Μια πατάτα που έχει προσβληθεί από το P. infestans, τον παθογόνο οργανισμό που είναι υπεύθυνος για τον Ιρλανδικό Πείνα από Πατάτες. Το ακριβές στέλεχος που εμπλέκεται στην πείνα του 1840 έχει τώρα προσδιοριστεί για πρώτη φορά. Εικόνα μέσω USDA
Για σχεδόν 150 χρόνια, ξεκινώντας από τα τέλη του 17ου αιώνα, εκατομμύρια άνθρωποι που ζούσαν στην Ιρλανδία διατηρούσαν σε μεγάλο βαθμό μια καλλιέργεια: την πατάτα. Στη συνέχεια, το 1845, οι αγρότες παρατήρησαν ότι τα φύλλα των φυτών πατάτας τους καλύπτονταν από μυστηριώδη σκοτεινά στρώματα. Όταν τράβηξαν τις πατάτες από το έδαφος, οι περισσότεροι ήταν συρρικνωμένοι, γελοίοι και μη βρώσιμοι. Η μάστιγα εξαπλώθηκε ανησυχητικά γρήγορα, μειώνοντας τις αποδόσεις από τη συγκομιδή εκείνου του έτους στα μισά. Μέχρι το 1846, η συγκομιδή από αγροκτήματα πατάτας είχε πέσει στο ένα τέταρτο του αρχικού μεγέθους της.
Η ασθένεια - μαζί με ένα πολιτικό σύστημα που απαιτούσε από την Ιρλανδία να εξάγει μεγάλες ποσότητες καλαμποκιού, γαλακτοκομικών προϊόντων και κρέατος στην Αγγλία - οδήγησε σε εκτεταμένο λιμό και σχεδόν όλοι οι λίγοι διαθέσιμοι πατάτες καταναλώθηκαν προκαλώντας ελλείψεις σπόρων προς σπορά, για σχεδόν μια δεκαετία. Τελικά, πάνω από ένα εκατομμύριο άνθρωποι πέθαναν και άλλο ένα εκατομμύριο μετανάστευσαν για να ξεφύγουν από την καταστροφή, προκαλώντας πτώση του πληθυσμού της Ιρλανδίας κατά περίπου 25%. το νησί δεν έχει φθάσει ακόμα στο επίπεδο του πληθυσμού πριν από την πείνα σήμερα.
Εκείνη την εποχή, η επιστήμη πίσω από την καταστροφή ήταν κακώς κατανοητή και οι περισσότεροι πίστευαν ότι προκλήθηκε από έναν μύκητα. Κατά τη διάρκεια του εικοστού αιώνα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι προκλήθηκε από μια ωμότζη (ένα ευκαρυωτικό μύκητα) που ονομάζεται Phytophthora infestans . Ωστόσο, χωρίς πρόσβαση στα δείγματα της δεκαετίας του 1840, δεν μπορούσαν να προσδιορίσουν με ακρίβεια ποιο είναι το στέλεχος του οργανισμού.
Τώρα, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων επέστρεψε και εξέτασε το DNA των ιρλανδικών φύλλων πατάτας που διατηρούνται στις συλλογές των Kew Gardens του Λονδίνου από το 1847. Με αυτόν τον τρόπο ανακάλυψαν ότι ένα μοναδικό, μέχρι τότε άγνωστο στέλεχος του P. infestans που ονομάζουν HERB -1 προκάλεσε τη μάστιγα.
Ιρλανδικά φύλλα πατάτας από το 1847, το ύψος της πείνας, που χρησιμοποιήθηκε ως μέρος της μελέτης. Εικόνα μέσω των κήπων eLife / Kew
Οι ερευνητές, από το εργαστήριο Sainsbury του Ηνωμένου Βασιλείου και τα Ινστιτούτα του Max Planck στη Γερμανία, κατέληξαν στο εύρημα ως τμήμα ενός DNA αλληλουχίας από 11 διαφορετικά διατηρημένα ιστολογικά δείγματα και 15 σύγχρονων για την παρακολούθηση της εξέλιξης του παθογόνου με την πάροδο του χρόνου. σήμερα στο περιοδικό eLife .
Επί του παρόντος, το P. infestans διανέμεται παγκοσμίως, με τη συντριπτική πλειονότητα να αποτελείται από το καταστροφικό στέλεχος US-1. Τα περισσότερα από τα άλλα στελέχη του P. infestans εμφανίζονται μόνο στην κοιλάδα Toluca του Μεξικού, όπου οι άγριες ποικιλίες πατάτας είναι αυτόχθονες, έτσι οι επιστήμονες πίστευαν από καιρό ότι η US-1 ήταν υπεύθυνη για την πείνα του 1840.
Αλλά όταν οι ερευνητές εξήγαγαν μικρά κομμάτια άθικτου DNA από τα παλαιά αποξηραμένα φύλλα πατάτας που συλλέχθηκαν αρχικά από την Ιρλανδία, τη Μεγάλη Βρετανία, την Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική και τα συγκρίνουν με τα σημερινά δείγματα P. infestans, διαπίστωσαν ότι το στέλεχος υπεύθυνος για την πείνα διέφερε ελαφρώς από τη σημερινή ΗΠΑ-1.
Με βάση την ανάλυση της γενετικής ποικιλίας μεταξύ των δύο στελεχών και των άλλων ιστορικών δειγμάτων, προτείνουν ότι κάποτε το 1842 ή το 1843, ο πρόγονος του στελέχους HERB-1 του P. infestans το κατέστησε από το Μεξικό στη Βόρεια Αμερική και έπειτα Ευρώπη, ίσως περιέχεται μέσα στις πατάτες που τα πλοία μεταφέρουν ως τροφή για τους επιβάτες τους. Σύντομα, εξαπλώθηκε σε ολόκληρο τον κόσμο, προκάλεσε πείνα στην Ιρλανδία και διαρκούσε μέχρι τη δεκαετία του 1970, όταν έκλεισε και αντικαταστάθηκε σε μεγάλο βαθμό από το στέλεχος των ΗΠΑ-1. Τα δυο στελέχη πιθανόν να χωριστούν λίγο αργότερα, αφού ο κοινός πρόγονος τους έβγαλε έξω από το Μεξικό.
Η μελέτη είναι η πρώτη φορά που η γενετική ενός παθογόνου φυτού έχει αναλυθεί με την εκχύλιση DNA από αποξηραμένα δείγματα φυτών, ανοίγοντας έτσι το ενδεχόμενο οι ερευνητές να μελετήσουν άλλες ασθένειες των φυτών με βάση τις ιστορικές συλλογές βοτανικών κήπων και βοτάνων σε όλο τον κόσμο. Η καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης των φυτικών νόσων με την πάροδο του χρόνου θα μπορούσε να συμβάλει στην εξεύρεση τρόπων για την ανάπτυξη πιο ισχυρών φυτικών ποικιλιών που είναι ανθεκτικά στα παθογόνα που μολύνουν τα φυτά σήμερα.
