العواصف الترابية تنقل الجراثيم والأمراض عبر القارات والمحيطات.. اكتشاف هام للأمن الغذائي العالمي

يمكن لمسببات الأمراض النباتية أن تركب على الغبار وتظل قابلة للحياة، مع إمكانية السفر عبر الكوكب لإصابة مناطق بعيدة، وهو اكتشاف له آثار مهمة على الأمن الغذائي العالمي والتنبؤ بتفشي المرض في المستقبل.

دراسة بعنوان “تقييم النقل الجوي لمسافات طويلة لمسببات الأمراض النباتية المنقولة عن طريق التربة”، المنشورة في مجلة رسائل البحوث البيئية، هي أول دراسة تقدم أدلة نمذجة حاسوبية لدعم فكرة أن العواصف الترابية الضخمة يمكن أن تنقل جراثيم ممرضة قابلة للحياة عبر القارات والمحيطات.

وقام نموذج نظام الأرض بمحاكاة عاصفة ترابية كبيرة، أطلق عليها اسم “غودزيلا”، والتي جلبت حوالي 24 مليون طن من الغبار من شمال أفريقيا عبر المحيط الأطلسي إلى منطقة البحر الكاريبي وجنوب شرق الولايات المتحدة في صيف عام 2022.

ووجد الباحثون، أن الجراثيم الحية من مسببات الأمراض النباتية الفطرية القاتلة Fusarium oxysporum ، يمكن نقلها عبر المحيط، ومن المحتمل أن تكون قد ترسبت عبر مجموعة من المناطق التي تشمل مناطق الإنتاج الزراعي، وأهمها في جنوب شرق لويزيانا والمكسيك وهايتي وأمريكا، جمهورية الدومينيكان، مع وجود مخاطر عالية بشكل خاص في كوبا.

وقالت مؤلف مشارك في الدراسة كايتلين جولد، أستاذ مساعد في علم أمراض النبات في جامعة كورنيل أجريتك: “لقد وجدنا أن حدث غبار جودزيلا هذا كان من الممكن أن يكون قد جلب أكثر من 13000 جراثيم حية قابلة للحياة، وهو عدد قليل، ولكن لم يظهر من قبل، بأي وسيلة، أن مسببات الأمراض المنقولة عن طريق التربة يمكن أن تنتقل عبر المحيطات مع الغبار”.

تضمنت جهود النمذجة أبحاثًا سابقة حول قابلية بقاء F. oxy لإظهار أن 99% من جميع الجراثيم يتم قتلها خلال ثلاثة أيام من انتقالها في الهواء بسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية، وهو عامل تم تضمينه في النموذج إلى جانب حجم الجراثيم المتغير ووزنها.

الكثير منها تنتقل لمسافات طويلة

وقالت هانا برودسكي، المؤلفة الأولى للدراسة: “بالنسبة للانتقال لمسافات طويلة، عندما ننظر فقط إلى الجراثيم الكلية، بما في ذلك تلك التي ربما تم إبطال مفعولها أثناء وجودها في الغلاف الجوي، نرى أن هناك الكثير منها تنتقل لمسافات طويلة جدًا”.

أجرت العمل كطالبة جامعية في مختبر ناتالي ماهوالد، مؤلفة الدراسة الرئيسية وأستاذ الهندسة في كنيسة إيرفينغ بورتر في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي في هندسة كورنيل.

الانتقال بين أوروبا وآسيا وشمال أفريقيا أكبر المخاطر

وقالت برودسكي: “إن ما يحد بالفعل من انتشار الأمراض المحتملة عبر النقل لمسافات طويلة هو ما إذا كانت لا تزال قابلة للحياة بحلول الوقت الذي تهبط فيه في منطقة زراعية “.

ونظر الباحثون أيضًا في النقل عبر القارات، والمناطق الأقرب إلى المصدر- حيث يمكن أن تنتقل الجراثيم في الهواء لفترة أقل- والتي من المحتمل أنها تلقت غالبية ترسبات الجراثيم القابلة للحياة.

وقالت برودسكي: “هناك مناطق معينة من العالم من المرجح أن يحدث فيها نقل الجراثيم القابلة للحياة، على سبيل المثال، بين أوروبا وآسيا وشمال أفريقيا”.

وقالت جولد، إن هذه المناطق تتحمل أكبر المخاطر بسبب احتمال قيام المزارعين بزراعة محاصيل شائعة بالقرب من مكان نشوء الغبار ومسببات الأمراض.

تم العثور على F. oxy المتكيف مع التربة في جميع القارات الست المنتجة للمحاصيل ويمكن أن يصيب أكثر من 100 محصول ونباتات أخرى، مما يؤدي إلى خسائر تصل إلى 60٪ من المحاصيل ومئات الملايين من الدولارات في بعض المناطق.

كيفية انتشار الأمراض الفطرية

ونتيجة لذلك، فإن فهم كيفية انتشار الأمراض الفطرية وتحديد المناطق الزراعية التي يمكن أن تترسب فيها الجراثيم القابلة للحياة أمر بالغ الأهمية لضمان الأمن الغذائي العالمي، وفقًا للورقة البحثية.

على الرغم من أن التربة متكيفة وغير مجهزة للبقاء بشكل جيد عندما تنتقل في الهواء، فقد وجد الباحثون أن مسببات الأمراض تلتصق بجزيئات التربة في سحب الغبار.

أكثر من 1100 مرجع

في هذه الدراسة، أجرى الباحثون بحثًا شاملاً في الأدبيات مع أكثر من 1100 مرجع لأنواع مختلفة لإنشاء خريطة ويب تفاعلية أظهرت تركيزات الجراثيم المتغيرة في التربة.

أدت هذه البيانات إلى تحسين دقة نتائج النموذج من حيث الحجم، مقارنة بالتوزيعات الموحدة للجراثيم المستخدمة في الإصدارات المبكرة.

ووجد الباحثون، أن أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى كانت مصدرًا لـ 53% من جميع الجراثيم القابلة للحياة و14% من الجراثيم القابلة للحياة التي انتقلت عبر المحيط الأطلسي.

وقالت جولد: “هذه هي المنطقة التي ينبغي على الأرجح استهدافها لمعالجة المرض”.

لاحظ الباحثون أن الدراسة أولية، مع تركيز العمل المستقبلي على جمع بيانات الرصد لتأكيد نتائج النموذج، بما في ذلك إنشاء خرائط استشعار عن بعد للعواصف الترابية ومقارنات جينومية لـ F. oxy بين مصادر الغبار ومناطق تفشي الأمراض.