في سبعينيات وثمانينيات القرن العشرين، بدأت أشجار الصنوبر التي كانت تنمو في العديد من مزارع الغابات في مقاطعة كيب الغربية بجنوب أفريقيا تموت على شكل بقع. وقد استسلمت هذه الأشجار لمرض جذري غامض وتوسعت البقع تدريجيا. مات إعادة النمو التلقائي للشتلات في البقع بشكل كبير.
كما هو الحال في العديد من الأعمال الدرامية الحقيقية الأخرى، تم توجيه أصابع الاتهام في البداية إلى المشتبه به الأكثر احتمالاً: إصابة الجذر فيتوفثورا سينامومي. اسمها – نبات (phyto) المدمر (phthora) – يكشف عن قدرته على التسبب في الأذى؛ ومن المعروف أن العامل الممرض يسبب المرض لما يقرب من 5000 نبات مختلف.
وبعد إجراء المزيد من التحقيقات وجمع العديد من العينات، ألقى علماء أمراض الأشجار اللوم على الفطر أفعى الليبتوجرافيوم (المعروف الآن باسم ليبتوجرافيوم ألاكر). ومن المعروف أن هذا الفطر ينتقل عن طريق الحشرات ولم يكن معروفًا سابقًا إلا في أوروبا. تم التعرف عليه بصريًا من جذور الأشجار المحتضرة. الآن كان المشتبه به الرئيسي.
لكن الشكوك ظلت قائمة. معظم ليبتوجرافيوم من غير المعروف أن الأنواع تعمل كعوامل مرضية أولية وهكذا لام الثعابين على الأرجح لم يكن قادرا على التسبب في المرض. كما تم العثور على فطريات أخرى داخل جذور الأشجار المريضة ولكن لم يتم التعرف عليها في ذلك الوقت بسبب عدم وجود تقنيات أكثر تقدما.
مع العلم أن التقنيات المتاحة آنذاك لم تكن قادرة على تقديم الإجابة الكاملة على هذا اللغز، أخذ علماء الأمراض المزيد من العينات من أشجار الصنوبر الميتة والمحتضرة، وقاموا بتخزينها بعناية. وكان الأمل هو أنه في يوم من الأيام سيكون لديهم فكرة أفضل عن سبب تفشي هذا المرض.
سريعًا حتى عام 2023، وشخصية جديدة تدخل اللغز: تسلسل الحمض النووي. فعلت هذه التكنولوجيا الحديثة ما لم يكن ممكنًا قبل بضعة عقود، مما سمح لفريقنا من علماء الفطريات الجزيئية بتحديد السبب الحقيقي.
هذه الحكاية هي شهادة على الطبيعة المتطورة للبحث العلمي. إنه يعزز فكرة أنه في السعي وراء المعرفة، لا ينبغي ترك أي حجر دون أن يُقلب، ولا ينبغي اعتبار أي افتراض أمرا مفروغا منه. ومن خلال مزيج من المثابرة والتكنولوجيا ولمسة من الصدفة، كان من الممكن حل لغز عمره عقود من الزمن.
تعقب قاتل
وفي الثمانينات، تم تخزين العينات في مجموعة الاستزراع التابعة لمعهد التكنولوجيا الحيوية للغابات والزراعة بجامعة بريتوريا. في عام 2020، تم إحياء العينات من قبل فريق يضم أنفسنا والعديد من الأشخاص الآخرين الذين نشروا مؤخرًا ورقة بحثية حول هذا الموضوع.
قمنا بتسلسل الحمض النووي للعينات للكشف عن الكود الجيني الفريد الخاص بها. ومن خلال مقارنة هذا الرمز مع قواعد البيانات الجينية، كان من الممكن معرفة السبب الدقيق لمرض الشجرة. وهكذا، بعد أكثر من أربعة عقود من وصف المرض لأول مرة، تم التعرف أخيرًا على العامل الممرض ريزينا متموجة. لام الثعابين، المشتبه به الرئيسي منذ فترة طويلة، تمت تبرئة أخيرًا.
ريزينا متموجة ومن المعروف أنه يسبب أمراض الأشجار وموتها، خاصة في أوروبا. يُعرف هذا الفطر بالعامية باسم “فطر نار القهوة” لأن الحرارة الشديدة الناجمة عن الحرائق التي يشعلها المعسكرون في الغابة لتحضير القهوة تنشط أبواغها الخاملة. وهذا يسمح لها باستعمار جذور الصنوبريات، بما في ذلك الصنوبر. ر. متموجة وهو معروف أيضًا في جنوب أفريقيا، حيث يقتل العديد من أشجار الصنوبر في أعقاب حرائق الغابات وعندما يتم قطع الأشجار لإزالة المزرعة.
لكن ما يظل لغزا هو السبب الذي أدى إلى تنشيط هذه الفطريات في مزارع ويسترن كيب. ولم يُعرف حدوث أي حرائق خلال الفترة الزمنية ذات الصلة.
قد يكمن أحد الأدلة المحتملة على الزناد في التربة التي زرعت فيها هذه الأشجار. تُعرف هذه التربة باسم الحجر الرملي لجبل الطاولة، وهي رملية وحمضية. وقد ثبت في المختبر أن التربة الحمضية تشجع ر. متموجة نمو. وربما كانت هذه الحموضة التي تحدث بشكل طبيعي هي الدافع اللازم لإصابة أشجار الصنوبر بالمرض. ومن الممكن أيضًا أن يكون الفطر قد تم تنشيطه عن طريق الحرارة المنبعثة من صخور الكوارتز الشائعة في المناطق التي زرعت فيها الأشجار المحتضرة.
من المفيد التحلي بالصبر
في السنوات التي تلت تفشي المرض الغامض في مقاطعة ويسترن كيب، ر. متموجة وقد أصبح معروفًا لدى العاملين في الغابات في مزارع الصنوبر في أجزاء أخرى من جنوب أفريقيا، وقد ألحق ضررًا كبيرًا بالأشجار المزروعة حديثًا بعد الحرائق. يمكن أن تكون هذه الحرائق عرضية أو بسبب ما يعرف بالحرق المائل بعد حصاد الأشجار.
تحديد ر. متموجة نظرًا لأن الجاني في مزارع ويسترن كيب (التي لم تعد نشطة) يعني أن العلماء لديهم المزيد من البيانات التي قد تساعد في فهم بيولوجيا الفطريات بشكل أفضل – مما قد يؤدي إلى استراتيجيات تحكم أفضل في المستقبل.
إن عملنا هو أيضًا شهادة على توقيت التقدم العلمي وأهمية الصبر. لا يمكن كشف هذه القصة بالكامل إلا عندما تم تطوير تقنيات أكثر تقدمًا. إنه يُظهر قوة التقنيات الحديثة في حل المشكلات التاريخية. وهذا يؤكد الحاجة إلى مواصلة الاستثمار في البحث وتطوير أدوات جديدة، سواء في جنوب أفريقيا أو في جميع أنحاء العالم.
كما تدعو دراستنا بقوة إلى الحفاظ على الثقافات الفطرية المتنوعة لفترات طويلة من الزمن، بغض النظر عن أهميتها المتصورة في وقت جمعها. إن الافتقار إلى مجموعات استزراع يمكن الوصول إليها للفطريات الأقل شهرة، في جنوب أفريقيا وعلى المستوى الدولي، يسلط الضوء على الحاجة إلى أساليب مبتكرة لحماية هذه الموارد التي لا تقدر بثمن. وقد يُحدث هذا التحول ثورة في دراسة الميكروبات، ويفتح آفاقًا جديدة تتجاوز الأوصاف التقليدية للأنواع.
تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation، وهو موقع إخباري غير ربحي مخصص لمشاركة أفكار الخبراء الأكاديميين. تحتوي المحادثة على مجموعة متنوعة من النشرات الإخبارية المجانية الرائعة.
كتب بواسطة: آندي ويلسون، جامعة بريتوريا; بريندا وينجفيلد, جامعة بريتورياومايكل جون وينجفيلد، جامعة بريتوريا.
اقرأ أكثر:
يتلقى آندي ويلسون تمويلًا من المؤسسة الوطنية للبحوث من خلال زمالة ما بعد الدكتوراه للمهارات النادرة.
تتلقى بريندا وينجفيلد تمويلًا من وزارة العلوم والابتكار بجنوب إفريقيا. كرسي DSI-NRF SARChI في علم الجينوم الفطري
حصل مايكل جون وينجفيلد سابقًا على منحة تمويلية من مؤسسة البحوث الوطنية بجنوب إفريقيا وقسم العلوم والابتكار بصفته مديرًا لمركز التميز التابع لـ DSI/NRF في التكنولوجيا الحيوية لصحة الأشجار.