תפוח אדמה שנפגע על ידי P. infestans, הפתוגן האחראי לרעב תפוחי אדמה אירי. המתח המדויק שהיה כרוך ברעב של שנות הארבעים של המאה העשרים, זוהה כעת לראשונה. תמונה באמצעות USDA
במשך כמעט 150 שנה, החל מסוף המאה ה -17, מיליוני אנשים שחיו באירלנד קיימו ברובם יבול אחד: תפוח האדמה. ואז, בשנת 1845, הבחינו החקלאים כי עלי צמחי תפוח האדמה שלהם היו מכוסים בכתמים כהים ומסתוריים. כאשר הוציאו תפוחי אדמה מהאדמה, רובם היו מכווצים, פטריים ולא אכילים. המפץ התפשט באופן מדאיג במהירות, וקיצץ את התשואות מהיבול של השנה לחצי. עד שנת 1846 ירד הקציר מחוות תפוחי האדמה לרבע מגודלו המקורי.
המחלה - יחד עם מערכת פוליטית שחייבה את אירלנד לייצא כמויות גדולות של תירס, חלב ובשר לאנגליה - הביאה לרעב נרחב, וכמעט כל תפוחי האדמה המעטים שהיו זמינים נאכלו, מה שגרם למחסור בתפוחי אדמה שהבטיחו את הרעבה להמשיך. במשך כמעט עשור. בסופו של דבר, יותר ממיליון איש מתו, ומיליון נוסף היגר כדי להימלט מהאסון, מה שגרם לאוכלוסיית אירלנד ליפול בכ 25 אחוז; האי עדיין לא הגיע לרמות האוכלוסייה לפני הרעב כיום.
באותה תקופה, המדע שמאחורי המפלה הובן בצורה לא טובה, ורובם האמינו שהוא נגרם על ידי פטריה. במהלך המאה העשרים, מדענים קבעו כי היא נגרמה על ידי oomycete (איקוטריוט דמוי פטרייה) המכונה פיטופתורה אינפסטנים . עם זאת, ללא גישה לדגימות מתקופת שנות הארבעים של המאה העשרים, הם לא יכלו לזהות בדיוק איזה זן של האורגניזם היה אחראי.
כעת, קבוצה בינלאומית של מדענים חזרה לאחור ודגמה את ה- DNA של עלי תפוח אדמה איריים שהשתמרו באוספי גני קיו של לונדון מאז שנת 1847. בכך גילו כי זן ייחודי, לא ידוע, בעבר, של פיסטים שהם מכנים HERB -1 גרם למכה.
עלי תפוח אדמה אירי משנת 1847, גובה הרעב, שימשו כחלק מהמחקר. תמונה באמצעות גני eLife / Kew
החוקרים, ממעבדת סיינסברי בבריטניה וממכוני מקס פלאנק בגרמניה, הגיעו לממצא כחלק מפרויקט שרצף DNA מ- 11 דגימות היסטוריות שונות שהשתמרו ו -15 דגימות מודרניות כדי לעקוב אחר התפתחות הפתוגן לאורך זמן, שפורסם היום בכתב העת eLife .
נכון לעכשיו מופיעים פיסטים ברחבי העולם, כאשר הרוב המכריע מורכב מהזן ההרסני US-1. מרבית הזנים האחרים של infestans פ ' מתרחשים רק בעמק הטולוקה של מקסיקו, שם זני תפוחי אדמה בר הם ילידים, כך שמדענים האמינו זה מכבר כי ארה"ב 1 הייתה אחראית לרעב משנות הארבעים של המאה העשרים.
אולם כאשר החוקרים חילצו חתיכות קטנות של DNA שלם מעל עלי תפוח האדמה המיובשים הישנים, שנאספו במקור מאירלנד, בריטניה, אירופה וצפון אמריקה, והשוו אותם עם דגימות Infestans של ימינו, הם גילו כי הזן האחראי לרעב נבדל מעט מ- US-1 של ימינו.
בהתבסס על הניתוח שלהם לשונות הגנטית בין שני הזנים לדגימות ההיסטוריות האחרות, הם מציעים כי מתישהו בשנת 1842 או 1843, האב הקדום של זן ה- HERB-1 של P. infestans הגיע למקסיקו לצפון אמריקה ואז ל אירופה, אולי הכילה בתוך תפוחי האדמה שספינות נשאו כמזון עבור נוסעיהן. עד מהרה הוא התפשט ברחבי העולם, עורר רעב באירלנד ונמשך עד שנות השבעים, אז הוא נפטר והוחלף ברובו על ידי זן ארה"ב 1. שני הזנים כנראה התפצלו מתישהו זמן קצר לאחר שאביהם המשותף הגיע למקסיקו.
המחקר הוא הפעם הראשונה שמנתחים את הגנטיקה של פתוגן מהצומח על ידי חילוץ DNA מדגימות צמחים מיובשים, ובכך נפתח האפשרות כי החוקרים יוכלו ללמוד מחלות צמחים אחרות על בסיס האוספים ההיסטוריים של גנים בוטניים והרבריה ברחבי העולם. הבנה טובה יותר של התפתחות מחלות צמחים לאורך זמן, על פי הצוות, יכולה לסייע בכדי להבין דרכים לגדל זני צמחים חזקים יותר העמידים בפני פתוגנים המדביקים צמחים כיום.
