Le riz est un aliment de base dans de nombreuses régions du monde. Cependant, il contient parfois des niveaux d'arsenic dangereux pour notre santé. Une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l'Université de Bayreuth vient de découvrir qu'il existe des composés d'arsenic qui ont un effet toxique sur les plantes et qui n'avaient pourtant pas été pris en compte auparavant dans le cadre des analyses chimiques du riz et des risques estimés pour la santé humaine. Les recherches portent sur les thioarsenates, composés constitués d'arsenic et de soufre, qui peuvent être présents dans les rizières plus souvent qu'on ne le supposait auparavant. Les scientifiques ont publié leurs découvertes dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .

Augmentation des concentrations dans les rizières ?

Les thioarsenates peuvent être trouvés dans les eaux de surface, eaux souterraines, et les eaux de fond avec des niveaux élevés de sulfure. Le sulfure est la forme réduite du sulfate; il réagit spontanément avec l'arsenic et peut former des thioarsenates. Les rizières offrent des conditions favorables à ces processus. « Le riz est généralement cultivé dans des champs inondés. Le manque d'oxygène dans le sol qui en résulte peut réduire le sulfate en sulfure. Nous avons pu démontrer pour la première fois qu'une quantité considérable d'arsenic dans les rizières - à savoir 20 à 30 % - lié sous forme de thioarsenates, " a expliqué Prof. Dr. Britta Planer-Friedrich, Professeur de géochimie environnementale à l'Université de Bayreuth. "Des recherches supplémentaires pour faire plus de lumière sur la propagation des thioarsenates sont maintenant encore plus urgentes puisque nous avons pu montrer pour la première fois que les thioarsenates peuvent être absorbés par les plantes et leur sont nocifs."

Nocivité pour les organismes modèles biologiques

Les expériences de Bayreuth, qui comprenait également plusieurs doctorants – concentrés sur le cresson de thale (Arabidopsis thaliana), une plante commune dans les domaines de l'Europe et de l'Asie qui s'est avérée être un organisme modèle utile dans la recherche biologique. En collaboration avec le physiologiste des plantes Prof. Dr. Stephan Clemens, divers mutants du cresson de thale ont été testés en laboratoire pour voir comment ils réagissaient aux thioarsenates ajoutés à leur solution nutritive. Les résultats sont clairs :les plantes absorbent les composés arsenic-soufre et leur croissance est visiblement limitée. Plus l'arsenic atteint la plante de cette manière, plus ses racines se recroquevillent.

Toxique pour les humains aussi ?

« À la suite de ces constatations troublantes, nous prévoyons d'étudier les effets des thioarsenates sur différents types de riz au cours des prochains mois. Maintenant, nous ne comprenons pas encore suffisamment si et dans quelle mesure les plants de riz absorbent l'arsenic lié au soufre et dans quelle mesure cela affecte négativement leurs processus métaboliques. Par dessus tout, on ne sait pas si les thioarsenates se retrouvent également dans les grains de riz, " a expliqué le Pr Clemens. Il a ajouté, « A l'Université de Bayreuth, nous avons toute la technologie de recherche nécessaire pour mener à bien ces expériences. S'il s'avère que les thioarsenates sont absorbés par les racines des plants de riz et pénètrent les grains de riz sans altération, alors d'autres recherches seront nécessaires. En particulier, nous aurions besoin de clarifier si les thioarsenates sont toxiques pour les humains qui consomment des aliments contenant du riz sur une période prolongée. Qui plus est :en plus des formes d'arsenic précédemment connues, les thioarsenates doivent être considérés à l'avenir lors du développement de plants de riz qui accumulent moins d'arsenic dans leurs grains. C'est un objectif actuellement poursuivi par de nombreux groupes de recherche à travers le monde."

"Non seulement l'UE, qui a une limite pour l'arsenic dans le riz depuis 2016, mais surtout les pays d'Asie et d'Afrique - où la consommation annuelle de riz peut être bien supérieure à 100 kilogrammes par personne - devraient suivre de près la recherche sur le riz en vue de modifier leurs réglementations en matière de sécurité alimentaire. Des traces d'arsenic sont également présentes dans l'eau potable et d'autres types d'aliments. Ces traces peuvent s'additionner à une dose journalière représentant un risque sanitaire à ne pas sous-estimer, " a déclaré le professeur Planer-Friedrich.

Il y a quelques années, Planer-Friedrich a découvert que les thioarsenates pourraient jouer un rôle plus important dans l'équilibre de l'arsenic de la terre qu'on ne le pensait auparavant. Le point de départ était une étude sur les sources chaudes du parc national de Yellowstone. Ici, il a été découvert que plus de 80% de l'arsenic des sources chaudes est lié aux thioarsenates. Dans les années suivantes, il a été démontré que les thioarsenates peuvent être présents dans le sol et les eaux souterraines dans des conditions moins extrêmes. Selon la teneur en sulfure, ils peuvent même représenter plus d'un quart de l'arsenic total. Ces découvertes ont donné une impulsion à d'autres expériences sur la propagation de ces composés d'arsenic - à l'Université de Bayreuth, ces recherches se concentreront sur l'aliment de base, le riz.