Le nombre d’humains sur terre augmente, générant des inquiétudes sur la sécurité alimentaire et suscitant des efforts dans le monde entier pour augmenter la productivité des cultures. Si l’on pouvait trouver un moyen d’augmenter le rendement des cultures de, disons, 20 %, cela aurait un impact immense sur l’approvisionnement alimentaire mondial. Heureusement, l’évolution a déjà mis au point un tel mécanisme, connu sous le nom de photosynthèse C4. La voie C4 est en fait un turbocompresseur pour la voie C3 plus conventionnelle. Tout comme un turbocompresseur améliore les performances d’un moteur en forçant plus d’air dans le collecteur, le C4 améliore les performances de la photosynthèse en forçant le CO2 dans l’appareil photosynthétique C3 standard. L’efficacité supplémentaire de ce mécanisme est évidente au niveau mondial. Seuls 3 % environ des espèces de plantes à fleurs utilisent la voie C4, mais cette poignée d’espèces représente 23 % du carbone fixé (productivité primaire) dans le monde. Cette voie est présente dans plusieurs des principales cultures mondiales, notamment le maïs et le sorgho, et dans de nombreuses espèces utilisées comme biocarburants, notamment la canne à sucre ; toutes ces espèces sont des graminées de la famille des Poaceae. Si une grande culture en C3 comme le riz pouvait être sélectionnée pour utiliser la voie du C4, l’impact économique serait immense.