Les herbonautes

MAD de métal, festival 2021 !

Après une première mission en 2019 où 4525 spécimens avaient été informatisés, nous vous proposons un deuxième volet entièrement dédié aux collections malgaches, hotspot majeur de biodiversité.

Forêt de Pandanus sp. (crédit photo : Germinal Rhouan)

Les missions MAD de métal s'inscrivent dans le cadre du projet X-TeEM ( financement X-Life MI-CNRS) qui vise à analyser les teneurs en métaux de spécimens d'herbiers par la technologie de flourescence X (XRF) afin d'indentifier des espèces végétales accumulatrices des métaux.

Les plantes puisent dans le sol les éléments minéraux dont elles ont besoin pour se développer, y compris des microéléments comme le fer ou le zinc en petite quantité. Certains sols, comme les serpentines ou les terrains miniers, sont naturellement riches en métaux, ce qui peut les rendre toxiques pour la majorité des plantes (« la dose fait le poison »). La plupart des plantes capables de pousser sur ces sols excluent les métaux lorsqu’ils sont trop abondants, mais quelques-unes, beaucoup plus rares, ont une toute autre stratégie. Elles absorbent ces éléments (nickel, manganèse, zinc, cadmium) en grande quantité et les stockent dans leurs feuilles, on les appelle des plantes hyperaccumulatrices. A l'heure actuelle, on ne connaît pas si des fortes concentrations en métaux seraient un avantage pour ces espèces. Une hypothèse fréquemment avancée serait que cela décourageraient les herbivores, ou bien cela leur permettrait de se protéger des pathogènes.

Les plantes hyperaccumulatrices de métaux offrent de nombreuses perspectives pour résoudre des problèmes de notre quotidien, voici quelques usages potentiels :

- la phytostabilisation : des végétaux sont plantés dans un milieu pour fixer un polluant et l’empêcher de s’épandre dans des zones non polluées.

- la phytoextraction : on utilise des plantes pour extraire des métaux du sol. Cela peut être soit pour dépolluer un sol contaminé, ou extraire un métal d’un sol naturellement riche en celui-ci. Ces métaux peuvent ensuite être recyclés à partir de la biomasse et être utilisés comme des catalyseurs (« accélérateurs ») dans l’industrie chimique pour la synthèse d’arôme ou de médicaments.

L’inventaire des plantes hyperaccumulatrices est encore très incomplet. On connaît à l’heure actuelle environ 500 espèces hyperaccumulatrices de nickel, une quarantaine d’espèces pour le manganèse, le cobalt et le cuivre et seulement deux pour les terres rares. Ces plantes ont en grande partie, été observées sur des roches dites ultramafiques, comme les serpentines, très abondantes à Cuba et en Nouvelle-Calédonie. De telles roches sont également présentes à Madagascar, mais pour le moment, aucune espèce hyperaccumulatrice n’a été décrite sur l’île aux lémuriens. En effet, une étude comparative des flores de ces trois îles, poussant sur des roches ultramafiques, montre que certains genres y sont à chaque fois représentés par des espèces endémiques différentes. Ceci illustre ainsi les propos du célèbre biogéographe Alexander von Humboldt (1769-1859) : « quand la nature n’offre pas les mêmes espèces, elle se plaît à répéter les mêmes genres »

Les riches collections de l’herbier de Paris provenant de l'île aux baobabs, sont l’endroit idéal pour découvrir de nouvelles espèces avides de métal . Un criblage de l’herbier a donc été démarré grâce à un spectromètre à fluorescence X (XRF), qui permet de mesurer les teneurs de métaux dans les spécimens sans les abîmer. L’aide des Herbonautes sera précieuse pour informatiser les données des spécimens criblés et les localiser précisément. Vous nous aiderez ainsi à mieux connaitre ces plantes curieuses qui pourraient résoudre bien des maux de notre planète.

Fleuve Betsiboka (crédit photo : Germinal Rouhan)

Bibliographie pour les curieux :

Belloeil C, Jouannais P, Malfaisan C, Reyes Fernández R, Lopez S, Navarrete Gutierrez DM, Maeder-Pras S, Villanueva P, Tisserand R, Gallopin M, Alfonso-Gonzalez D, Fuentes Marrero IM, Muller S, Invernon V, Pillon Y, Echevarria G, Berazaín Iturralde R & Merlot S. (2021) The X-ray fluorescence screening of multiple elements in herbarium specimens from the Neotropical region reveals new records of metal accumulation in plants. Metallomics 13: mfab045.

Grison, C., Escande, V., & Biton, J. (2015) L’écocatalyse: nouvelle approche intégrée de l’écologie scientifique. ISTE Editions Ltd, London.

Invernón VR, Tisserand R, Jouannais P, Navarrete Gutiérrez DM, Muller S, Pillon Y, Echevarria G & Merlot S. (2021) La découverte de nouvelles espèces végétales hyperaccumulatrices de métaux dans les herbiers. In: Pellens R, ed. Les collections naturalistes dans la science du XXI° siècle: une ressource durable pour la science ouverte. London: ISTE Editions Ltd, 85–100.

Pillon, Y., González, D.A., Randriambanona, H., Lowry, P.P., Jaffré, T. & Merlot, S. (2019) Parallel ecological filtering of ultramafic soils in three distant island floras. Journal of Biogeography 46, 2457–2465.

Pitron, G. (2018) La guerre des métaux rares: la face cachée de la transition énergétique et numérique. Liens qui libèrent, Paris.

Reeves, R.D., Baker, A.J.M., Jaffré, T., Erskine, P.D., Echevarria, G., & van der Ent, A. (2018) A global database for plants that hyperaccumulate metal and metalloid trace elements. New Phytologist, 218, 407–411. http://hyperaccumulators.smi.uq.edu.au/collection/

van der Ent, A., Echevarria, G., Baker, A., Morel, J.L., & Springer International Publishing AG (2018) Agromining: farming for metals extracting unconventional resources using plants.

Et pour les vrais fans de métal :

Volume spécial « Hyperaccumulators » dans le journal scientifique New Phytologist :

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1111/(ISSN)1469-8137.HYPERACCUMULATORS

BLACK SABBATH : https://www.youtube.com/watch?v=0qanF-91aJo&ab_channel=BlackSabbath

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