Les plantes hyperaccumulatrices de métaux ont un fort potentiel pour mener une transition écologique et numérique de façon durable. La spectrométrie XRF permet aujourd’hui de mesurer les métaux rapidement dans les spécimens d’herbier. Une approche impliquant l’UMR LSTM et de nombreux partenaires, a permis de découvrir plusieurs dizaines d’espèces hyperaccumulatrices de nickel, manganèse, ou zinc en Amérique tropicale, et en particulier à Cuba.

Pour réussir sa transition écologique et numérique, l’humanité a des besoins grandissants en métaux, tant en quantité qu’en variété. Cette transition stimule l’industrie minière, ce qui n’est pas sans conséquences pour l’environnement : destruction des écosystèmes, inondations, pollutions aux métaux… Une solution à ces problèmes pourrait reposer sur des plantes étonnantes, les plantes hyperaccumulatrices de métaux.

Des plantes qui restaurent, qui épurent et qui catalysent

Les plantes hyperaccumulatrices de métaux sont des plantes qui accumulent dans leurs feuilles des teneurs en métal 100 à 1000 fois supérieures aux teneurs habituellement observées chez les plantes. Il existe des plantes hyperaccumulatrices de nickel, de manganèse, de zinc, etc. dont la teneur en métal peut même dépasser un pourcent de leur poids sec. Ces plantes peuvent avoir des utilisations multiples. Elles peuvent être utilisées pour la restauration écologique des sites miniers. Elles peuvent aussi servir à la phytoextraction (extraction des métaux du sol par plantes).  « La biomasse riche en métal peut aussi être utilisée comme catalyseur dans l’industrie chimique pour la synthèse d’arômes ou de médicaments », ajoute Yohan Pillon, chercheur au LSTM et coauteur de l’étude.

Des méthodes extensives et non destructives pour faire l’inventaire

Bien que l’on connaisse aujourd’hui plus de 500 espèces de plantes hyperaccumulatrices de métaux, leur inventaire reste incomplet. Il existe maintenant de nouvelles approches pour accélérer la détection de ces espèces végétales rares. « Les spectromètres portatifs de fluorescence de rayon X, permettent d’obtenir en 30 secondes la teneur d’un échantillon sans l’endommager », explique Yohan Pillon. Il est donc possible de les utiliser sur les spécimens de Muséum et de tester des milliers d’échantillons, appartenant à d’innombrables espèces et venant des quatre coins du monde, rassemblés dans des endroits comme les herbiers.

30 nouvelles espèces découvertes à Cuba

Cette approche a ainsi été appliquée à l’herbier du Muséum national d’histoire naturelle de Paris (l’un des plus grands herbiers au monde) et à deux herbiers de Cuba, une île qui possède de grandes surfaces de terrains miniers (nickel). En se focalisant ainsi sur l’Amérique tropicale, qui avait été relativement peu étudiée jusqu’ici, plus de 11000 spécimens représentant environ 5000 espèces ont ainsi été testées.

Une trentaine de nouvelles espèces hyperaccumulatrices de nickel ont ainsi été découvertes pour Cuba. De plus, des exemples d’hyperaccumulation de manganèse et de zinc sont signalées pour la première fois pour le continent américain. Le projet de la JEAI CUBHYPER s’intéresse à deux de ces nouveaux genres hyperaccumulateurs : Coccoloba et Morella. Il aura pour but de mieux caractériser les symbioses de ces plantes qui ont un fort potentiel pour la restauration écologique des mines de nickel de Cuba.

Publication :

Célestine Belloeil, Pierre Jouannais, Charles Malfaisan, Rolando Reyes Fernández, Severine Lopez, Dulce Montserrat Navarrete Gutierrez, Swann Maeder-Pras, Paola Villanueva, Romane Tisserand, Melina Gallopin, Dubiel Alfonso-Gonzalez, Ilsa M Fuentes Marrero, Serge Muller, Vanessa Invernon, Yohan Pillon, Guillaume Echevarria, Rosalina Berazaín Iturralde, Sylvain Merlot, The X-ray fluorescence screening of multiple elements in herbarium specimens from the Neotropical region reveals new records of metal accumulation in plants, Metallomics, Volume 13, Issue 8, August 2021, mfab045, https://doi.org/10.1093/mtomcs/mfab045

Aller plus loin :

Vanessa Invernon, Romane Tisserand, Pierre Jouannais, Dulce Montserrat Navarrete-Guttierrez, Serge Muller, Yohan Pillon, Guillaume Echevarria & Sylvain Merlot, 2021 — « La découverte de nouvelles espèces végétales hyperaccumulatrices de métaux dans les herbiers. » in Utilisations innovantes des collections dans la recherche scientifique. Ed. R. Pellens, 85-100. ISTE Editions.

Contact science : Yohan Pillon, IRD, UMR LSTM, YOHAN.PILLON@IRD.FR

Contact communication : COMMUNICATION.OCCITANIE@IRD.FR

Source : https://www.ird.fr/de-nouvelle...