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

Cet article est une ébauche concernant les fougères.

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

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.

Articles détaillés : Arsenic et Méthanearséniate monosodique.

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

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Pteris vittata, sur Wikimedia Commons
Pteris vittata, sur Wikispecies

Articles connexes

Liens externes

USDA Plants Database - Pteris vittata

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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

Références taxonomiques

(en) Référence Flora of North America : Pteris vittata
(en) Référence UICN : espèce Pteris vittata L., 1767 (consulté le 31 mai 2015)
(fr) Référence Tela Botanica (France métro) : Pteris vittata L., 1767
(fr) Référence Tela Botanica (La Réunion) : Pteris vittata L.
(fr + en) Référence ITIS : Pteris vittata L.
(en) Référence NCBI : Pteris vittata (taxons inclus)
(en) Référence GRIN : espèce Pteris vittata L.

Autres références

↑ Ma, L. Q., Kenneth, M. K., Tu, C. et al., A fern that hyperaccumulates arsenic, Nature, 2001, 409(6820): 579.
↑ 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)
↑ USDA, consulté 2010/09/19
↑ 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)
↑ 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)
↑ 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)
↑ ^{a et b} 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)
↑ 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, n^o 1,‎ janvier 2008, p. 62–67 (ISSN 1001-0742, DOI 10.1016/s1001-0742(08)60009-1, lire en ligne, consulté le 21 juin 2022)
↑ 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.
↑ 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, n^o 1,‎ 12 mars 2021 (ISSN 2045-2322, PMID 33712650, PMCID PMC7971001, DOI 10.1038/s41598-021-85269-4, lire en ligne, consulté le 21 juin 2022)