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Pteris vittata (Ladder brake fern or Chinese brake fern pour les anglophones) est une des espèces de fougère du genre Pteris.

Cette espèce est exceptionnellement résistante à l'arsenic, qu'elle peut en outre fortement bioaccumuler[1].
Ce processus est encore dopé en présence de phosphore[2].

Elle a été introduite en Amérique du Nord (Californie, Texas et Sud-Est des États-Unis) où elle se développe bien[3]. Trois régions où des taux anormaux d'arsenic dans les sols sont fréquents en raison de l'usage ancien et contemporain de pesticides à base d'arsenic, arséniate de plomb autrefois (aujourd'hui interdit), et méthanearséniate monosodique ou méthanearséniate disodique aujourd'hui.

Articles détaillés : Arsenic et Méthanearséniate monosodique.

CaractéristiquesModifier

C'est une plante hyper-accumulatrice de métaux lourds ou métalloïdes, qui présente des adaptations au stress oxydant[4] et une résistance tout à fait inhabituelle à l'arsenic[5]. Elle l'accumule en quantités importantes sous forme d'arsénite dans des vacuoles[6] des cellules foliaires (on en a trouvé jusqu'à 5 070 mg/kg dans les feuilles) et, dans une moindre mesure, dans les tiges, et moins encore dans les racines[7]. Ce processus pourrait aussi avoir été sélectionné par ces fougères (sélection naturelle) comme moyen de se protéger d'éventuels prédateurs herbivores.

Même quand elle pousse dans un sol non pollué (9 mg/kg d'arsenic), cette fougère absorbe l'arsenic, qu'on a retrouvé (en condition de culture sous serre) jusqu'à 71 mg/kg dans les frondes de la fougère et jusqu'à 80 mg/kg pour le rhizome[7].

Néanmoins le « coefficient de bioaccumulation » diminue de manière inversement proportionnelle à l'augmentation de la teneur du sol :

  • pour un sol à 50 mg/kg d'arsenic, les feuilles en contiennent 120 mg/kg et les tiges 100 mg/kg,
  • dans un sol à 23 400 mg/kg, les feuilles n'en contiennent "que" 1 530 mg/kg, les tiges 820 mg/kg et le rhizome 900 mg/kg.

UsagesModifier

Sa capacité à absorber l'arsenic sans en mourir en fait une très bonne candidate pour la phytoremédiation de sols pollués par l'arsenic[8]

Voir aussiModifier

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Articles connexesModifier

Liens externesModifier

BibliographieModifier

  • (en) Chen, T. B., Wei, C. Y., Arsenic hyperaccumulation in some plant species in South China, Proceedings of International Conference of Soil Remediation, 194-195. Oct. 15-19, 2000, Hangzhou, China.
  • (en) Chao-Yang Wei, Cheng Wang, Xin Sun and Wu-Yi Wang ; Arsenic accumulation by ferns: a field survey in southern China ;

Pages 169-177

  • (en) T. Luongo et L.Q. Ma Characteristics of Arsenic Accumulation by Pteris and non-Pteris Ferns ; Biomedical and Life Sciences Plant and Soil Volume 277, Numbers 1-2, 117-126, DOI: 10.1007/s11104-005-6335-9 (résumé)
  • (en) Tongbin Chen, Chaoyang Wei, Zechun Huang, Qifei Huang, Quanguo Lu and Zilian Fan, Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation ; Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 11, 902-905, From the issue entitled "Ecology of Plant Invasions", DOI: 10.1360/02tb9202 (Résumé)
  • (en) X.-Y. Liao, T.-B. Chen, M. Lei, Z.-C. Huang, X.-Y. Xiao and Z.-Z. An, Root distributions and elemental accumulations of Chinese brake (Pteris vittata L.) from As-contaminated soils ; Biomedical and Life Sciences ; Plant and Soil ; Volume 261, Numbers 1-2, 109-116, DOI: 10.1023/B:PLSO.0000035578.24164.fa (Résumé)

RéférencesModifier

Références taxonomiquesModifier

Autres référencesModifier

  1. Ma, L. Q., Kenneth, M. K., Tu, C. et al., A fern that hyperaccumulates arsenic, Nature, 2001, 409(6820): 579.
  2. Tongbin Chen, Zhilian Fan, Mei Lei, Zechun Huang and Chaoyang Wei Effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Pteris vittata L. and its implication Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 22, 1876-1879, DOI: 10.1360/02tb9410 (Résumé)
  3. USDA, consulté 2010/09/19
  4. Nandita Singh, Lena Q. Mab, Mrittunjai Srivastava et Bala Rathinasabapathi, Metabolic adaptations to arsenic-induced oxidative stress in Pteris vittata L and Pteris ensiformis L ; Plant Science Volume 170, Issue 2, February 2006, Pages 274-282 doi:10.1016/j.plantsci.2005.08.013 (Résumé)
  5. Cong Tu and Lena Q. Ma ; Effects of Arsenic Concentrations and Forms on Arsenic Uptake by the Hyperaccumulator Ladder Brake, Journal of Environmental Quality doi: 10.2134/jeq2002.6410Vol. 31 No. 2, p. 641-647 (résumé)
  6. Tongbin Chen, Xiulan Yan, Xiaoyong Liao, Xiyuan Xiao, Zechun Huang, Hua Xie and Limei Zhai, Subcellular distribution and compartmentalization of arsenic in Pteris vittata L ; Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 50, Number 24, 2843-2849, DOI: 10.1360/982005-943 (Résumé)
  7. a et b Tongbin Chen, Chaoyang Wei, Zechun Huang, Qifei Huang, Quanguo Lu and Zilian Fan (2002) Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation ; Biomedical and Life Sciences ; Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 11, 902-905, 2002/06/11 DOI: 10.1360/02tb9202 (Article complet)
  8. Wilkins, Carolyn, and Salter, Leo. (2003). Arsenic hyperaccumulation in ferns: A review. Environmental Chemistry Group Bulletin of the Royal Society of Chemistry. July 2003 edition.