Cum pot păianjenii să reducă răspândirea unei boli de grâu?

Cercetătorii Centrului de Cercetări în Științe Agricole din Academia Maghiară de Științe au fost primii care au arătat că simpla prezență a artropodelor prădătoare este suficientă pentru acest lucru.

Mulți dăunători agricoli periculoși provin din insecte tabac. Dintre acestea, afidele și cicadele sunt deosebit de semnificative, care, datorită aspectului lor în masă, provoacă daune nu numai prin suptul sucurilor din plante, ci și exponențial prin capacitatea lor de a transmite agenții patogeni ai multor boli ale plantelor de la plantă la plantă - așa-numitul vectori ai acestor agenți patogeni. În timpul unei astfel de răspândiri, agenții patogeni, cum ar fi virusurile plantelor, se adaptează într-o mare măsură la biologia și comportamentul vectorului. Pentru a le răspândi mai eficient, pot chiar să-și manipuleze comportamentul, de exemplu pentru a intra în țesuturile plantelor cele mai potrivite pentru reproducerea lor cât mai exact posibil. În laboratorul lui Ferenc Samu al Institutului de Protecție a Plantelor al Academiei Maghiare de Științe, sistemul virusului pitic de grâu, care determină dezvoltarea aberantă a grâului și, astfel, produce pierderi, precum și gărgărița cu grâu în dungi, care se răspândește exclusiv, studiază punctele slabe ale transmiterea virusului cicală.

Virusul pitic de grâu, așa cum grupul de cercetare a reușit să detecteze în colaborare cu Institutul de cercetare biotehnologică Gödöllő, nu se poate înmulți decât în țesutul splinei din pachetele vasculare ale plantelor sale gazdă (ierburi, inclusiv cereale). Și specia vector de cicală îi place să se hrănească exact cu această parte a frunzelor de cereale, în timp ce virușii intră în corp împreună cu sucurile de plante absorbite.
Particulele virusului se colectează apoi în glandele salivare ale cicadelor, concentrându-se astfel încât să poată fi transmise cât mai eficient posibil data viitoare când planta este aspirată. Infecția apare mai ales la cerealele tinere, cum ar fi grâul, la sfârșitul toamnei. Împreună cu populația de furnici vectoriale, virusul poate supraviețui perioadei „fără cereale” pe ierburi în marginile câmpului, între recolta de vară și însămânțarea de toamnă. Cercetătorii au suspectat până acum prin studiile lor ecologice, dar cel mai recent prin studii moleculare asupra stomacului, au demonstrat în mod specific că cicala este un aliment important pentru speciile de păianjen slab, care se găsește și în câmpurile de cereale, dar este deosebit de frecvent la margini. De asemenea, rezultă că, dacă păianjenii sunt capabili să epuizeze populațiile de lăcuste, va limita, de asemenea, răspândirea virusului pitic de grâu.

Într-un articol recent din revista Nature Scientific Reports, cercetătorii de la MTA ATK au raportat că păianjenii nu numai că pot preveni răspândirea virusului consumând cicade, dar chiar și simpla lor prezență, „teama”, ar putea afecta comportamentul de hrănire a cicadelor prin: nu ar trebui să favorizeze răspândirea virusului. Prezența prădătorilor cauzată de frică este un efect ecologic important, deși nu este un fenomen bine cunoscut, ci bine cunoscut. Și nu numai în rândul mamiferelor, unde existența fricii poate fi mai bine explicată datorită capacității cognitive mai mari, ci și în rândul artropodelor. Acest grup de cercetare a arătat efectul inhibitor al păianjenilor de lup asupra consumului de frunze al gândacilor de dovleac.

Cu toate acestea, posibilitatea ca efectele prădătoare indirecte să poată fi transmise agenților patogeni transmiși de insectele care consumă planta a fost sugerată până acum doar la nivel teoretic și nici măcar nu a fost investigată la nivel internațional pentru insuflarea insectelor vector. În cursul cercetării teoretice, au apărut două scenarii posibile, dar complet opuse.

Potrivit unuia, întreruperea și evadarea alimentelor cauzate de prezența prădătorilor „deranjează” direct insecta vector într-o serie de plante gazdă, infectând astfel mai multe plante decât ar fi putut să se hrănească pașnic într-un singur loc. Potrivit celeilalte variante posibile, efectul inhibării nutriției este exact opusul: încetinește, previne transmiterea agenților patogeni. Care posibil rezultat apare depinde în mare măsură de felul în care mâncați și dacă infecția apare devreme sau târziu în dietă.

În seria lor de experimente, cercetătorii au reușit să arate prin măsurători electropenetrografice folosite numai în țară care faze ale dietei de supt care are loc adânc în frunză (adică nu pot fi examinate prin observare obișnuită) apar în prezența și absența unui păianjen. Pe baza rezultatelor lor, cicadele, când păianjenii au fost detectați în vecinătatea lor, de multe ori nu au ajuns nici măcar la aspirația endotelială, etapa finală a hrănirii, adică faza în care transmiterea și absorbția virusului ar fi posibile. În plus, ca urmare a păianjenilor, hrănirea lor a fost mai puțin frecventă și întârziată. Pe baza schimbării specifice a comportamentului cicadelor, rolul păianjenilor în limitarea răspândirii virusului este probabil. Studiul contribuie la înțelegerea acestor tipuri de efecte domino ecologice, cum procesele care au loc la un anumit nivel al rețelei alimentare pot avea un efect multiplicator chiar și la capătul îndepărtat al rețelei ecologice. În acest caz specific, contribuie la formularea de recomandări fermierilor care pot contribui la reducerea unei boli a cerealelor semnificative din punct de vedere economic prin modul în care se cultivă marginile, momentul lucrărilor post-recoltare și de toamnă și alte metode simple.