Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) provoquent un stress oxydatif au niveau cellulaire. La recherche montre que de cette façon, entre autres, ils inhibent la capacité germinative des plantes, produire des cytotoxines ou exercer des effets toxiques sur les invertébrés aquatiques. Les radicaux libres persistants dans l'environnement (EPFR) sont des précurseurs potentiels des ROS car ils peuvent réagir avec l'eau pour former ces espèces radicalaires. "Par conséquent, Les EPFR sont associés à des effets néfastes sur l'écosystème et la santé humaine, " explique Gabriel Sigmund, l'investigateur principal de l'étude.

"Notre étude montre que ces radicaux libres persistants dans l'environnement peuvent être trouvés en grande quantité et sur une longue période de temps dans le charbon de bois dérivé du feu, " rapporte Sigmund, géoscientifique de l'environnement au Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux (CMESS) de l'Université de Vienne. Dans les 60 échantillons de charbon de bois provenant de dix feux différents, les chercheurs ont détecté l'EPFR à des concentrations qui dépassaient de dix à mille fois celles que l'on trouve généralement dans les sols. A part prévu, cette concentration est restée stable pendant au moins cinq ans, comme l'a montré une analyse d'échantillons de charbon de bois récoltés au même endroit et sur plusieurs années après un incendie de forêt. "Plus les radicaux libres persistants dans l'environnement sont stables, plus il est probable qu'ils auront un impact sur les écosystèmes sur de longues périodes de temps, " explique Thilo Hofmann, co-auteur de l'étude et chef du groupe de recherche.

Échantillons d'incendies de forêt, broussailles et prairies couvrant différents climats

Les chercheurs ont recueilli des échantillons de charbon de bois provenant de feux d'intensité diverse dans la forêt boréale, tempéré, subtropical, et les climats tropicaux. Ils considéraient la forêt, feux de broussailles et de prairies et, Donc, également différents matériaux combustibles (bois et herbes). Le matériau d'origine et les conditions de carbonisation déterminent le degré de carbonisation. Par conséquent, les deux influencent indirectement la mesure dans laquelle les EPFR se forment et leur persistance. "Les analyses montrent que la concentration de radicaux libres persistants dans l'environnement augmente avec le degré de carbonisation, " rapporte Sigmund. Les combustibles ligneux ont favorisé des concentrations plus élevées. Pour ceux-ci, les chercheurs ont également pu démontrer la stabilité de l'EPFR sur plusieurs années. "Nous supposons que le charbon de bois dérivé des feux de forêt est une source mondialement importante de ces radicaux libres et donc potentiellement aussi d'espèces réactives de l'oxygène nocives, " ajoute Hofmann.

Collaboration internationale entre disciplines

« C'est notre collaboration avec des collègues de l'université de Swansea au Royaume-Uni qui nous permet de faire ces déclarations très différenciées, " explique Sigmund. Les experts en incendie de forêt de l'Université de Swansea mènent des recherches mondiales sur les effets du feu sur les processus environnementaux tels que le cycle du carbone et l'érosion. Ils ont collecté des échantillons de charbon de bois du monde entier et les ont envoyés à Vienne pour analyse, ainsi que des informations sur le calendrier, durée et intensité des incendies. Les chercheurs du CMESS ont analysé les échantillons en collaboration avec Marc Pignitter de la Faculté de chimie à l'aide de la spectroscopie par résonance de spin électronique (spectroscopie ESR). La spectroscopie ESR a permis de quantifier les radicaux libres persistants dans l'environnement dans le matériau étudié et d'identifier leurs structures chimiques adjacentes.

Questions sur les conséquences pour l'écosystème

L'étude a fourni des informations, mais a également soulevé d'autres questions :le fait que les radicaux libres persistants dans l'environnement se produisent à des concentrations aussi élevées et restent stables sur plusieurs années était surprenant. Dans les études futures, les chercheurs envisagent également d'évaluer les conséquences que cela peut avoir sur l'environnement. « Dans quelle mesure est-ce un facteur de stress pour les micro-organismes après un incendie ? Comment cela affecte-t-il un écosystème ? L'étude est une impulsion pour de nouvelles recherches, " rapporte Sigmund.