Imaginez des plantes non seulement embellissant nos jardins et purifiant notre air, mais agissant également comme des mines naturelles de ressources critiques comme les éléments des terres rares (REE). Ces éléments, vitaux pour les technologies modernes, sont rares. Mais les scientifiques ont découvert plusieurs nouvelles espèces végétales dotées de capacités exceptionnelles à accumuler des ETR dans le sol. En examinant des milliers de spécimens de différentes lignées, Léo Goudard et ses collègues ont découvert de nouveaux taxons riches en ETR qui pourraient faciliter la bioprospection et élargir les options pour une exploitation minière plus durable de ces métaux cruciaux.

L'étude, publiée dans la revue Annals of BotanyIls ont adopté une approche unique. Au lieu de parcourir les forêts, les chercheurs se sont tournés vers l'Herbier du Muséum national d'Histoire naturelle de Paris. Le dernier auteur, Antony van der Ent, a déclaré Botanique Un dans un email que l'herbier de Paris était particulièrement bien adapté à leurs recherches. « L'Herbier de Paris possède la plus grande collection de spécimens végétaux au monde et elle est entièrement numérisée. Nous avons une collaboration de longue date avec les scientifiques de l'Herbier de Paris qui ont soutenu cette recherche. Le partenariat avec des taxonomistes est absolument essentiel pour entreprendre ce type d’études métallomiques sur la diversité végétale », a-t-il déclaré.

Ils ont utilisé la fluorescence X pour analyser plus de 4,000 268 spécimens de plantes appartenant à deux familles de fougères et à deux familles de plantes à fleurs conservées dans l'herbier du musée. Ces lignées ont été sélectionnées sur la base de taxons dont il a déjà été prouvé qu'ils absorbaient les ETR. Le dépistage initial de l'élément yttrium, utilisé comme indicateur du total des ETR, a révélé 49 échantillons avec des concentrations allant de 1,424 microgrammes par gramme à XNUMX XNUMX microgrammes par gramme.

La spectroscopie d'émission atomique de suivi de spécimens sélectionnés a montré des teneurs totales en ETR remarquablement élevées. Des spécimens de Dicranopteris linéaireis et Blechnopsis orientalis des niveaux enregistrés supérieurs à 6,000 4,000 et XNUMX XNUMX microgrammes par gramme respectivement, parmi les plus élevés jamais enregistrés. L'analyse a été validée en utilisant l'yttrium comme indicateur des ETR dans les analyses d'herbier.

Certaines des plantes jugées « hyperaccumulatrices » d'éléments de terres rares se trouvaient en dehors des régions bien étudiées de Chine, qui sont généralement considérées comme des points chauds pour ce caractère. La découverte de plantes à forte accumulation dans d'autres parties du monde élargit considérablement la répartition géographique connue et la diversité génétique de cette capacité exceptionnelle dans le règne végétal. Cela montre que l’hyperaccumulation de terres rares pourrait être plus répandue qu’on ne le pensait auparavant.

Les résultats de l'analyse XRF montrent que 147 spécimens de B. orientalis et 56 spécimens de D. Linearis accumulent du Y dans leurs feuilles jusqu'à des concentrations de 1424 1 µg g-697 et 1 µg g-1000, respectivement. Dicranopteris Linearis est une fougère déjà largement documentée pour ses capacités d'(hyper)accumulation d'ÉTR dans certaines régions de Chine, mais elle est en fait polyphylétique, représentant un complexe d'espèces d'espèces cryptiques. Cette étude révèle que certains spécimens de D. Linearis accumulant plus de 1 XNUMX µg g-XNUMX d'ÉTR dans leurs frondes proviennent d'Indonésie et des Philippines.

Goudard et al. 2024/XNUMX/XNUMX

Mais il y a plus. Cette étude n'a pas seulement identifié de nouveaux champions ; il a validé l'utilisation du XRF sur des spécimens d'herbier pour la détection des ETR. Cela ouvre la voie à un trésor de collections passées, révélant potentiellement des plantes cachées riches en ETR qui attendent d'être redécouvertes. Mais la recherche est confrontée à la menace d’une perte imminente d’habitat, ce qui signifie qu’elle est sous la pression d’une échéance potentiellement inconnue.

"La plupart des plantes hyperaccumulatrices sont extrêmement rares dans la nature et sont endémiques localement aux affleurements minéralisés", explique van der Ent. « Étant donné que de nombreuses plantes hyperaccumulatrices sont limitées aux gisements de minerais métalliques en surface, il existe effectivement une « course » entre les sociétés minières qui détruisent leur habitat et nous qui essayons d'y arriver plus tôt pour les découvrir et collecter du matériel génétique. Ironiquement, les hyperaccumulateurs et autres plantes tolérantes aux métaux (« métallophytes ») sont extrêmement bénéfiques dans la réhabilitation des déchets miniers, mais pour pouvoir être utilisés, ils doivent d'abord être trouvés et conservés.

Trouver ces plantes constitue un défi de taille. « Les habitats naturels des plantes hyperaccumulatrices sont souvent très éloignés et difficiles d’accès. Une collaboration intensive avec les scientifiques locaux est absolument essentielle pour mener des recherches en milieu tropical. Les principaux défis sont les conditions de sécurité dangereuses (par exemple en République démocratique du Congo, célèbre pour ses métallophytes uniques en cuivre-cobalt) et la bureaucratie insurmontable pour les permis de recherche (un exemple positif à cet égard est le Conseil de la biodiversité de Sabah en Malaisie, qui gère efficacement l'ensemble du processus de manière efficace). candidature unique évaluée selon son mérite) », déclare van der Ent.

Le travail de van der Ent autour de l'œuvre a été déclenché par un commentaire alors qu'il était encore à l'école. «Quand j'étais au lycée, j'ai entendu parler d'une petite plante (Noccée caerulescens) qui pousse juste de l'autre côté de la frontière belge et qui peut hyperaccumuler du zinc. J'étais fasciné par la façon dont une usine pouvait contenir autant de métal et je suis allé le chercher sur les terrils des mines de zinc et de plomb fermées depuis longtemps près de Kelmis. Cette fascination a ensuite incité ma quête mondiale pour trouver et étudier les plantes hyperaccumulatrices, notamment en Australie, au Chili, en Indonésie, en Nouvelle-Calédonie et en Afrique du Sud », dit-il.

Cette étude met en lumière le potentiel caché du règne végétal et des archives des herbiers, révélant leur capacité à contenir des ressources précieuses et à nous aider à construire un avenir plus durable. Nous pourrions exploiter ces « éclaireurs biogéochimiques » naturels pour localiser les gisements d’ÉTR enfouis sous terre. Plus intéressant encore, ces plantes pourraient devenir des outils de « phytoremédiation », c'est-à-dire nettoyer les sites contaminés en absorbant les ETR des sols et de l'eau pollués. Imaginez maintenant des rangées de plantes hyperaccumulatrices, travaillant silencieusement pour extraire des éléments critiques pour nos besoins technologiques.

À l'heure où certaines universités cherchent à fermer les herbiers, la recherche montre qu'un herbier bien entretenu pourrait être une mine d'or (ou d'autres métaux). van der Ent estime que de nombreux autres hyperaccumulateurs attendent d'être découverts.

« Grâce à nos recherches, nous avons plus que doublé le nombre de plantes hyperaccumulatrices connues dans le monde au cours des 10 dernières années. Cependant, je crois que ce n'est que la pointe de l'iceberg et, comme le montre cette étude Annals of Botany montre, de nombreuses autres découvertes vous attendent dans les herbiers mondiaux. Cette recherche illustre également la valeur des herbiers en tant que ressources cruciales pour l'information sur la biodiversité à l'échelle mondiale, et montre pourquoi il est si important que ces institutions reçoivent un financement et un soutien continus.

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Goudard L., Blaudez D., Sirguey C., Purwadi I., Invernon V., Rouhan G., van der Ent A. «La prospection d'hyperaccumulateurs d'éléments de terres rares dans l'Herbier de Paris à l'aide de la spectroscopie de fluorescence X révèle de nouvelles découvertes en matière de distribution et de taxons. » Annals of Botany. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1093/aob/mcae011

Image de couverture : Cartes élémentaires du synchrotron µXRF montrant la répartition du césium dans une fronde de Dicranopteris linéaireis. Photo de : Goudard et al. 2024.