Le 21 février 1989, je travaillais sur le microscope électronique au département de physiologie de la faculté de médecine de l'université de Birmingham. J'étais alors sur le dernier de mes contrats postdoctoraux, travaillant avec Denis Wilkins sur la toxicité et la tolérance de l'aluminium (Al) chez les conifères. À l'époque, la toxicité de l'Al, causée par l'acidification des sols par les pluies acides dans des pays comme l'Allemagne et la Suède, était considérée comme jouant un rôle majeur dans le dépérissement observé dans les forêts connues en allemand sous le nom de "Waldsterben". Je m'étais un peu spécialisé dans la microanalyse aux rayons X, et je le faisais à Birmingham, en examinant spécifiquement les racines d'épinette de plantes qui avaient été traitées à l'Al. J'ai repéré quelque chose d'inattendu ce jour-là et j'ai noté dans mon journal : « Il semble que Al soit fréquemment associé à Si (silicium) dans la paroi cellulaire, et qu'il pénètre dans un compartiment cytoplasmique, le noyau, où il est associé à phosphore." Plus tard cette année-là, j'ai visité la suite de microscopie électronique de l'hôpital Mount Sinai à Toronto, où ils disposaient de l'équipement le plus merveilleux pour cartographier les distributions élémentaires, et bien sûr, Al et Si étaient co-localisés dans les parois cellulaires corticales (voir figure 1). Pourquoi étais-je si excité ? Je travaillais déjà sur les phytolithes (corps de silice végétale) depuis dix ans en 1989, mais je n'avais jamais vu Al associé à Si auparavant. Cela pourrait-il être un mécanisme de diminution de la toxicité de l'Al ? J'ai parcouru la littérature et trouvé toutes sortes de pistes dans des domaines aussi divers que biologie des poissons et La maladie d'Alzheimer chez l'homme, mais il n'y avait pas grand-chose sur les interactions Al-Si dans les plantes. Je ne pensais pas à l'époque que cela constituerait un volet majeur de mes recherches, et que je publierais encore là-dessus en 2020 !

J'ai déménagé de Birmingham à Oxford Polytechnic (aujourd'hui Oxford Brookes University) en septembre 1989. J'ai rapidement persuadé mon collègue canadien, Allan Sangster, que les interactions Al-Si dans les plantes méritaient d'être étudiées. À l'été 1991, nous avons travaillé ensemble à Toronto sur ce projet. Nous avons mené nos premières expériences sur les interactions Al-Si dans le sorgho et montré que le Si a vraiment amélioré la toxicité de l'Al chez cette espèce. De plus, nous avons de nouveau utilisé la microanalyse aux rayons X et avons trouvé Al et Si co-déposés dans les parois cellulaires de l'épiderme racinaire.

J'ai rencontré David Evans pour la première fois le 8 octobre 1992, peu de temps après son arrivée à l'Oxford Polytechnic en tant que chercheur de la Royal Society. David a toujours été plus "cellulaire et moléculaire" alors que j'étais plus "plante entière et environnementale", donc nous avons fait (et faisons) une excellente combinaison. En 1992/3, je supervisais un étudiant de projet de premier cycle, Kim Hammond, qui examinait les interactions Al-Si dans l'orge et obtenait de bons résultats. David a suggéré que nous devrions postuler pour une bourse d'été de la Royal Society pour que Kim puisse continuer son travail après avoir obtenu son diplôme. Cela a été un succès, et cela nous a permis de compléter son travail, montrant à nouveau que Le Si pourrait améliorer la toxicité de l'Al. À l'époque, David était rédacteur en chef du Journal of Experimental Botany, et son idée suivante était de revoir tout le sujet des interactions Al-Si dans les plantes dans ce journal avant de poursuivre nos travaux. L'examen s'est avéré très populaire et, en février 2020, il avait été cité 245 fois selon Google Scholar.

Ainsi, en 1995, nous savions que, dans certaines circonstances, le silicium pouvait améliorer la toxicité de l'aluminium chez les plantes, mais nous n'avions aucune idée du mécanisme. David et moi avons ensuite eu la chance d'obtenir des subventions, et nous avons encore plus eu la chance d'avoir Kay Cocker (maintenant Miller) comme doctorant. étudiant travaillant sur ce sujet. Kay a résolu le problème pour nous avec son approche très innovante impliquant l'exsudation de malate induite par Al à partir des racines de blé. Pour faire court, il est apparu que le mécanisme d'amélioration impliquait la formation d'hydroxyaluminosilicates non toxiques dans l'apoplaste des racines. Nous avons rassemblé tout ce travail et l'avons écrit comme un hypothèse. Jusqu'à présent, l'hypothèse a fait l'objet de tests assez rigoureux sur plus de 20 ans et elle a tenu bon. David et moi avons poursuivi notre travail sur les interactions Al-Si pendant plus de dix ans, aidés par nos étudiants Michelle Ryder et Subramaniam Prabagar. Pendant ce temps, Allan Sangster et moi avons travaillé sur les dépôts de minéraux dans les aiguilles de conifères, en commençant par épinette blanche, puis un certain nombre d'autres espèces (p. ex. pin blanc; Fig. 2). Très fréquemment, on retrouve des co-dépôts Al-Si dans l'épiderme ou le tissu de transfusion.

Au fil du temps, David a concentré ses efforts sur la enveloppe nucléaire de la centrale, alors que je m'impliquais dans écrire des livres (Fig. 3), dans l'utilisation des phytolithes dans archéologie et dans paléoécologie, puis plus récemment dans les travaux sur la séquestration du carbone. Nous avons tous les deux gardé un œil sur les recherches impliquant les interactions Al-Si, mais aucun de nous n'y travaillait. Puis le 5 mars 2019, complètement à l'improviste, j'ai été contacté par Durgesh Tripathi, rédacteur invité d'une édition spéciale du Journal of Experimental Botany sur le silicium végétal. Est-ce que j'aimerais écrire un article de synthèse et sur quel sujet ? Tout de suite, il m'est venu à l'esprit que je voulais écrire une mise à jour sur les interactions Al-Si dans les plantes. Je savais aussi qui je voulais comme co-auteur ; David Evans.

En 2019, David était devenu doyen associé de la recherche et de l'échange de connaissances à Brookes et était également fortement impliqué dans son travail sur l'enveloppe nucléaire. Quand je l'ai approché, je m'attendais à ce qu'il dise qu'il était trop occupé. Mais à ma grande surprise, il a accepté d'être co-auteur, à condition que nous fassions le travail pendant les vacances d'été ! Au cours des 25 années qui ont suivi notre première étude, des transporteurs Si et Al avaient été découverts, et les connaissances de David en biologie moléculaire étaient inestimables. Nous nous sommes rencontrés plusieurs fois au cours de l'été 2019 et avons facilement soumis le document avant la date limite de novembre. Puis nous avons attendu. Même les chercheurs expérimentés s'inquiètent de ce qui pourrait arriver à leur précieux article aux mains des arbitres et des éditeurs. Mais le soir du 23 décembre 2019, l'e-mail de l'éditeur est venu avec la décision, "des corrections mineures". J'ai rapidement transmis l'e-mail à David, disant que c'était un cadeau de Noël incroyablement bon pour lui. Il a convenu que c'était le cas.

Notre revue de 1995 est sortie en février de la même année, et exactement 25 ans plus tard, dans la même revue, nous avons le plaisir d'annoncer la publication de Hodson et Evans (2020). Cela a été toute une histoire jusqu'à présent. Que se passera-t-il dans les 25 prochaines années ?