Partout dans le monde, les gens consomment du riz dans leur alimentation quotidienne. Mais en plus de sa teneur en nutriments et en calories, le riz peut contenir de petites quantités d'arsenic, qui, à fortes doses, est une toxine liée à de multiples problèmes de santé et à des cancers liés à l'alimentation.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Washington ont découvert que des températures plus élevées, aux niveaux attendus dans la plupart des projections de changement climatique, peut conduire à des concentrations plus élevées d'arsenic dans les grains de riz. L'équipe présentera ces résultats le 10 décembre lors de la réunion d'automne de l'American Geophysical Union à San Francisco.

"Nous savons que plus d'arsenic est libéré du sol à des températures plus élevées. Ici, nous avons vu cette réponse à la température dans le sol avoir un impact sur la teneur en arsenic du grain de riz, " a déclaré l'auteur principal Rebecca Neumann, un professeur agrégé UW de génie civil et environnemental. "Nous travaillions avec des sols qui avaient des niveaux d'arsenic relativement bas, mais les températures plus chaudes ont encore conduit à une augmentation des concentrations d'arsenic dans les grains à des niveaux où nous commençons à avoir des problèmes de santé. Si ces résultats sont représentatifs de ce à quoi on pourrait s'attendre pour le riz de plein champ, alors le changement climatique pourrait exacerber le problème du riz contaminé par l'arsenic. »

L'arsenic est naturellement présent dans le sol, bien que sa concentration soit plus élevée dans les zones qui ont historiquement utilisé des herbicides à base d'arsenic ou où l'eau d'irrigation contient de l'arsenic. Lorsque les agriculteurs cultivent des cultures comme le riz dans des conditions d'inondation, l'arsenic est extrait du sol et dans l'eau.

"En général, la plante est comme un gros tube ou une paille car elle aspire l'eau de ses racines vers ses feuilles. Et le riz absorbe naturellement l'arsenic car l'arsenic mime d'autres molécules que ces plantes prélèvent préférentiellement du sol, " a déclaré l'auteur principal Yasmine Farhat, un doctorant UW en génie civil et environnemental. "C'est une tempête parfaite pour concentrer l'arsenic."

Pour déterminer si le riz attirerait plus d'arsenic dans des conditions plus chaudes, l'équipe a collecté de la terre dans une rizière à Davis, Californie. De retour à Seattle, les chercheurs ont cultivé du riz dans ce sol dans des chambres de croissance à température contrôlée.

Ils ont comparé l'absorption d'arsenic dans quatre conditions de température différentes. Certaines plantes ont été cultivées dans des conditions normales pour cette partie de la Californie :77 degrés Fahrenheit (25 C) en moyenne pendant la journée. D'autres ont été cultivés à des températures de plus en plus chaudes reflétant différents niveaux potentiels de réchauffement pour cette région d'ici la fin de ce siècle :82 F (28 C), 87 F (30,5 C), et 91F (33C). Les températures nocturnes étaient de 3,6 F (2 C) plus froides que le jour pour toutes les plantes.

Au fur et à mesure que la température augmentait, l'équipe a constaté une augmentation de l'absorption d'arsenic dans chaque partie de la plante examinée par les chercheurs, y compris les grains de riz.

"Pour la tige et les feuilles, c'est une nette augmentation de la concentration d'arsenic à mesure que nous augmentons la température, " dit Farhat. " Pour les grains, la température la plus élevée rendait les plantes tellement stressées qu'elles ne produisaient aucun grain. Mais ces deux autres prévisions d'augmentation de la température montrent une augmentation similaire de l'arsenic dans les grains de riz. Les concentrations d'arsenic dans le grain ont plus que triplé entre les traitements à basse et haute température."

L'arsenic est aussi une toxine pour les plants de riz, et ils ont des mécanismes pour se protéger contre des niveaux plus élevés de celui-ci. Une méthode consiste à activer une protéine qui séquestre l'arsenic dans des cellules et des tissus spécifiques de la plante. Mais lorsque les chercheurs ont mesuré les niveaux d'expression de cette protéine dans leurs plantes à des températures plus élevées, ils n'ont vu aucune différence par rapport aux plantes cultivées aux températures relativement basses d'aujourd'hui.

"Peut-être que la concentration d'arsenic était si faible dans notre sol que la plante n'était pas 'consciente' qu'elle avait besoin d'activer son mécanisme de défense, " a déclaré Farhat. "Nous n'avons pas été aussi préoccupés par ces systèmes à faible teneur en arsenic, mais nos données suggèrent que lorsque les températures commencent à se réchauffer, même le riz cultivé dans un sol à faible teneur en arsenic pourrait être à risque d'avoir des niveaux plus élevés d'arsenic dans les grains. »

Certaines formes d'arsenic sont plus toxiques que d'autres. L'équipe collabore maintenant avec des chercheurs de l'UW Tacoma pour développer une méthode qui leur permettrait de voir quelles formes d'arsenic se trouvent dans les différentes parties de la plante. De cette façon, ils peuvent se faire une meilleure idée des risques potentiels pour la santé des personnes.

"L'arsenic sous toutes ses formes est mauvais pour nous, et c'est mauvais pour les plantes aussi, " Farhat a déclaré. "L'augmentation de l'arsenic peut diminuer le rendement des cultures. Cela peut être économiquement mauvais pour les riziculteurs. Je veux que les gens se souviennent même s'ils ne mangent pas beaucoup de riz, beaucoup de gens dépendent fortement de cette culture. Quand nous pensons et planifions pour l'avenir, nous devons nous rappeler que le riz touche beaucoup de gens et nous devons travailler ensemble là-dessus."