Pteris vittata

Pteris vittata (Ladder brake fern or Chinese brake fern pour les anglophones) est une des espèces de fougère du genre Pteris.

Pteris vittata
Pteris cretica
Classification
Règne Plantae
Sous-règne Tracheobionta
Division Pteridophyta
Classe Filicopsida
Ordre Polypodiales
Famille Pteridaceae
Genre Pteris

Espèce

Pteris vittata
L., 1767

Statut de conservation UICN


LC  : Préoccupation mineure

Cette espèce est exceptionnellement résistante à l'arsenic, qu'elle peut en outre fortement bioaccumuler ce métal[1].
Ce processus est encore dopé en présence de phosphore[2] et d'autres métaux lourds ou métalloïdes, ce qui en fait une plante potentiellement intéressante pour la phytoremédiation.

Elle a été introduite en Amérique du Nord (Californie, Texas et Sud-Est des États-Unis) où elle se développe bien[3]. Trois régions où des taux anormaux d'arsenic dans les sols sont fréquents en raison de l'usage ancien et contemporain de pesticides à base d'arsenic, arséniate de plomb autrefois (aujourd'hui interdit), et méthanearséniate monosodique ou méthanearséniate disodique aujourd'hui.

Caractéristiques

C'est une plante hyper-accumulatrice de métaux lourds ou métalloïdes, qui présente des adaptations au stress oxydant[4] et une résistance tout à fait inhabituelle à l'arsenic[5]. Elle l'accumule en quantités importantes sous forme d'arsénite dans des vacuoles[6] des cellules foliaires (on en a trouvé jusqu'à 5 070 mg/kg dans les feuilles) et, dans une moindre mesure, dans les tiges, et moins encore dans les racines[7]. Ce processus pourrait aussi avoir été sélectionné par ces fougères (sélection naturelle) comme moyen de se protéger d'éventuels prédateurs herbivores.

Même quand elle pousse dans un sol non pollué (9 mg/kg d'arsenic), cette fougère absorbe l'arsenic, qu'on a retrouvé (en condition de culture sous serre) jusqu'à 71 mg/kg dans les frondes de la fougère et jusqu'à 80 mg/kg pour le rhizome[7].

Néanmoins le « coefficient de bioaccumulation » diminue de manière inversement proportionnelle à l'augmentation de la teneur du sol :

  • pour un sol à 50 mg/kg d'arsenic, les feuilles en contiennent 120 mg/kg et les tiges 100 mg/kg,
  • dans un sol à 23 400 mg/kg, les feuilles n'en contiennent "que" 1 530 mg/kg, les tiges 820 mg/kg et le rhizome 900 mg/kg.

Usages

Sa capacité à absorber l'arsenic et/ou le cadmium[8] sans en mourir en fait une très bonne candidate pour la phytoremédiation de certains sols pollués (par l'arsenic notamment)[9].

Un article publié par Nature en 2021 a montré qu'en cultivant cette fougère associée à de l'ail (Allium sativum) on pouvait encore doper sa capacité à bioconcentrer le plomb et le cadmium[10].

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Bibliographie
  • (en) Chen, T. B., Wei, C. Y., Arsenic hyperaccumulation in some plant species in South China, Proceedings of International Conference of Soil Remediation, 194-195. Oct. 15-19, 2000, Hangzhou, China.
  • (en) Chao-Yang Wei, Cheng Wang, Xin Sun and Wu-Yi Wang ; Arsenic accumulation by ferns: a field survey in southern China ;

Pages 169-177

  • (en) T. Luongo et L.Q. Ma Characteristics of Arsenic Accumulation by Pteris and non-Pteris Ferns ; Biomedical and Life Sciences Plant and Soil Volume 277, Numbers 1-2, 117-126, DOI: 10.1007/s11104-005-6335-9 (résumé)
  • (en) Tongbin Chen, Chaoyang Wei, Zechun Huang, Qifei Huang, Quanguo Lu and Zilian Fan, Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation ; Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 11, 902-905, From the issue entitled "Ecology of Plant Invasions", DOI: 10.1360/02tb9202 (Résumé)
  • (en) X.-Y. Liao, T.-B. Chen, M. Lei, Z.-C. Huang, X.-Y. Xiao and Z.-Z. An, Root distributions and elemental accumulations of Chinese brake (Pteris vittata L.) from As-contaminated soils ; Biomedical and Life Sciences ; Plant and Soil ; Volume 261, Numbers 1-2, 109-116, DOI: 10.1023/B:PLSO.0000035578.24164.fa (Résumé)

Références taxonomiques

Autres références
  1. Ma, L. Q., Kenneth, M. K., Tu, C. et al., A fern that hyperaccumulates arsenic, Nature, 2001, 409(6820): 579.
  2. Tongbin Chen, Zhilian Fan, Mei Lei, Zechun Huang and Chaoyang Wei Effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Pteris vittata L. and its implication Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 22, 1876-1879, DOI: 10.1360/02tb9410 (Résumé)
  3. USDA, consulté 2010/09/19
  4. Nandita Singh, Lena Q. Mab, Mrittunjai Srivastava et Bala Rathinasabapathi, Metabolic adaptations to arsenic-induced oxidative stress in Pteris vittata L and Pteris ensiformis L ; Plant Science Volume 170, Issue 2, February 2006, Pages 274-282 doi:10.1016/j.plantsci.2005.08.013 (Résumé)
  5. Cong Tu and Lena Q. Ma ; Effects of Arsenic Concentrations and Forms on Arsenic Uptake by the Hyperaccumulator Ladder Brake, Journal of Environmental Quality doi: 10.2134/jeq2002.6410Vol. 31 No. 2, p. 641-647 (résumé)
  6. Tongbin Chen, Xiulan Yan, Xiaoyong Liao, Xiyuan Xiao, Zechun Huang, Hua Xie and Limei Zhai, Subcellular distribution and compartmentalization of arsenic in Pteris vittata L ; Biomedical and Life Sciences Chinese Science Bulletin Volume 50, Number 24, 2843-2849, DOI: 10.1360/982005-943 (Résumé)
  7. Tongbin Chen, Chaoyang Wei, Zechun Huang, Qifei Huang, Quanguo Lu and Zilian Fan (2002) Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation ; Biomedical and Life Sciences ; Chinese Science Bulletin Volume 47, Number 11, 902-905, 2002/06/11 DOI: 10.1360/02tb9202 (Article complet)
  8. Xiyuan XIAO, Tongbin CHEN, Zhizhuang AN et Mei LEI, « Potential of Pteris vittata L. for phytoremediation of sites co-contaminated with cadmium and arsenic: The tolerance and accumulation », Journal of Environmental Sciences, vol. 20, no 1,‎ , p. 62–67 (ISSN 1001-0742, DOI 10.1016/s1001-0742(08)60009-1, lire en ligne, consulté le )
  9. Wilkins, Carolyn, and Salter, Leo. (2003). Arsenic hyperaccumulation in ferns: A review. Environmental Chemistry Group Bulletin of the Royal Society of Chemistry. July 2003 edition.
  10. Javed Hussain, Xiao Wei, Luo Xue-Gang et Syed Rehmat Ullah Shah, « Garlic (Allium sativum) based interplanting alters the heavy metals absorption and bacterial diversity in neighboring plants », Scientific Reports, vol. 11, no 1,‎ (ISSN 2045-2322, PMID 33712650, PMCID PMC7971001, DOI 10.1038/s41598-021-85269-4, lire en ligne, consulté le )
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