Biotechnologie : Dépollution par Plantes et Bactéries

Horloges Radioactives et Datation

Les éléments radioactifs sont instables et se désintègrent à un rythme précis. Pour mesurer la vitesse de cette désintégration, on tient compte de la demi-vie, c'est-à-dire le temps nécessaire pour qu'une quantité donnée de matière soit réduite de moitié.

Exemples d'Isotopes et de Demi-Vies

• Chlore 36 : Demi-vie de 300 000 années.
• Hydrogène 3 : Demi-vie de moins d'une seconde.
• Technétium 99 : Demi-vie de 6 heures.
• Carbone 14 : Demi-vie de 5 730 ans.

Les isotopes d'hydrogène 3 et de technétium 99 ne peuvent pas être utilisés pour déterminer l'âge des fossiles en raison de leur courte demi-vie.

Sciences Utilisant la Datation

Les sciences utilisent la datation en :

• Archéologie : Étude des vestiges de civilisations anciennes.
• Paléontologie : Étude des organismes du passé à travers les fossiles.
• Anthropologie : Étude de l'humain, physique et culturel.

Fonctionnement de la Datation au Carbone 14

Le carbone 14 peut être utilisé dans la datation des fossiles, car il sert à dater des objets d'évolution récente et se désintègre plus rapidement. Il est présent dans l'atmosphère par l'action des radiations cosmiques et se mélange ensuite avec le carbone 12. Lorsque les êtres vivants absorbent du dioxyde de carbone, leurs tissus contiennent une certaine proportion de carbone 14, qui reste constante jusqu'à leur mort. À partir de ce moment, la proportion de carbone 14 commence à diminuer à mesure que le corps se désintègre, et l'horloge radioactive démarre.

Plantes Dépolluantes : Les "Tragamétaux"

Un groupe de chercheurs du Département de phytologie de l'Université d'Oxford a découvert qu'une plante grecque, appelée Alyssum lesbiacum, peut absorber et nettoyer de grandes quantités de nickel présentes dans le sol. Grâce à cette découverte, le Dr Andrew Smith et Ute Kramer pensent qu'à l'avenir, en utilisant des techniques de génie génétique, il sera possible de concevoir des plantes pour éliminer les métaux du sol, plus rapidement et à moindre coût que les méthodes actuelles.

Mécanisme d'Absorption du Nickel par A. lesbiacum

A. lesbiacum absorbe le nickel de manière très efficace et l'accumule dans ses tissus. La "récolte" de cette plante permet donc de décontaminer le sol. Comme d'autres plantes hyperaccumulatrices, elle absorbe ce métal en quantités qui seraient mortelles pour la plupart des plantes. Le problème est que cette plante pousse très lentement et pourrait mettre des années à décontaminer un site. C'est pourquoi les chercheurs tentent de localiser les gènes responsables de l'hyperaccumulation, afin de les intégrer par modification génétique à des plantes à croissance rapide et à forte biomasse, comme le chou-fleur, pour absorber les métaux.

Avantages de la Phytoremédiation

Certaines méthodes actuellement utilisées pour décontaminer les sols sont acides et, en plus d'être coûteuses, tuent les micro-organismes et laissent le sol stérile. La phytoremédiation, quant à elle, est considérée comme une méthode moins coûteuse et plus respectueuse de l'environnement.

Bactéries Dépolluantes : Les "Mangeuses" de Métal

L'industrie des métaux, en particulier celle du placage, rejette dans l'environnement des déchets, parmi lesquels figurent des métaux lourds comme le nickel et le cadmium. Ces métaux sont la source de pollution la plus importante de toute la biosphère, y compris l'eau. Leur impact sur l'environnement est comparable à celui des composés chlorés et des déchets radioactifs. Les métaux lourds sont dispersés en faibles concentrations partout, et leur élimination par des méthodes physiques ou chimiques est très difficile.

Utilisation des Bactéries pour la Dépollution

Dans le monde bactérien, on trouve des bactéries étonnantes capables de "manger" du pétrole, du soufre, du méthane et une variété de produits chimiques, y compris le fer (en fait, elles incorporent et métabolisent ces substances). Cette propriété de certaines bactéries peut être utilisée pour nettoyer l'environnement, y compris l'eau contaminée. Cependant, dans le cas des métaux lourds, jusqu'à récemment, cette propriété ne pouvait pas être exploitée, car le nickel et le cadmium sont des résidus totalement indigestes et indestructibles. La seule solution était de filtrer ces métaux, de les condenser et de les stocker dans un endroit sûr.

Génie Génétique pour la Bioremédiation

Un groupe de chercheurs espagnols dirigé par le Dr Victor De Lorenzo a réussi à créer, grâce à des techniques de génie génétique, une bactérie utile pour résoudre ce problème. Ils ont également inventé une technologie qui pourrait être utilisée pour récolter des métaux précieux. L'idée initiale qui a inspiré le travail de ces chercheurs est que toutes les bactéries sont capables de retenir les métaux, car elles ont de nombreuses charges électriques négatives à l'extérieur de leur enveloppe. Cette capacité naturelle n'est pas suffisante, mais elle peut être augmentée par génie génétique. L'expérience consiste à introduire dans le matériel génétique de la bactérie Escherichia coli des gènes d'un autre groupe de bactéries, afin de produire une petite molécule membranaire. Cette molécule, appelée polyhistidine, a une grande affinité pour "accrocher" les métaux lourds. Grâce à cette molécule dans sa membrane, la bactérie est capable de retenir dix fois plus d'atomes de métal que prévu. L'inconvénient de cette technique est que les bactéries modifiées se développent facilement en laboratoire, mais rarement dans la nature. L'idée pour contourner ce problème consiste à collecter des bactéries de l'environnement, à les modifier génétiquement et à les utiliser pour nettoyer les eaux polluées.