Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe tarwe de evolutionaire strijd tegen zijn dodelijke schimmelvijand verloor

Al duizenden jaren zijn tarwe en de schimmel die stengelroest veroorzaakt verwikkeld in een evolutionaire wapenwedloop. Terwijl de schimmel nieuwe manieren ontwikkelde om tarwe te infecteren, ontwikkelde de tarwe nieuwe manieren om zich ertegen te verzetten. Maar de afgelopen decennia heeft de schimmel gewonnen.

Stamroest is een verwoestende ziekte die ervoor kan zorgen dat de tarweoogst volledig mislukt. De schimmel produceert sporen die gemakkelijk door de wind worden verspreid en kan tarweplanten in elk groeistadium infecteren. Eenmaal geïnfecteerd ontwikkelen de planten geelbruine strepen op hun stengels en bladeren en vullen hun hoofden zich met zwarte sporen.

De meest voorkomende manier waarop tarwe stengelroest weerstaat, is via een genetische eigenschap die resistentie wordt genoemd. Resistentiegenen coderen voor eiwitten die de schimmel herkennen en een afweerreactie uitlokken, die voorkomt dat de schimmel zich verspreidt. De schimmel kan echter evolueren om deze resistentiegenen te overwinnen, en er ontstaan ​​voortdurend nieuwe rassen van stengelroest.

In de jaren negentig ontstond in Afrika een nieuw ras van stengelroest, Ug99 genaamd. Ug99 is bijzonder virulent en heeft het potentieel om wijdverbreide schade aan tarwegewassen over de hele wereld te veroorzaken. In 2016 werd Ug99 gedetecteerd in Jemen, en de ziekte verspreidt zich nu naar andere landen in het Midden-Oosten.

De verspreiding van Ug99 vormt een grote bedreiging voor de mondiale voedselzekerheid. Tarwe is een hoofdvoedsel voor miljarden mensen over de hele wereld, en een stengelroestpandemie zou wijdverbreide hongersnood kunnen veroorzaken. Wetenschappers werken aan de ontwikkeling van nieuwe tarwevariëteiten die resistent zijn tegen Ug99, maar het is een race tegen de klok.

Hier is een tijdlijn van de evolutionaire strijd tussen tarwe en stengelroest:

10.000 voor Christus: Tarwe wordt gedomesticeerd in het Midden-Oosten.

5000 voor Christus: Stengelroest komt naar voren als een tarweziekte.

1900: Er ontstaan ​​nieuwe stamroestrassen die de resistentiegenen in tarwe kunnen overwinnen.

Jaren 90: Ug99, een bijzonder virulent ras van stengelroest, komt voor in Afrika.

2016: Ug99 wordt gedetecteerd in Jemen.

Vandaag: Ug99 verspreidt zich naar andere landen in het Midden-Oosten en vormt een grote bedreiging voor de mondiale voedselzekerheid.

De strijd tegen de tarwestengelroest is een klassiek voorbeeld van co-evolutie. Terwijl de tarwe nieuwe verdedigingsmechanismen ontwikkelt, ontwikkelt de stengelroest nieuwe manieren om deze te overwinnen. Deze wapenwedloop is al duizenden jaren aan de gang, en het is nog te vroeg om te zeggen wie er uiteindelijk zal winnen.