Οικολογικές στρατηγικές για να σταματήσει η εξάπλωση ασθενειών των φυτών με χρήση φυσικών εμποδίων ανάμεσά τους

Τα άρρωστα φυτά είναι σιωπηλοί ασθενείς, όμως οι ασθένειές τους έχουν συνέπειες όχι λιγότερο δραματικές από αυτές που επηρεάζουν τους ανθρώπους. Παθογόνα όπως μύκητες, βακτήρια και ιοί μπορούν να προκαλέσουν επιδημίες που να καταστρέψουν καλλιέργειες, φέρνοντας ορισμένα είδη στην κόψη της εξαφάνισης. Πρόσφατα, ο Jhony Ramírez του Πανεπιστημίου Santiago de Compostela, στην Ισπανία και συνεργάτες του ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο που περιγράφει την εξάπλωση της Φυτόφθορας (Phytophthora) – ένα επιθετικό μικροοργανισμό που πλήττει φυτείες ντομάτας, αγγουριού και κολοκύθας, παγκοσμίως. Οι σπόροι της Φυτόφθορας χρησιμοποιούν μαστίγια για να εξαπλωθούν μέσω του εδάφους, που οδηγούνται από χημικά που απελευθερώνονται από τα φυτά. Για να μελετήσουν πώς η εξάπλωση αυτή θα μπορούσε να εμποδιστεί, οι ερευνητές εφάρμοσαν το μοντέλο τους σε περιπτώσεις στις οποίες φυσικά εμπόδια – όπως αδιαπέραστες μεμβράνες – είναι τοποθετημένες τυχαία μεταξύ των φυτών.

Οι ερευνητές περιγράφουν μια φυτεία σαν ένα δισδιάστατο (2D) πλέγμα του οποίου οι πλευρές αναπαριστούν τα φυτά και μοντελοποιούν τη μετάδοση της νόσου σαν μια διαδικασία φιλτραρίσματος – όμοια με αυτή κατά την οποία το νερό περνά μέσα από το φίλτρο σε μια καφετιέρα. Στη συνέχεια, μελέτησαν πώς κινήθηκε το παθογόνο μέσω του πλέγματος ως συνάρτηση της επιδεκτικότητας του φυτού (η πιθανότητα το φυτό να καταστεί άρρωστο όταν εκτεθεί στο παθογόνο) και της κατανομής των φυσικών εμποδίων μεταξύ των φυτών. Το μοντέλο τους επιτρέπει να παραχθούν φόρμουλες/τύποι για τον υπολογισμό του αριθμού των εμποδίων ανά φυτό που θα είναι επαρκή να σταματήσουν τη διάδοση της ασθένειας.

Χρησιμοποιώντας γνωστά δεδομένα επιδεκτικότητας από διάφορα είδη φυτών Μεξικανικού chili, ο Ramírez και οι συνεργάτες του υπολόγισαν τον ελάχιστο αριθμό εμποδίων – σε συσχέτιση με το ιδιαίτερο μοτίβο του φυτικού πλέγματος – που θα μπλόκαρε πλήρως την επέκταση της Φυτόφθορας. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι το μοντέλο μπορεί να εφαρμοστεί σε άλλες ασθένειες των φυτών και ότι θα μπορούσε να δοκιμαστεί σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα όπως θερμοκήπια και υδροπονικοί κήποι.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Site-bond percolation solution to preventing the propagation of Phytophthora zoospores on plantations. Physical Review E.