Le cadmium est un élément non biodégradable et facilement absorbé, transporté et accumulé dans les tissus végétaux. Cela signifie qu'il est hautement disponible pour les systèmes racinaires des plantes et peut être toxique même à de faibles concentrations. Les symptômes de la toxicité du cadmium comprennent le stress oxydatif, l'inhibition des réactions photosynthétiques et une altération du métabolisme racinaire. Des niveaux sans cesse croissants de cadmium sont détectés dans l'environnement par les activités agricoles et industrielles et ont contribué à la dégradation et à la contamination des sols, des eaux de surface et des eaux souterraines. En Amazonie, les écosystèmes inondés sont constamment susceptibles d'être contaminés, car ils sont des récepteurs de nutriments et de contaminants organiques et inorganiques, y compris les métaux lourds. L'identification d'espèces d'arbres indigènes d'Amazonie ayant un potentiel de phytoextraction et de tolérance au cadmium pourrait être utilisée pour orienter des études et des programmes de phytoremédiation pour la préservation des espaces naturels et la récupération des environnements contaminés par les métaux lourds.

(a) Feuilles de l'arbre amazonien Virola surinamensis. (b) Facteur de bioconcentration chez les jeunes plants de V. surinamensis exposés à cinq concentrations de cadmium (0, 15, 30, 45 et 60 mg). ND = non détecté. Différentes lettres pour les concentrations de cadmium en solution indiquent des différences significatives dans le test de Kruskal Wallis (P < 0.05). Moyenne ± SD, n = 7. Crédits image : (a) Ravin Seuayan via Wikimedia Commons ; (b) Junior et al.

Dans une étude récente publiée dans AoBP, Junior et al. évaluer les réponses physiologiques, la phytoextraction et la capacité de tolérance des jeunes Virola surinamensis plantes soumises à des concentrations variables de cadmium. Les auteurs ont mesuré un certain nombre de processus physiologiques et un indice de tolérance a été déterminé pour évaluer la capacité de la plante à se développer en présence de cadmium. Potentiel hydrique foliaire, conductance stomatique et transpiration réduites chez les plantes exposées au cadmium. Des valeurs plus faibles de l'efficacité photochimique maximale du photosystème II, du taux de transport d'électrons et du coefficient d'extinction photochimique étaient accompagnées d'une réduction de la photosynthèse avec des concentrations croissantes de cadmium. Malgré les impacts négatifs du cadmium sur la plupart des processus physiologiques mesurés, l'indice de tolérance a indiqué que V. surinamensis a montré une tolérance moyenne/élevée au cadmium suggérant qu'il pourrait être prometteur à des fins de phytostabilisation du cadmium.

Point culminant du chercheur

Waldemar Viana de Andrade Júnior est titulaire d'une licence en sciences biologiques de l'Université fédérale du Pará, au Brésil (1996), et d'un master en sciences biologiques (botanique tropicale) de l'Université fédérale rurale d'Amazonie (UFRA), au Brésil (2013). Il est actuellement doctorant en sciences forestières à l'UFRA, biologiste au Secrétariat d'État à l'environnement et au développement durable (SEMAS) et professeur au Secrétariat d'État à l'éducation (SEDUC-PA). Il fait partie du groupe de recherche sur l'étude de la biodiversité des plantes supérieures.

Les recherches de Waldemar portent sur l'écophysiologie des plantes de la haute Amazonie, en particulier sur la physiologie du stress et la biochimie. Il s'intéresse à l'identification et à la compréhension de l'adaptation des espèces d'arbres amazoniennes au déficit hydrique et aux inondations, ainsi qu'à la réponse des plantes aux métaux lourds, comme le cadmium.