Niewidzialny język cytrusów: Jak nauka aktywuje naturalną obronę drzew w walce ze szkodnikami

W obliczu globalizacji handlu i postępujących zmian klimatycznych, europejskie uprawy cytrusów stają przed bezprecedensowym wyzwaniem. Nowe szkodniki i choroby zagrażają stabilności produkcji, a tradycyjne metody chemiczne stają się niewystarczające. Odpowiedzią na te zagrożenia może być „niewidzialny język” samych roślin. Dr Meritxell Pérez-Hedo z Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej Roślin (IBMCP-CSIC) bada, jak wykorzystać naturalne sygnały chemiczne, aby „uzbroić” drzewa przeciwko zagrożeniom, zanim te w ogóle nadejdą.

Sektor cytrusowy znajduje się w punkcie zwrotnym. Sześć z ośmiu szkodników uznawanych przez Komisję Europejską za najbardziej niebezpieczne pod względem gospodarczym, społecznym i środowiskowym jest już obecnych na terenie UE lub w basenie Morza Śródziemnego. Siódme zagrożenie – niszczycielska bakteria wywołująca chorobę Huanglongbing (HLB, czyli zielenienie cytrusów) – jeszcze nie dotarła do upraw, ale jej wektory (owady przenoszące) krążą już po Hiszpanii i Portugalii. Ryzyko jest więc realne i rośnie z każdym rokiem.

W tym trudnym scenariuszu dr Meritxell Pérez-Hedo, ekspertka w dziedzinie entomologii stosowanej, proponuje zmianę paradygmatu: zamiast leczyć, należy nauczyć rośliny skuteczniejszej samoobrony.

Chemiczna rozmowa roślin

Kluczem do nowej strategii jest zrozumienie, w jaki sposób rośliny komunikują się ze światem. Dr Pérez-Hedo określa to mianem „niewidzialnego języka”.

Kiedy mówię o niewidzialnym języku, mam na myśli zdolność roślin do komunikowania się między sobą oraz z owadami w ich otoczeniu za pomocą substancji chemicznych, tzw. lotnych związków organicznych, które uwalniają do powietrza – wyjaśnia badaczka.

Mechanizm ten jest fascynujący i wysoce wyspecjalizowany. Gdy roślina zostaje zaatakowana przez szkodnika, w ciągu kilku minut zaczyna emitować specyficzną mieszankę zapachów. Nie jest to proces losowy – skład chemiczny „wołania o pomoc” zależy od rodzaju uszkodzenia, a często nawet od konkretnego gatunku owada (np. czy jest to szkodnik gryzący, czy ssący soki).

Te chemiczne wiadomości pełnią potrójną funkcję:

1. Ostrzegają sąsiadów: Pobliskie rośliny odbierają sygnał i aktywują swoje systemy obronne, przygotowując się na atak, zanim szkodnik do nich dotrze.
2. Wzywają posiłki: Zapach przyciąga naturalnych wrogów szkodników (drapieżniki i parazytoidy), wskazując im lokalizację ofiary.
3. Odstraszają agresora: Sama plaga może uznać taką roślinę za mniej atrakcyjną lub „niebezpieczną” i przenieść się gdzie indziej.

Indukcja odporności: Szczepionka dla drzewa

Zespół z IBMCP-CSIC pracuje nad praktycznym wykorzystaniem tej wiedzy poprzez strategię zwaną indukcją obrony. Polega ona na sztucznym stymulowaniu naturalnego układu odpornościowego rośliny przy użyciu sygnałów, które rozpoznaje ona jako ostrzeżenie.

W badaniach nad cytrusami wykazano, że ekspozycja na określone związki lotne, takie jak propian (Z)-3-heksenylu, działa jak alarm próbny. Drzewo, odbierając ten sygnał, zwiększa produkcję związków obronnych i wzmacnia swoje systemy antyoksydacyjne.

Zamiast zabijać szkodnika insektycydem, pomagamy roślinie stać się mniej atrakcyjną lub bardziej toksyczną dla owada – tłumaczy dr Pérez-Hedo.

Wyniki są obiecujące. W badaniach zaobserwowano redukcję wpływu szkodników nawet o 60% u roślin, które zostały wcześniej odpowiednio „przygotowane”. Co więcej, strategia ta doskonale wpisuje się w unijne wymogi redukcji pestycydów, zapobiega powstawaniu odporności u szkodników i jest bezpieczna dla pożytecznych owadów.

Odporność na klimat i przyszłość rolnictwa

Badania hiszpańskich naukowców wykraczają poza walkę z owadami. W kontekście zmian klimatu – gorętszych lat i susz – kluczowe jest to, że indukcja obrony wzmacnia ogólną kondycję drzewa.

Metoda ta wywołuje stan tzw. primingu (stanu gotowości). Roślina poddana działaniu odpowiednich sygnałów szybciej i skuteczniej reaguje nie tylko na szkodniki, ale także na stres wodny czy oksydacyjny. Jest to szczególnie istotne w kontekście zagrożenia bakterią HLB, która wywołuje u drzew przewlekły, silny stres.

Kiedy technologia trafi do sadów?

Mimo że technologia ta brzmi futurystycznie, jest już na etapie zaawansowanych testów. Istnieją patenty, a próby polowe z użyciem dyfuzorów uwalniających lotne związki trwają w Hiszpanii i innych krajach.

Aby jednak rozwiązanie stało się powszechne, konieczna jest ścisła współpraca nauki z przemysłem (opracowanie stabilnych formulatorów, np. nanoemulsji) oraz edukacja rolników. Nowe metody są bardziej subtelne niż opryski chemiczne – wymagają wiedzy i zaufania do biotechnologii.

Dr Pérez-Hedo pozostaje optymistką:

Przyszłość ochrony upraw nie polega na powrocie do przeszłości ani na poleganiu wyłącznie na chemii, lecz na łączeniu narzędzi: kontroli biologicznej, dbałości o glebę i strategii aktywujących obronę samego drzewa. Cytrusy mają wyrafinowany system odpornościowy. Jeśli nauczymy się ich słuchać, zyskamy zdrowsze i bardziej stabilne plantacje.

Dla europejskiego sadownictwa, stojącego w obliczu rosnącej presji regulacyjnej i klimatycznej, ten „niewidzialny język” może okazać się najgłośniejszym argumentem w walce o przetrwanie.