Тъй като климатичната криза променя познатите условия за отглеждане, спешно трябва да намерим начини да защитим света от глад. В момента нашата хранителна система е силно зависима от пестициди, но тези пестициди стават все по-малко ефективни, тъй като вредителите развиват резистентност към тях, имат значителен въглероден отпечатък и могат да увредят биоразнообразието. Индуцираната резистентност, която използва имунната система на растенията, за да укрепи тяхната сила и да се бори с вредителите, може да бъде от решаващо значение за намаляване на нашата зависимост от пестициди и за развитие на устойчиво земеделие.
В един растящ и променящ се свят трябва да намерим начини да осигурим храна за всички. Пестицидите са позволили масово отглеждане в невероятни мащаби, но могат да имат вредни вторични ефекти върху хората и дивата природа, а вредителите бързо се развиват, за да ги преодолеят. За да се преодолее това предизвикателство и да се развие устойчиво и устойчиво земеделие на бъдещето, учените, пишещи в Frontiers in Science, изследват потенциала на индуцираната резистентност. Подобно на ваксина за растения, тя умишлено задейства имунната система на растението, така че когато то се сблъска с подобен стрес в бъдеще, да се бори по-добре.
„Макар индуцираната резистентност да се изучава от десетилетия, нейното използване в защитата на културите едва наскоро започна да набира скорост“, казва проф. Брижит Маух-Мани от Университета в Ньошател, водещ автор на статията. „Ние се застъпваме за холистичен подход към защитата на културите, който комбинира множество стратегии, за да предостави решения, съобразени с конкретните нужди. Индуцираната резистентност е в сърцевината на такъв интегриран подход.“
Храна за размисъл
В момента културите се защитават предимно с пестициди и развъждане на резистентни гени, въпреки че съществува значителен риск вредителите да еволюират по-бързо от растенията, предназначени да им се противопоставят. Индуцираната резистентност подобрява способностите, които растението вече притежава, за да осигури по-устойчива и потенциално по-широка защита: защита срещу няколко патогена и вредители, а не само срещу един.
Индуцираната резистентност може да приема няколко различни форми – например, растенията да отделят съединения, които привличат хищниците на тревопасните животни – но най-известната и най-разпространена е подготвителната защита. Подготвителната защита се случва, когато част от растението претърпи стрес, което слабо активира защитните механизми, които след това се активират напълно, когато растението претърпи поредната атака. Интересното е, че тази подготвителна защита изглежда трае толкова дълго, че може да се прояви и в следващото поколение растения, като потенциално се предава чрез епигенетични механизми.
Въпреки това, индуцираната резистентност обикновено не предлага пълна защита, така че трябва да се комбинира с други мерки. Тя също така трябва да бъде внимателно калибрирана, за да се гарантира, че не оставя растението изложено на други заплахи и не компрометира растежа, като кара растението да разпределя прекалено много ресурси за защита.
„Индуцираната резистентност е резултат от сложна мрежа от пътища на развитие и околна среда в растението“, обясни Маух-Мани. „Така че безопасното и ефективно използване на индуцираната резистентност не е толкова просто, колкото интрогресията на един ген или пръскането с един пестицид. Ще ни е необходима оценка за всеки отделен случай на оптималните условия за растеж, генетичния материал на културите и селскостопанските практики, за да се възползваме от многостранните ползи на индуцираната резистентност.“
Семената на бъдещето
След като бъде внедрена, индуцираната резистентност може да направи много повече от просто отблъскване на вредителите. Някои от защитните съединения, които растенията произвеждат в отговор на индуцираната резистентност, са свързани с ползи за здравето или по-висококачествена храна, което означава, че можем да се възползваме не само от избягването на пестициди, но и от по-здравословното хранене. Индуцираната резистентност е и по-бърза от традиционното развъждане, като предлага по-бърз начин за адаптиране към про Тя е по-трудна за избягване от еволюиращите вредители и има потенциал да предложи широкоспектърна защита.
В комбинация с интегрирано управление на вредителите, което използва естествените врагове на вредителите за защита на културите, бихме могли да използваме индуцираната резистентност, за да намалим пестицидите до минимум, като направим селското стопанство по-устойчиво. Бихме могли също да осигурим много по-дълготрайна защита на културите, след като развием по-добро разбиране за епигенетичните механизми, които предават защитната подготовка на новото поколение.
За да направим индуцираната резистентност част от инструментариума на земеделските производители и хранителните учени, изследователите заявиха, че спешно се нуждаем от повече изследвания, които обхващат повече реални обстоятелства. Трябва също да разберем как индуцираната резистентност функционира при по-малко контролирани условия и да подкрепим разработването на методи, които могат да бъдат мащабирани до полеви опити и след това до пълномащабно земеделие. Изследователите призоваха също за законодателна подкрепа за установяване на стандарти за качество, които да защитават производителите и потребителите.
„Ние сме убедени, че фундаменталните изследвания в областта на индуцираната резистентност ще бъдат от решаващо значение за прехода към наистина устойчиво снабдяване с храни“, заяви Маух-Мани. „Въпреки това, съществува спешна нужда от по-добра комуникация между научните изследвания, фокусирани върху откритията, и други заинтересовани страни, които разполагат с експертния опит да превърнат откритията в приложение.
Правителствата трябва да създадат изследователска среда и климат на финансиране, които позволяват по-ефективен обмен на знания между учени, политици и индустрията. Подобно на биологията, която стои в основата му, успешното използване на индуцираната резистентност разчита на многостранни усилия.“
За Frontiers in Science
Frontiers in Science е мултидисциплинарно списание с отворен достъп на Frontiers, фокусирано върху трансформационната наука за ускоряване на решенията за здравословен живот на здравословна планета.
Списанието публикува избрани изключителни рецензирани водещи статии, написани от международно признати изследователи, чиято работа се занимава с ключови глобални предизвикателства в областта на човешкото и планетното здраве. Всяка водеща статия е обогатена с разнообразно съдържание, което разширява обхвата и влиянието ѝ в обществото – от изследователи и политици до широката публика и децата.
