Ученые установили факторы риска распространения болезни Пирса

Xylella fastidiosa — одна из самых вредоносных фитопатогенных бактерий, уничтожившая по всему миру миллионы растений, главным образом виноградную лозу, оливковые и миндальные деревья. Бактерия вызывает болезнь Пирса и поражает около 600 видов растений, среди них: виноград, слива, груша, цитрусовые, олива, миндаль, кофе, ясень, клен, дуб, ежевика, шиповник, сирень, большое количество декоративных и дикорастущих растений.

Исследователи Института междисциплинарной физики и сложных систем и физики Кантабрии (Испания) разработали новую методику, позволяющую предсказать риск возникновения болезни Пирса, и, используя современные климатические данные, получили прогнозы о будущем распространении болезни при различных сценариях, вызванных глобальным потеплением.

Прошло чуть более десяти лет с момента первого обнаружения в Европе бактерии X. fastidiosa, которая до XXI века официально считалась патогеном, распространенным только на американском континенте. В Калифорнии (США) эта бактерия вызывает губительную болезнь Пирса на виноградных лозах, ежегодно принося миллионы долларов убытков винодельческому сектору. Зараженные растения дают мало плодов низкого качества, их листья обесцвечиваются, некротизируются и опадают, а сами растения погибают в течение нескольких лет.

В анализируемых европейских вспышках болезни основным переносчиком считаются насекомые, принадлежащие к семейству Aphrophoridae, в частности пенница слюнявая Philaenus spumarius. Быстрое распространение болезни уже привело к уничтожению 21 миллиона оливковых деревьев в регионе Апулия (Италия), а также к выкорчевыванию тысяч миндальных деревьев на Балеарских островах (только на Майорке, по оценкам, поражено 80% миндальных деревьев) и в нескольких районах провинции Аликанте.

Ученые считают, что повышение средней температуры на планете более чем на 3 градуса по сравнению с доиндустриальным уровнем могло стать «поворотным моментом» появления бактерии, которая в настоящее время поражает сельскохозяйственные культуры в прибрежных районах Средиземноморья, распространяясь дальше на север Европы.

Климат определяет зону распространения возбудителей болезней, поэтому благоприятная температура способствует развитию эпифитотий. Таким образом, изменение климата является ключевым фактором появления и распространения болезней растений по всему миру.

Исследователи разграничили контагиозность X. fastidiosa на четырех различных стадиях продолжения роста температур, которые прогнозируются на ближайшие годы: повышение на 1,5, 2, 3 и 4°С, по сравнению с доиндустриальным уровнем. Закономерность повышения риска распространения болезни из-за повышения температуры повторяется во всех сценариях.

Результаты исследования доказывают, что длительное повышение температуры расширяет распространение X. fastidiosa дальше на север от первоначально пораженных районов, расположенных вблизи Средиземного моря, причем наиболее пострадавшими странами являются Франция, Италия и Португалия. Исследование также указывает на сокращение численности переносчика P. spumarius, что несколько расширит его экологическую нишу в более континентальных или горных районах Европы.

Прогнозирование опасностей, которые могут произойти в определенных регионах, поможет принимать более эффективные решения в будущем, повышая уровень надзора в этих областях, снижая возможное влияние болезни на урожай.

По этой причине ученые количественно оценили риск заражения X. fastidiosa в различных пространственных масштабах. На основе анализа площади, подверженной риску в каждой стране, ученые выяснили, что при первоначальном сценарии повышения температуры на 1,5°С Португалия и Греция подвергаются наибольшему риску заражения — на 12 % и 2 % соответственно. При сценарии, предусматривающем повышение температуры еще на 4°С, риск возрастет до 47% и 63%. Ученые считают, что при таком сценарии существенный риск заражения будет во Франции и Италии. В случае с Испанией, вторым по величине производителем вина, риск останется на сегодняшнем уровне.

Ученые признают ограниченность своей модели сталкиваясь с тонкостями микроклимата, характерного для некоторых винодельческих районов. Тем не менее важно попытаться понять, как распространяется болезнь, новая информация поможет лучше управлять ресурсами для предотвращения проникновения возбудителя на новые территории и его дальнейшего распространения, определяя приоритетность районов в зависимости от риска заражения. По мнению ученых, это позволит обеспечить будущее виноградарства в условиях изменения климата.

Прогнозирование является важной составляющей развития сельского хозяйства. Оценка изменений в окружающей среде может помочь в подборе мер для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. Во Всероссийском центре карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») используют методы прогнозирования и оценки при подготовке анализов фитосанитарного риска вредных организмов. Анализ фитосанитарного риска является основой для деятельности по карантину растений и включения вредных организмов и инвазионных сорных растений в карантинные перечни вредных объектов различных стран и организаций.

Источник: Àlex Giménez-Romero et al, Global warming significantly increases the risk of Pierce’s disease epidemics in European vineyards, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-59947-y