Le maintien équilibré et contrôlé des niveaux de minéraux dans les tissus végétaux est essentiel pour la croissance saine de toutes les plantes. Cependant, il existe une variation dans la quantité de minéraux présents dans les tissus des différentes espèces végétales et dans la variété des différents minéraux qu'ils accumulent. Dans des exemples extrêmes, certaines espèces végétales sont des « hyperaccumulateurs », ce qui signifie qu'elles accumulent certains minéraux à des niveaux bien supérieurs à ceux que l'on trouve normalement chez d'autres espèces. Il y a beaucoup d'intérêt pour les plantes hyperaccumulatrices à la fois du point de vue fondamental de la façon dont elles atteignent et tolèrent des niveaux aussi élevés d'accumulation de minéraux, ainsi que de leur utilisation potentielle pour éliminer les minéraux contaminants de la terre.

Cependant, les connaissances manquent sur la variété naturelle des plantes hyperaccumulatrices, sur leur relation avec des types de sol particuliers et sur la manière dont l'accumulation de minéraux particuliers dans les espèces hyperaccumulatrices affecte les niveaux d'autres minéraux dans ces plantes. En utilisant des espèces végétales poussant dans la région ultra-diversifiée de Sabah en Malaisie, van der Ent et ses collègues dans leur récent Annals of Botany étude étudier les tendances des schémas et des niveaux d'accumulation de minéraux pour mieux comprendre la variété des hyperaccumulateurs végétaux dans les environnements naturels, la forme que prennent ces hyperaccumulateurs et comment ils peuvent y parvenir.

La région de Sabah sur laquelle van der Ent et ses collègues se concentrent est connue pour contenir des hyperaccumulateurs de nickel, de cobalt et de manganèse, ainsi que de nombreuses espèces végétales qui ne sont pas des hyperaccumulateurs. Les hyperaccumulateurs de nickel et d'autres minéraux poussent généralement sur des sols ultramafiques (sols pauvres en potassium et phosphore essentiels et riches en minéraux tels que le nickel, le manganèse et le cobalt). La première question que se posent les auteurs est de savoir si les plantes poussant sur des sols ultramafiques dans la région de Sabah présentent des différences de concentrations minérales dans les feuilles par rapport aux plantes poussant sur des sols non ultramafiques. Sans surprise, ils constatent que les concentrations foliaires des plantes poussant sur des sols ultramafiques ont une plage de concentration beaucoup plus grande pour le nickel, le cobalt, le manganèse et certains autres minéraux par rapport aux sols non ultramafiques. Fait intéressant cependant, les plantes sur les sols ultramafiques maintiennent des concentrations dans la même gamme pour les minéraux qui sont généralement plus faibles dans les sols ultramafiques, tels que le potassium et le phosphore, que les plantes poussant sur des sols non ultramafiques.

Dans le même ordre d'idées, on étudie s'il existe des corrélations entre la composition élémentaire des feuilles et les conditions du sol environnant. van der Ent et ses collègues constatent que la majorité des espèces végétales excluent les minéraux à haute concentration présents dans les sols ultramafiques, renforçant l'idée que même dans les sols ultramafiques, les espèces hyperaccumulatrices ne représentent encore qu'une petite proportion des espèces végétales. Comme déjà évoqué, les minéraux tels que le potassium et le phosphore qui sont généralement faibles dans les sols ultramafiques se sont généralement accumulés à des niveaux plus élevés que dans le sol environnant, ce qui indique que les plantes de ces zones tentent activement de maintenir les concentrations de ces minéraux.

Les auteurs ont ensuite demandé si la distribution de l'accumulation minérale dans les plantes étudiées suit une distribution normale ou s'il y a des changements clairs par rapport à cette distribution ? Ils constatent que sur un sol ultramafique, tous les minéraux testés suivent une distribution normale dans les feuilles à l'exception du nickel, qui suit une distribution clairement bimodale, et du cobalt et du chrome, qui suivent des distributions bimodales moins marquées. Les distributions bimodales indiquent que pour ces minéraux, les plantes poussant sur des sols ultramafiques tombent généralement dans un mode non-accumulateur ou accumulateur. Cela indique un scénario selon lequel les hyperaccumulateurs, en particulier de nickel, ne se situent pas dans la région supérieure d'une distribution normale, mais ont un trait distinct qui est distinct de la plupart des autres plantes. van der Ent et ses collègues soulignent que des études antérieures ont indiqué qu'une telle bimodalité indique que le trait particulier dépend d'un petit nombre de gènes, alors qu'une distribution normale indique un fond génétique plus complexe.

van der Ent et ses collègues fournissent donc un meilleur aperçu des modèles d'accumulation minérale d'une variété de plantes poussant sur des sols ultramafiques, ainsi que des indices sur la façon dont les exemples rares mais frappants d'hyperaccumulateurs peuvent entreprendre leur accumulation inhabituellement élevée de certains nutriments. Cela intéressera probablement ceux qui souhaitent exploiter les plantes hyperaccumulatrices à des fins de bioremédiation, ainsi que d'accroître nos connaissances sur la façon dont la teneur en éléments nutritifs des plantes peut varier dans des environnements réels plutôt que dans des conditions de laboratoire souvent étudiées.