English
Nauka, Wydanie 4/2024
Fytoftoroza, czyli wodna pleśń – zagrożenie dla upraw, ale także dziko rosnących roślin
lut
Na przełomie lat 2023 i 2024 suma opadów w wielu rejonach Polski nie tylko wróciła do wieloletniej normy, ale nawet ją przekroczyła. Po wielu miesiącach poniżej średniej, długoterminowe odbudowanie zasobów wody gruntowej wymagałoby znacznie dłuższego okresu intensywnych opadów, ale już teraz gdzieniegdzie tworzą się lokalne rozlewiska przypominające stan, który jeszcze w drugiej połowie ubiegłego wieku był typowy dla przedwiośnia. To oczywiście cieszy większość przyrodników, ale są też tacy, którzy zwracają uwagę na drugą stronę medalu. Fitopatolog Wojciech Pusz zauważa, że rozlewiska ułatwiają rozprzestrzenianie się zarodników fytoftory, w konsekwencji czego pojawia się fytoftoroza [1].
Fytoftoroza – choroba wywoływana przez lęgniowce, nie przez grzyby
Fytoftora (Phytophthora) to rodzaj lęgniowców. Ta grupa organizmów przez dziesięciolecia była uważana za tzw. niższe grzyby. W zwyczajowym nazewnictwie angielskim określana jest jako water moulds, czyli pleśnie wodne, choć ich przedstawiciele mogą żyć na lądzie i niekoniecznie tworzą pleśniowe kożuszki. Praktycy zajmujący się ochroną roślin w hodowlanym tego słowa znaczeniu (ostatnio nazywaną również medycyną roślin) nadal zaliczają wywoływane przez nie choroby do chorób grzybowych, a środki do ich zwalczania kategoryzują jako fungicydy.
W rzeczywistości lęgniowce są bardzo odlegle spokrewnione z grzybami, także pleśniowymi. Bliższe są im glony, takie jak okrzemki, złotowiciowce czy brunatnice, a nieco dalej kryptomonady, bruzdnice czy haptofity (do nich należy osławiona złota alga), jak również orzęski i różnego rodzaju korzenionóżki. Jeżeli jakiś środek określany jako fungicyd działa zarówno na lęgniowce, jak i prawdziwe pleśnie, to oznacza, że ta nazwa jest nieuzasadnionym doprecyzowaniem, bo substancja ta najpewniej zabija praktycznie wszystko.
Phytophthora infestans, jeden z gatunków fytoftory, jest powszechnie znany jako patogen atakujący ziemniaki i pomidory. Jako gatunek inwazyjny poza Ameryką Środkową, od początku XIX w. na terenie Stanów Zjednoczonych, a od połowy w Europie, powoduje nierzadko katastrofalne szkody w uprawach ziemniaków. Był przyczyną Wielkiego Głodu, który spowodował śmierć około miliona Irlandczyków i podobną liczebnie ich emigrację, skutkując dwudziestoprocentowym spadkiem populacji w Irlandii.
Ze względu na rolę, jaką fytoftora odgrywa w rolnictwie, badania nad nią stały się kołem zamachowym nie tylko fitopatologii, ale w ogóle mykologii. W pierwszej ćwierci XX w. wyróżniano już dwadzieścia gatunków tego rodzaju, a po stu latach znane jest dziesięć razy tyle. Lawinowy przyrost nowo opisanych gatunków nastąpił w ostatnim dwudziestoleciu. Wtedy też poznano lepiej jej ewolucyjną historię, która sięga 140 mln lat wstecz i jest ściśle związana z historią roślin naczyniowych. Koewolucja doprowadziła do swoistej synchronizacji niektórych mechanizmów molekularnych [2].
Woda przenosi patogeny, także zarazę ziemniaka
Zarodniki fytoftory mają postać pływki, czyli komórki z wicią. Ich rozprzestrzenianie się wymaga obecności wody, choć czasem wystarcza wilgotna gleba, a zarodniki najbardziej wytrzymałych gatunków, takich jak właśnie Phytophthora infestans, mogą przenosić się z wiatrem. Dlatego fytoftoroza dotyka ziemniaki i pomidory, które nie są roślinami terenów podmokłych. Niemniej obecność wody na powierzchni gleby ułatwia przetrwanie i transport pływek.
Fytoftoroza zagraża nie tylko uprawom, ale też roślinom dziko rosnącym
Zaraza ziemniaka to najbardziej znana, ale niejedyna fytoftoroza. Drugie wydanie Polskich nazw chorób roślin uprawnych [3] podaje jeszcze pół setki innych chorób o tej genezie. Phytophthora infestans odpowiada za dwie z nich, ale Phytophthora cactorum i Phytophthora cryptogea mają na koncie po siedem. Jak wskazuje nazwa, Phytophthora cactorum znana jest z infekowania kaktusów, ale w Polsce atakuje również drzewa i krzewy owocowe, truskawki, rabarbar i różaneczniki. Przynajmniej jeśli chodzi o gatunki znane rolnikom lub ogrodnikom.
Skoro jednak atakuje porzeczkę rosnącą w sadach, równie dobrze mogą ucierpieć krzewy dziko występujące w polskich olsach, czyli okresowo podtapianych lasach olszowych. W olsach występują też kosaćce, których ogrodowe odmiany, znane jako irysy, infekowane są przez Phytophthora cryptogea i Phytophthora nicotianae. W borach bagiennych, podobnie jak w uprawach, różne gatunki fytoftory mogą atakować borówki i żurawinę.
Leśnicy też znają Phytophthora cactorum, bo w polskich warunkach infekuje ona brzozy, buki, dęby, jarzęby, klony, modrzewie, lipy, olsze, sosny i świerki. Oczywiście inne gatunki tego lęgniowca też są do tego zdolne, zwłaszcza Phytophthora citricola. Jak widać, wśród wymienionych roślin runa i drzewostanu całkiem dużo występuje w olsach, łęgach lub borach bagiennych, które przynajmniej okresowo są podmokłe. Ich strefa korzeniowa jest otoczona wodą, w której mogą przebywać pływki, a w takich warunkach fytoftoroza rozwinie się błyskawicznie.
Zainfekowana woda to źródło patogenów
Wiele grzybów ma problem z przełamaniem barier tworzonych przez rośliny, ale pływki fytoftory potrafią wnikać do całkiem zdrowych korzeni, zaczynając od ich najmłodszych części. Korzenie muszą pobierać wodę, a więc nie mogą być zbyt szczelną barierą. Ponadto Phytophthora infestans może też wnikać do aparatów szparkowych liści. Gdy już uda jej się zainfekować korzenie, jej strzępki rozrastają się, co może otworzyć drogę innym pasożytom, np. opieńce.
Fytoftoroza rozwinie się jeszcze łatwiej, gdy roślina jest osłabiona. Dlatego sprzyjają jej ekstremalne zjawiska pogodowe. Gdy jest nadwątlona suszą, po opadach zaczyna wytwarzać nowe korzenie, łatwy obiekt do zaatakowania. Gdy deszcze są intensywne, prowadzą do podtopień. Być może jest to główna przyczyna rosnącej liczby zaobserwowanych fytoftoroz.
Dodatkowo podlewanie upraw wodą pobieraną prosto z rzeki, jeziora, rowu czy kałuży jest bardziej ryzykowne niż użycie zdezynfekowanej wody wodociągowej, choć oczywiście dużo tańsze. I wbrew zalecanemu oszczędzaniu uzdatnionej wody. Na zagrożenia dla bezpieczeństwa żywności produkowanej przez sektor rolny ze strony wód zainfekowanych patogenami zwraca uwagę też raport Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO).
Globalne ocieplenie jest uważane za sprzyjające rozwojowi mikroorganizmów, a fizjologia fytoftory jest dostosowana do ekstremów pogodowych. Obecnie za główny czynnik odpowiedzialny za wzrost notowanych fytoftoroz wciąż uważa się rozprzestrzenianie zarazy przez człowieka z produktami rolnymi. Dotyka ona jednak nie tylko upraw. Od lat 90. ubiegłego wieku intensyfikuje się również w ekosystemach leśnych i np. na wrzosowiskach [2].
W artykule korzystałem m.in. z prac:
[2] Brasier C., Scanu B., Cooke D. et al. Phytophthora: an ancient, historic, biologically and structurally cohesive and evolutionarily successful generic concept in need of preservation. IMA-Fungus 13, 12 (2022). https://doi.org/10.1186/s43008-022-00097-z
[3] Borecki Z., Schollenberger M. (red.), 2017. Polskie nazwy chorób roślin uprawnych. Wyd. 2. Polskie Towarzystwo Fitopatologiczne, Poznań. ISBN 978-83-948769-0-6
