Les émissions de CO2 menacent notre alimentation

L’augmentation de la concentration atmosphérique de gaz carbonique risque d’entraîner des carences en protéines et en minéraux pour des centaines de millions de personnes supplémentaires.

Le CO₂ ou la double peine. On savait déjà que la hausse de la teneur de l’atmosphère en gaz à effet de serre – et singulièrement en dioxyde de carbone – menaçait la sécurité alimentaire de la planète en induisant des sécheresses plus fréquentes, plus sévères et plus durables, des précipitations torrentielles plus intenses, une submersion des zones littorales par des eaux salines, et une recrudescence des attaques de ravageurs et de pathogènes. Or, cette hausse risque aussi de réduire la qualité nutritionnelle de l’alimentation de plusieurs centaines de millions de personnes dans le monde.

C’est l’alerte que lance une étude menée par deux chercheurs américains de l’université Harvard, publiée lundi 27 août dans la revue Nature Climate Change. Ses auteurs concluent que, dans les prochaines décennies, l’augmentation de la concentration atmosphérique de CO₂ pourrait entraîner l’appauvrissement d’un grand nombre de cultures de base en protéines, en fer et en zinc, avec des effets délétères sur la santé humaine.
« L’impact d’un niveau élevé de CO₂ atmosphérique sur la qualité nutritionnelle des cultures a été mis en évidence depuis plus de vingt ans, d’abord dans le cadre de tests en laboratoire ou sous serre, puis par de très nombreux essais en plein champ, indique Alain Gojon, directeur du laboratoire de biochimie et physiologie moléculaire des plantes (CNRS-INRA-SupAgro-université de Montpellier), qui n’a pas contribué à cette étude. Il existe aujourd’hui un très large consensus scientifique, étayé par des dizaines de publications et des milliers de données, sur le fait que cet impact est massif et global : il touche la majorité des espèces végétales, partout dans le monde. »
Ces essais, consistant à injecter du CO₂ sur des plantations à l’air libre pour les maintenir dans une sorte de bulle enrichie en gaz carbonique, ont montré, précise le chercheur, « une réduction de 10 % à 20 % de la teneur en protéines, une baisse de moindre importance des taux de minéraux comme le fer, le zinc, le magnésium ou le calcium, mais aussi, plus récemment, une diminution de 20 % à 40 % pour les vitamines ».

Risque de carences en nutriments

Les auteurs de la nouvelle publication ont pris comme point de départ une concentration de CO₂ de 550 parties par million (ppm), unité de mesure indiquant le nombre de molécules de gaz carbonique pour un million de molécules de l’atmosphère.
Le chiffre n’a rien de virtuel. La concentration atmosphérique de CO₂, qui a atteint en 2016 le niveau record de 405 ppm, devrait en effet grimper à 550 ppm entre 2050 et 2100, en fonction des scénarios d’émissions mondiales de gaz à effet de serre.
Seule une baisse drastique des émissions anthropiques (produites par l’homme) permettrait de rester en dessous de ce seuil. De précédents travaux ont montré que, à ce niveau de concentration de CO₂, la quantité de protéines, de fer et de zinc est globalement réduite de 3 % à 17 %, pour beaucoup de végétaux.
Les chercheurs ont alors fait tourner un modèle pour calculer, à partir des ressources alimentaires disponibles par habitant, ainsi que des projections de croissance démographique (soit une population mondiale de 9,7 milliards d’individus en 2050), le nombre de personnes supplémentaires exposées, au milieu du siècle, à un risque de carences en nutriments. Cela, pour 151 pays et 225 espèces végétales, ce qui donne à leur travail une portée beaucoup plus vaste que celles des études antérieures.
Il apparaît qu’aux quelque 660 millions de personnes qui souffrent actuellement d’une insuffisance de protéines s’en ajouteraient 122 millions. Le 1,5 milliard d’individus déjà en manque de zinc s’accroîtrait de 175 millions. Et pour le 1,4 milliard d’enfants de moins de 5 ans et de femmes en âge de procréer vivant dans des régions où le taux d’anémie est déjà supérieur à 20 %, la perte d’apport en fer serait de plus de 4 %.

Les plus pauvres sont les plus vulnérables

Comme toujours, la peine se répartira inégalement. Les pays les plus affectés seraient ceux d’Asie du Sud et du Sud-Est – à commencer par l’Inde –, d’Afrique et du Moyen-Orient.
Rien d’étonnant à ce que les aires géographiques parmi les plus pauvres soient également les plus vulnérables, dans la mesure où l’essentiel de leur apport en protéines est d’origine végétale. L’Amérique du Nord ou l’Europe, aux régimes plus carnés, se trouvent, de ce fait, moins exposées.
Le risque est à grande échelle, puisqu’un très grand nombre d’aliments auront une moindre valeur nutritive, qu’il s’agisse de céréales comme le riz – base de l’alimentation de la moitié de l’humanité –, le blé ou l’orge, ou de légumineuses telles que lentilles, pois ou haricots. En revanche, d’autres plantes qui font appel à un type de photosynthèse différent, dont le maïs, le millet et le sorgho, ne réagissent pas, ou peu, à l’accroissement de la concentration de CO₂.

Les végétaux fournissant aujourd’hui 63 % des protéines consommées sur la planète, ainsi que 81 % des rations de fer et 68 % de celles de zinc, le danger est celui d’une extension de la malnutrition, entraînant troubles de la croissance, du métabolisme, du système immunitaire ou du développement cognitif. Cela, alors que plus de 2 milliards d’humains présentent déjà une carence en nutriments.
Sans doute ces résultats ne sont-ils qu’une modélisation. Les auteurs précisent qu’ils font l’hypothèse de régimes alimentaires inchangés, sans prendre en compte les mutations socio-économiques qui se produiront dans les pays concernés, ni les conséquences plus globales du réchauffement sur les ressources alimentaires. Leur étude n’en appelle pas moins, soulignent-ils, une « surveillance active des besoins nutritionnels des populations » dans les pays les plus à risque.

« Les pays développés aussi concernés »

« Le grand intérêt de ce travail est d’alarmer sur un phénomène dont l’ampleur n’avait pas été anticipée, juge Alain Gojon. Les pays développés sont eux aussi concernés. D’une part parce que la diminution de la teneur en protéines et minéraux des végétaux s’accompagne d’une augmentation de leur teneur en sucres, ce qui peut provoquer des déséquilibres alimentaires. D’autre part parce que des régions déjà déficitaires en protéines végétales pour l’alimentation animale, comme l’Europe, vont le devenir encore plus. »
Reste que les mécanismes par lesquels un haut niveau de CO₂ atmosphérique dégrade la qualité nutritive des plantes demeurent mystérieux. « Il existe deux familles d’hypothèses, indique l’agronome français. Soit le taux élevé de CO₂ altère la physiologie générale des végétaux, qui sont moins aptes à prélever dans le sol l’azote nécessaire à la fabrication des protéines et les différents minéraux ; soit il réduit la disponibilité de ces éléments dans les sols, peut-être en raison d’une compétition accrue entre les plantes et les micro-organismes. »
Le laboratoire qu’il dirige va lancer, cet automne, un programme collaboratif de recherche, financé par le projet Montpellier université d’excellence, pour tenter de comprendre comment le CO₂, cause du dérèglement climatique, peut aussi être fauteur de carences alimentaires.

Eclipse et grandes marées, un rendez-vous astronomique à risques

Les deux phénomènes sont liés à un alignement singulier de la Terre, de la Lune et du Soleil. Tous deux réclament des précautions pour être observés en toute sécurité.

Une baisse de 10 hectopascals se traduit par une montée de l’eau de 10 cm

https://www.lemonde.fr/sciences/article/2015/03/19/eclipse-et-grandes-marees-un-rendez-vous-astronomique-a-risques_4597011_1650684.html#fwDZBpF46Xs3Y4y7.99

Les mammifères marins désarmés face à certains pesticides

Ces animaux sont dépourvus génétiquement d’un mécanisme de lutte contre des composés organophosphorés neurotoxiques.
L’évolution a permis aux mammifères marins de s’adapter aux conditions extrêmes des fonds marins. Elle n’avait pas prévu l’arrivée en masse, des millions d’années plus tard, des pesticides. Or, contrairement à leurs homologues terrestres, lamantins, dauphins, baleines et phoques ont perdu un mécanisme majeur de défense contre les effets neurotoxiques de certaines substances organophosphorées, comme le chlorpyriphos ou le diazinon, révèle une étude publiée le 10 août dans la revue Science. L’omniprésence de ces composés dans l’environnement constitue, de fait, une menace grave pour ces mammifères marins.
Or, comme le souligne Nathan Clark, chercheur à l’université de Pittsburgh (Etats-Unis) et coordinateur de l’étude, « les mammifères marins, comme le lamantin ou le grand dauphin, sont des espèces sentinelles : leur état de santé peut réellement nous informer sur les problèmes environnementaux qui pourraient nous affecter un jour, nous, les humains. »
Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont comparé l’ADN de 58 espèces de mammifères, dont cinq marines et 53 terrestres. Ils ont observé que le gène codant l’enzyme Paraoxonase 1 (PON1) avait été spécifiquement « éteint » chez les mammifères marins – cétacés, siréniens et pinnipèdes. Cette protéine, fonctionnelle chez les hommes et autres mammifères terrestres, permet de lutter contre les lésions cellulaires induites par le stress oxydant. Elle protège également de composés hautement toxiques dérivés des pesticides organophosphorés en les dégradant sous une forme inactive.

Pollution généralisée

Les chercheurs ont alors entrepris de vérifier cette hypothèse biologiquement, en analysant la faculté de détoxification du sang des mammifères marins. Les résultats ont confirmé leur pronostic : en présence d’un dérivé hautement toxique du chlorpyriphos, l’activité enzymatique de cette PON1 « marine » était quasi nulle. A moins qu’en parallèle les mammifères marins aient développé un autre mécanisme biologique – à ce jour inconnu –, permettant de compenser l’inefficacité de PON1 face aux pesticides, ces animaux pourraient se révéler particulièrement sensibles à l’accumulation de ces composés dans leur habitat naturel et dans leur nourriture.
D’autant que cette pollution environnementale est généralisée. A titre d’exemple, les chercheurs soulignent qu’au niveau du comté de Brevard (Floride), là où migrent 70 % des lamantins de la côte Atlantique, des taux importants en chlorpyriphos ont été relevés dans les zones protégées qui côtoient les terres agricoles, notamment après les épandages. En outre, les mammifères marins carnivores, qui se trouvent au sommet de la chaîne alimentaire, sont particulièrement exposés à des concentrations élevées en polluants, en raison d’un phénomène dit de « bioamplification ».
Pour Olivier Chastel, écotoxicologue au Centre d’études biologiques de Chizé (CEBC, CNRS-université de La Rochelle), cette étude prouve qu’il « ne faut pas faire de simplification en termes d’écotoxicologie » si l’on veut avoir une idée juste des impacts des polluants sur la biodiversité. « Il est important de prendre en compte le fait que certaines adaptations, qui ont permis par le passé à ces mammifères de coloniser des milieux marins contraignants, les rendent désormais plus vulnérables à certains dangers non prévus par l’évolution », estime-t-il.
Mais pour quelle raison ces animaux ont-ils évolué de la sorte ? L’hypothèse la plus probable, selon les chercheurs, est qu’il s’agit d’une réponse à l’alternance répétée entre longs séjours en profondeur et remontées rapides à la surface, qui génère un stress oxydant extrême. Compte tenu du fait que l’environnement marin ancestral n’était pas contaminé par des pesticides produits par l’homme, ces conditions particulières auraient conduit à l’apparition de nouveaux mécanismes antioxydants, peut-être plus performants, rendant obsolète l’action de PON1.
Maintenant, afin de mieux cerner l’ampleur de l’exposition des mammifères marins à ces pesticides et de préciser les risques associés, les chercheurs demandent que soient intensifiées les analyses menées dans les habitats naturels et que soient dosés les composés organophosphorés présents dans les tissus des animaux retrouvés morts.

Les Etats-Unis, homme malade des pays du Nord

Les Etats-Unis sont atteints d’une maladie « systémique », et cela devrait inciter les autres pays développés à la vigilance. C’est, en substance, la conclusion de deux études publiées, mercredi 15 août, dans le British Medical Journal. La première, conduite par Steven Woolf (Virginia Commonwealth University), révèle une hausse inquiétante de la mortalité chez les adultes américains d’âge moyen au cours des dix-sept dernières années et singulièrement depuis 2012, où l’espérance de vie américaine a commencé à stagner, avant de décliner à partir de 2015.

Cette année-là, indique la seconde étude, conduite par Jessica Ho (University of Southern California) et Arun Hendi (université de Princeton), une douzaine de pays riches dont la France connaissaient simultanément un déclin significatif de leur espérance de vie par rapport à 2014. Brusque et inédite par son caractère collectif, cette chute a cependant été généralement compensée par un rebond l’année suivante, à l’exception du Royaume-Uni et des Etats-Unis.
Outre-Atlantique, cette baisse de l’espérance de vie enregistrée en 2015 s’est même confirmée en 2016. L’indice pointait alors à 78,6 ans, soit 0,3 an de moins qu’en 2014. Des données préliminaires rendues publiques en mai par l’Associated Press indiquaient que l’année 2017 devait connaître une nouvelle chute de la longévité. Elle serait alors la troisième année d’affilée de déclin – situation sans précédent depuis plusieurs décennies.
Pour comprendre, Steven Woolf et ses coauteurs ont comparé les caractéristiques de la mortalité de la population américaine âgée de 25 à 64 ans, par origine ethnique, entre 1999 et 2016. « Entre 1999 et 2016, les taux de mortalité toutes causes confondues n’augmentent pas uniquement parmi les Blancs, mais aussi chez les Amérindiens », écrivent les auteurs. Les trois autres groupes ethniques étudiés (Noirs, Hispaniques et Asiatiques) ont d’abord connu une baisse de mortalité, qui s’est interrompue entre 2009 et 2011, avant de partir à la hausse.
Premier constat : les overdoses sont la première cause d’accroissement de la mortalité, dans tous les groupes. Les taux de mortalité due à l’utilisation de drogues ou de médicaments augmentent ainsi de plus de 410 % chez les Amérindiens, 150 % chez les Noirs, 80 % chez les Hispaniques…
Ce sont les stigmates de la crise des opioïdes qui frappe les Etats-Unis depuis la mise sur le marché, au milieu des années 1990, de puissants antalgiques proches de la morphine. Ceux-ci ont plongé dans la dépendance plus de 2 millions d’Américains et entraînent aux Etats-Unis plusieurs dizaines de milliers de morts par an. Ce constat n’est pas nouveau.

Des inégalités sociales fortes

Mais, soulignent Steven Woolf et ses coauteurs, ce n’est pas la seule cause. « Les taux de mortalité à mi-vie, expliquent les chercheurs, ont aussi augmenté pour un large éventail de maladies touchant de multiples fonctions et organes du corps humain. » Chez les Amérindiens, les taux de mortalité entre 25 et 64 ans ont ainsi augmenté pour douze causes différentes, dont les maladies dues à l’hypertension (+ 270 %), le cancer du foie (+ 115 %), les hépatites virales (+ 112 %), les maladies du système nerveux central (+ 100 %)… Suicides, maladies hépatiques liées ou non à l’alcool, tumeurs cérébrales, maladies respiratoires ou métaboliques ou encore obésité font grimper la mortalité dans parfois plusieurs groupes.
Les taux de mortalité augmentent à travers l’ensemble de la population américaine pour une douzaine d’affections. Cela signale, pour les auteurs, que la dégradation de la santé aux Etats-Unis est le fait « de causes profondes et systémiques ». « Nous soupçonnons que l’inégalité croissante des revenus, les déficiences de l’éducation, la fracture sociale et le stress peuvent jouer un rôle important, explique M. Woolf. D’autres facteurs pourraient inclure le manque d’accès universel aux soins, la possession d’armes à feu par la population et les taux élevés d’obésité. »
L’épidémiologiste Philip Landrigan (Boston College), qui n’a pas participé à l’étude, salue des travaux « très solides ». « Les données présentées ne permettent pas de distinguer les déterminants profonds de cette dégradation de l’état de santé des Américains. Mais il est clair que lorsque vous créez des inégalités sociales fortes, vous créez une catégorie de la population qui finit par voir son espérance de vie se réduire, dit-il. Il faut aussi avoir à l’esprit ce que montrent de nombreux travaux : les plus pauvres sont aussi ceux qui sont les plus exposés à presque tous les polluants environnementaux comme le plomb, les pesticides, la pollution de l’air… Ce facteur potentiel est fréquemment négligé. »
En outre, cette détérioration de l’état de santé des Américains intervient alors que le tabagisme est outre-Atlantique à un niveau historiquement bas (environ 15,5 % de la population adulte fumait en 2016) et que la consommation moyenne d’alcool par habitant n’a que marginalement augmenté sur la période étudiée (de 8,25 litres par personne de plus de 14 ans et par an en 1999, à 8,8 litres en 2015).

Une perte « sans précédent »

La seconde étude souligne de son côté la profonde singularité des Etats-Unis au sein d’un échantillon de dix-huit pays membres de l’Organisation de coopération et de développement économiques. Les deux scientifiques ont analysé les causes de l’excès de mortalité qui a conduit, entre 2014 et 2015, à une baisse significative de l’espérance de vie dans douze de ces pays – en moyenne 0,21 année perdue pour les femmes et 0,18 pour les hommes.
Selon leurs travaux, les grandes causes de décès ont été les maladies respiratoires, cardiovasculaires, du système nerveux central et les désordres mentaux, et elles ont majoritairement concerné les plus de 65 ans. La sévère épidémie de grippe semble avoir été un facteur déterminant. Aux Etats-Unis, au contraire, la perte d’espérance de vie « s’est concentrée sur des populations d’âges moins avancés », inférieurs à 65 ans. Et la grippe n’y a que peu à voir.
« Des gains monumentaux d’espérance de vie ont été la tendance dominante dans les pays développés à haut revenu tout au long du XX^e et du XXI^e siècle », notent les auteurs. Toutefois, cette perte importante enregistrée simultanément dans douze pays riches est « sans précédent ».
« Ce pic de mortalité a souvent été attribué aux effets directs et indirects d’une sévère épidémie de grippe, en particulier sur les personnes âgées, écrit Domantas Jasilionis (Institut Max-Planck pour la recherche en démographie), dans un éditorial publié par le British Medical Journal. Il est frappant de constater que les systèmes de santé des pays riches les plus avancés ont été incapables de gérer ce défi imprévu, avec pour conséquence la première réduction de longévité en plusieurs décennies. Cela pourrait être le signe de problèmes plus profonds. »
Pour Jay Olshansky (université de l’Illinois), qui avait prédit, en 2005 dans le New England Journal of Medicine, un renversement imminent de tendance aux Etats-Unis, cela signale aussi que « l’ère où l’on pouvait gagner beaucoup d’espérance de vie est révolue ». Un point toujours débattu.

 

Les années 2018 à 2022 devraient être anormalement chaudes

Le réchauffement provoqué par les émissions de gaz à effet de serre n'est pas linéaire. Ainsi, il a semblé marquer une pause au début du 21e siècle – un phénomène connu sous le nom de ''hiatus climatique''.

Au contraire, les années à venir seront sans doute plus chaudes que prévu, comme le suggère une nouvelle méthode de prévision des températures moyennes développée par des chercheurs du CNRS, de l'Université de Southampton et de l'Institut royal météorologique des Pays-Bas.

Selon cette étude dirigée par Florian Sévellec, chercheur CNRS au Laboratoire d'océanographie physique et spatiale, publiée le 14 août 2018 dans Nature Communications, la température moyenne de l'air risque d'être anormalement élevée entre 2018 et 2022, au-delà des valeurs induites par le réchauffement climatique anthropique seul.

Ceci est notamment dû à une faible probabilité d'épisodes de froid intense. Le phénomène est encore plus marqué pour la température de surface de l'océan, à cause d'une probabilité très élevée d'épisodes de forte chaleur, qui peuvent sous certaines conditions induire une augmentation de l'activité des tempêtes tropicales.

Cette prévision se fonde sur une méthode statistique qui recherche, dans les simulations du climat des 20e et 21e siècles réalisées par plusieurs modèles climatiques de référence, des ''analogues'' de l'état climatique actuel pour déduire les possibilités futures.

Le recours aux produits phytosanitaires a augmenté de 12% depuis le lancement d'Écophyto

Prenant acte de l'échec du plan Ecophyto, les ministres de l'Agriculture, de la Santé et de la Transition écologique envisagent de nouvelles mesures.

Du côté des pesticides, le compte n'y est pas. Malgré le lancement de deux plans Ecophyto depuis 2008 pour réduire l'usage des produits phytosanitaires en agriculture, l'utilisation des pesticides a globalement augmenté de 12% sur la période 2014 à 2016 par rapport à 2009-2011. De quoi pousser le gouvernement à renforcer ces mesures, dans le sillage des Etats généraux de l'Alimentation. Les quatre ministres ont affirmé vouloir "donner une nouvelle impulsion au plan Ecophyto et mettre en oeuvre des actions complémentaires à celles déjà engagées".

Une augmentation de plus de 12% en 2014-2016 par rapport à 2009-2011

L'indicateur NODU (nombre de doses unités) qui est utilisé pour mesurer l'utilisation des produits phytopharmaceutiques, a augmenté de plus de 12 % entre la moyenne triennale 2014-2016 et sa référence entre 2009-2011, au lancement du plan Écophyto. C'est ce qu'indiquent les ministres Nicolas Hulot et Stéphane Travert dans l'édito de la note de suivi du plan. Entre les seules années 2013 et 2014, ce chiffre avait augmenté de 9,4%.
Ecophyto II+, puisque tel est le nom de baptême de la nouvelle mouture du plan, devra ainsi intégrer le plan d'action sur les produits phytopharmaceutiques pour permettre une agriculture moins dépendante aux pesticides; présenté le 25 avril 2018, et le plan d'action de sortie en trois ans du glyphosate présenté le 22 juin 2018. Il sera soumis à la consultation publique à l'automne prochain et mis en application avant fin 2018, selon le communiqué. Il est en outre prévu de "n'accorder que quelques rares dérogations aux interdictions décidées en matière de néonicotinoïdes."

Pas d'investissement supplémentaire de prévu

Concernant le financement, les ministres n'ont pas prévu de fonds supplémentaires à part les 71 millions d'euros de crédits publics budgétés chaque année, et comptent "mobiliser les outils du grand plan d'investissement pour accompagner les priorités d'Ecophyto II+". Le ministre de l'Agriculture Stéphane Travert a toutefois annoncé une enveloppe de 2 millions d'euros supplémentaires afin de multiplier par 10 le nombre de fermes expérimentales DEPHY (Démonstration, Expérimentation et Production de références sur les systèmes économes en phytosanitaires), qui devrait passer de 3.000 à 30.000 d'ici 2021.
Pour l'association France Nature Environnement, "c'est un constat d'échec:  les plans Ecophyto successifs lancés depuis 2008, dont l'objectif initial était de réduire de 50% l'usage des pesticides pour 2018, se sont avérés inefficaces". "L'outil Ecophyto est intéressant mais la sortie des pesticides ne se fera pas sans l'activation d'autres leviers économiques et réglementaires nécessaires pour obtenir une mobilisation de l'ensemble de la profession", a souligné Claudine Joly, en charge des questions pesticides à FNE, citée dans le communiqué.