Wilde Wüstenpflanzen stehen vor einer viralen Überraschung

So wie viele Menschen mit saisonalen Erkältungen und Grippe zu kämpfen haben, sind einheimische Pflanzen auch mit ihren eigenen viralen Bedrohungen konfrontiert. Dass Pflanzen ebenso wie Menschen Viren erliegen können, ist schon lange bekannt. Nun enthüllt eine neue Studie unter der Leitung der Michigan State University und der University of California, Riverside eine bisher unbekannte Bedrohung: Nicht-einheimische Nutzpflanzenviren infizieren wilde Wüstenpflanzen und gefährden deren Gesundheit.

„Jahrelang ging man im ökologischen Bereich davon aus, dass Wildpflanzen immun gegen invasive Viren seien, die Nutzpflanzen schädigen“, sagte Carolyn Malmstrom, Professorin für Pflanzenbiologie und -ökologie, Evolution und Verhalten an der MSU und Co-Leiterin der Studie. Kerry Mauck, außerordentlicher Professor und Alfred M. Boyce-Stiftungslehrstuhl für Entomologie, war Teamleiter an der UC Riverside und Berater der Hauptautorin Tessa Shates, die Doktorandin im Mauck Lab war.

„Aber wir haben festgestellt, dass wir uns genauso um den Schutz einheimischer Pflanzen kümmern müssen wie um den Schutz landwirtschaftlicher Pflanzen“, sagte Malmstrom.

Veröffentlicht im Phytobiome JournalDiese Entdeckung hat erhebliche Auswirkungen auf die Erhaltungsbemühungen. Die Forschung nutzt fortschrittliche genetische Sequenzierung und Feldexperimente, um zu zeigen, wie Insekten als unwissende Infektionserreger schädliche Krankheitserreger von bewirtschafteten Feldern in einheimische Ökosysteme transportieren.

Die Studie konzentrierte sich auf Wüstenregionen in Südkalifornien, wo die Wildkürbisart Cucurbita neben der Bewässerungslandwirtschaft gedieh. Das Team identifizierte, markierte und sammelte sorgfältig Proben von den Wildpflanzen.

Bei der Analyse der genetischen Ausstattung von Viren in diesen Wildpflanzen entdeckten die Forscher dann überraschend das Vorhandensein von Kulturpathogenen wie dem Cucurbit Yellow Stunting Disorder Virus und dem Cucurbit Aphid-borne Yellows Virus (CABYV).

Tatsächlich fanden sie heraus, dass die Infektionsraten mit CABYV – einem nicht heimischen Krankheitserreger – in einigen wilden Cucurbita-Populationen bis zu 88 % erreichen können, mit sichtbaren Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und die Wurzelgesundheit, die beide für das Überleben der Pflanzen unter rauen Bedingungen von entscheidender Bedeutung sind Wüstenumgebung.

„Diese Wildpflanzen sind entscheidende Bestandteile von Wüstenökosystemen und bieten Nahrung und Lebensraum für andere Arten“, sagte Malmstrom. „Ihr Rückgang durch Nutzpflanzenvirusinfektionen könnte kaskadenartige Auswirkungen auf ganze ökologische Gemeinschaften haben.“

„Unsere Ergebnisse sollten der größeren Gemeinschaft helfen zu erkennen, dass unser Einfluss auf die Landschaften um uns herum nicht immer offensichtlich oder deutlich zu erkennen ist“, sagte Shates. „Es ist leicht, die Landschaftsveränderungen eines abgeholzten Waldes zu erkennen, aber es ist schwieriger zu erkennen, wie per Anhalter reisende Mikroben die Struktur der Pflanzengemeinschaft im Laufe der Zeit verändern könnten.“

„Dieses Projekt schließt die Lücke zwischen Landwirtschaft und natürlichen Systemen und erinnert uns daran, dass Natur und Landwirtschaft eng miteinander verbunden sind“, sagte Malmstrom. „Es unterstreicht auch die Notwendigkeit eines ganzheitlicheren Ansatzes für das Management der Pflanzengesundheit und zeigt, dass das Verständnis der komplexen Dynamik von Viren in natürlichen Systemen für die Entwicklung nachhaltiger Lösungen, die sowohl der Landwirtschaft als auch der Artenvielfalt zugute kommen, von entscheidender Bedeutung ist.“