Tout commence dans les derniers temps du Pléistocène, vers 12 000 avant notre ère, lorsque le climat se réchauffe à la suite du dernier maximum glaciaire. Cette stabilisation climatique crée des conditions favorables à la sédentarisation progressive de certains groupes humains qui, depuis des centaines de milliers d'années, vivaient exclusivement de la chasse et de la cueillette. C'est dans ce contexte que les premières expériences de gestion intentionnelle des végétaux commencent à apparaître.

Le processus de domestication lui-même recouvre des mécanismes évolutifs complexes qui ont mis des décennies à être compris par les généticiens. Les plantes domestiquées présentent presque toujours un ensemble de traits connus sous le nom de "syndrome de domestication" : graines plus grosses, perte de dormance, réduction des mécanismes de dispersion des graines, port moins buissonnant, cycle végétatif plus court ou synchronisé, réduction des défenses chimiques. Ces changements, souvent contrôlés par un nombre restreint de gènes à fort effet, se produisent sous une sélection humaine intense mais inconsciente. L'agriculteur néolithique ne cherche pas à modifier l'évolution de la plante; il cherche simplement à nourrir sa famille. Mais en replantant systématiquement les graines des individus les plus productifs, les plus faciles à récolter et les moins amers, il modifie irréversiblement le pool génétique.

Un phénomène génétique majeur accompagne souvent la domestication : l'effondrement de la diversité génétique. La population domestiquée, issue d'un nombre restreint d'individus fondateurs soumis à une sélection intense, perd une part considérable de la variabilité présente dans l'espèce sauvage. Cette réduction (appelée goulet d'étranglement fondateur) aura des conséquences majeures des millénaires plus tard, lorsque des maladies comme le mildiou du maïs ou la rouille du blé dévasteront des cultures génétiquement homogènes. Dès le XIX^e siècle, des botanistes comme Nikolaï Vavilov, qui cartographiera les centres d'origine des plantes cultivées dans les années 1920 et 1930, comprendront que la diversité génétique des parents sauvages est un trésor inestimable à préserver.

La diffusion des plantes domestiquées à travers le monde constitue une autre dimension de cette histoire. Le blé et l'orge, nés au Proche-Orient, atteignent l'Europe centrale vers 6 000 avant notre ère en suivant le Danube et les côtes méditerranéennes, portés par des agriculteurs qui migrent avec leurs semences. Ils arrivent en Grande-Bretagne vers 4000 avant notre ère. En sens inverse, les plantes américaines (maïs, pomme de terre, tomate, cacao, poivron, haricot) n'atteignent l'Ancien Monde qu'après 1492, lors de ce que l'historien Alfred Crosby a appelé l'échange colombien. En quelques décennies, la tomate bouleverse la cuisine italienne, la pomme de terre devient le pilier alimentaire de l'Irlande, du nord de l'Europe et des hautes terres andines en Europe orientale, et le piment transforme radicalement les cuisines indienne, coréenne, thaïlandaise et éthiopienne. Le maïs, lui, devient la principale céréale de larges parties de l'Afrique sub-saharienne.

La révolution de la génomique moderne, à partir des années 2000, a permis de relire toute cette histoire avec une précision inédite. Des projets comme le séquençage complet du génome du riz, du maïs, de la tomate ou de la pomme de terre ont révélé les gènes précis impliqués dans chaque trait de domestication. Le gène tb1, responsable de l'architecture buissonnante de la téosinte par rapport au port colonnaire du maïs, est l'un des exemples les plus célèbres. La comparaison des génomes de variétés domestiquées et de leurs parents sauvages permet désormais de dater les domestications avec une précision croissante, de retracer les routes de diffusion et d'identifier les croisements ultérieurs entre plantes domestiquées et populations sauvages locales.

Aujourd'hui, l'humanité se nourrit principalement d'un nombre étonnamment restreint d'espèces. Le blé, le riz et le maïs représentent à eux seuls plus de la moitié des calories végétales consommées dans le monde. Cette concentration extrême est le résultat de dix mille ans de sélection cumulative, d'industrialisation agricole et de mondialisation économique. Elle soulève des questions urgentes sur la résilience alimentaire de notre civilisation face aux chocs climatiques et aux nouvelles maladies végétales. La réponse que cherchent aujourd'hui les agronomes (dans les banques de semences de Svalbard, dans les champs des agriculteurs traditionnels qui maintiennent des milliers de variétés locales, dans les génomes des plantes sauvages encore non exploitées) est la même que celle que l'humanité a construite, brin d'herbe après brin d'herbe, depuis le Natoufien : comment vivre avec les plantes, et comment les faire vivre avec nous.

Les plantes cultivées et leur région d'origine

Simultanément, dans cette même région du Proche-Orient, la lentille, le pois chiche, le pois et le lin entrent dans le cercle de la domestication. Ces légumineuses complètent les céréales de façon nutritionnelle remarquable, en apportant les protéines que les graminées ne fournissent qu'en quantité insuffisante. Le lin, quant à lui, est exploité à la fois pour ses graines riches en huile et pour ses fibres, qui permettront de tisser les premières étoffes végétales. La diversité de ce paquet agricole proche-oriental est frappante : en quelques siècles, une poignée de plantes couvrent l'essentiel des besoins nutritifs d'une population sédentaire.

La Chine.
Indépendamment, en Chine, un second foyer de domestication majeur s'active. Dans le bassin du fleuve Jaune, vers 7000 à 6000 avant notre ère, le millet est domestiqué, et plus précisément deux espèces distinctes : le millet commun et le millet des oiseaux. Dans la vallée du Yangtsé et dans les zones humides du sud-est chinois, le riz est apprivoisé à une époque comparable. Les premières rizières inondées ne ressemblent encore guère aux terrasses aquatiques que nous connaissons aujourd'hui, mais le processus est en marche. Des études génétiques récentes suggèrent que le riz asiatique (l'espèce Oryza sativa) a été domestiqué une seule fois, dans la région du bas Yangtsé, avant de se diffuser dans tout l'Asie du Sud-Est et l'Inde, où il croisera ultérieurement avec des espèces locales pour donner les variétés indica que l'on connaît aujourd'hui.

La Mésoamérique.
En Mésoamérique, un troisième centre de création agricole se développe de façon totalement autonome. Le maïs est l'exemple le plus spectaculaire de domestication connue. Son ancêtre sauvage, la téosinte, une plante aux épis minuscules portant une dizaine de graines entourées chacune d'une enveloppe dure, ressemble si peu au maïs actuel que les botanistes du XIX^e siècle refusaient de croire à leur parenté. Des analyses génétiques publiées dans les années 1990 ont pourtant établi sans ambiguïté que le maïs descend d'une unique domestication survenue il y a environ 9000 ans dans la vallée du fleuve Balsas, au Mexique actuel. La sélection artificielle a transformé une mauvaise herbe aux grains quasi inaccessibles en une plante qui produit des épis géants dont les graines ne peuvent plus se disperser sans l'aide humaine : un exemple saisissant de dépendance mutuelle créée par la domestication. Le piment, la courge et le haricot commun accompagnent le maïs dans ce berceau mésoaméricain, formant ensemble la fameuse triade des "trois soeurs" dont les vertus agronomiques complémentaires (le maïs fournit un tuteur aux haricots grimpants, qui fixent l'azote dans le sol au profit de la courge aux larges feuilles couvrant le sol) ont été exploitées pendant des millénaires.

L'Amérique du Sud.
En Amérique du Sud, notamment dans les hautes terres andines et les zones côtières du Pérou, une agriculture originale émerge entre 8000 et 4000 avant notre ère. La pomme de terre, domestiquée à partir d'espèces sauvages toxiques poussant sur les altiplanos autour du lac Titicaca, représente un exploit agricole considérable. Les populations andines ont développé des techniques de transformation ingénieuses (le chuño, obtenu par congélation nocturne et séchage solaire répétés) pour éliminer les alcaloïdes et conserver la fécule sur de longues périodes. La quinoa, le maïs andin, la patate douce, l'arachide, le piment de l'espèce Capsicum chinense, le coton de l'espèce Gossypium barbadense et le coca comptent parmi les nombreuses plantes domestiquées dans cette zone. Le coton andin en particulier est domestiqué indépendamment du coton vieux-monde, et les analyses génomiques révèlent qu'il résulte d'une hybridation naturelle ancienne entre une espèce américaine et une espèce africaine, ce qui plonge les botanistes dans des interrogations fascinantes sur les mouvements précolombiens d'espèces végétales à travers l'Atlantique.

L'Afrique sub-saharienne.
En Afrique sub-saharienne, plusieurs domestications indépendantes ont lieu dans des zones qui restèrent longtemps méconnues des chercheurs occidentaux. Le sorgho est domestiqué dans la région du Sahel, vraisemblablement dans la zone qui correspond aujourd'hui au Soudan et au Tchad, autour de 4000 à 3000 avant notre ère. Le mil à chandelle, ou petit mil, est domestiqué dans le Sahara occidental à une époque comparable, lorsque cette région était encore partiellement humide. L'igname africaine de l'espèce Dioscorea rotundata est apprivoisée dans les zones forestières de l'Afrique de l'Ouest, ainsi que le teff en Éthiopie et le café, dont les grains seront infusés bien plus tard, mais dont la plante sauvage est d'abord gérée, puis cultivée, dans les hautes terres éthiopiennes. L'Afrique est également le berceau du sésame, dont la domestication est désormais attribuée à des populations de l'Afrique orientale avant que la plante ne se répande vers l'Inde et le Moyen-Orient.

La Nouvelle Guinée.
En Nouvelle-Guinée, autre foyer notable, produit la canne à sucre, le bananier et le taro à des dates qui recoupent partiellement le Néolithique proche-oriental. Les populations néolithiques de Nouvelle-Guinée développent une horticulture sophistiquée dans les vallées montagneuses intérieures de l'île, et certaines de ces plantes (le bananier en particulier) vont diffuser vers l'Afrique de l'Est et Madagascar via des navigateurs austronésiens plusieurs millénaires avant l'arrivée des Portugais en Afrique.

Le sous-continent indien.
Dans le sous-continent indien, le riz est introduit depuis la Chine, mais de nombreuses plantes sont domestiquées localement : le concombre, le coton de l'espèce Gossypium arboreum, le jujubier, et plusieurs légumineuses dont le mungo et l'urad. La civilisation de l'Indus, entre 2600 et 1900 avant notre ère, développe une agriculture irriguée de grande échelle qui intègre ces espèces locales avec des plantes importées du Proche-Orient.

La Méditerranée.
La Méditerranée orientale et les régions de la mer Égée voient, à partir de 4000 avant notre ère, la domestication de la vigne, de l'olivier et du figuier. Ces trois plantes constituent les piliers de ce que l'archéologie appelle la "triade méditerranéenne". La vigne mérite une attention particulière : sa domestication est génétiquement datée de cette période dans le Caucase, et la viticulture se développe d'abord dans l'Arménie et la Géorgie actuelles avant de descendre vers la Mésopotamie, où les premières grandes production vinicoles sont attestées à Ur. L'olivier, lui, est domestiqué depuis des formes oléastres présentes dans tout le bassin méditerranéen, et la question de savoir si sa domestication est unique ou multiple reste débattue. Le figuier pourrait en réalité être l'une des toutes premières plantes domestiquées, certains auteurs suggérant que des figues stériles (et donc incapables de se reproduire sans intervention humaine) datant de 11 400 avant notre ère ont été retrouvées dans un site néolithique en Jordanie.