Γνωρίστε τα βακτήρια που καταστρέφουν τους ελαιώνες και τους αμπελώνες

Η Xylella fastidiosa, ένα από τα 20 πιο επικίνδυνα φυτοπαράσιτα της Ευρωπαϊκής Ένωσης, είναι ένα βακτήριο που προκαλεί διάφορες φυτικές ασθένειες. 

Προκαλεί το θανατηφόρο σύνδρομο ταχείας παρακμής της ελιάς (OQDS), το οποίο έχει οδηγήσει σε εκτεταμένες επιδημίες στην Ευρώπη τα τελευταία 15 χρόνια, και εκτιμάται ότι έχει ετήσιο οικονομικό αντίκτυπο άνω των 5,5 δισεκατομμυρίων ευρώ.

Η προέλευση του βακτηρίου στην Ευρώπη και παγκοσμίως

Το Xylella fas­tidiosa είναι ένα από τα δύο μόνο γνωστά είδη Xylella· το άλλο είναι το Xylella tai­wa­nen­sis, το οποίο προκαλεί την καύση των φύλλων των ασιατικών αχλαδιών στο νησί της Ταϊβάν.

Ένα αερόβιο, Gram-αρνητικό βακτήριο που αναπτύσσεται στους ιστούς μεταφοράς νερού των φυτών (ξύλημα), το X. fas­tidiosa είναι γνωστό ότι προκαλεί πολυάριθμες φυτικές ασθένειες παγκοσμίως. 

Τα βακτήρια μπορούν να μετακινούνται ελεύθερα μέσα στα φυτά μέσω του ξυλώματος, πολλαπλασιάζοντας συνεχώς τον πληθυσμό τους. 

Μόλις ο αριθμός τους φτάσει σε κρίσιμο επίπεδο, το βιοφίλμ που προκύπτει φράζει το ξύλημα, οδηγώντας σε υδατική καταπόνηση και ανεπάρκειες σε στοιχεία όπως ο ψευδάργυρος και ο σίδηρος, τα οποία προκαλούν πολλά από τα συμπτώματα που σχετίζονται με τις ασθένειες στις οποίες συνδέεται ο παθογόνος οργανισμός.

Οι πρώτες αναφορές για μια τέτοια ασθένεια έγιναν το 1892, όταν μια άγνωστη επιδημία κατέστρεψε περίπου 14.000 εκτάρια (34.600 στρέμματα) αμπελώνων στην Καλιφόρνια. 

Δείτε επίσης: Βασικές πληροφορίες για το ελαιόλαδο

Αυτή η «ασθένεια του Άναχαϊμ» ονομάστηκε αργότερα «ασθένεια του Πιρς», προς τιμήν του Νιούτον Πιρς, του βακτηριολόγου που κλήθηκε να μελετήσει την επιδημία. 

Ο Pierce υπέθεσε σωστά ότι ένας μικροσκοπικός μολυσματικός παράγοντας προκάλεσε την ασθένεια, αν και δεν μπόρεσε να απομονώσει ή να ταυτοποιήσει τον συγκεκριμένο παράγοντα.

Θεωρούμενο ως ιός για το μεγαλύτερο μέρος του 20ού αιώνα, μόνο το 1973 αναγνωρίστηκε το X. Fastidiosa ως βακτήριο. Μόνο το 1987 το βακτήριο περιγράφηκε επίσημα και ονομάστηκε Xylella fastidiosa από τους Wells et al. 

Από τότε, 696 είδη φυτών από 88 βοτανικές οικογένειες έχουν ταυτοποιηθεί ως κατάλληλοι ξενιστές για τον παθογόνο οργανισμό.

Μεταξύ των ασθενειών που είναι γνωστό ότι προκαλούνται από το Xylella υπάρχουν αρκετές με σημαντική γεωργική και οικονομική σημασία. Αυτές περιλαμβάνουν την προαναφερθείσα νόσο του Pierce, η οποία προκαλεί επί του παρόντος στην βιομηχανία παραγωγής κρασιού της Καλιφόρνιας ετήσιες απώλειες που εκτιμώνται στα 104 εκατομμύρια δολάρια (92 εκατομμύρια ευρώ), την καύση των φύλλων της ελιάς και το OQDS.

Το OQDS προκαλεί το μαρασμό και την ξήρανση των φύλλων, των κλαδιών και των κλαδιών της ελιάς, εμποδίζοντας τα δέντρα να καρποφορήσουν και τελικά οδηγώντας στην κατάρρευση και το θάνατο του δέντρου.

Τα μοντέλα πρόβλεψης για τη χειρότερη περίπτωση δείχνουν συνολικές οικονομικές απώλειες έως και 5,6 δισ. ευρώ μόνο στην Ιταλία έως το 2070, ενώ εκτιμάται ότι έχουν ήδη χαθεί 100.000 θέσεις εργασίας λόγω των κρουσμάτων στη χώρα.

Λόγω των καταστροφικών επιπτώσεών της και της ικανότητάς της να προσαρμόζεται γρήγορα σε νέα περιβάλλοντα και ξενιστές, η Xylella fastidiosa ρυθμίζεται στην Ε.Ε. ως οργανισμός καραντίνας. Η εισαγωγή της στο έδαφος της Ένωσης και η κυκλοφορία της εντός αυτού απαγορεύονται από το νόμο.

Πώς εξαπλώνεται η Xylella και πού βρίσκεται σήμερα

Η Xylella fas­tidiosa, που κατάγεται από την Κεντρική Αμερική, μεταδίδεται μεταξύ των φυτών-ξενιστών από έντομα που τρέφονται με ξύλη, από τις οικογένειες Cicadellidae (φυλλοπρίονες) και Cercopidae (σάλια και βατραχοπρίονες). 

Τα έντομα αυτά είναι ικανά μόνο για στοιχειώδη πτήση σε μικρές αποστάσεις (περίπου 100 μέτρα), αλλά έχουν καταγραφεί να διανύουν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις όταν μεταφέρονται από τον άνεμο. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι η μεταφορά του βακτηρίου λαμβάνει χώρα υπόγεια μέσω μοσχευμάτων ριζών.

Η εξάπλωση σε μεγάλες αποστάσεις συμβαίνει συνήθως μέσω της μετακίνησης μολυσμένων φυτών. Πιστεύεται ότι με αυτόν τον τρόπο εισήχθη ο παθογόνος οργανισμός στην Ιταλία και σε άλλες ευρωπαϊκές χώρες.

Τον Οκτώβριο του 2013, εντοπίστηκε το Xylella fastidiosa να μολύνει ελαιόδεντρα στην περιοχή της Απουλίας στη νότια Ιταλία. 

Αυτή ήταν η πρώτη φορά που το βακτήριο αναφέρθηκε εντός της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Η ασθένεια προκάλεσε ραγδαία μείωση των αποδόσεων των ελαιώνων και, μέχρι τον Απρίλιο του 2015, είχε επηρεάσει ολόκληρη την επαρχία του Λέτσε και άλλες ζώνες της Απουλίας.

Δείτε επίσης: Αυστραλοί καλλιεργητές σε επιφυλακή μετά την ανίχνευση του Xylella Fastidiosa στην Κίνα

Το υποείδος που εμπλέκεται στην Ιταλία έχει ταυτοποιηθεί ως X. fastidiosa subsp. pauca, ένα στέλεχος που δείχνει έντονη προτίμηση για ελαιόδεντρα και θερμά κλίματα. Από τότε, αυτό το υποείδος έχει καταχωριστεί στο πλαίσιο του Νόμου για την Προστασία από τη Βιοτρομοκρατία στη Γεωργία στις Ηνωμένες Πολιτείες λόγω του καταστροφικού του δυναμικού.

Σε απάντηση στις ιταλικές επιδημίες, η Ευρωπαϊκή Αρχή για την Ασφάλεια των Τροφίμων (EFSA) συγκάλεσε ένα έκτακτο επιστημονικό εργαστήριο τον Νοέμβριο του 2015. 

Πάνω από 100 επιστήμονες από όλο τον κόσμο συμμετείχαν στην εκδήλωση για να εντοπίσουν σημαντικά κενά γνώσης και να συζητήσουν τις ερευνητικές προτεραιότητες σχετικά με τον παθογόνο οργανισμό. 

Τον ίδιο μήνα, η EFSA κατέληξε, βάσει των εν εξελίξει πειραμάτων στην Απουλία, στο συμπέρασμα ότι τα αμπέλια αποτελούσαν πιθανή δεξαμενή του Xylella στην περιοχή.

Μέχρι τον Οκτώβριο του 2015, ο παθογόνος οργανισμός είχε φτάσει στην Προβηγκία-Άλπεις-Κυανή Ακτή στην ηπειρωτική Γαλλία, όπου διαπιστώθηκε ότι το υποείδος X. fastidiosa subsp. multiplex είχε μολύνει το φυτό milkwort με φύλλα μυρτιάς, ένα είδος φυτού που είχε εισαχθεί από τη Νότια Αφρική. 

Την επόμενη χρονιά, το βακτήριο εντοπίστηκε στην Κορσική και τη Γερμανία. Το 2017, ανιχνεύθηκε στα ισπανικά νησιά Μαγιόρκα και Ίμπιζα, και στη συνέχεια στην ηπειρωτική Ισπανία.

Έκτοτε, το Xylella έχει εντοπιστεί σε ελιές και άλλα φυτά-ξενιστές σε ολόκληρη την Ιβηρική Χερσόνησο, καθώς και στο Λίβανο και το Ισραήλ στη Μέση Ανατολή.

Ο ρόλος της κλιματικής αλλαγής στην εξάπλωση της Xylella

Σημαντικές έρευνες δείχνουν ότι η κλιματική αλλαγή αυξάνει τον κίνδυνο εκδήλωσης φυτικών ασθενειών, με τις αλλαγές στη θερμοκρασία και την υγρασία να αποτελούν τους κύριους παράγοντες.

Καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται, η γεωγραφική εξάπλωση πολλών παθογόνων διευρύνεται, εκθέτοντας νέες περιοχές και είδη φυτών σε ασθένειες που προηγουμένως περιορίζονταν σε θερμότερα κλίματα. 

Οι υψηλότερες θερμοκρασίες ευνοούν γενικά τον πολλαπλασιασμό και τη διάδοση μυκητιακών και βακτηριακών ειδών, ειδικά όταν συνδυάζονται με αυξημένη υγρασία. 

Επιπλέον, οι υψηλότερες ελάχιστες θερμοκρασίες παρατείνουν την εποχιακά ενεργή περίοδο των οργανισμών και αυξάνουν την ικανότητά τους να επιβιώσουν το χειμώνα και να παραμείνουν στο περιβάλλον. Αυτό ισχύει όχι μόνο για τους παθογόνους παράγοντες αλλά και για τους φορείς τους.

Εκτός από το ότι ευνοούν πολλά παθογόνα, οι υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να αποδυναμώσουν τους φυσικούς αμυντικούς μηχανισμούς ενός φυτού μέσω διαδικασιών όπως το θερμικό και υδατικό στρες, καθιστώντας τα πιο ευάλωτα σε μολύνσεις και πιο επιρρεπή σε μεγαλύτερες ζημιές και υψηλότερα ποσοστά θνησιμότητας.

Ειδικά όσον αφορά το Xylella fastidiosa, ένα πρόσφατο-κλιματικό επιδημιολογικό μοντέλο ανέλυσε την ευπάθεια των ευρωπαϊκών εδαφών στην ασθένεια σε διαφορετικά σενάρια κλιματικής αλλαγής, αξιολογώντας τις κλιματικές συνθήκες που ευνοούν τόσο τον παθογόνο όσο και τον κύριου φορέα του, το Philaenus spumarius, γνωστό και ως «βάτραχος των λιβαδιών» ή «ψύλλος των λιβαδιών». Το έντομο αυτό έχει προηγουμένως ταυτοποιηθεί ως ο φορέας που ευθύνεται για τη διάδοση του βακτηρίου σε ελαιώνες της Ιταλίας.

Η μελέτη διαπίστωσε ότι μια αύξηση της μέσης παγκόσμιας θερμοκρασίας κατά 1,5 °C αυξάνει το ποσοστό της συνολικής χερσαίας έκτασης που διατρέχει κίνδυνο στην Ευρώπη στο 0,32%, ενώ μια αύξηση κατά 4 °C αυξάνει την έκταση στο 1,87%. 

Στο εύρος των αυξήσεων της θερμοκρασίας που αναλύθηκαν, προσδιορίστηκε ένα σημείο καμπής με αύξηση 3 °C. Πέρα από αυτό το όριο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο κίνδυνος εξάπλωσης του παθογόνου βόρεια της περιοχής της Μεσογείου γίνεται σημαντικά υψηλότερος, επιτρέποντάς του να εξαπλωθεί γρήγορα σε περιοχές που προηγουμένως δεν είχαν προσβληθεί.

Οι συγγραφείς υποστηρίζουν επίσης ότι πριν από τα μέσα της δεκαετίας του 1990, οι ευρωπαϊκές κλιματολογικές συνθήκες, με εξαίρεση αυτές των νησιών της Μεσογείου, πιθανότατα εμπόδιζαν το βακτήριο να εγκατασταθεί στην ήπειρο.

Προσπάθειες για τον έλεγχο της Xylella fastidiosa

Δεδομένου ότι δεν υπάρχει γνωστή θεραπεία για τα προσβεβλημένα φυτά, τα τρέχοντα μέτρα ελέγχου εστιάζουν στην πρόληψη και τον περιορισμό. 

Η πιο αποτελεσματική στρατηγική που χρησιμοποιείται συνήθως απαιτεί τόσο την πλήρη απομάκρυνση του μολυσμένου φυτικού υλικού, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως δεξαμενή για το βακτήριο, όσο και τον έλεγχο των πληθυσμών των εντόμων-φορέων.

Εκτός από την πλήρη απομάκρυνση του φυτικού υλικού που είναι γνωστό ότι έχει μολυνθεί, η EFSA συνιστά τη δημιουργία μιας «ζώνης ασφαλείας» τουλάχιστον 100 μέτρων, από την οποία απομακρύνονται και καταστρέφονται επίσης όλα τα ευπαθή φυτικά είδη.

Δείτε επίσης: Αναζωογόνηση του Σαλέντο — Επιχειρηματίες καταπολεμούν τη Xylella με νέες ιδέες

Λόγω της επιθετικής φύσης του παθογόνου, οι ειδικοί συνιστούν τη λήψη προστατευτικών μέτρων κατά την απομάκρυνση και τη μεταφορά όλων των οργανικών υλικών κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.

Η διαδικασία ελέγχου των εντόμων-φορέων είναι εξίσου περίπλοκη, απαιτώντας όχι μόνο την εξάλειψη των ίδιων των οργανισμών αλλά και των ενδιαιτημάτων τους. 

Αυτό είναι απαραίτητο λόγω της πολυφάγης φύσης και των πολυετών κύκλων ζωής αυτών των εντόμων. Το Philaenus spumarius, για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι τρέφεται με τουλάχιστον 170 φυτά-ξενιστές και αναπτύσσεται μέσα από πέντε ξεχωριστά στάδια μετά την εκκόλαψη.

Θεραπεία και έρευνα για το Xylella fastidiosa

Συνδυασμοί αλλαγών στις μεθόδους καλλιέργειας, βακτηριοκτόνων θεραπειών και παρεμβάσεων που στοχεύουν στη βελτίωση της φυσιολογικής κατάστασης του ξενιστή έχουν δείξει υποσχόμενα αποτελέσματα στην επίδραση της εξέλιξης της νόσου, ακόμη και στο σημείο να επιτρέπουν την επανέναρξη της συγκομιδής. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, καμία δεν έχει αποδειχθεί επιτυχής στην εξάλειψη του παθογόνου σε μολυσμένο φυτό.

Η έρευνα σχετικά με τις μεθόδους θεραπείας περιορίζεται σοβαρά από το καθεστώς καραντίνας της Xylella, ειδικά εντός της Ε.Ε. Άλλοι περιορισμοί της Ε.Ε. περιλαμβάνουν την απαγόρευση της χρήσης αντιβιοτικών για την προστασία των φυτών. Ως εκ τούτου, τα πεδία έρευνας διαφέρουν από τη μία γεωγραφική περιοχή στην άλλη.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου η χρήση αντιβιοτικών επιτρέπεται στα φυτά, υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες από δοκιμές αντιβιοτικών όπως η οξυτετρακυκλίνη, τετρακυκλίνης και στρεπτομυκίνης στη φυλλική θεραπεία της νόσου του Pierce και της μικροέγχυσης οξυτετρακυκλίνης στη θεραπεία της καύσης των φύλλων που προκαλείται από το Xylella στην αμερικανική φτελιά. 

Δείτε επίσης: Οι ελαιώνες ανθεκτικές στη Xylella είναι το μέλλον του ελαιολάδου της Απουλίας

Αν και τέτοιες δοκιμές έχουν δείξει ύφεση των συμπτωμάτων, καμία δεν κατάφερε να εξαλείψει τη μόλυνση, και τα συμπτώματα επανήλθαν μετά τη διακοπή της θεραπείας.

Μια σημαντική πρωτοβουλία στην Ευρώπη είναι το Πρόγραμμα Biovexo, μια Δράση Καινοτομίας της Κοινής Επιχείρησης Βιοβιομηχανιών (BBI-JU) που ξεκίνησε το 2020 στο πλαίσιο του προγράμματος έρευνας και καινοτομίας «Ορίζοντας 2020» της Ευρωπαϊκής Ένωσης.

Με στόχο ειδικά την καταπολέμηση της Xylella στην ελαιοκαλλιέργεια, το BIOVEXO αναπτύσσει δύο κύριες κατηγορίες φιλικών προς το περιβάλλον βιοπαρασιτοκτόνων: τα «X-βιοφάρμακα», τα οποία στοχεύουν άμεσα τον παθογόνο οργανισμό, και τα «V-βιοφάρμακα», τα οποία στοχεύουν τα έντομα του γένους Spittlebug που λειτουργούν ως ο κύριος φορέας μετάδοσης του παθογόνου. 

Οι ουσίες που δοκιμάζονται είναι βακτηριακά στελέχη, ένας μικροβιακός μεταβολίτης, φυτικά εκχυλίσματα και ένας εντομοπαθογόνος μύκητας.

Σε μια καινοτόμο προσέγγιση, πρόσφατη έρευνα στη Βραζιλία αφορά την Ν-ακετυλοκυστεΐνη, ένα κοινό βλεννολυτικό φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της υπερδοσολογίας παρακεταμόλης και για τη ρευστοποίηση παχύρρευστου βλέννας σε ανθρώπινες περιπτώσεις διαταραχών όπως η πνευμονία και η βρογχίτιδα. 

Αν και οι μηχανισμοί που ευθύνονται για αυτό δεν έχουν ακόμη κατανοηθεί πλήρως, τα αρχικά αποτελέσματα έχουν δείξει την αποτελεσματικότητα του φαρμάκου στη διάσπαση βακτηριακών βιοφιλμ όταν εφαρμόζεται με άρδευση σε υδροπονικές ή αγροτικές καλλιέργειες.

Δεδομένου του ρόλου που διαδραματίζουν τα βιοφίλμ στην προστασία των βακτηρίων από τις αντιμικροβιακές θεραπείες και που τελικά οδηγεί σε βακτηριακή αντοχή, αυτός ο τομέας έρευνας ενδέχεται να γνωρίσει άνθηση, καθώς η διάσπαση της προστατευτικής μήτρας του βιοφίλμ θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα των θεραπειών που στοχεύουν άμεσα το βακτήριο Xylella.

Μέχρι να βρεθεί ένας τρόπος για την ακριβή και συστηματική εξόντωση του παθογόνου σε όλο το σώμα του ξενιστή, όπως υποδηλώνει η παρούσα έρευνα ότι μπορεί κάποτε να είναι εφικτό, η καραντίνα και η καταστροφή των μολυσμένων φυτών θα παραμείνουν πιθανότατα η μοναδική και πιο αποτελεσματική μέθοδος ελέγχου.

---

---