La région polonaise d'Olkusz, qui abrite l'un des plus grands gisements de plomb-zinc au monde et un nombre conséquent de mines, détient un triste record :il abrite certains des sols les plus contaminés d'Europe. Les concentrations moyennes de cadmium, le zinc et le plomb peuvent être cinq à dix fois supérieurs à la valeur maximale autorisée en Suisse. Les plantes poussent mal ici parce que les toxines ralentissent l'activité biologique dans le sol et entravent des processus importants dans les cellules végétales.

Arabidopsis halleri (Arabidopsis halleri), cependant, prospère à merveille dans cette région. Au cours de l'évolution, il a acquis une gestion particulièrement efficace des toxines environnementales. Cela a été démontré dans une étude génétique menée par des chercheurs de l'Institut fédéral suisse des forêts, Snow and Landscape Research WSL avec des collègues de l'Académie polonaise des sciences (PAN) à Cracovie. Ils s'appuient sur une expérience de terrain polonaise dans laquelle des plants de cresson provenant de quatre sites - deux contaminés et deux non pollués - ont été examinés.

Réaction au stress environnemental

Les chercheurs du WSL, Christian Sailer et Christian Rellstab, ont étudié l'intégralité du génome des plantes à partir de sites contrastés. "Nous avons trouvé des différences frappantes à des sites spécifiques du génome entre les plantes provenant d'emplacements avec et sans métaux lourds, " a déclaré Rellstab. " Cela est probablement dû au fait que cette espèce de cresson s'est adaptée aux métaux lourds dans le sol grâce à des modifications génétiques précisément sur ces sites. " Les gènes identifiés contrôlent les réactions des plantes aux conditions environnementales défavorables. Une réaction est la transport des métaux dans des sections cellulaires spécifiques, les vacuoles, dans lequel les métaux lourds et autres toxines sont stockés et ainsi rendus inoffensifs. D'autres réactions font partie du système de réparation qui corrige les dommages aux composants cellulaires ou à l'ADN causés par les métaux lourds.

Nettoyer les sols à l'aide de plantes

Ces résultats, qui ont été publiés dans la revue Rapports scientifiques , sont importants pour l'assainissement des sites contaminés - peut-être aussi en Suisse. Selon le registre des sites contaminés, plus de 30, 000 emplacements couvrant une superficie totale de 220 kilomètres carrés sont contaminés par des produits chimiques et des métaux lourds, ce qui correspond à la taille du canton de Zoug. Environ 4000 sites sont en cours de réhabilitation. La couverture végétale est un moyen possible de le faire, soit en laissant la végétation absorber et retenir les métaux lourds, ou en éliminant les polluants par la tonte. Bien que le cresson de thale soit trop petit pour cela, c'est un objet de recherche idéal. Non seulement il peut résister à des concentrations extrêmement élevées de métaux lourds, mais aussi en absorbe de grandes quantités du sol et les stocke sans danger dans ses cellules végétales. La présente étude montre que les gènes de transport jouent un rôle particulièrement important dans ce processus. Une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait aider à la sélection de plantes particulièrement résistantes pour la dépollution des sols.

« Afin de pouvoir utiliser des plantes adaptées pour la dépollution, nous devons connaître les mécanismes exacts de l'adaptation des métaux lourds, ", explique le physiologiste des plantes Pierre Vollenweider du WSL. L'étude s'appuie sur l'expérience des chercheurs du WSL avec le génome d'A. halleri et sur des projets de recherche antérieurs sur l'adaptation des plantes aux métaux lourds et autres polluants environnementaux.