Les macrophytes submergés poussent sous l’eau et représentent un groupe de plantes supérieures adaptées aux milieux aquatiques. Lors de leur croissance dans l’eau, l’absorption de carbone inorganique est très différente de celle des plantes terrestres. Cependant, la diversité et l’abondance des macrophytes submergés ont diminué au cours des dernières décennies, et les polluants rejetés dans les écosystèmes aquatiques peuvent être l’un des principaux facteurs.
Les nanoparticules d’argent (AgNPs) sont devenues l’un des contaminants émergents en raison de leur utilisation mondiale pour leurs excellentes propriétés antibactériennes à large spectre. Cependant, on sait peu de choses sur les effets secondaires des AgNPs sur l’utilisation photosynthétique du carbone inorganique dans les macrophytes submergés.
Des chercheurs du Jardin botanique de Wuhan de l’Académie chinoise des sciences ont étudié les effets des AgNPs sur l’utilisation du carbone inorganique dans les macrophytes submergés en utilisant Ottleila alismoides, le seul macrophyte submergé avec trois mécanismes de concentration de CO2.
Ils ont constaté que dès que les macrophytes submergés entrent en contact avec les AgNPs libérés, avant l’absorption, les AgNPs inhibent immédiatement l’activité de l’anhydrase carbonique externe située dans l’espace périplasmique, réduisant ainsi la capacité de la plante à utiliser le bicarbonate.
Après avoir été absorbés par les macrophytes submergés, les AgNPs s’agrègent principalement au niveau de la paroi cellulaire et dans le chloroplaste. Les AgNPs internalisés ont ensuite inhibé de manière significative l’activité de la ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase-oxygénase (Rubisco) pour fixer le CO2, bloquant ainsi le cycle de Calvin.
Pendant ce temps, les AgNPs internalisés ont perturbé le métabolisme des acides C4 et crassulacés (CAM) en inhibant l’activité de la phosphoénolpyruvate carboxylase (PEPC), de la pyruvate phosphate dikinase (PPDK) et de l’enzyme malique dépendante du NAD (NAD-ME) pour modifier la biosynthèse et la décarboxylation intracellulaires du malate.
En raison de la réponse divergente aux AgNPs parmi les voies d’utilisation du carbone inorganique (sensibilité différente de l’anhydrase carbonique externe, Rubisco, PEPC, PPDK et NAD-ME à l’exposition aux AgNPs), les AgNPs rejetés pourraient perturber l’équilibre des espèces avec différents carbone inorganique. stratégies d’utilisation, qui peuvent modifier la composition spécifique des communautés végétales d’eau douce et le cycle du carbone dans les systèmes aquatiques, en particulier les utilisateurs fixes de CO2 et de bicarbonate.
Cette interférence peut modifier la composition des espèces des communautés végétales d’eau douce et le cycle du carbone dans les systèmes aquatiques, ce qui devrait être pris en compte dans les études futures.
Les résultats, intitulés « Utilisation du carbone inorganique : une cible de toxicité des nanoparticules d’argent sur un macrophyte submergé », ont été publiés dans Pollution environnementale.
Plus d’information:
Wanwan Wang et al, Utilisation du carbone inorganique : une cible de toxicité des nanoparticules d’argent sur un macrophyte submergé, Pollution environnementale (2022). DOI : 10.1016/j.envpol.2022.120906