Υβριδικά Μεγαπαράσιτα Εξελίσσονται στη Βραζιλία: Απειλή για τις Καλλιέργειες Παγκοσμίως
Δύο εξαιρετικά επιβλαβή παράσιτα των καλλιεργειών διασταυρώθηκαν, δημιουργώντας υβρίδια ανθεκτικά σε περισσότερα από ένα φυτοφάρμακα, γεγονός που θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα σε πολλές χώρες.
Δύο “μεγαπαράσιτα” που ήδη αποτελούν σημαντικό πρόβλημα για τους αγρότες παγκοσμίως, το σκουλήκι του βαμβακιού και το σκουλήκι του καλαμποκιού, διασταυρώθηκαν στη Βραζιλία και αντάλλαξαν γονίδια που τους προσδίδουν ανθεκτικότητα στα φυτοφάρμακα. Τα υβριδικά στελέχη που εξελίσσονται θα μπορούσαν να καταστρέψουν τη σόγια και άλλες καλλιέργειες στη Βραζιλία και σε όλο τον κόσμο εάν δεν ελεγχθούν, απειλώντας την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια.
“Έχει τη δυνατότητα να είναι ένα τεράστιο πρόβλημα”, λέει ο Chris Jiggins στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Ειδικότερα, πολλές χώρες εισάγουν σόγια από τη Βραζιλία για να θρέψουν ανθρώπους και ζώα. “Με κάποιο τρόπο τροφοδοτεί τον κόσμο”, λέει ο Jiggins.
Πάνω από το 90% της σόγιας που καλλιεργείται στη Βραζιλία είναι γενετικά τροποποιημένη Bt σόγια που περιέχει ένα ενσωματωμένο φυτοφάρμακο. Εάν οι αποδόσεις μειωθούν επειδή τα παράσιτα γίνουν ανθεκτικά, αυτό θα οδηγήσει σε ακόμη μεγαλύτερες αυξήσεις στην τιμή πολλών τροφίμων. Θα μπορούσε επίσης να αυξήσει την αποψίλωση των δασών και τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, καθώς οι αγρότες θα αντισταθμίσουν καθαρίζοντας περισσότερες γεωργικές εκτάσεις.
Το σκουλήκι του καλαμποκιού (Helicoverpa zea) είναι ένας νυχτοπεταλούδος που κατάγεται από την Αμερική, του οποίου οι κάμπιες τρώνε τα περισσότερα μέρη των φυτών. Είναι ιδιαίτερα επιβλαβή για το καλαμπόκι, αλλά τρέφονται επίσης με πολλά άλλα φυτά, όπως ντομάτες, πατάτες, αγγούρια και μελιτζάνες.
Στη Βραζιλία, το H. zea δεν ήταν ένα σημαντικό πρόβλημα για τους αγρότες που καλλιεργούσαν σόγια, επειδή τείνει να μην τρέφεται με την καλλιέργεια. Αλλά τότε, το 2013, το σκουλήκι του βαμβακιού (Helicoverpa armigera) εντοπίστηκε στη Βραζιλία. Το H. armigera είναι ένας συγγενής του H. zea που είναι διαδεδομένος σε όλη την Ευρασία. Οι δύο νυχτοπεταλούδες έχουν περιγραφεί ως μεγαπαράσιτα επειδή είναι τόσο επιβλαβείς και δύσκολο να καταπολεμηθούν.
“Είναι αρκετά εξαιρετικά παράσιτα, οπότε νομίζω ότι αυτό δικαιολογείται”, λέει ο Jiggins. “Ο έλεγχος της κίνησης των νυχτοπεταλούδων είναι σχεδόν αδύνατος. Κινούνται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.”
Το H. armigera τρέφεται επίσης με μια μεγάλη ποικιλία φυτών και, σε αντίθεση με το H. zea, ευδοκιμεί στη σόγια, οπότε προκάλεσε τεράστια προβλήματα στους αγρότες όταν έφτασε στη Βραζιλία. “Ήταν δισεκατομμύρια δολάρια το κόστος για τη βραζιλιάνικη γεωργία”, λέει ο Jiggins.
Αυτό επιλύθηκε σε μεγάλο βαθμό με την εισαγωγή της Bt σόγιας, η οποία είναι γενετικά τροποποιημένη για να παράγει μια πρωτεΐνη που παράγεται από το βακτήριο του εδάφους Bacillus thuringiensis που είναι τοξική για τα περισσότερα έντομα.
Θεωρήθηκε ότι το H. armigera και το H. zea δεν μπορούσαν να διασταυρωθούν, αλλά το 2018 γενετική ανάλυση αποκάλυψε μερικά υβρίδια μεταξύ των ειδών. Ο Jiggins και οι συνεργάτες του έχουν πλέον αναλύσει το γονιδίωμα σχεδόν 1000 νυχτοπεταλούδων που συλλέχθηκαν στη Βραζιλία την τελευταία δεκαετία.
Διαπίστωσαν ότι το ένα τρίτο του H. armigera φέρει τώρα γονίδια που παρέχουν αντοχή στην τοξίνη Bt – και πήραν αυτά τα γονίδια από το H. zea. Το καλαμπόκι Bt εισήχθη για πρώτη φορά στη Βόρεια Αμερική τη δεκαετία του 1990, όπου ορισμένα στελέχη H. zea ανέπτυξαν αντοχή. Αυτά τα γονίδια αντοχής φαίνεται να έχουν εξαπλωθεί στη Νότια Αμερική και τώρα έχουν διασχίσει είδη. Μέχρι στιγμής, το υβριδικό H. armigera δεν έχει αποτελέσει σημαντικό πρόβλημα, λέει ο Jiggins, αλλά αυτό θα μπορούσε να αλλάξει καθώς η αντίσταση εξαπλώνεται.
Η μεταφορά έχει πάει και προς τις δύο κατευθύνσεις – σχεδόν όλοι οι H. zea στη Βραζιλία έχουν τώρα ένα γονίδιο που προσδίδει αντοχή σε μια κατηγορία εντομοκτόνων που ονομάζονται πυρεθροειδή, το οποίο αποκτήθηκε από το H. armigera. “Είμαστε απλά έκπληκτοι με το πόσο γρήγορα συνέβη”, λέει ο Jiggins.
“Με την παγκόσμια συνδεσιμότητα και την κλιματική αλλαγή μαζί να μειώνουν τα εμπόδια στην επέκταση της εμβέλειας των ειδών, τέτοια μεγαπαράσιτα είναι πιθανό να αποτελέσουν ένα αυξανόμενο παγκόσμιο πρόβλημα, όπως και ο αυξανόμενος ρυθμός των βιολογικών εισβολών γενικότερα”, λέει η Angela McGaughran στο Πανεπιστήμιο του Waikato στη Νέα Ζηλανδία.
Οι αγρότες υποτίθεται ότι φυτεύουν μη-Bt καλλιέργειες παράλληλα με τις Bt για να δημιουργήσουν καταφύγια που επιβραδύνουν την εξάπλωση των ανθεκτικών παρασίτων. Ωστόσο, σε πολλές χώρες, αυτές οι οδηγίες δεν τηρούνται.
Οι εταιρείες φυτών εισάγουν νέα στελέχη καλλιεργειών Bt που παράγουν δύο, τρεις ή ακόμη και πέντε διαφορετικές πρωτεΐνες Bt για την καταπολέμηση της αντίστασης. “Αλλά η διάθεση τέτοιων νέων προϊόντων στην αγορά είναι δαπανηρή και αργή, επομένως είναι καλύτερο να διατηρηθεί η αποτελεσματικότητα των σημερινών πρωτεϊνών Bt με τακτικές διαχείρισης της αντίστασης, συμπεριλαμβανομένων των καταφυγίων από την έκθεση σε καλλιέργειες Bt”, λέει ο Bruce Tabashnik στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.
Ενώ η υβριδοποίηση μπορεί να εξαπλώσει την αντίσταση, ο Tabashnik λέει ότι το κύριο ζήτημα είναι η εξέλιξη εντός των ειδών. Στην Κίνα, τα στελέχη του H. armigera έχουν αναπτύξει ανεξάρτητα αντοχή στην αρχική τοξίνη Bt, λέει.