La pollution microplastique est connue pour avoir un impact négatif sur la germination des graines et la croissance des semis. Bien que certaines études aient démontré les effets des microplastiques sur la germination des graines, l'impact des microplastiques sur l'activité biologique interne des graines restait inconnu. Maintenant, un groupe de chercheurs a utilisé la tomographie par cohérence optique biospeckle pour révéler que les microplastiques entravent considérablement l'activité interne des graines de lentilles pendant la germination et peuvent entraîner un retard de croissance à des stades ultérieurs.

Les microplastiques sont de petits fragments de plastique de moins de 5 mm de diamètre. Il existe deux types de microplastiques :primaires et secondaires. Toutes les particules de plastique qui mesurent déjà 5 mm ou moins avant de pénétrer dans l'environnement sont considérées comme des microplastiques primaires. Ils existent dans les cosmétiques, les textiles, les agents de nettoyage et les articles de toilette. D'autre part, les microplastiques secondaires se forment lorsque des produits en plastique plus gros tels que des bouteilles, des conteneurs, des filets de pêche, le paillis de plastique utilisé pour l'agriculture et les sacs en plastique se décomposent en plus petits morceaux en raison des processus naturels d'altération.

Au cours des dernières décennies, la pollution microplastique est devenue une cause majeure de préoccupation dans le monde entier. En raison de leur utilisation accrue et d'un manque de gestion appropriée des déchets, les microplastiques s'accumulent dans les écosystèmes à un rythme alarmant, constituant une grave menace pour les plantes, les animaux et les humains.

Tout comme le corps humain, les plantes ont une méthode de transport des nutriments captés par leurs racines vers d'autres parties de leur corps. Les plantes en développement peuvent absorber les microplastiques par les fissures de leurs jeunes racines. Ceux-ci peuvent ensuite voyager le long du xylème (qui fait partie du "système de distribution" de la plante) jusqu'aux parties comestibles de la plante. Récemment, des microplastiques ont été trouvés dans de nombreux fruits et légumes courants et même dans le sel de table.

Alors que nous comprenons comment les microplastiques pourraient être distribués à travers la chaîne alimentaire, une question importante se pose :comment ces microplastiques affectent-ils les plantes mêmes qui les absorbent ? Une équipe de chercheurs a cherché à étudier cela en commençant par le stade le plus précoce de la germination des graines de la vie d'une plante.

L'équipe, composée du professeur Uma Maheswari Rajagopalan du Shibaura Institute of Technology (SIT), et du professeur Hirofumi Kadono avec son doctorat. Les étudiants, Y. Sanath K. De Silva et Li Danyang de l'Université de Saitama, au Japon, ont étudié les effets des microplastiques sur la germination des graines de lentilles et la croissance des semis, en se concentrant sur l'impact de ces polluants sur l'activité interne d'une graine. Ils ont utilisé la tomographie par cohérence optique biospeckle (bOCT) - une technique qu'ils avaient proposée puis éprouvée pour démontrer avec précision l'activité interne des plantes - pour réaliser leurs observations, dont les détails ont été publiés dans la revue Chemosphere .

Les chercheurs ont exposé des graines de lentilles à différentes concentrations de microplastiques de polyéthylène (PEMP) pendant sept jours, les observations de bOCT étant notées à 0, 6, 12 et 24 heures. Les résultats de la bOCT ont ensuite été comparés aux paramètres biologiques de germination et de croissance, ainsi qu'à l'activité enzymatique antioxydante.

Leurs découvertes étaient plutôt prometteuses. Après seulement 6 heures, les données bOCT ont démontré que les graines traitées avec les PEMP présentaient une diminution substantielle de l'activité interne, prouvant les effets néfastes des microplastiques sur leur germination et la croissance ultérieure des plantes. Une augmentation des activités enzymatiques antioxydantes a également été observée. L'étude a noté que lorsque la concentration de PEMP était augmentée, la baisse de l'activité interne était plus prononcée, suggérant un effet dose-dépendant des PEMP sur les graines et les semis de lentilles.

"Nos découvertes ont montré, pour la première fois, que les microplastiques entravent l'activité interne des graines pendant la germination. Cela est probablement dû au blocage physique des pores, ce qui entraîne un retard de croissance à des stades ultérieurs", explique le professeur Rajagopalan.

En effet, leur approche unique consistant à modifier l'OCT, une technique largement utilisée dans le domaine de l'ophtalmologie, pour biospeckle OCT - qui utilise le bruit apparaissant dans un OCT à son avantage - s'est avérée très efficace. Les méthodes conventionnelles, qui reposent sur des longueurs et des poids, nécessitent environ deux jours d'exposition pour montrer des résultats similaires, un exploit réalisé par l'OCT en quelques heures.

La technique peut être utilisée pour observer efficacement les effets dose-dépendants des microplastiques sur les semences. "Nos résultats mettent en évidence le potentiel du bOCT en tant qu'outil de dépistage pour une évaluation rapide de la qualité des semences et de la pollution de l'environnement", déclare le professeur Rajagopalan.

En conclusion, cette étude montre que les PEMP ont un impact négatif sur la germination des graines de lentilles qui, à son tour, affecte leur croissance. Ce résultat a des implications importantes pour l'élaboration des politiques en matière de contrôle et de gestion de la pollution microplastique. + Explorer plus loin

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