Verhinderung der Ausbreitung von Pflanzenpandemien
Neue Instrumente zur Eindämmung der Bedrohung der globalen Ernährungssicherheit erforderlich
Pflanzenkrankheiten machen nicht an Landesgrenzen halt und auch kilometerlange Ozeane verhindern ihre Ausbreitung nicht. Deshalb sind die Überwachung von Pflanzenkrankheiten, verbesserte Erkennungssysteme und eine globale prädiktive Krankheitsmodellierung notwendig, um zukünftige Krankheitsausbrüche einzudämmen und die weltweite Nahrungsmittelversorgung zu schützen, so ein Forscherteam in einem neuen Kommentar, der in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde.
Ralph schwägerl
Die Idee ist, "diese Quellen für den Ausbruch von Pflanzenkrankheiten frühzeitig zu erkennen und die Ausbreitung zu stoppen, bevor sie zu einer Pandemie wird", sagt Hauptautor Jean Ristaino, William Neal Reynolds Distinguished Professor of Plant Pathology an der North Carolina State University. Sobald eine Epidemie auftritt, ist sie schwer zu kontrollieren, sagt Ristaino und vergleicht die Bemühungen mit denen, die unternommen wurden, um die Ausbreitung von COVID-19 zu stoppen.
"Wir haben gesehen, wie wichtig Informationsaustausch, Datenanalyse und Modellierung bei der Reaktion auf die COVID-19-Pandemie waren. Diese Arten von Werkzeugen könnten auch genutzt werden, um die Widerstandsfähigkeit gegen künftige Ausbrüche von Pflanzenkrankheiten zu erhöhen - von der Identifizierung von Risiken in globalen Pflanzenhandelsnetzwerken bis hin zur lokalen Überwachung durch Bürgerwissenschaftler", sagt Mitautor Graham MacDonald, Assistenzprofessor in der Abteilung für Geographie an der McGill University.
Während einige Krankheiten bereits in irgendeiner Form weltweit überwacht werden - wie Weizenrost und Kraut- und Knollenfäule, ein wichtiger Krankheitserreger, der Kartoffeln befällt und die irische Hungersnot verursachte - werden andere Pflanzenkrankheiten nicht routinemäßig überwacht.
"Es gibt ein paar bestehende Überwachungsnetzwerke, aber sie müssen miteinander verbunden und von zwischenstaatlichen Organisationen finanziert und zu globalen Überwachungssystemen erweitert werden", sagt Ristaino. "Wir können die Krankheitsüberwachung mit Hilfe elektronischer Sensoren verbessern, die dabei helfen können, neu auftretende Pflanzenpathogene schnell zu erkennen und dann zu verfolgen."
Zusammenarbeit zum Schutz von Nutzpflanzen
Die Forscher sagen, dass die Bemühungen eines breiten Spektrums von Wissenschaftlern - die sogenannte Konvergenzwissenschaft - notwendig sind, um Pandemien von Pflanzenkrankheiten zu verhindern. Das bedeutet, dass Ökonomen, Ingenieure, Pflanzenbauwissenschaftler, Spezialisten für Pflanzenkrankheiten, Genetiker, Geographen, Datenanalysten, Statistiker und andere zusammenarbeiten, um Nutzpflanzen, die Landwirte, die Nutzpflanzen anbauen, und die Menschen, die von diesen Nutzpflanzen ernährt werden, zu schützen.
Die Forschung ist im Gange, um das Risiko der Ausbreitung von Pflanzenkrankheiten zu modellieren und dabei zu helfen, Ausbrüche vorherzusagen und dann zu verhindern, berichten sie in dem Papier. Die Modellierung und Vorhersage der Krankheitsausbreitung kann helfen, Bekämpfungsstrategien präziser einzusetzen, um Pandemien zu stoppen.
Ausbrüche von Pflanzenkrankheiten nehmen zu
Globale Ausbrüche von Pflanzenkrankheiten nehmen an Häufigkeit zu und bedrohen die globale Nahrungsmittelversorgung, sagen die Forscher. Die durchschnittlichen Verluste bei wichtigen Nahrungspflanzen wie Weizen, Reis und Mais liegen zwischen 21 und 30 Prozent aufgrund von Pflanzenschädlingen und -krankheiten, heißt es in einer 2019 veröffentlichten Studie.
Nehmen Sie den Fall der Bananen, speziell der Cavendish-Sorte, die keine Resistenz gegen einen bestimmten Erreger namens Fusarium odoratissimum Tropical race 4 hat, der die Panama-Krankheit verursacht. Dieser Erreger breitete sich schnell von Asien nach Afrika, in den Nahen Osten und kürzlich nach Südamerika aus, wo er die wichtigste Bananensorte betrifft, die in Amerika für den Export angebaut wird.
Klimawandel verschlimmert Ausbrüche
Der Klimawandel wird diese Ausbrüche wahrscheinlich noch verschlimmern, sagen die Forscher. In Afrika beispielsweise wirken sich Klimawandel und Dürre in der Sahara auf die Population und Reichweite von Heuschrecken aus, die weiter südlich in Afrika südlich der Sahara die Ernten verwüsten. Klimadaten können helfen, Modelle zur Vorhersage und Ausbreitung von Krankheiten zu erstellen.
"Häufigere Regenfälle können die Ausbreitung von Pflanzenpathogenen über die Luft ermöglichen, und Pilzsporen können sich mit Hurrikanen fortbewegen. So ist der Sojarost von Südamerika nach Nordamerika gekommen - über Stürme", sagt Ristaino, der auch den Fakultätscluster für neu auftretende Pflanzenkrankheiten und globale Ernährungssicherheit an der North Carolina State University leitet. "Es gibt auch Fälle von frühem Auftreten, wenn Krankheitserreger aufgrund des wärmeren Frühlings früher in der Wachstumsperiode auftauchen als üblich."
Außerdem treibt die globale Natur des Lebensmittelhandels einige Pandemien von Pflanzenkrankheiten voran. Das Auftauchen neuer schädlicher Pflanzenkrankheitserreger birgt weitere Risiken für die Lebensmittelversorgung, die durch die wachsende globale Nachfrage nach Lebensmitteln ohnehin schon angespannt ist.
"Die Globalisierung bedeutet, dass Landwirtschaft und Lebensmittelversorgung zunehmend über nationale Grenzen hinweg miteinander verbunden sind. Die Analyse dieser Pflanzenhandelsnetzwerke in Kombination mit einem größeren Informationsaustausch zwischen den Ländern kann helfen, Risiken durch Schädlinge oder Krankheiten zu erkennen", sagt MacDonald.
Die Forscher sagen, dass es notwendig ist, Wissenschaftler aus dem Bereich der globalen Gesundheit von Menschen und Pflanzen miteinander zu verbinden, damit sie zusammenarbeiten können. Ernährungssicherheit und Lebensunterhalt sind mit der Landwirtschaft verbunden, und die menschliche Gesundheit hängt mit der Nahrung zusammen, die wir konsumieren.
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Originalveröffentlichung
The persistent threat of emerging plant disease pandemics to global food security Jean B. Ristaino, Pamela K. Anderson,Daniel P. Bebber, Kate A. Brauman, Nik J. Cunniffe, Nina V. Fedoroff, Cambria Finegold, Karen A. Garrett, Christopher A. Gilligan, Christopher M. Jones, Michael D. Martin, Graham K. MacDonald, Patricia Neenan, Angela Records, David G. Schmale, Laura Tateosian, and Qingshan Wei
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