Pteris vittata
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| Règne | Plantae |
|---|---|
| Sous-règne | Tracheobionta |
| Division | Pteridophyta |
| Classe | Filicopsida |
| Ordre | Polypodiales |
| Famille | Pteridaceae |
| Genre | Pteris |
Pteris vittata (Ladder brake fern or Chinese brake fern pour les anglophones) est une des espèces de fougère du genre Pteris.
Cette espèce est exceptionnellement résistante à l'arsenic, qu'elle peut en outre fortement bioaccumuler ce métal[1].
Ce processus est encore dopé en présence de phosphore[2] et d'autres métaux lourds ou métalloïdes, ce qui en fait une plante potentiellement intéressante pour la phytoremédiation.
Elle a été introduite en Amérique du Nord (Californie, Texas et Sud-Est des États-Unis) où elle se développe bien[3]. Trois régions où des taux anormaux d'arsenic dans les sols sont fréquents en raison de l'usage ancien et contemporain de pesticides à base d'arsenic, arséniate de plomb autrefois (aujourd'hui interdit), et méthanearséniate monosodique ou méthanearséniate disodique aujourd'hui.
Caractéristiques
[modifier | modifier le code]C'est une plante hyper-accumulatrice de métaux lourds ou métalloïdes, qui présente des adaptations au stress oxydant[4] et une résistance tout à fait inhabituelle à l'arsenic[5]. Elle l'accumule en quantités importantes sous forme d'arsénite dans des vacuoles[6] des cellules foliaires (on en a trouvé jusqu'à 5 070 mg/kg dans les feuilles) et, dans une moindre mesure, dans les tiges, et moins encore dans les racines[7]. Ce processus pourrait aussi avoir été sélectionné par ces fougères (sélection naturelle) comme moyen de se protéger d'éventuels prédateurs herbivores.
Même quand elle pousse dans un sol non pollué (9 mg/kg d'arsenic), cette fougère absorbe l'arsenic, qu'on a retrouvé (en condition de culture sous serre) jusqu'à 71 mg/kg dans les frondes de la fougère et jusqu'à 80 mg/kg pour le rhizome[7].
Néanmoins le « coefficient de bioaccumulation » diminue de manière inversement proportionnelle à l'augmentation de la teneur du sol :
- pour un sol à 50 mg/kg d'arsenic, les feuilles en contiennent 120 mg/kg et les tiges 100 mg/kg,
- dans un sol à 23 400 mg/kg, les feuilles n'en contiennent "que" 1 530 mg/kg, les tiges 820 mg/kg et le rhizome 900 mg/kg.
Usages
[modifier | modifier le code]Sa capacité à absorber l'arsenic et/ou le cadmium[8] sans en mourir en fait une très bonne candidate pour la phytoremédiation de certains sols pollués (par l'arsenic notamment)[9].
Un article publié par Nature en 2021 a montré qu'en cultivant cette fougère associée à de l'ail (Allium sativum) on pouvait encore doper sa capacité à bioconcentrer le plomb et le cadmium[10].
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
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Bibliographie
[modifier | modifier le code]- (en) Chen, T. B., Wei, C. Y., Arsenic hyperaccumulation in some plant species in South China, Proceedings of International Conference of Soil Remediation, 194-195. Oct. 15-19, 2000, Hangzhou, China.
- (en) Chao-Yang Wei, Cheng Wang, Xin Sun and Wu-Yi Wang ; Arsenic accumulation by ferns: a field survey in southern China ;
Pages 169-177
- (en) T. Luongo et L.Q. Ma Characteristics of Arsenic Accumulation by Pteris and non-Pteris Ferns ; Biomedical and Life Sciences Plant and Soil Volume 277, Numbers 1-2, 117-126, DOI: 10.1007/s11104-005-6335-9 (résumé)
- (en) Tongbin Chen, Chaoyang Wei, Zechun Huang, Qifei Huang, Quanguo Lu and Zilian Fan, Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation ; Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 11, 902-905, From the issue entitled "Ecology of Plant Invasions", DOI: 10.1360/02tb9202 (Résumé)
- (en) X.-Y. Liao, T.-B. Chen, M. Lei, Z.-C. Huang, X.-Y. Xiao and Z.-Z. An, Root distributions and elemental accumulations of Chinese brake (Pteris vittata L.) from As-contaminated soils ; Biomedical and Life Sciences ; Plant and Soil ; Volume 261, Numbers 1-2, 109-116, DOI: 10.1023/B:PLSO.0000035578.24164.fa (Résumé)
Références
[modifier | modifier le code]Références taxonomiques
[modifier | modifier le code]- (en) Référence Flora of North America : Pteris vittata
- (en) Référence UICN : espèce Pteris vittata L., 1767 (consulté le )
- (fr) Référence Tela Botanica (France métro) : Pteris vittata L., 1767
- (fr) Référence Tela Botanica (La Réunion) : Pteris vittata L.
- (fr + en) Référence ITIS : Pteris vittata L.
- (en) Référence NCBI : Pteris vittata (taxons inclus)
- (en) Référence GRIN : espèce Pteris vittata L.
Autres références
[modifier | modifier le code]- Ma, L. Q., Kenneth, M. K., Tu, C. et al., A fern that hyperaccumulates arsenic, Nature, 2001, 409(6820): 579.
- Tongbin Chen, Zhilian Fan, Mei Lei, Zechun Huang and Chaoyang Wei Effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Pteris vittata L. and its implication Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 22, 1876-1879, DOI: 10.1360/02tb9410 (Résumé)
- USDA, consulté 2010/09/19
- Nandita Singh, Lena Q. Mab, Mrittunjai Srivastava et Bala Rathinasabapathi, Metabolic adaptations to arsenic-induced oxidative stress in Pteris vittata L and Pteris ensiformis L ; Plant Science Volume 170, Issue 2, February 2006, Pages 274-282 doi:10.1016/j.plantsci.2005.08.013 (Résumé)
- Cong Tu and Lena Q. Ma ; Effects of Arsenic Concentrations and Forms on Arsenic Uptake by the Hyperaccumulator Ladder Brake, Journal of Environmental Quality doi: 10.2134/jeq2002.6410Vol. 31 No. 2, p. 641-647 (résumé)
- Tongbin Chen, Xiulan Yan, Xiaoyong Liao, Xiyuan Xiao, Zechun Huang, Hua Xie and Limei Zhai, Subcellular distribution and compartmentalization of arsenic in Pteris vittata L ; Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 50, Number 24, 2843-2849, DOI: 10.1360/982005-943 (Résumé)
- Tongbin Chen, Chaoyang Wei, Zechun Huang, Qifei Huang, Quanguo Lu and Zilian Fan (2002) Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation ; Biomedical and Life Sciences ; Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 11, 902-905, 2002/06/11 DOI: 10.1360/02tb9202 (Article complet)
- Xiyuan XIAO, Tongbin CHEN, Zhizhuang AN et Mei LEI, « Potential of Pteris vittata L. for phytoremediation of sites co-contaminated with cadmium and arsenic: The tolerance and accumulation », Journal of Environmental Sciences, vol. 20, no 1, , p. 62–67 (ISSN 1001-0742, DOI 10.1016/s1001-0742(08)60009-1, lire en ligne, consulté le )
- Wilkins, Carolyn, and Salter, Leo. (2003). Arsenic hyperaccumulation in ferns: A review. Environmental Chemistry Group Bulletin of the Royal Society of Chemistry. July 2003 edition.
- Javed Hussain, Xiao Wei, Luo Xue-Gang et Syed Rehmat Ullah Shah, « Garlic (Allium sativum) based interplanting alters the heavy metals absorption and bacterial diversity in neighboring plants », Scientific Reports, vol. 11, no 1, (ISSN 2045-2322, PMID 33712650, PMCID PMC7971001, DOI 10.1038/s41598-021-85269-4, lire en ligne, consulté le )
