Den irske kartoffel hungersnød sporet tilbage til Sydamerika:Et genomisk gennembrud

Den irske kartoffel hungersnød sporet tilbage til Sydamerika

Skrypnykov Dmytro/Shutterstock

I midten af det 19. århundrede udholdt Irland den store hungersnød, en katastrofe, der krævede omkring 1 million menneskeliv og tvang yderligere 2 millioner til at emigrere. Katastrofen blev udløst af kollapset af kartoffelafgrøden, som udgjorde hoveddiæten for omkring halvdelen af befolkningen.

Synderen var Phytophthora infestans, et patogen, der forårsager senskimmel og hurtigt dræber kartoffelvæv. I årevis diskuterede forskere, om patogenet stammer fra Mexico eller andre steder i Sydamerika, før de spredte sig nordpå og til sidst nåede Europa. En omfattende genomisk undersøgelse foretaget af forskere ved North Carolina State University har nu klarlagt dens oprindelse.

Udgivet i PLOSOne viser undersøgelsen, at P.infestans overbevisende kan spores til Andesbjergene. Dette stemmer overens med historiske beretninger om, at andinske bønder var opmærksomme på sygdommen længe før den spredte sig til resten af ​​verden. Fundet omformer vores forståelse af patogenets historie og har betydelige konsekvenser for håndtering af fremtidige epidemier på verdensplan.

Opklaring af patogenets oprindelse

Tomasz Klejdysz/Getty Images

Ved at sekventere hele genomer af P.infestans og dets nære slægtninge - Phytophthora andina og Phytophthora betacei, som er endemiske for Sydamerika - identificerede NCState-forskere slående genetiske ligheder, der udpeger Andesbjergene som et hotspot for artsdannelse.

"Ved at analysere disse genomer sammen med evolutionære forhold og migrationsmønstre demonstrerer vi, at Andes-regionen er en digel for artsdannelse," forklarede JeanRistaino, en af papirets forfattere. "Dette er en af de største hel-genomundersøgelser af P.infestans og dens søsterlinjer."

Tidligere hypoteser favoriserede det centrale Mexico som oprindelse, men de nye data afslører begrænset migration ud af Mexico sammenlignet med den robuste genstrøm fra Sydamerika. Mens nogle nylige bevægelser fra Mexico til Andesbjergene er tydelige, viser det historiske mønster, at patogenet bevæger sig nordpå fra sin sydamerikanske vugge.

Konsekvenser for fremtiden for håndtering af kartoffelskimmel

Tomasz Klejdysz/Shutterstock

Opdagelsen fremtvinger en revurdering af historiske spredningsmodeller og fremhæver behovet for at fokusere avlsindsatsen på Andes kimplasma for at udvikle holdbar resistens. Med klimaændringer, der intensiverer tørken i Andesbjergene, kan selve den genetiske mangfoldighed, der kan være nøglen til resistens, forsvinde, før den er fuldt karakteriseret.

"I sidste ende afhænger håndtering af sygdom af værtens modstand," sagde medforfatter JeanRistaino til The Guardian. "Vores arbejde understreger nødvendigheden af at prioritere Andes avlsprogrammer."

Fremtidig forskning skal identificere en seksuelt reproducerende P.infestans-population i Sydamerika, da nuværende Andes-stammer formerer sig aseksuelt og akkumulerer uhensigtsmæssige mutationer. Indtil en sådan population er fundet, forbliver den endelige oprindelse en aktiv videnskabelig debat. For mere om grænseoverskridende arters bevægelser, udforsk de invasive arter, der påvirker Indiana.