L'expérience fascinante qui se poursuit depuis près de 150 ans, gardée par un groupe restreint de scientifiques "spartiates"

Par une matinée glaciale d'avril 2021, des scientifiques américains ont pris une carte ancienne, des torches, une pelle et un flexomètre pour partir à la recherche d'un précieux trésor enterré il y a 145 ans.

Le professeur Frank Telewski, biologiste et chef de cette petite société de chercheurs de l'université d'État du Michigan, était à la tête de ce petit groupe et dépositaire de la carte transmise de génération en génération.

Après avoir localisé le site indiqué sur la carte et creusé un trou avec la pelle, la scientifique Marjorie Weber - première femme à se joindre au groupe - a commencé à creuser prudemment avec ses mains, afin d'éviter qu'un coup de pelle n'endommage le trésor.

Elle a senti quelque chose de dur sous la terre, ce qui a réjoui tout le monde. Mais il s'agit en fait de la racine d'un arbre. Il continua un peu plus loin, jusqu'à ce qu'il rencontre quelque chose d'autre, une pierre. Quelque chose ne va pas.

Ils ont vérifié la carte et se sont aperçus qu'ils s'étaient trompés d'environ 60 centimètres par rapport aux calculs initiaux. Ils sont donc retournés sur leurs pas et ont creusé davantage.

Et voilà : une bouteille en verre d'un demi-litre remplie de sable et de graines. Weber raconte qu'il a eu l'impression de "mettre au monde un bébé sain et sauf".

Ce trésor a été enterré en 1879 et, après 15 décennies, il a été déterré par ce groupe de scientifiques travaillant sur l'une des expériences les plus longues de l'histoire des sciences biologiques.

Cette année-là, le botaniste William J. Beal a lancé un test visant à déterminer combien de temps une graine peut persister et rester viable pour germer.

Le bâton de sa mission a été transmis à plusieurs gardiens, dont beaucoup n'ont pas vu - et ne verront peut-être pas - la fin. Elle devrait s'achever en 2100. Mais même cette date pourrait être repoussée.

"Faire partie de l'expérience Beal Buried Seed Experiment a certainement été l'un des moments les plus forts de ma carrière", déclare à BBC Mundo le professeur Lars Brudvig, l'un des scientifiques sélectionnés par le groupe.

"Déterrer et tenir la bouteille de 2021, touchée pour la dernière fois par Beal lui-même 141 ans plus tôt, et voir ensuite les plantes germer les unes après les autres à partir de ces graines... wow. Ce fut une joie et un honneur de faire partie de cette équipe".

La mauvaise herbe

William J. Beal, chercheur en botanique au Michigan College of Agriculture de l'université d'État, souhaitait aider les agriculteurs locaux à accroître leur production agricole en éliminant les mauvaises herbes.

Ce type de mauvaises herbes semblait pousser de manière incontrôlée et, à l'époque, à la fin du 19e siècle, les agriculteurs devaient utiliser une houe et passer beaucoup de temps à essayer de les éliminer.

Beal a donc voulu comprendre leur comportement et a entrepris d'étudier combien de temps les graines de mauvaises herbes pouvaient rester viables dans le sous-sol pour germer.

Pour trouver une réponse, il a eu l'idée de remplir 20 bouteilles en verre avec 50 graines de 23 espèces de mauvaises herbes. Il les a enterrées à l'envers - pour empêcher l'eau de pénétrer - sur le terrain de l'université d'État du Michigan. Et pour ne pas oublier l'emplacement exact, il a réalisé la carte.

Le plan initial consistait à déterrer une bouteille tous les cinq ans pour voir si les graines étaient viables.

Il a poursuivi l'expérience pendant les premières décennies, au cours desquelles certaines graines ont continué à germer.

À l'âge de 77 ans, il prend sa retraite, laissant l'expérience entre les mains de son collègue Henry T. Darlington, un professeur de botanique de 31 ans qui aura encore de nombreuses années devant lui.

Les "spartiates" de Beal

Constatant que la viabilité des graines se maintient dans les premiers lustrums, la période est portée à 10 ans en 1920. Et comme elles continuaient à germer, en 1980, l'attente a été prolongée jusqu'à 20 ans.

Au fil des décennies, sept personnes ont été les gardiens de l'expérience. Les "spartiates", comme ils se nomment eux-mêmes, veillent à ce que les bouteilles soient conservées dans un endroit à l'abri des regards des curieux.

"Il n'est pas signalé ni surveillé, mais il est très sûr et personne ne le trouverait par hasard. Si vous passez devant, l'endroit ressemble à n'importe quelle autre partie de notre campus de plus de 2 000 hectares", explique M. Brudvig.

"Nous avons utilisé une carte pour trianguler le site à l'aide de points de repère clés.

Depuis 2016, le responsable de l'expérience est Frank Telewski, qui a nommé un gardien d'une copie de la carte au cas où il lui arriverait quelque chose.

En 2021, ils ont mis au jour la bouteille numéro 14 sur les 20 mises sous terre par Beal.

Les belles au bois dormant

Après près de 150 ans, certaines graines continuent de germer, ce qui a permis aux scientifiques d'en savoir plus sur leur dormance ou leur longévité.

Contrairement à ce qui se passait il y a quelques décennies, les spécialistes sont aujourd'hui en mesure de réaliser des études inimaginables à l'époque de M. Beal, telles que des études ADN.

Un récent test de génétique moléculaire a confirmé la présence d'une plante hybride de Verbascum blattaria et de Verbascum thapsus, ou molène commune, qui se trouvait accidentellement parmi les graines de la bouteille numéro 14.

Il semble que les Verbascum soient les plantes les plus dormantes, les autres ayant perdu leur capacité de germination au cours des 60 premières années.

Bien que l'objectif initial de Beal ait été d'aider les agriculteurs à éliminer les mauvaises herbes en déterminant la longévité des graines, après 144 ans, il n'y a toujours pas de réponse.

Brudvig dit que les graines qu'ils possèdent ressemblent à la princesse Aurore du conte de fées "La Belle au bois dormant".

Les graines dormantes sont vivantes, mais elles "dorment" et attendent le bon stimulus pour se réveiller (germer). Mais tandis que la princesse Aurore attend le baiser de son grand amour, les graines de la banque de semences du sol attendent des stimuli tels que la lumière du soleil, la bonne température ou les bonnes conditions d'humidité pour germer et commencer à pousser", explique-t-il.

C'est l'une des plantes qui a germé après presque 150 ans.

"L'un des principaux problèmes est que les graines de différentes espèces de plantes peuvent survivre à l'état de dormance pendant des périodes plus ou moins longues", poursuit M. Brudvig.

"À un moment donné, il est trop tard, même lorsqu'elles reçoivent le bon stimulus. Dans le cas des espèces végétales analysées dans le cadre de l'expérience Beal Seed Experiment, nous avons appris que cette période s'étend de <5 à >140 ans."

Les mauvaises herbes... ne meurent jamais ?

Le groupe est très attentif à la gestion des semences afin d'obtenir des résultats cohérents. Ils déterrent les graines la nuit pour éviter que la lumière du soleil ne les influence de quelque manière que ce soit. Dans les laboratoires, ils sont en mesure de reproduire les conditions de l'environnement naturel.

"En fait, nous utilisons une chambre de croissance où la température, la lumière et l'humidité sont soigneusement contrôlées lorsque nous faisons germer les plantes pour cette expérience", explique Brudvig.

Au-delà des questions posées à l'origine par Beal, l'expérience reste pertinente pour répondre à d'autres questions que celles que le botaniste s'est efforcé de résoudre.

"La pertinence de l'expérience s'est également accrue au fil du temps, d'une manière que Beal n'aurait sans doute pas pu imaginer il y a près de 150 ans", explique le scientifique.

Par exemple, les espèces végétales indigènes rares et les espèces envahissantes problématiques peuvent rester en dormance dans le sol, parfois pendant de nombreuses années, ce qui présente des avantages et des défis potentiels pour la gestion des écosystèmes indigènes.

En savoir plus à ce sujet peut contribuer aux efforts de restauration des écosystèmes indigènes, tels que les prairies et les forêts, à partir d'anciennes zones cultivées.

"Nos résultats aident à déterminer quelles espèces végétales, telles que le Verbascum, pourraient être des mauvaises herbes problématiques pour un tel projet de restauration, et quelles autres espèces pourraient ne pas l'être, en fonction de la durée pendant laquelle un champ a été cultivé avant d'être restauré", explique M. Brudvig.

Il faudra encore plusieurs générations de spartiates pour atteindre la 20e bouteille, qui devrait être déterrée en 2100. Mais les scientifiques n'excluent pas d'allonger la période entre les fouilles.

La mauvaise herbe ne meurt-elle jamais, comme le dit l'adage, et germera-t-elle plus de 220 ans plus tard ?

Il appartiendra aux autres générations de le découvrir.