Des plantes pourraient détecter la pollution et sonner l’alarme

MONTRÉAL — Des plantes qui poussent près des centrales énergétiques, des usines ou des dépotoirs pourraient un jour être en mesure de détecter la pollution qui s’en échappe et sonner l’alarme — par exemple, en envoyant un courriel aux humains.

Cela n’a rien d’un scénario de science-fiction. Dans une étude publiée en 2017, des chercheurs du très sérieux Massachusetts Institute of Technology décrivent une technologie qui permet à des plants d’épinards de détecter des composants explosifs.

Des nanotubulures injectées dans les feuilles dégagent des radiations infrarouges en réagissant aux molécules explosives absorbées par les racines. Ce rayonnement est ensuite détecté par des caméras spécialisées, et un courriel d’alerte est transmis aux humains.

«Ils ont créé une structure qui n’est pas organique, qui est plus une structure chimique, avec une petite portion biologique, qui est un fragment de protéines qui peut détecter ce genre de molécules-là», a expliqué le professeur Christian Baron, du département de biochimie et médecine moléculaire de l’Université de Montréal. 

«Cette molécule biologique peut émettre un signal qui peut être détecté par une caméra, ou par un genre de téléphone, qui va ensuite envoyer un courriel.»

La technique n’est toutefois pas encore entièrement au point, prévient M. Baron, qui estime plutôt qu’il s’agit d’une «preuve de concept».

Dans un premier temps, lors des tests, le «signal» envoyé par les épinards s’est estompé après environ une heure. On est donc encore loin d’une surveillance prolongée en temps réel.

De plus, les chercheurs ont utilisé une solution très concentrée qui n’a rien à avoir avec ce qu’on retrouve dans la nature.

«C’est comme une tarte au sucre à la cabane à sucre, a décrit M. Baron. C’est très riche et ce n’est pas naturel. C’est artificiel d’avoir autant de sucre dans une tarte.»

Surveillance de la pollution

Pour avoir une approche plus pratique, poursuit M. Baron, il faudrait probablement créer des plantes modifiées génétiquement qui exprimeraient des molécules qui pourraient agir comme capteurs pour certains composés, «et ça, c’est quelque chose qui est faisable».

Simon Joly, qui est professeur associé au département de sciences biologiques de l’Université de Montréal et botaniste chercheur au Jardin botanique de Montréal, croit lui aussi que les plantes pourraient un jour détecter la pollution.

Les plantes qui poussent dans des milieux contaminés, rappelle-t-il, vont la plupart du temps accumuler les contaminants, que ce soit des éléments inorganiques comme des métaux ou même des contaminants organiques, comme des résidus de pétrole.

Ces contaminants peuvent parfois s’accumuler dans les tubes aériens.

«Les plantes sont capables d’accumuler des éléments traces, comme du cuivre et du cadmium, dans leurs feuilles, a-t-il dit. Si on sait que ces éléments-là sont transportés dans les feuilles, ça serait logique de penser qu’on puisse développer des particules qui vont réagir à la présence de contaminants et donc être capables d’émettre des rayonnements infrarouges qui permettraient de détecter rapidement la présence de contaminants.»

On pourrait toujours récolter les plantes qui poussent dans un milieu contaminé, broyer leurs feuilles et analyser le tout en laboratoire, mais ce serait nettement plus long. Lors de l’expérience réalisée par les chercheurs de MIT, les plantes ont commencé à sonner l’alarme après seulement quelques minutes.

«Le potentiel est certainement là», a dit M. Joly.

M. Baron compare cette approche à celle utilisée par la firme pharmaceutique québécoise Medicago, qui utilise des plants de tabac comme «bioréacteurs» pour produire des structures non infectieuses de virus.

«C’est faisable. C’est seulement une question de temps», a-t-il conclu.

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