Krumpir zahvaćen P. infestans, patogenom odgovornim za irski gladni krumpir. Točan soj uključen u glad 1840-ih sada je utvrđen po prvi put. Slika putem USDA
Gotovo 150 godina, počevši od kraja 17. stoljeća, milijuni ljudi koji žive u Irskoj umanjili su uglavnom jedan usjev: krumpir. Tada su, 1845., poljoprivrednici primijetili da su listovi njihovih biljaka krumpira prekriveni misterioznim mračnim mrljama. Kad su izvadili krumpir sa zemlje, većina je bila skupljena, mesnata i nejestiva. Žuljevito se širilo alarmantno brzo, rezujući prinose žetve te godine na pola. Do 1846. godine žetva s farmi krumpira smanjila se na četvrtinu izvorne veličine.
Bolest - zajedno s političkim sustavom koji je zahtijevao od Irske da izvozi velike količine kukuruza, mliječnih proizvoda i mesa u Englesku - dovela je do široke gladi, a pojelo se gotovo sve malo dostupnih krumpira, uzrokujući nestašicu sjemenskog krumpira koji je osiguravao da gladovanje nastavi gotovo desetljeće. U konačnici je preko milijun ljudi umrlo, a drugi milijun je emigriralo kako bi izbjeglo katastrofu, uslijed čega je irsko stanovništvo opalo za otprilike 25 posto; otok još uvijek nije dosegao razinu prije gladi.
U to je vrijeme znanost koja se nalazi iza uboda slabo razumjela i većina je vjerovala da je uzrokovana gljivicom. Tijekom dvadesetog stoljeća, znanstvenici su utvrdili da ga uzrokuje oomicet (eukariot sličan gljivicama) zvan Phytophthora infestans . Međutim, bez pristupa uzorcima iz 1840-ih, nisu mogli točno odrediti koji je soj organizma odgovoran.
Sada je međunarodna skupina znanstvenika otišla natrag i uzorkovala je DNK irskog lišća krumpira sačuvanog u kolekcijama londonskih Kew Gardens od 1847. Čineći to, otkrili su da je jedinstveni, do tada nepoznati soj P. infestans kojeg nazivaju HERB -1 prouzročio ubod.
Irski listovi krumpira iz 1847. godine, u visini gladi, korišteni su kao dio studije. Slika putem eLife / Kew Gardens
Istraživači, iz laboratorija Sainsbury u Velikoj Britaniji i Instituta Max Planck u Njemačkoj, došli su do otkrića u sklopu projekta koji je slijedio DNK iz 11 različitih sačuvanih povijesnih uzoraka i 15 modernih kako bi se pratila evolucija patogena tijekom vremena, objavljeno danas u časopisu eLife .
Trenutno je P. infestans distribuiran širom svijeta, a veliku većinu čini destruktivni soj US-1. Većina ostalih sojeva P. infestans javlja se samo u meksičkoj dolini Toluca, gdje su autohtone sorte divljeg krumpira, pa su znanstvenici dugo vjerovali da je SAD-1 bio odgovoran za glad 1840-ih.
Ali kada su istraživači izvadili male komadiće netaknute DNK iz starih osušenih listova krumpira, izvorno prikupljenih iz Irske, Velike Britanije, Europe i Sjeverne Amerike, i usporedili ih s današnjim uzorcima P. infestans, otkrili su da soj odgovorni za glad malo su se razlikovali od današnjih US-1.
Na temelju njihove analize genetske varijacije između dva soja i drugih povijesnih uzoraka, oni sugeriraju da je negdje 1842. ili 1843. predak HERB-1 soja P. infestans izveo iz Meksika u Sjevernu Ameriku, a zatim u Europa, možda sadržana u krumpiru koji su brodovi nosili kao hranu za svoje putnike. Ubrzo se proširila svijetom, pokrenuvši glad u Irskoj, a potrajala je sve do 1970-ih, kad je izumrla i u velikoj mjeri zamijenjena sojem US-1. Dva soja se vjerojatno razdvojila negdje ubrzo nakon što ih je njihov zajednički predak izveo iz Meksika.
Studija je prvi put da je genetika biljnog patogena analizirana vađenjem DNA iz uzoraka osušenih biljaka, što otvara mogućnost da istraživači mogu proučavati i druge biljne bolesti na temelju povijesnih zbirki botaničkih vrtova i herbarija širom svijeta. Bolje razumijevanje evolucije biljnih bolesti tijekom vremena, tvrdi tim, moglo bi biti od koristi u pronalaženju načina za uzgoj robusnijih sorti biljaka koje su otporne na patogene koji danas zaraze biljkama.
