De nouvelles recherches montrent comment un nouveau type de pesticide génétiquement modifié se déplace et se dégrade dans le sol.

Cette nouvelle génération de pesticides peut contrôler les insectes nuisibles en compromettant la capacité de l'insecte à créer des protéines essentielles. Ces pesticides peuvent être génétiquement modifiés dans des cultures agricoles de telle sorte que ces cultures puissent littéralement développer leur propre défense.

Bien que le pesticide existe à l'intérieur de la plante, les questions concernant sa dégradation sont similaires aux pesticides conventionnels appliqués à l'extérieur des cultures: est-il en panne? Si oui, dans quelles conditions? Dans le sol? Dans les lacs et les rivières? Quel est le risque écologique?

Avant que les chercheurs puissent chercher des réponses à ces questions, il est nécessaire de trouver un moyen de suivre le pesticide et de le suivre lorsqu'il se déplace et se dégrade dans l'écosystème.

Kimberly Parker, professeure adjointe en génie énergétique, environnemental et chimique à la McKelvey School of Engineering de la Washington University à St. Louis, et une équipe de collaborateurs ont mis au point une méthode permettant de suivre ce nouveau pesticide dans les sols et de commencer à comprendre les processus qui affectent sa durée de vie.

Ce nouveau pesticide est une molécule d'acide ribonucléique à double brin, ou ARN. Lorsqu'un insecte nuisible consomme ce pesticide, il empêche la créature de fabriquer des protéines essentielles entraînant soit un retard de croissance, soit la mort.

L'ARN est une macromolécule - ce qui signifie: il est grand - et en raison de sa taille, les chercheurs ne peuvent pas l'étudier par les moyens habituels des pesticides conventionnels.

L'équipe de recherche a mis au point une méthode permettant de marquer une molécule de pesticide avec un atome radioactif, ce qui lui permet de la suivre lorsqu'elle parcourt des systèmes de sol clos représentant différents scénarios. Ils ont pu quantifier le pesticide et ses composants à quelques nanogrammes par gramme de sol.

Avec leur méthode de mesure du pesticide, l’équipe de recherche a ensuite étudié ce qu’il advient du pesticide dans plusieurs échantillons de sol. Ils ont constaté que les enzymes présentes dans le sol peuvent décomposer le pesticide. De plus, les microbes présents dans le sol «mangent» le pesticide ainsi que les fragments laissés par les réactions enzymatiques.

Cependant, dans certains sols, un autre processus s'est produit: le pesticide s'attache aux particules du sol, telles que les minéraux et les détritus organiques. «Dans le sol agricole, dit Parker, il y a adsorption», lorsque les molécules adhèrent à une surface. «Le pesticide adhère à la particule de sol», dit-elle.

«Nous avons constaté que les particules de sol peuvent effectivement avoir un effet protecteur sur le pesticide», explique Parker, «ralentissant le rythme de dégradation du pesticide». Les enzymes et les microbes ont plus de mal à éliminer les pesticides attachés au sol. , mais le degré de protection du sol par le pesticide variait d’un sol à l’autre.

«Actuellement, notre hypothèse de travail est que dans un sol plus fin, il y a plus de particules disponibles pour l'adsorption», explique Parker. Plus il y a de particules de sol, plus le pesticide a de surfaces sur lesquelles coller, ce qui renforce cet effet protecteur.

«Maintenant que nous avons identifié les principaux processus contrôlant la dégradation des pesticides dans les sols, nous étudierons ensuite en détail les variables qui contrôlent ces processus afin de permettre une évaluation précise des risques pour l'environnement associés aux pesticides à double brin pour l'ARN», déclare Parker. "Cela nous permettra de comprendre si ces nouveaux pesticides représentent ou non un risque pour les écosystèmes."

À propos des auteurs

La recherche apparaît dans Science et technologie de l'environnement.

Le financement provient du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne; soutien à Parker du US Department of Agriculture; et le soutien d'une bourse de recherche de l'ETH Zürich à un collaborateur.

La source: Université de Washington à St. Louis

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