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Des métaux lourds dans les feuilles de blé

communiqué de presse du 11 juillet 2005

Le cadmium est un polluant présent dans bon nombre de terres agricoles. Si l'on y cultive du blé, cette substance toxique pour l'homme ne reste pas confinée au niveau des racines, mais peut se retrouver dans les feuilles. C'est l'une des conclusions d'une étude menée par une biologiste de l'Université de Berne dans le cadre du Pôle de recherche national (PRN) « Survie des plantes », un réseau de scientifiques piloté depuis l'Université de Neuchâtel.

Que deviennent les métaux lourds présents dans le sol lorsqu'ils sont capturés par les racines du blé? Quelle est la mobilité de ces éléments une fois à l'intérieur de la plante ? Valérie Page a consacré sa thèse de doctorat pour mener l'enquête qui fait désormais l'objet d'une publication dans la revue spécialisée Annals of Botany*. Et pas seulement sur des substances toxiques, comme le cadmium. Elle a aussi voulu savoir où s'accumulent des métaux lourds entrant dans le régime alimentaire de la plante.

Sous la direction d'Urs Feller, professeur à l'Institut des sciences végétales de l'Université de Berne, la jeune biologiste a comparé des pousses de blé ayant absorbé cinq métaux lourds différents, dont trois (le zinc, le manganèse et le nickel) sont des substances nutritives importantes. Mais si ces dernières se trouvent en trop grande quantité dans la plante, elles peuvent nuire à la santé des consommateurs (humaines et animaux), voire, en cas d'accumulation plus importante encore, représenter une menace pour la plante elle-même. D'où la nécessité de suivre le parcours de ces métaux lourds. La chercheuse du PRN « Survie des plantes » a aussi examiné le cheminement du cobalt qui, pour certains végétaux, joue un rôle dans la fixation de l'azote.

Chimiquement très proche du zinc, le cadmium passe dans le xylème, une sève à circulation rapide, ce qui permet à cet élément de coloniser la tige de la plante. Il passe aussi dans le phloème, une sève à circulation plus lente, pour d'atteindre non seulement les racines jusqu'à leurs pointes, mais aussi les feuilles en croissance. A ce stade, on peut s'interroger sur le risque de retrouver la substance nocive dans les grains de blé. "Ce risque n'est pas exclu, indique Valérie Page, mais le blé ne pousse pas assez vite en laboratoire pour répondre directement à cette question. Des recherches que j'ai entreprises sur une plante au développement plus rapide, la célèbre Arabidopsis, montrent que le cadmium touche effectivement les graines. A l'inverse, dans le lupin blanc, la majorité du cadmium reste dans les racines alors que seule une petite quantité de cet élément atteint les feuilles. On voit ainsi que suivant la plante examinée, le résultat peut être très différent".

L'originalité de ce travail réside surtout dans le fait d'étudier les cinq éléments en parallèle en suivant scrupuleusement le même protocole pour obtenir des comparaisons fiables. Les pousses de blé ont été placées durant 24 heures dans un bac contenant un métal lourd à "pomper" par leurs racines. L'astuce consistait à faire absorber l'élément sous une forme qui émet un léger rayonnement radioactif lequel, à la manière d'une balise, permet d'en suivre la trace. On étend alors la plante sur un film radiographique qui laisse apparaître l'endroit où s'accumule la substance recherchée : racines, base de la tige, ou feuille. Plus la tache est intense, plus la quantité de métal lourd y est importante. Les jeunes pousses ont ainsi été photographiées à intervalles réguliers, jusqu'à une période de 50 jours. Et la trace des cinq éléments a pu être matérialisée.

*Selective Transport of Zinc, Manganese, Nickel, Cobalt and Cadmium in the Root System and Transfer to the Leaves in Young Wheat Plants. Valérie Page and Urs Feller

pour plus d'informations

Institut für Pflanzenwissenschaften
Universität Bern
Prof. Urs Feller
Tel 031 631 4958
urs.feller(at)ips.unibe.ch

Dr. Valérie Page
valerie.page(at)ips.unibe.ch

Rédacteur: Igor Chlebny