Тень поможет гиперпаразиту спасти арабику от ржавчины

Ржавчина арабики и гиперпаразит, который сдерживает ее распространение, оказались приверженцами различных экологических ниш. Ржавчина активнее атакует растения в условиях высокой температуры воздуха, а гиперпаразит предпочитает тень и низкие ночные температуры. Это наблюдение поможет фермерам уберечь урожаи кофе в меняющемся климате, регулируя затененность под пологом леса. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Journal of Applied Ecology.

Сверхпаразитами или гиперпаразитами называют организмы, паразитирующие на других паразитах. В сельском хозяйстве их порой применяют как биологические агенты в борьбе с болезнями. Например, арабика (Coffea arabica) практически повсеместно страдает от кофейной ржавчины или ройи, которую вызывает гриб-базидиомицет Hemileia vastatrix. Он покрывает листья кофе пятнами, что препятствует фотосинтезу и угнетает жизнедеятельность растения. У этого грибка есть естественный враг — гриб-аскомицет Lecanicillium lecanii, который можно использовать для контроля заболеваемости ржавчиной. Однако со временем совместное существование арабики, ее паразитов и гиперпаразитов все больше зависит от потепления климата: оно воздействует на тропические леса, меняя в них режим температуры и влажности, и без оценки этих эффектов планировать биологическую защиту кофейных деревьев становится невозможно.

Ученые под руководством Бирука Аялева (Biruk Ayalew) из Стокгольмского университета исследовали прямые и косвенные эффекты, которые среда и микроклимат оказывают на взаимодействие арабики, ее ржавчины и гиперпаразита. Для этого с 2018 по 2020 годы в течение сухих и влажных сезонов они наблюдали за кофе этого сорта на 58 участках в регионе его исторического происхождения — на юго-западе Эфиопии. Эта местность находится на высоте 1506-2159 метров над уровнем моря. Авторы учитывали степень покрытия листьев ржавчиной, температуру воздуха, относительную влажность и полог леса (то есть освещенность) и оценивали влияния микроклимата с помощью моделирования.

Оказалось, что кофейная ржавчина особенно сильно распространялась в сухие сезоны и в условиях максимальных температур воздуха (p < 0,05). Густой полог леса оказал косвенное отрицательное действие на заражение ржавчиной из-за снижения максимальной температуры и в течение одного сезона способствовал росту гиперпаразита. Минимальная температура (то есть ночная) и относительная влажность воздуха не оказывали значимого влияния на ржавчину, но усиливали распространение гиперпаразита.

Авторы отметили, что в Эфиопии (как и в остальных регионах выращивания кофе) ожидается рост максимальных дневных температур, что означает и растущую угрозу поражения кофе ржавчиной. Однако, поскольку экологические ниши паразита и гиперпаразита арабики оказались отличными, есть возможность сдерживать распространение ржавчины через изменение микроклимата в тропических лесах. Для этого фермеры могут высаживать больше затеняющих деревьев вокруг кофе и меньше обрезать уже растущие.

Изменение климата повлияет не только на арабику и ее паразитов. Второй самый популярный сорт кофе — Coffea canephora или робуста — оказался чувствительным к потеплению. Рост температуры воздуха на один градус Цельсия приводит к снижению урожая зерен робусты минимум на 14 процентов.