Изменение климата поспособствовало распространению грибкового заболевания бананов

Распространению в Латинской Америке черной сигатоки, грибковой болезни, которая поражает многие сорта бананов, способствовали изменения в температуре и влажности, которые благоприятствовали прорастанию спор грибка. Болезнь была завезена в регион в 1970-х годах, с тех пор риск ее вспышек увеличился в среднем на 44,2 процента. Статья опубликована в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B.

Влияние антропогенного изменения климата на экосистемы хорошо описано, включая сотни примеров миграции видов в ответ на потепление. Известно, что изменение климата приводит к переселению и трансформации влияния паразитов и возбудителей болезней людей, животных и растений. Широтные сдвиги в распространенности различных патогенов растений в большой мере соответствуют ожиданиям, которые связаны с изменением климата. Экспансия болезней растений особенно опасна для развивающихся стран, экономика которых сильно зависит от сельского хозяйства.

Банан – одна из важнейших сельскохозяйственных культур, поэтому быстрое распространение заболеваний, поражающих плантации, вызывает серьезные опасения. В настоящее время особое внимание ученых привлекает встречающийся как в Юго-Восточной Азии, так и в Латинской Америке фузариоз или панамская болезнь, которую вызывает грибок Fusarium oxysporum f. sp. Cubense. В 2017 году ученые вывели генетически модифицированный сорт банана Кавендиш, устойчивый к этой инфекции.

Однако сегодня не панамская болезнь несет самую большую угрозу глобальному производству бананов. Наибольшие потери урожая приносит черная сигатока (Black Sigatoka), которую вызывает грибок Pseudocercospora fijiensis из семейства Ascomycetе. Впервые в Латинской Америке черную сигатоку обнаружили на территории Гондураса в 1972 году. Предполагается, что туда грибок приехал на растениях, завезенных из Азии с научными целями. Распространяясь по региону, инфекция достигла Бразилии в 1998 году, а островов Карибского бассейна в конце 2000-х годов. Сейчас северной границей ареала P. fijiensis является американский штат Флорида.

P. fijiensis опасен для многих сортов бананов, включая бананы Кавендиша, без лечения инфицирование им приводит к снижению урожая на 80 процентов. Споры грибка распространяются через воздух и попадают в банановые листья в области устьиц. Для болезни характерно поражение листьев в виде полосок, ее проявления более выразительны в присутствии яркого солнечного света.

Даниэл Беббер (Daniel P. Bebber) из Эксетерского университета разработал эпидемиологические и статистические модели черной сигатоки, чтобы проверить, как изменение климата в Латинской Америке и Карибском бассейне в течение последних десятилетий влияло на риск вспышек болезни в регионе. Для появления болезни на новых территориях требуется не только хозяин (бананы), но и подходящие климатические условия. Согласно теории Беббера, международная торговля и транспорт сделали Латинскую Америку доступной для грибка, а изменение климата помогло ему распространиться.

На основании своих моделей ученый сделал вывод, что именно изменение климата в течение последних 60 лет поспособствовало тому, что последствия воздействия грибка стали более тяжелыми. Он указывает, что условия для увеличения экспансии патогена сложились благодаря тому, что температура стала более подходящей для прорастания спор, а покров растений стал более влажным. Анализ показал, что риск заболевания бананов черной сигатокой в Латинской Америке и на островах Карибского бассейна с 1960-х по 2010-е годы увеличился в среднем на 44,2 процента. Потенциальный риск инфекции наиболее быстро увеличивался в бассейне Амазонки, а также в Никарагуа, Эквадоре, Гайане, Суринаме, Французской Гвинее и Доминиканской Республике. В то же время, в некоторых частях Мексики и Центральной Америки отмечается снижение активности черной сигатоки в связи с растущей тенденцией к засухе.

За период, который охватывает исследование, влажность повысилась в центральной части материка, включая запад Бразилии, юг и центр Колумбии, большие территории Эквадора и Перу, а также в Доминиканской Республике. За то же время температура поверхности листьев стала более подходящей для роста грибка в большей части Латинской Америки и островов Карибского бассейна.

Среди 10 ведущих производителей бананов наиболее высокая распространенность болезни отмечается в Панаме, за ней идут Бразилия и Колумбия. Во всем регионе риск инфекции был более выразительно связан с колебаниями температуры (корреляция 0,80), чем с изменением влажности листьев (корреляция 0,71).

Автор не включил в модели потенциальное влияние изменения климата в будущем на распространение черной сигатоки. Но, согласно существующим прогнозам, площади территорий с влажным и жарким климатом, пригодные для роста бананов и жизни патогена, в Латинской Америке и Карибском бассейне будут сокращаться. Хотя тенденция к засухе и сократит распространенность болезни, она потребует инвестиций в ирригационные системы.

Ранее ученые из США и Кении при помощи CRISPR/Cas9 вылечили бананы от колимовируса, способного поражать целые плантации. Также ученые обнаружили влияние изменения климата и на другие грибы: в Великобритании сезон сбора ряда грибов, включая галлюциногенные, продлился до Нового года.

Андрей Украинский