Naukowcy ostrzegają przed „niszczycielskim” wpływem, jaki choroby grzybicze w uprawach będą miały na globalne zaopatrzenie w żywność, jeśli agencje na całym świecie nie zjednoczą się, aby znaleźć nowe sposoby zwalczania infekcji.
Na całym świecie hodowcy tracą co roku od 10 do 23 procent swoich upraw z powodu infekcji grzybiczych, pomimo powszechnego stosowania środków przeciwgrzybiczych. Dodatkowe 10-20 procent jest tracone po zbiorach[GS1] . W komentarzu w Nature naukowcy przewidują, że liczby te będą się pogarszać, ponieważ globalne ocieplenie oznacza, że infekcje grzybicze stale przesuwają się w kierunku biegunów[GS2] [GS3] [GS4] [VL5] , co oznacza, że w większej liczbie krajów prawdopodobne jest częstsze występowanie infekcji grzybiczych niszczących zbiory*. Hodowcy zgłosili już infekcje rdzy łodyg pszenicy – które normalnie występują w tropikach – w Irlandii i Anglii. Eksperci ostrzegają również, że tolerancja grzybów na wyższe temperatury może zwiększyć prawdopodobieństwo zarażenia oportunistycznymi patogenami żyjącymi w glebie żywicieli chmielu i zarażenia zwierząt lub ludzi.
Profesor Sarah Gurr, Katedra Bezpieczeństwa Żywności na Uniwersytecie w Exeter, jest współautorką raportu. Powiedziała, że grzyby przyciągnęły ostatnio uwagę dzięki popularnemu programowi telewizyjnemu The Last of Us, w którym grzyby przejmują ludzkie mózgi. Powiedziała: „Chociaż fabuła jest science fiction, ostrzegamy, że możemy być świadkami globalnej katastrofy zdrowotnej spowodowanej szybkim globalnym rozprzestrzenianiem się infekcji grzybiczych, ponieważ rozwijają one rosnącą odporność w ocieplającym się świecie. Bezpośrednie zagrożenie tutaj nie dotyczy„ zombie ”, ale o globalnym głodzie”.
Oczekuje się, że bezpieczeństwo żywnościowe na całym świecie napotka bezprecedensowe wyzwania, ponieważ rosnąca populacja oznacza większy popyt. W przypadku pięciu najbardziej kalorycznych upraw ryżu, pszenicy, kukurydzy (kukurydzy), soi i ziemniaków infekcje powodują straty odpowiadające ilości żywności wystarczającej dla około 600 milionów do 4 miliardów ludzi na 2000 kalorii dziennie przez rok.
Współautorka komentarza Eva Stukenbrock, profesor i kierownik grupy Environmental Genomics na Uniwersytecie Christiana-Albrechta w Kilonii w Niemczech oraz członkini Kanadyjskiego Instytutu Badań Zaawansowanych (CIFAR), powiedziała: „Ponieważ nasza globalna populacja ma gwałtownie wzrosnąć, ludzkość stoi przed bezprecedensowymi wyzwaniami w zakresie produkcji żywności.Już teraz obserwujemy ogromne straty w uprawach spowodowane infekcjami grzybiczymi, które mogą każdego roku wyżywić miliony ludzi.Ten niepokojący trend może się tylko pogorszyć, ponieważ ocieplający się świat powoduje, że infekcje grzybicze są bardziej rozpowszechnione w europejskich uprawach, a ponieważ nadal rozwijają odporność na środki przeciwgrzybicze. Będzie to katastrofalne dla krajów rozwijających się i będzie miało duży wpływ również na świat zachodni”.
Komentarz podkreśla „idealną burzę”, która powoduje szybkie rozprzestrzenianie się infekcji grzybiczych. Jednym z czynników jest fakt, że grzyby są niezwykle odporne, pozostając zdolne do życia w glebie do 40 lat, a zarodniki przenoszone drogą powietrzną mogą przemieszczać się między kontynentami. Do tego są niezwykle elastyczne, z „fenomenalną” różnorodnością genetyczną między gatunkami. Nowoczesne praktyki rolnicze obejmują rozległe obszary genetycznie jednorodnych upraw, które zapewniają idealne żerowanie i lęgowiska dla tak płodnej i szybko ewoluującej grupy organizmów. Są również dobrze wyposażone, aby ewoluować poza tradycyjne środki kontroli ich rozprzestrzeniania się. Coraz powszechniejsze stosowanie terapii przeciwgrzybiczych ukierunkowanych na pojedynczy proces komórkowy grzyba oznacza, że grzyby mogą wykształcić oporność na te fungicydy, tak że przestają być skuteczne. Zmusza to rolników do stosowania coraz wyższych stężeń fungicydów w celu kontrolowania infekcji, co może przyspieszyć tempo rozwoju odporności.
Jest jednak powód do nadziei. W 2020 roku zespół z University of Exeter [GS6] odkryli nową chemię, która może utorować drogę nowemu typowi celów przeciwgrzybiczych kilku różnym mechanizmom, co oznacza, że grzybom znacznie trudniej jest rozwinąć oporność. Grupa z Exeter stwierdziła, że środek przeciwgrzybiczy jest użyteczny w walce z szeregiem chorób grzybiczych – plamistością Septoria tritici na pszenicy, zarazą ryżu, głownią kukurydzy[GS7] ** oraz przeciw grzybowi wywołującemu panamską chorobę bananów***.
Kluczem do zmiany mogą być również praktyki rolnicze, po tym jak badania przeprowadzone w Danii wykazały obiecujące sadzenie mieszanek nasion zawierających szereg genów odpornych na infekcje grzybicze. Technologia może również okazać się kluczowa, a sztuczna inteligencja, nauka obywatelska i narzędzia do teledetekcji, takie jak drony, pozwalają na wczesne wykrywanie i kontrolę epidemii.
Ogólnie rzecz biorąc, autorzy argumentują, że ochrona światowych upraw przed chorobami grzybiczymi będzie wymagała znacznie bardziej ujednoliconego podejścia, łączącego rolników, przemysł rolniczy, hodowców roślin, biologów, rządy, decydentów i fundatorów.
Profesor Sarah Gurr podsumowała: „Infekcje grzybicze zagrażają niektórym z naszych najważniejszych upraw, od ziemniaków po zboża i banany. Już teraz obserwujemy ogromne straty, które w świetle wzrostu populacji grożą globalną katastrofą. świat zjednoczył się w sprawie zagrożenia dla zdrowia ludzkiego, jakie stanowi covid. Pilnie potrzebujemy globalnie zjednoczonego podejścia do zwalczania infekcji grzybiczych, z większymi inwestycjami ze strony rządów, organizacji filantropijnych i firm prywatnych, aby budować na ziarnach nadziei i powstrzymać ten rozwój w globalną katastrofę, w wyniku której ludzie będą umierać z głodu”.
Komentarz jest zatytułowany „Zajęcie się rosnącą pilnością chorób grzybiczych w uprawach[VL8] ” i jest publikowany w Nature.
* Bebber, DP, Ramotowski, MAT & Gurr, SJ Nature Clim. Zmiana 3, 985-988 (2013).
** Steinberg, G. i in. Komuna przyrody. 11, 1608 (2020)
***Cannon, S. et al. Patog PLoS. 18, e1010860 (2022)