application pratique doivent aller de pair si l'on veut obtenir des résultats valables. Même si la production et l'emploi de variétés à rendement élevé ont atteint le stade de la pratique, il reste constamment nécessaire d'établir et de mettre à exécution des programmes de recherche complémentaires.
S'il est vrai, comme l'a fait remarquer Laurie (1957), que les programmes de recherche sont rarement établis dès le début, il est cependant utile de discuter ici de plusieurs aspects de la planification et de l'exécution des recherches. Nous chercherons à présenter certains principes généraux utiles, à signaler les programmes importants déjà mis en œuvre, à désigner certains secteurs où des recherches plus poussées sont indiquées et à examiner certains aspects de la liaison entre la recherche d'une part, l'administration et la pratique de l'autre.
Salon Nikolai Vavilov (1951), directeur d'un des plus vastes programmes de production et d'emploi de variétés à fort rendement, la question de nouvelles plantations est toujours liée à la découverte de variétés appropriées; l'étude systématique des ressources végétales mondiales est à peine ébauchée et d'énormes réserves encore intactes, inconnues aux sélectionneurs scientifiques d'hier ont été découvertes. L'immense source potentielle d'espèces et de variétés doit être étudiée à fond à l'aide des méthodes les plus récentes.
Commençons donc par définir l'objet de notre étude, la variété. Selon le Code international de nomenclature des plantes cultivées (1958), le terme de cultiver (variété) désigne un ensemble d'unités cultivées qui se distinguent par une caractéristique quelconque (d'ordre morphologique, physiologique, cytologique, chimique ou autre) significative du point de vue de l'agriculture, de la sylviculture ou de l'horticulture, et qui, une fois reproduites (de façon sexuée ou asexuée) conservent leurs particularités distinctives.
Compte tenu de cette définition, tour; programme de production et d'utilisation des variétés à, fort rendement doit comprendre les phases suivantes:
1. Recenser l'incidence naturelle et la, variabilité des caractéristiques désirées;
2. Tirer parti de ces caractéristiques par amélioration ou sélection à partir de sujets naturels,
3. Définir et déterminer l'identité génétique du cultiver produit; et
4. Observer et améliorer les cultivars en cours de culture.
SOURCES NATURELLES DE VARIÉTÉS A RENDEMENT ÉLEVÉ
Recherche de gènes utiles
En ce qui concerne l'amélioration des arbres, la sylviculture est relativement en retard par rapport à l'agriculture, par exemple, qui cultive des plantes depuis des milliers d'années.
La dispersion des forêts dans le monde laisse penser qu'il existe encore de nombreuses espèces forestières, races géographiques ou lignées locales utiles qui n'ont pas encore été décrites ou exploitées. Ceci est particulièrement vrai des espèces subtropicales et tropicales, mais de nouvelles découvertes restent possibles même dans les zones tempérées.
Les programmes de recherche doivent donc comprendre une prospection systématique d'espèces et variétés forestières nouvelles et utiles. De plus en plus, les activités de l'homme risquent de détruire certaines espèces et provenances de valeur, dons les gènes sont ainsi perdus à jamais. La disparition des peuplements naturels appauvrit le réservoir génétique d'un pays; des mesures de conservation s'imposent à titre préventif.
Pour beaucoup de plantes cultivées importantes, la conception des espèces et de leur composition a dû être radicalement modifiée. Heureusement, ce stade n'est pas encore atteint pour les arbres. Mais, comme les plantes forestières sont de plus en plus généralement cultivées et que l'on déplace fréquemment espèces et provenances d'une partie du monde à l'autre, l'espèce primitive et sa variation naturelle risquent de disparaître plus tôt que nous ne le pensons.
On a déjà entrepris d'empêcher, au moyen d'efforts centralisés, la disparition d'espèces forestières de valeur et l'importance de cette question a été soulignée (FAO, 1969).
Divers programmes d'inventaires sont actuellement en voie d'exécution à l'institut national des recherches forestières du Mexique pour les pins mexicains, au bureau des forêts et du bois de Canberra pour les eucalyptus, à l'institut forestier du Commonwealth à Oxford pour les pins tropicaux des Antilles et au centre de graines forestières FAO/Danemark de Humlebaek pour les pins de la zone tropicale du sud-ouest asiatique.
Il y a des régions tout aussi importantes en Amérique du Sud, à l'intérieur de la Chine du sud-ouest et de la Mandchourie du nord-est, ainsi que dans certaines parties de la taïga sibérienne. L'étude approfondie de ces régions devra donc être prioritaire; les institutions nationales devront être informées de la valeur de ces travaux sur le plan international.
Lorsqu'on fait la prospection des espèces, des races forestières ou même des sujets dans une région donnée, le classement et l'identification taxonomiques peuvent se baser sur des méthodes botaniques classiques. Mais il est tout aussi nécessaire de décrire les plantes et les conditions écologiques de leur croissance, description le plus souvent absente des travaux taxonomiques et des descriptions technologiques. On ne devrait pas ignorer, à cet égard, les textes anciens datant d'une époque où les savants avaient encore le temps de faire des observations et de les décrire. Carl Maximowicz (1859) et Ernest H. Wilson (1913) sont remarquables à cet égard.
Echantillonnage des réservoirs génétiques
L'échantillonnage peut s'inspirer de divers critères. Le sélectionneur peut rechercher surtout la variabilité, la supériorité ou certaines qualités spéciales, mais il est important, notamment dans le cas d'espèces nouvelles, de prendre au maximum en considération la variabilité. C'est elle qui, en fin de compte, fournit le matériel pour la sélection. D'autre part, plusieurs caractéristiques des arbres forestiers ont une transmissibilité héréditaire si élevée qu'il est tout indiqué de sélectionner ces caractéristiques lorsqu'elles sont présentes. Cependant, ce qui est supériorité dans un pays donné ne l'est pas nécessairement dans un autre où les conditions sont différentes.
Le choix du meilleur programme d'échantillonnage pour un réservoir génétique donné relève du statisticien, travaillant en étroite coopération avec des personnes connaissant bien l'espèce déterminée, son habitat, les conditions naturelles de sa croissance et ses variations locales. Le Manuel de méthodologie pour les ressources génétiques végétales, que doit publier le PBI, sera très utile à cet effet.
Même après un échantillonnage satisfaisant assorti de descriptions et de collections d'échantillons, rien ne garantit que les gènes naturels pourront toujours être obtenus si l'on ne prend pas certaines mesures pour assurer leur préservation. Les intérêts du généticien et du marchand de bois peuvent être diamétralement opposés. Chaque pays s'intéressant à la sylviculture doit inscrire dans son programme de recherche forestière un plan de conservation des sources génétiques nationales et locales. Ce plan doit définir les régions et les aires auxquelles s'étendront les mesures de conservation, ainsi que le nombre d'espèces, de peuplements et d'arbres à protéger.
Le rôle du centre régional
D'ordinaire, l'objectif d'une expédition n'est pas seulement de décrire, mais aussi d'obtenir du matériel de plantation. Dans beaucoup de cas, il est impossible de recueillir des graines ou d'autre matériel pendant l'expédition et, en général, des dispositions doivent être prises sur place pour organiser des livraisons par la suite.
En conséquence, il peut y avoir intérêt à installer un centre régional ou local de semences. Les expéditions coûtent cher; comme plusieurs pays s'intéressent souvent à une région ou à une espèce forestière donnée, une collaboration des pays intéressés en vue d'établir un centre de semences ou de constituer un groupe de travail pour acquérir des semences permettrait d'augmenter l'efficacité des travaux et de diminuer les frais.
Il existe déjà des centres de ce genre, comme par exemple le centre thaïlandais/danois du teck (Keiding, 1966). Le groupe de travail des semences de la section 22 de l'IUFRO, dirigé par M. Barner, d'Humlebaek, Danemark, offre un excellent exemple de la grande utilité que peuvent avoir certaines activités même poursuivies en dehors de l'aire de récolte, pourvu que ce soit en liaison avec un personnel local qualifié.
Le rôle des centres régionaux ne se borne pas à la récolte et à la distribution des semences. Ils peuvent également établir et maintenir des banques nationales de clones et servir de centres d'échanges de matériel végétatif. Là où les méthodes et les installations permettent la conservation à long terme des semences, les centres pourraient maintenir des banques de semences et organiser la reproduction contrôlée des souches génétiques particulièrement bonnes par la régénération naturelle.
Les travaux de recherche sur la récolte et l'emmagasinage du pollen sont actuellement en bonne voie, par exemple à l'institut de génétique forestière de Schmalenbeck (Rép. féd. d'Allemagne), et à l'arboretum de Hørsholm (Danemark) qui travaille en coopération avec le centre danois de recherches atomiques. La récolte et l'emmagasinage du pollen dans des banques de pollen viendront un jour s'ajouter aux autres activités des centres régionaux.
L'introduction de plantes comporte le transfert d'entités génétiques loin des lieux auxquels elles sont adaptées et accoutumées dans des stations où elles n'ont pas encore été essayées; l'étude de la structure génétique des organismes et de leurs peuplements est essentielle pour comprendre et prédire les réactions génétiques qui résulteront de tels transferts (Bennett, 1965); un centre régional est l'instance la plus compétente pour une telle étude. Le travail des spécialistes attachés à une base locale ne se limite pas à la description des arbres et des climats. L'expérience qu'ils acquièrent dans leur travail quotidien constituera une assise précieuse pour toute étude génécologique d'une espèce donnée dans des conditions qui lui sont naturelles. Dans toute nouvelle entreprise, dans ce domaine, il sera possible d'économiser beaucoup de temps et d'argent en prenant rapidement contact avec un centre de ce genre, surtout si on manque de matériel de sources connues, de connaissances et de personnel qualifié.
Ces centres devraient maintenir d'étroits rapports entre eux et tenir les organisations internationales au courant de leurs programmes et de leurs activités. Une spécialité - ou un spécialiste - pourra y attirer une équipe de chercheurs, formant ainsi une équipe efficace.
L'étude de la structure génétique d'un peuplement naturel mènera éventuellement à la formation d'un passeport écologique» (Vavilov, 1951). Des populations de Pinus sylvestris, Picea abies et Betula verrucosa ont ainsi été étudiées en Finlande. Lorsque la variabilité des caractéristiques morphologiques ou autres aura été établie, des recherches plus approfondies révéleront certainement les facteurs génétiques et les déterminants ainsi que leurs cheminements physiologiques et biochimiques.
En planifiant les études méthodologiques sur la structure et le développement d'un peuplement, il ne faut pas oublier que la technique de simulation peut nous donner 300 générations en une heure d'ordinateur (Crosby, 1960).
Introduction de nouvelles espèces et variétés
Les différentes phases de l'introduction de plantes n'offrent pas de solution de continuité depuis les arboreta et les pépinières forestières jusqu'aux expérimentations en milieu naturel et aux cultures pratiques. Plusieurs publications connues sont consacrées à la gestion (Edwards et Howell, 1962; Lines, 1967, etc.). Holubcik (1969) et Larsen (1969) étudient également ce sujet.
Une mise en garde s'impose toutefois. La généralisation d'introductions de plantes doit aller de pair avec une réglementation pour empêcher l'introduction de nouveaux parasites. Une quarantaine phytosanitaire est essentielle. Il faut donc centraliser et contrôler très strictement les importations de matériel végétal.
En foresterie, les introductions se font généralement sur une grande échelle et le contrôle qui peut être exercé, même dans des plantations d'essai, reste limité.
Il est recommandé de consulter des organisations régionales, telles que l'Organisation européenne pour la protection des plantes, par exemple, avant d'entreprendre des importations massives. On pourrait ainsi s'assurer qu'aucun danger sérieux n'accompagnerait l'introduction d'une bonne variété ou d'une essence nouvelle intéressante.
MÉTHODES D'AMÉLIORATION
Toutes les caractéristiques désirables ne se présentent généralement pas ensemble sur le même arbre. Il faut employer différentes méthodes d'amélioration pour obtenir l'assortiment voulu de qualités. Il convient donc d'établir quelles sont les méthodes qui peuvent apporter le plus de renseignements le plus vite possible. Les méthodes générales de sélection végétale sont utiles, mais les généticiens forestiers auraient aussi intérêt à étudier les nouveaux programmes de recherche spécialisée sur d'autres cultures (Donald, 1968; Hageman et al., 1967).
Les arbres forestiers vivent longtemps. Il est souvent nécessaire de prévoir à long terme sur la base d'une évolution initiale. Des modèles mathématiques et des procédés statistiques sont donc indispensables pour établir les meilleures prévisions des caractéristiques finales. Nanson (1969) étudie certains de ces points.
La possibilité d'utiliser les indices de sélection et les observations de l'héritabilité dépend du genre de plantation entreprise. La culture de pins en Laponie avec une révolution de 140 ans nécessite évidemment d'autres méthodes que la plantation d'eucalyptus sous les tropiques.
Recherche en vue d'accélérer la sélection
L'étude génétique des plantes cultivées et des animaux domestiques s'appuie souvent sur l'observation d'organismes expérimentaux tels que Drosophila, Neurospora, etc. L'avantage de ces formes pour l'étude des bases physiques de l'hérédité est évident. Pourtant' comme Ford l'a fait remarquer (1964), il est bien difficile de parler de l'écologie de Neurospora. Le progrès de la génétique écologique exigera de nouveaux concepts, de nouvelles méthodes et de nouveaux matériels.
On devrait rechercher un «arbre drosophile» sur lequel pourraient se baser divers programmes de recherche et qui permettrait de mettre à l'épreuve les méthodes. Cet arbre devrait présenter les caractéristiques suivantes: cycle bref, floraison abondante, robustesse physiologique et habitat vaste. Pour les zones tempérées, les aulnes et les bouleaux seraient de bons candidats; des espèces présentant les mêmes caractéristiques seront nécessaires dans les zones subtropicales et tropicales.
Dans des conditions de croissance rapide, comme sous les tropiques, il devrait être facile de mettre à l'épreuve les programmes basés sur des modèles mathématiques ou sur des hypothèses concernant divers modes de sélection, de reproduction endogame, etc. L'évaluation des premières méthodes d'essai en laboratoire et en pépinière mérite aussi une haute priorité.
Quel effort de recherche fondamentale faut-il avant d'obtenir des résultats pratiques? A ce sujet, les évaluations varient plus que pour toute autre question. Quand en pratique tout va bien, on n'a pas besoin de recherche et quand tout va mal, on n'a pas les moyens de faire de la recherche (Laurie, 1957).
Objectifs de la sélection
La sélection vise des buts très divers dans les différentes parties du monde. Il reste des régions où le produit le plus demandé est le bois de chauffage (Turbang et von Hegel, 1968). A l'autre extrême, la sylviculture tend à se confondre avec l'horticulture quand il s'agit de sélectionner des arbres de Noël selon des critères esthétiques.
De temps à autre, il faut remettre en question les objectifs de la sélection. Un rendement élevé en volume dépend de plusieurs facteurs et il serait peut-être préférable de sélectionner directement les caractéristiques physiologiques affectant la croissance. A-t-on jamais envisagé, par exemple, de prendre comme critère de sélection la détermination de la photosynthèse par les stomates (Gaastra, 1959)? Ceci n'est pas une opération aisée; mais Fowler (1969) a souligné l'utilité d'une approche pluridisciplinaire.
Les arbres poussent rarement seuls; ils forment des peuplements qui sont des systèmes écologiques complexes, de sorte que l'écologie fondamentale est très utile à nos recherches. La fonction des écosystèmes terrestres a fait l'objet d'un colloque récent (Eckhardt, 1968). Même dans le cas des recherches sur la résistance, il serait peut-être tout aussi utile d'étudier le mode de reproduction de l'agent pathogène que d'étudier l'arbre hôte.
Les besoins de l'industrie du bois varient tout aussi rapidement que les conditions de production du bois. Les méthodes d'extraction du bois ont déjà affecté la dimension et la structure des peuplements mûrs. Bien évidemment, les méthodes génétiques à employer ne sont pas les mêmes selon que l'on cherche à obtenir du bois de grande dimension ou bien des feuillus à croissance rapide, cultivés avec des révolutions de un à trois ans, récoltés mécaniquement et déchiquetés sur les lieux.
Les sélectionneurs doivent être prêts à faire face à l'évolution des besoins de l'industrie. Il est utile d'analyser les caractéristiques fondamentales du bois susceptibles d'assurer un bénéfice maximal à l'utilisation industrielle. Les chercheurs doivent coopérer beaucoup plus étroitement avec les utilisateurs éventuels des variétés qu'ils auront mises au point. On peut trouver d'excellents exemples de cette coopération dans les comptes rendus des réunions de la section 41 de l'IUFRO sur la qualité du bois (IUFRO, 1965) ainsi que dans ceux des réunions de la TAPPI sur la biologie forestière (TAPPI, 1967).
Information
La quantité de données fournies par la recherche peut être énorme et d'autant plus difficile à manier que la recherche fondamentale fait simultanément appel à des éléments botaniques, climatologiques, physiologiques, biochimiques et technologiques. Des programmes de collecte, de traitement et de conservation des données ainsi que de la documentation ultra-rapide sont donc indispensables à notre époque.
La plupart des grandes institutions disposent d'ordinateurs; plusieurs groupes de chercheurs travaillent déjà à ces problèmes et nombre de programmes existants pourraient être utilisés directement dans la sylviculture (Bradley et Denmead, 1967; Dale, 1968). L'Agence internationale de l'énergie atomique élabore actuellement un programme spécial pour les cultivars.
D'autre part, il faut élaborer des systèmes de documentation pour les chercheurs des petits pays dont les fonds sont limités. Le groupe de travail de la section 22 de l'IUFRO, chargé de la documentation et du rassemblement des données, pourra être utile à cet égard.
Pour tous les sélectionneurs, débutants ou chevronnés, un compte rendu mondial à jour des programmes de recherche serait précieux. On pourrait s'inspirer des «Recherches horticoles dans le monde», publiées dans Chronica Horticultura, organe officiel de la Société internationale d'horticulture.
MÉTHODES DE PRODUCTION EN MASSE
La phase générative
Le plan de sélection pour une culture donnée dépend en grande partie de son mode de fécondation. Il est donc nécessaire de connaître le système de reproduction d'une plante avant de pouvoir entreprendre un programme de production. Dans certains cas, on peut déduire, à partir de règles générales, le type de système de reproduction d'une essence, mais il est prudent de vérifier l'hypothèse avant d'entreprendre des croisements à grande échelle.
Jusqu'à maintenant, nous ne connaissons le système de fécondation que pour quelques-unes des essences importantes de la zone tempérée, et il serait bon d'entreprendre des recherches sur les essences subtropicales et tropicales. A cet égard, l'étude l'évolution contemporaine des systèmes de reproduction naturelle pourrait être extrêmement fructueuse. D'importantes études sont actuellement en cours dans d'autres secteurs de la recherche biologique (Ashton, 1969).
Il faut continuellement recueillir des données fondamentales sur toutes les différentes phases de la reproduction des arbres, dans leurs pays d'origine et à l'étranger. Ces observations devraient être mises en rapport avec les conditions climatologiques, les traitements nutritifs et les variations clonales.
Les causes antérieures des échecs en matière d'hybridation devraient être étudiées. Le forestier doit déterminer pourquoi tel ou tel croisement a échoué, puis concevoir des traitements et des travaux d'amélioration génétique afin de surmonter l'obstacle qui empêche l'hybridation.
On ne dispose guère de méthodes pour obtenir une bonne pollinisation à grande échelle, et trop peu de recherches ont été consacrées au processus de pollinisation artificielle. Des pertes considérables se produisent souvent dans les croisements sans qu'on sache les raisons de ces échecs. Il faut améliorer les méthodes employées pour recueillir, traiter et conserver le pollen. En Finlande, on s'est surtout intéressé à la récolte du pollen; les études sur sa conservation ont été mentionnées plus haut.
En dépit de plusieurs essais dans ce sens, il semble y avoir très peu de méthodes permettant d'agir sur la floraison, et c'est là un problème fondamental. On peut espérer que cette question et plusieurs autres seront examinées en détail par le groupe de travail sur la reproduction sexuée de la section 22 de l'IUFRO qui s'est réuni en Finlande en 1970.
La phase végétative
Dans le cas de plusieurs espèces forestières, le greffage restera la méthode principale de propagation. Des données de base plus nombreuses sont nécessaires pour que l'on puisse comprendre les variations des résultats du greffage. Il y a lieu de mentionner tout particulièrement les travaux du centre de génétique forestière de Graupa (Allemagne orientale), où des études physiologiques détaillées ont été conduites par Tzschacksch (1967, 1968a, 1968b et 1969).
Si l'on pouvait agir sur la formation d'embryons adventices, on pourrait tirer un parti maximal des génotypes connus aussi bien pour la recherche génétique que pour les plantations de production, avec tous les avantages qu'offre la possibilité de conserver et de transporter les génotypes sous forme de graines (Libby et al., 1969).
Jusqu'à tout récemment (Sutton, 1969), très peu de données sur le développement du système radiculaire des conifères ont été compilées, et peu de recherches ont été entreprises sur la génétique du développement des racines, question tout aussi importante que la génétique du fût et du houppier. Il ne semble pas que les sélectionneurs aient entrepris de nombreux programmes d'amélioration du système radiculaire. On manque beaucoup de renseignements sur les causes génétiques et physiologiques des différences dans la faculté d'émettre des racines. D'autre part, l'application de nouvelles techniques a conduit récemment à des résultats encourageants (Thulin et Faulds, 1968).
Quand on considère l'utilisation de variétés à rendement élevé dans la pratique, on constate que la sylviculture est encore très en retard. Deux questions se posent au sélectionneur:
1. Y a-t-il des variétés qui aient un rendement élevé partout?
2. L'identification du matériel à rendement particulièrement élevé peut-elle être acceptée en toute sécurité?
Afin de répondre à ces questions il faut préparer une étude des interactions variété/milieu, se mettre en mesure de connaître et d'utiliser l'expérience acquise en milieu forestier et élaborer une méthode pour contrôler l'identité des cultivars durant la production et la culture.
Avant d'affirmer qu'une nouvelle espèce ou variété convient à de nouvelles conditions, on doit la soumettre à des essais directs.
INTERACTION VARIÉTÉ/MILIEU
Les structures héréditaires des espèces vivantes qui constituent le peuplement climatique des différentes régions du monde contiennent une considérable variabilité latente. On peut, en partie, mettre à jour cette variabilité cachée en transportant ces organismes dans des milieux différents, où les gènes ne sont pas activés de la même façon. Une autre partie de cette variabilité peut se manifester lorsque des gènes d'écotypes provenant de milieux opposés ont la possibilité de se révéler par le croisement et la combinaison. Il ne fait aucun doute que des espèces distinctes comportent de hauts degrés de variabilité, car on ne peut identifier que les différences susceptibles d'analyse génétique (Clausen et Hiesey, 1958).
Des programmes de recherche devraient être élaborés pour permettre la détection de gènes latents lors de l'introduction d'essences forestières dans un nouveau milieu. Pour les arbres forestiers, les conditions expérimentales sont exceptionnelles à cause de l'envergure des opérations et de la longueur de la période d'observation.
Il ne faut pas oublier qu'en transportant des espèces à de grandes distances et en les replantant dans un milieu entièrement différent, on peut créer des conditions propices à de nouveaux stades d'évolution (Simpson, 1953). Comme la latence ou l'expression d'un gène peuvent dépendre de variations infimes et très localisées du sol et du climat, il faut mettre au point une méthode pour recueillir des données précises sur tous les facteurs édaphiques et climatologiques.
Le nombre d'expériences en milieu forestier ne sera probablement pas assez élevé pour découvrir toute la variabilité. Il faut donc instituer des programmes permettant de réunir aussi des données provenant des plantations forestières. L'observation du comportement d'une variété en plantation fournira une base solide pour juger sa stabilité génétique et pourra mettre au jour des caractéristiques d'importance économique qui ne s'étaient pas révélées dans l'aire d'origine.
Les petits pays ne peuvent pas effectuer d'essais de variétés dans un grand nombre de conditions différentes. Il importe donc d'organiser, pour les espèces les plus importantes, des programmes d'essai internationaux. Des expériences de ce genre se poursuivent depuis plusieurs années avec Picea, Larix et Eucalyptus et l'on vient d'entreprendre de nouvelles séries d'expériences avec Psedotsuga, Pinus contorta, Cedrela et deux essences de pins tropicaux. Des expériences devraient être faites avec d'autres espèces, en particulier avec des essences des forêts tropicales humides. Le groupe de travail sur les essais de provenance de la section 22 de l'IUFRO facilitera la coordination et la coopération et encouragera l'échange des données et des découvertes découlant de ces expériences.
COMMENT CONTRÔLER L'IDENTITÉ DES CULTIVARS
A l'avenir, les forestiers utiliseront de plus en plus des cultivars spéciaux, produits dans des centres de reproduction et distribués par des marchands de semences et des pépiniéristes dans le monde entier. Comme ces cultivars pourront être vendus à des clients qui n'ont pas toujours des connaissances spécialisées, un programme détaillé de contrôle de l'identité des cultivars sera nécessaire. Avant d'en confier l'application à des organes juridiques et administratifs, il faudra effectuer des recherches sur les meilleures méthodes de contrôle.
Les méthodes d'identification doivent être simples, exactes et rapides. Il faudrait examiner, le plus tôt possible, les possibilités d'appliquer des codes d'ordinateurs aux cultivars forestiers comme on les emploie en taxonomie numérique (Williams et Dale, 1965; Rogers, Fleming et Estabrook, 1967). Là où l'identification morphologique est difficile, il serait peut-être possible d'employer des tests biochimiques en plus des méthodes de caractère plus traditionnel. Avec les techniques modernes de laboratoire, ces tests sont aussi rapides que les mesures et l'identification microscopique (Fairbrothers, 1968; Harborne, 1968).
Lorsque l'identification d'un cultiver forestier est possible, comme en horticulture (Seibert 1968), des centres d'enregistrement pour les essences les plus importantes devraient être créés. Il existe déjà des organes qui pourraient remplir cette fonction, par exemple la Commission internationale du peuplier et les centres de teck et d'eucalyptus mentionnés plus haut.
Pour que le contrôle et l'enregistrement des cultivars soient efficaces, chaque pays devra élaborer un programme national d'enregistrement de clones, peuplements, vergers à graines et hybrides sélectionnés, etc. L'enregistrement de toutes les plantations de matériel amélioré est aussi nécessaire. A noter que ces registres nationaux sont obligatoires pour l'association au système de l'OCDE pour le contrôle de matériels forestiers de reproduction destinés au commerce international (OCDE, 1967).
Une autre possibilité à envisager est la recherche et la sélection de marqueurs génétiques de nature morphologique ou biochimique. La recherche fondamentale sur la production et l'utilisation de ces marqueurs promet d'être très rentable à l'avenir.
La possibilité de trouver de nouvelles méthodes doit être étudiée. On a publié récemment la première expérience réussie de transformation chez un végétal supérieur (Hess, 1969). Cette technique pourrait être utile aussi pour l'amélioration des arbres forestiers.
RECHERCHE ET APPLICATIONS
Il n'est pas nécessaire, ni même souhaitable, que le chercheur trouve pour ses travaux des applications économiques, mais il partage avec d'autres la responsabilité d'examiner quels sont les moyens les plus efficaces d'atteindre cet objectif. Il fait partie d'une équipe collectivement responsable des découvertes théoriques, des plans d'application et des réalisations dont il doit orienter les efforts et satisfaire les besoins; en retour les difficultés des autres membres de l'équipe inspirent et dirigent ses efforts (Jackson, 1957).
Rares sont les instituts de recherche qui peuvent mener à bien des travaux de cette envergure isolément. L'exécution de tout grand programme de recherche pour l'amélioration des arbres doit, dès le début, être organisée en liaison étroite avec l'aménagement et l'administration des forêts. Plusieurs activités qui pourraient être un fardeau pour un institut de recherche peuvent être prises en charge par les praticiens. En revanche, un grand nombre d'opérations peuvent profiter de programmes centralisés préparés par des instituts. De cette manière, on peut améliorer les communications entre chercheurs et praticiens et établir la compréhension mutuelle si nécessaire à tout travail.
En Finlande, on a essayé de résoudre ce problème par le programme national finlandais pour l'amélioration génétique des arbres forestiers (tableau 7). La répartition du travail s'établit en fonction de deux critères: nature du travail et organes administratifs compétents pour la gestion des fonds publics.
PLANIFICATION FINANCIÈRE
La recherche moderne est fort onéreuse. Presque toutes les organisations ont un budget annuel. Comment ces budgets sont-ils déterminés? Il est surprenant que l'on connaisse si mal le coût des programmes de recherche, le personnel nécessaire et la répartition effective des crédits entre les divers champs d'activité. La comptabilité n'est généralement pas publiée dans les revues scientifiques.
La tradition selon laquelle les chercheurs ne sont pas responsables en matière financière, qu'ils se préoccupent uniquement d'obtenir le maximum de crédits pour leurs travaux, n'est pas morte. Mais l'expérience montre que si le système leur permet d'assumer l'entière responsabilité financière de leur laboratoire, ils peuvent être aussi bons économes que quiconque (Wilson, 1957).
La confiance doit régner entre les chercheurs et les autres parties intéressées. Elle permet de confier aux chercheurs des responsabilités financières accrues et de déléguer celles-ci selon les besoins à tous les niveaux, rapprochant ainsi le savoir et l'autorité et réalisant de réelles économies.
Le rôle du service financier d'un laboratoire n'est pas de contrôler les programmes de recherche, mais de surveiller constamment les dépenses. Il peut estimer correctement les frais en s'assurant que toutes les dépenses réelles sont comptées, ce qui permet au chercheur de mesurer le coût réel de son projet (qui le surprend souvent).
TABLEAU 7 RÉPARTITION DES RESPONSABILITÉS DU PROGRAMME FINLANDAISE D'AMELIORATION GÉNÉTIQUE DES ARBRES FORESTIERS, 1967 A 1976
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Institut de recherche forestière |
Fondation pour l'amélioration des arbres forestiers |
Service des forêts et offices forestiers privés |
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Recherche fondamentale |
Direction des travaux de sélection en milieu forestier |
Sélection du matériel |
Sélection des sujets et des peuplements phénotypiquement supérieurs |
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Enregistrement d'arbres, de peuplements et de vergers à graines sélectionnés |
Multiplication végétative d'arbres sélectionnés |
Multiplication de matériel de base |
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Etude de la biologie de la floraison et de la croissance |
Exécution d'expérimentations sur la floraison induite |
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Etude des propriétés du bois en coopération avec le laboratoire central de l'industrie du bois |
Recueil d'échantillons pour études sur le bois |
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Recherches fondamentales sur la structure génétique des arbres forestiers |
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Recherche appliquée |
Mise au point de méthodes et systèmes de croisement |
Production de pollen pour les croisements |
Création de vergers à graines |
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Etude de croisements et hybridation d'essences effectués à grande distance |
Travaux de croisement au niveau technique, spécialement avec des combinaisons qui promettent de bons résultats |
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Application pratique |
Direction des programmes d'essais de descendance pour les vergers à graines |
Amélioration des techniques de pollinisation |
Exécution d'essais de descendance pour vergers à graines |
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Planification des expérimentations en milieu forestier |
Production de plants destinés aux expériences |
Production de plants destinés aux expériences |
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Direction des activités expérimentales de plantation et d'entretien |
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Relevé et utilisation des données expérimentales |
Mise au point de méthodes à utiliser dans les pépinières |
Production en masse de variétés prometteuses |
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Publication des résultats |
Production de variétés |
Entretien des expériences à long terme |
Pour un débutant dans la recherche sur la génétique forestière et l'amélioration des arbres, il est utile de prévoir quelles phases de son programme nécessiteront le plus de personnel et le plus de fonds et à quel moment les divers postes devront être pourvus. On n'a guère publié d'études de temps pour les travaux de recherche sur l'amélioration des arbres forestiers. Certaines statistiques devraient être rassemblées (tableau 8) pour indiquer la répartition du temps de travail, en heures-homme entre les diverses activités de la station de génétique forestière.
Le tableau 8 indique plusieurs tendances observées à la station de Maisala et qui doivent être représentatives de ce qui se produit ailleurs. Après le stade de la propagation, d'autres activités, croisements, expérimentations en milieu forestier et enregistrements sont peu à peu entrepris. (La station n'était pas chargée de la sélection des arbres pendant les premières années de son existence.)
Faute d'observations de cet ordre, il aurait pu être fort difficile de prévoir le temps absorbé par les services sociaux et l'entretien. Nous avons aussi constaté que beaucoup de travail avait été requis par le traitement primaire d'éléments acquis au cours de différents travaux d'amélioration. Ce qu'il faut vraiment établir est un programme qui permette, dès le début, d'automatiser au maximum le traitement du matériel et des données.
Avant d'entreprendre des travaux de grande envergure, il faudra préparer des programmes du type PERT pour chacune des différentes phases. Il est facile d'obtenir les indications nécessaires pour la préparation des programmes de ce genre (Davis, 1968).
Mais cela suppose une condition préalable, à savoir que les chercheurs évaluent soigneusement le temps requis par chaque opération. On trouvera au tableau 9 un exemple d'étude de ce genre. Une fois de plus, des faits surprenants apparaissent, tels que le temps occupé à observer la floraison de Pinus sylvestris. Lorsque d'autres données de cet ordre auront été recueillies, travail que l'on pourrait peut-être définir comme une recherche sur la recherche, les programmes de recherche sur la génétique forestière et l'amélioration des arbres seront plus faciles à établir et plus valables.
PERSONNEL
Il y a soixante ans, l'assistant de laboratoire ne faisait guère plus qu'aider le savant à manier la ficelle et la cire à cacheter. Le chercheur d'aujourd'hui a besoin d'aide non seulement pour la routine du laboratoire, mais aussi pour la construction et l'entretien des appareils, ce qui demande le plus haut degré de compétence technique. L'expérimentation en laboratoire a atteint un stade où les connaissances et les compétences du savant et du technicien sont presque complètement interdépendantes (Edwards, 1960).
Avant d'exécuter tout programme de recherche, il faut donc donner au personnel technique la meilleure formation possible. Tout Etat qui entreprend des recherches sur l'amélioration des arbres devrait accorder autant d'importance aux techniciens qu'aux spécialistes de formation supérieure. Cependant, rares sont les établissements universitaires où l'on enseigne la génétique forestière et l'amélioration des arbres et plus rares encore, s'ils existent, sont ceux qui forment des techniciens dans ces disciplines hautement spécialisées. Les institutions qui ont acquis une vaste expérience en la matière devraient donc organiser des stages de formation aux techniques de l'amélioration des arbres.
De nos jours, la nécessité de consulter des spécialistes de plusieurs domaines avant de préparer et de mettre à exécution un programme de recherche est reconnue de tous. Les savants tendent, d'autre part, à être de plus en plus spécialisés.
Cependant Bronowski (1957) avait raison quand il déclarait: «Pour pouvoir travailler au sein d'une équipe pluridisciplinaire, un chercheur doit. avoir de vastes connaissances générales, au-delà de sa spécialité, et comprendre ce que font les autres membres de son équipe. Il est impossible d'organiser une équipe d'égaux si tous les membres ne sont que des spécialistes.»
Pour être efficace, l'équipe chargée d'un programme de recherche doit être dotée d'un personnel suffisant. On peut citer le rapport de la National Science Foundation (1959): «La loi de Parkinson est un obstacle efficace à l'originalité en matière de recherche. L'accroissement numérique du personnel s'accompagne d'une multiplication des fonctions de direction qui sont souvent attribuées aux chercheurs les plus doués. Ce fardeau administratif émousse la sensibilité scientifique de ceux qui pourraient être les plus productifs..» D'un autre point de vue, une équipe doit être suffisamment étoffée pour grouper les spécialistes nécessaires en une combinaison critique qui favorise les actions et réactions fécondes.
DIFFUSION DES RÉSULTATS
L'expansion rapide de la technologie et l'élargissement des activités de recherche dans le monde entier ont des résultats importants et variés aussi bien dans le domaine de la recherche fondamentale que dans celui de la recherche appliquée.
L'utilisation de ces résultats dépend cependant de leur facilité d'accès. Ils sont souvent éparpillés dans des documents divers et non publiés. Lorsqu'ils sont publiés dans des rapports de réunion, l'hétérogénéité des sujets traités complique le classement et la récupération du document recherché dans les bibliothèques de référence.
Pour éviter que des renseignements précieux obtenus par la recherche ne se perdent, il faut encourager partout leur publication rapide. Des revues scientifiques de grande diffusion seraient le meilleur moyen de faire connaître les résultats de la recherche. Des monographies à jour résumant tous les travaux consacrés à une espèce donnée devraient être publiées de temps en temps, à l'intention des forestiers praticiens (Lamb, 1968b). De telles monographies ont été publiées récemment par Fowells (1965) et Funk (1969) sur les arbres d'Amérique du Nord, par Mirov (1967) sur Pinus, par Maini et Crayford (1968) sur les peupliers du Canada, à citer également les études du Commonwealth Forestry Institute d'Oxford sur les arbres tropicaux (Lamb, 1966; Lamb, 1968a et 1968b). D'autres travaux sont en préparation. Une étude en cours à l'université de Fribourg (Rép. féd. d'Allemagne) doit aboutir à la publication d'une monographie sur Picea abies. Il est urgent de trouver des crédits pour publier de nombreuses études analogues. En effet, la recherche ne peut donner lieu à des réalisations concrètes que si les résultats sont publiés rapidement et largement diffusés.
1. Des centres régionaux sont nécessaires pour faire l'échantillonnage et la collection des nouvelles variations, pour étudier les variations héréditaires et pour conserver des ressources génétiques précieuses.2. Il faudrait promouvoir et encourager les voyages Jusqu'à ces centres et les travaux entrepris en coopération avec eux.
3. Il faudrait encourager la coopération interdisciplinaire en matière de recherche fondamentale.
4. Il conviendrait que chercheurs et praticiens coopèrent à tous les niveaux d'un programme.
5. Il faut faire appel à des spécialistes, tout en conservant une grande largeur de vues.
6. Les techniciens doivent recevoir une bonne formation, avoir des postes stables et des responsabilités.
7. Il faudrait entreprendre des études de temps sur les travaux de recherche pour évaluer le coût des travaux et les besoins en main-d'œuvre, afin d'utiliser au mieux les crédits et le personnel.
8. Une bonne documentation est indispensable. Il faut élaborer des systèmes de récupération rapide des données provenant de la littérature, des expériences et de la pratique.
9. Des bilans annuels des programmes et des projets en cours devraient être publiés.
10. Le transfert de l'information est indispensable pour que la recherche donne lieu à des réalisations concrètes.
TABLEAU 9. - HEURES - HOMME CONSACRÉES AUX DIFFÉRENTES PHASES DES TRAVAUX DE CROISEMENT A LA STATION DE REPRODUCTION GÉNÉTIQUE FORESTIÈRE DE MAISALA EN 19681
1 Le volume total des opérations se chiffre à 10000 sacs d'isolement.
L'utilisation des produits forestiers varie rapidement en fonction de la demande dans les sociétés qui se développent. Il est nécessaire d'anticiper sur certains des sages futurs des arbres. Il faudrait considérer le rôle du bois en tenant dûment compte des polymères complexes (Miettinen, 1968); songer aux arbres en tant que producteurs de matière première pour l'action des enzymes fabriqués par l'homme; et enfin, considérer le bois comme un facteur pouvant contribuer à résoudre le pressant problème de la faim et la forêt comme une valeur esthétique, autre aspect indispensable de notre vie.
Pour citer Vavilov: «Nous abordons l'ère de la classification écologique, physiologique et génétique différentielle. C'est un travail immense. Les biologistes ont à peine effleuré l'océan des connaissances. Cette tâche exige les efforts conjoints de nombreux spécialistes différents... Elle exige aussi un esprit d'internationalisme et les efforts de coopération des chercheurs du monde entier.»
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