חוקרים האוניברסיטה העברית בירושלים הצליחו להחיות דגימות פטריות פיטופטוגניות שנאספו לפני למעלה מ־80 שנה, ובכך לספק הצצה חסרת תקדים לאופן שבו החקלאות התעשייתית שינתה את המערכות האקולוגיות הבלתי נראות התומכות בייצור המזון העולמי.
המחקר, שפורסם בכתב העת iScience , הובל על ידי ד"ר דגן שדה תחת הנחייתה של פרופ' גילה כחילה מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית, בשיתוף חוקרים מהאוניברסיטה העברית, מאוניברסיטת תל אביב, אוניברסיטת בן־גוריון ומשרד החקלאות ופיתוח הכפר. המחקר התמקד ב-Botrytis cinerea, פטרייה פתוגנית נפוצה האחראית למחלת העובש האפור ביותר מ־200 מיני גידולים חקלאיים. פטרייה זו מהווה איום חקלאי משמעותי, גורמת להפסדים של מיליארדים בשנה, ומציבה אתגרים לביטחון תזונתי, לסחר העולמי ולבריאות הסביבה.
אבל מה קורה כאשר מחזירים לחיים פטריות מתקופה שקדמה לדשנים סינתטיים ולחומרי הדברה – עוד לפני שהמהפכה הירוקה שינתה מן היסוד את האופן שבו אנו מגדלים מזון?
כדי לברר זאת, הצוות החיה שני זנים של Botrytis cinerea שנשמרו באוסף הצמחים (״העשביה״) הלאומי, אוספי הטבע הלאומיים באוניברסיטה העברית, מאז תחילת שנות ה־40 של המאה הקודמת – עשורים לפני שחומרי ההדברה המודרניים הפכו לסטנדרט בחקלאות. הדגימות ההיסטוריות נבחנו באמצעות שיטות מתקדמות, כולל ריצוף גנום מלא ומטבולומיקה (טביעת אצבע כימית).
הממצאים היו בולטים: הזנים ההיסטוריים הציגו הבדלים גנטיים והתנהגותיים משמעותיים לעומת זנים מודרניים של אותה פטרייה. בין היתר נצפו:
· סימנים מופחתים של עמידות לחומרי הדברה – תכונה שהפכה בולטת בזנים המודרניים בעקבות שימוש אינטנסיבי בכימיקלים;
· הבדלים בפתוגניוּת, כולל מאפיינים המרמזים כי הפטריות ההיסטוריות היו פחות מתמחות ופחות אגרסיביות לעומת מקבילותיהן העכשוויות;
· התאמות שונות לתנאים סביבתיים, כולל סבילות לחומציות (pH) ושוני בהתמחות במארחים.
"הפטריות הללו התפתחו בשקט כתגובה לכל מה שעשינו בחקלאות ב־80 השנים האחרונות," אמרו החוקרים. "על ידי השוואת זנים עתיקים ומודרניים, אנו יכולים למדוד את המחיר הביולוגי של ההתערבות האנושית – וללמוד איך לעשות זאת טוב יותר."
חלון לעבר החקלאי – ולעתיד
למחקר יש השלכות רחבות היקף. בעידן של שינויי אקלים, שימוש יתר בחומרי הדברה והידרדרות בריאות הקרקע, הבנה של האופן שבו פתוגנים צמחיים מסתגלים לפעילות אנושית היא מפתח לפיתוח מערכות
חקלאיות בנות קיימא. החייאת מיקרואורגניזמים היסטוריים מספקת נקודת ייחוס – דרך להבחין בין שינויים אבולוציוניים טבעיים לבין אלה שנגרמו מלחץ אנתרופוגני.
"אוספי טבע שימשו תמיד לטקסונומיה ולמדע מוזיאוני," ציינו החוקרים. "אבל עבודה זו מראה שהם גם משאב דינמי לביולוגיה מודרנית. הם מאפשרים לנו להבין בזמן אמת תהליכים אבולוציוניים ולחזות מגמות עתידיות כולל במחלות צמחים."
מחיים יותר מדגימות
הצלחת הפרויקט הזה מדגישה מגמה מדעית רחבה יותר: הבנה שאוספי טבע ביולוגיים מהווים בסיס להבנת תהליכים עכשוויים ולהתמודדות עם אתגרי המאה ה־21. בין אם מדובר בשינויי אקלים, בעמידות לאנטיביוטיקה או בירידה במגוון הביולוגי, רבים מהאתגרים הבוערים של זמננו דורשים את הקשר ההיסטורי לפתרונם.
"זוהי דוגמה מושלמת לאופן שבו העבר והעתיד יכולים להיפגש דרך המדע," אמרו החוקרים. "החזרנו משהו לחיים לא מתוך נוסטלגיה, אלא כדי לסייע בבניית מערכת חקלאית בת־קיימא יותר."
הפרויקט בוצע בשיתוף מומחים בגנומיקה, מיקרוביולוגיה ומטבולומיקה. הצוות מקווה שהממצאים יעודדו מוסדות נוספים לבחון מחדש את הכוח החבוי באוספים הביולוגיים שלהם – ולפעול בשיטות בין־תחומיות יותר לפתרון משברי המזון והסביבה הגלובליים.
קישור למאמר באתר של המוציא לאור: From herbarium to life: Implications of reviving historical fungi for modern plant pathology and agriculture: iScience