Sztuczna inteligencja uratuje usychające gaje oliwne

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Przewiduje się, że agresywny patogen, który powoduje usychanie drzew oliwnych, w ciągu najbliższych 50 lat będzie kosztował Włochy miliardy euro. Xylella fastidiosa – bakteria nazwana tak ze względu na jej wybredność w warunkach laboratoryjnych – została wykryta w południowych Włoszech w 2013 roku. Obecnie jest klasyfikowana w Unii Europejskiej jako „organizm kwarantannowy”. Zainfekowane drzewa, niektóre liczące sobie nawet setki lat, trzeba wyciąć, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się choroby w miejscach takich, jak włoski region Apulia.

„Jesteśmy zobligowani do niszczenia zaatakowanych roślin, lecz ludzie w Apulii nie chcą tego robić – mówi Valeria Scala, patolog roślin z włoskiej Rady Badań i Ekonomii Rolnictwa. – Musimy żyć pomiędzy dwoma światami”. Scala i jej współpracownicy poszukują zatem sposobów na zwalczanie X. fastidiosa bez konieczności eliminacji każdego zainfekowanego drzewa. Wykorzystując algorytm uczenia maszynowego do przeczesywania danych metabolicznych roślin, ustalają, które z nich mają większą podatność na zachorowanie – i jak wybrać te, które należałoby leczyć, zamiast ściąć. Wyniki tych badań zostały opublikowane w „Frontiers in Plant Science” (2022).

Xylella wytwarza złożone kwasy tłuszczowe, które można wykorzystać jako kluczowe cząsteczki sygnalizacyjne, z kolei drzewa w odpowiedzi na infekcję produkują własne lipidy. Naukowcy pobrali próbki gałęzi z 66 drzew i z użyciem swojego algorytmu porównali ich profile lipidowe, biorąc pod uwagę zaawansowanie infekcji, odmianę drzewa i to, czy drzewo zostało potraktowane Dentametem (środek chemiczny na bazie cynku i miedzi, który łagodzi objawy, lecz jej nie eliminuje). Zespół odkrył, że jeden rodzaj lipidów występował w zainfekowanych roślinach w większym stężeniu. Odmiana drzewa oliwnego rodzima dla ciężko dotkniętej Apulii wykazała wyższy poziom tego lipidu, gdy została zakażona, niż powszechnie uprawiana odmiana znana ze swojej odporności. W przypadku obydwu typów drzew Dentamet obniżał poziom lipidów u zakażonych okazów.

Współautor badania Massimo Reverberi, patolog molekularny roślin na Sapienza Università di Roma, mówi, że obie odmiany zachowywały się trochę jak ludzie z silniejszym lub słabszym systemem odpornościowym walczący z grypą. „Nasza hipoteza jest taka, że jest to w pewien sposób indywidualne” – mówi. Dalsze udoskonalanie algorytmu mogłoby pomóc badaczom zdiagnozować siłę infekcji poprzez pomiar stężenia lipidów. Słabsze infekcje można by wtedy kontrolować za pomocą Dentametu, a tylko najpoważniej zaatakowane drzewa wycinać. Wiedza o tym, jak reagują na infekcję Xylella, pozwoli również ukierunkować poszukiwania dodatkowych metod leczenia i wyłonić odporniejsze odmiany, dodaje Scala.

Francesco Paolo Fanizzi, chemik z Università del Salento, który nie brał udziału w tych nowych badaniach, uważa, że to „obiecująca metodologia, która pomoże trochę złagodzić katastrofalną sytuację w południowej części Apulii”. „Musimy nauczyć się żyć z tymi bakteriami” – dodaje.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.