Ιστορία και μύθος:Η γένεση των σύγχρονων παρασίτων
Από τον Παλαιό Κόσμο στον Νέο, οι μυθολογίες προέλευσης συνήθως απεικονίζουν την εμφάνιση της γεωργίας ως δώρο ή ευλογία από καλοπροαίρετους θεούς, φαινομενικά με μια εξαίρεση. Για τους Σουμέριους του Παλαιού Κόσμου, η γη ήταν στην αρχή άγονη, με τους ανθρώπους να ζούσαν στην έρημο αναζητώντας φυτά, αλλά, σηματοδοτώντας την αυγή του πολιτισμού, οι καλοπροαίρετοι θεοί έδωσαν στην ανθρωπότητα τη γεωργία φυτών και ζώων για τροφή. Στον Μεσοαμερικανικό πολιτισμό του Νέου Κόσμου, ο Quetzalcoatl - ένας φτερωτός θεός-φίδι, αλλά μερικές φορές ένας μισός θεός, μισός-ιστορικός άνθρωπος - έδωσε τέχνες, γνώση και γεωργία στην ανθρωπότητα, έτσι ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να αφήσουν πίσω τους άγριους τρόπους κυνηγιού-συλλογής.
Παρόμοιες μυθολογίες προέλευσης είναι κοινές μεταξύ άλλων αρχαίων λαών σε όλο τον κόσμο. Στην ιουδαιοχριστιανική μυθολογία του δυτικού πολιτισμού, ωστόσο, η θεϊκή ανταπόδοση για την κατανάλωση του καρπού από το δέντρο της γνώσης του καλού και του κακού οδήγησε στην αναπόφευκτη υιοθέτηση της γεωργίας από τον Αδάμ και την Εύα όταν εκδιώχθηκαν από τον παράδεισο:«Καταραμένο είναι το έδαφος εξαιτίας του εσείς! Με κόπο, θα τρως τη σοδειά του όλες τις ημέρες της ζωής σου. (…) Με τον ιδρώτα του μετώπου σου, θα φας ψωμί…». Μια μερική ερμηνεία της ιουδαιο-χριστιανικής ιστορίας της γεωργικής προέλευσης είναι ότι, σε σύγκριση με την προηγούμενη κατάστασή μας, η προμήθεια διατροφής μέσω της γεωργίας συνεπάγεται ουσιαστική αλλαγή της φύσης μέσω σκληρής δουλειάς.
Πιστεύουμε ότι η παραγωγή τροφής όπως έχουμε, ειδικά τα τελευταία ~ 100 χρόνια, μας φέρνει σε έντονη αντίθεση με τις δυνάμεις της φύσης, ειδικά με τις οικολογικές και εξελικτικές δυνάμεις που στηρίζουν τη λειτουργία της φύσης. Ως φυτά, οι καλλιέργειες υπόκεινται σε «κανόνες» που ορίζονται από αυτές τις οικολογικές και εξελικτικές δυνάμεις, και το ίδιο ισχύει για όλους τους συνεργάτες των καλλιεργειών, όπως τα φυτοφάγα και τα παθογόνα και τα παράσιτα και τους οργανισμούς ασθενειών. Πράγματι, ένας αυξανόμενος όγκος βιβλιογραφίας επισημαίνει τις πολλές αντιφάσεις μεταξύ της σύγχρονης γεωργίας —σε γενικές γραμμές— από τη μία πλευρά, και των οικολογικών και εξελικτικών κανόνων από την άλλη πλευρά, και στα ατυχή αποτελέσματα που προκύπτουν. Η δική μας έρευνα στη διαχείριση παρασίτων, καθώς και άλλων, αποκάλυψε παραδείγματα για το πώς από την αυγή της γεωργίας μέχρι σήμερα, δημιουργούσαμε παράσιτα από φυτοφάγα ζώα αγνοώντας αυτούς τους κανόνες - στην αρχή εν αγνοία μας και προς το παρόν με τα μάτια ορθάνοιχτα. προσπάθειες για την παραγωγή τροφίμων για την ικανοποίηση των απαιτήσεών μας.
Μερικά από τα έντομα παράσιτα που μελετήσαμε δείχνουν πώς από την εμφάνιση της γεωργίας, οι εξελικτικές, οικολογικές και γεωργικές διαδικασίες, από την εξημέρωση και εξάπλωση των καλλιεργειών έως τις μετατοπίσεις φυτοφάγων φυτών-ξενιστή και την εντατικοποίηση της γεωργίας, μεταξύ άλλων, συνέβαλαν στη μετατροπή ορισμένων φυτοφάγων σε καλλιέργεια παράσιτα. Τέτοια φυτοφάγα, πιστεύουμε, πιθανότατα ήταν τα πιο κατάλληλα προ-προσαρμοσμένα - ως ολόκληρα είδη ή συγκεκριμένοι πληθυσμοί ενός είδους - μεταξύ των φυτοφάγων που ζουν σε (δηλαδή φιλοξενούνται από) συγγενείς ή συνεργάτες άγριων καλλιεργειών. Πιστεύουμε, επίσης, ότι κοιτάζοντας το παρελθόν και γύρω μας, ενώ είμαστε οπλισμένοι με σύγχρονες οικολογικές, εξελικτικές και γενετικές ιδέες και εργαλεία, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να προλάβουμε τα παράσιτα που εμφανίζονται καθώς η γεωργία προσαρμόζεται στη συνεχιζόμενη κλιματική αλλαγή.
Ένα από τα έντομα παράσιτα που μελετήσαμε είναι το φυλλοβόλο καλαμποκιού (Dalbulus maidis ), το σημαντικότερο παράσιτο του αραβοσίτου (Zea mays mays) που ρουφάει το χυμό (δηλαδή που τρέφεται με φλοίμι) ) στους Νεοτροπικούς, ιδιαίτερα από το Μεξικό μέχρι την Αργεντινή και την Καραϊβική. Η εγγενής σειρά του καλαμποκιού βρίσκεται στο δυτικό Μεξικό και ο προγονικός του —ή αρχικός— φυτός ξενιστής είναι το Balsas teosinte (Zea mays parviglumis ), ο άμεσος πρόγονος του καλαμποκιού. Ο αραβόσιτος εξημερώθηκε πριν από ~ 9000 χρόνια στην εγγενή σειρά του καλαμποκιού και είναι η εξημερωμένη μορφή του Balsas teosinte. Έτσι, καθώς το Balsas teosinte μετατράπηκε σε αραβόσιτο από τους αρχαίους Μεξικανούς - μια διαδικασία που απαιτούσε περίπου 5.000 χρόνια - ήταν ένα αναμενόμενα εύκολο κατόρθωμα για τον φυλλοβόλο καλαμποκιού να προσθέσει τη νέα καλλιέργεια στη σύντομη λίστα των φυτών ξενιστών, η οποία αποτελείται αποκλειστικά από χόρτα σε το γένος Ζέα , συγκεκριμένα μια χούφτα τεοσίντες και καλαμπόκι.
Από τις παγκόσμιες καλλιέργειες, ο αραβόσιτος είναι πιθανώς ο πιο προσαρμόσιμος σε νέα περιβάλλοντα, ένα χαρακτηριστικό που του επέτρεψε να εξαπλωθεί γρήγορα και ευρέως στην Αμερική — από τον σημερινό νότιο Καναδά μέχρι το Περού και την Αργεντινή και την Καραϊβική και από το επίπεδο της θάλασσας έως τα 4.000 μέτρα — πριν εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο. Όπου εξαπλώθηκε ο αραβόσιτος στην Αμερική, ακολούθησε το φυλλοβόλο καλαμποκιού - εκτός από τα νοτιότερα και βορειότερα όρια κατανομής της καλλιέργειας, όπου οι χειμώνες είναι πολύ κρύοι για την επιβίωση του εντόμου. Και, καθώς ο αραβόσιτος γινόταν πιο παραγωγικός και η καλλιέργεια αραβοσίτου εντατικοποιήθηκε, το φυλλοβόλο καλαμποκιού έγινε παράσιτο.
Αλλά, πώς έκανε το φυλλοβόλο καλαμποκιού γίνει παράσιτο, δεδομένου του ιστορικού του ως αβλαβούς φυτοφάγου ζώου σε ένα άγριο γρασίδι; Ο Δρ. Lowell "Skip" Nault — επί του παρόντος ομότιμος καθηγητής στο The Ohio State University — ήταν ο πρώτος που άρχισε να εξετάζει αυτό το ευρύ ερώτημα. Για παράδειγμα, μετά από πολυάριθμες μελέτες για δεκαετίες, αυτός και οι μαθητές και οι συνεργάτες του αποκάλυψαν σαφείς ενδείξεις ότι το φυλλοβόλο καλαμποκιού πράγματι συνεξελίχτηκε με τον αραβόσιτο από την εξημέρωσή του και ότι ένα μικρό σύνολο βιολογικών ιδιαιτεροτήτων διευκόλυνε τη μεταστοιχείωση του φυτοφάγου σε παράσιτο.
Για παράδειγμα, ο Nault και η ομάδα του έδειξαν ότι το καλαμπόκι δεν έμοιαζε με πολλά άλλα είδη Dalbulus φυλλοβόλα σε Balsas teosinte και συναφή χόρτα — συνηθισμένα φυτοφάγα όλα — στο ότι αναπαράγεται αποκλειστικά στο Zea χόρτα, και διαχειμάζει σε ενήλικα και όχι σε στάδιο αυγού. Σε σύγκριση με τον Dalbulus του ομοειδείς - όλοι οι πρώιμοι υποψήφιοι για να καταλάβουν την "θέση εντόμων που ρουφούν χυμό" του αραβοσίτου και να γίνουν παράσιτα - είναι ειδικοί στο Zea Πιθανότατα σήμαινε ότι το φυλλοβόλο καλαμποκιού ήταν σχεδόν άψογα προσαρμοσμένο στην εκμετάλλευση του αραβοσίτου καθώς εξημερωνόταν ώστε να γίνει καλλιέργεια. Και σε σύγκριση με τον Dalbulus του ομοειδείς, το ξεχειμώνιασμα στο στάδιο των ενηλίκων σήμαινε ότι το καλαμπόκι θα ήταν το πρώτο που θα αποίκιζε τα φυτά αραβοσίτου καθώς βλάστησαν μετά τις πρώτες βροχές του καλοκαιριού.
Πιο πρόσφατα, η δική μας έρευνα πρόσθεσε περαιτέρω λεπτομέρειες στην ιστορία - παρόμοια με μια ιμπρεσιονιστική αλληγορία, που συντάχθηκε επί δεκαετίες έρευνας από πολλούς επιστήμονες - της γένεσης του καλαμποκιού σε ένα παράσιτο αραβοσίτου. Για παράδειγμα, ανακαλύψαμε ότι ο φυλλοβόλος καλαμποκιού δεν είναι μονολιθικά λοιμογόνο είδος, αλλά φαινομενικά χωρίζεται σε δύο διακριτούς πληθυσμούς, τουλάχιστον. Από τη μία πλευρά, υπάρχει ένας μικρός απομονωμένος πληθυσμός συνηθισμένων φυτοφάγων ατόμων που ζουν σε έναν εξίσου απομονωμένο, σχεδόν εξαφανισμένο άγριο ξενιστή, πολυετή τεοσίντη (Zea diploperennis ), και, από την άλλη πλευρά, υπάρχει ένας πολύ μεγαλύτερος, διαδεδομένος πληθυσμός λοιμωδών ατόμων που ζουν με αραβόσιτο και τεοσίντες παντού αλλού. Μοιάζει με ένα λεπτό νησί που επιπλέει σε έναν απέραντο ωκεανό, το καλαμπόκι φαίνεται να αποτελείται από έναν μικροσκοπικό και απομονωμένο πληθυσμό «άγριων» ατόμων που είναι ενσωματωμένοι στη γεωγραφία που καταλαμβάνεται από έναν μεγάλο και ευρέως διαδεδομένο πληθυσμό «πονηρών» ατόμων.
Διαπιστώσαμε επίσης ότι, εάν τους δοθεί πρόσβαση, τα φυλλοβόλα άγριας καλαμποκιού ευδοκιμούν στον αραβόσιτο, όπως ήταν αναμενόμενο εάν πρόκειται να γίνουν παράσιτα. Με αυτόν τον τρόπο, φαίνεται εύλογο ότι τα άγρια φυλλοφόρα καλαμποκιού μπορεί να είναι τα απομεινάρια αυτού που ήταν ο φυλλοκύστης καλαμποκιού πριν από την παραχώρηση του Quetzacoatl ή την έξωση του Αδάμ και της Εύας από τον παράδεισο. Ξεχωριστά, η έρευνά μας έδειξε επίσης ότι με τη μετατροπή του Balsas teosinte σε καλαμπόκι και τη βελτίωση της καλλιέργειας για την παραγωγή περισσότερων σιτηρών, οι αρχαίοι αγρότες και οι σύγχρονοι κτηνοτρόφοι αφόπλισαν τις σημερινές ποικιλίες αραβοσίτου της άμυνάς τους ενάντια στο φυλλοβόλο καλαμποκιού, σύμφωνα με την οικολογική θεωρία ότι τα φυτά μπορούν να αναπαραχθούν καλά ή αμύνεται καλά, αλλά δεν μπορεί να κάνει και τα δύο ταυτόχρονα. Σε ένα γεωργικό πλαίσιο, αυτή η οικολογική θεωρία συνήθως σημαίνει ότι οι καλλιέργειες μπορούν να παράγουν υψηλές αποδόσεις ή να αμυνθούν σθεναρά από τα παράσιτα, αλλά δεν μπορούν να κάνουν και τα δύο.
Συνολικά, η Nault's και η έρευνά μας προτείνουν ότι στην «εφεύρεση» — ή στη λήψη; — η γεωργία καλαμποκιού και αραβοσίτου, οι πρώτοι αγρότες του Νέου Κόσμου, μαζί με τους απογόνους τους και τους σύγχρονους κτηνοτρόφους παρείχαν την ευκαιρία για ένα γεωγραφικά περιορισμένο, συνηθισμένο φυτοφάγο που φιλοξενείται από τον συνηθισμένο πρόγονο μιας θεμελιώδους καλλιέργειας — ένα παράσιτο που περίμενε, όπως λες — να γίνει ένα σημαντικό, ευρέως διαδεδομένο παράσιτο. Μας υπενθυμίζεται από τον μικρό πληθυσμό άγριων φυλλοβόλων καλαμποκιού σε πολυετή τεοσίντη ότι τα παράσιτα είναι απλά φυτοφάγα ζώα που εκμεταλλεύονται τις ευκαιρίες που τους προσφέρει η γεωργία, όπως κάθε άλλο φυτοφάγο θα έπαιρνε την ευκαιρία να τα καταφέρει καλύτερα από μόνο του και στους απογόνους του.
Άλλα υποκείμενα παρασίτων της έρευνάς μας δείχνουν παρόμοια προέλευση. Δυτικός σκώληκας αραβοσίτου (Diabrotica virgifera virgifera ), όπως το φυλλοβόλο καλαμποκιού, είναι ένα παράσιτο αραβοσίτου που μετατοπίστηκε στον αραβόσιτο από έναν από τους άγριους συγγενείς της καλλιέργειας — πιθανώς Chalco teosinte, Zea mays mexicana —και εξαπλώθηκε και έγινε παράσιτο καθώς εντατικοποιήθηκε η γεωργία καλαμποκιού. Σε αντίθεση με το φυλλοβόλο καλαμποκιού, ωστόσο, ο ριζοσκώληκας του δυτικού αραβοσίτου είναι το πιο σημαντικό παράσιτο του αραβοσίτου στις ΗΠΑ. Επίσης, σε αντίθεση με το φυλλοβόλο καλαμποκιού, το δυτικό ριζοσκώληκα του καλαμποκιού φαίνεται να έχει γίνει παράσιτο που συμπίπτει με την εμφάνιση της σύγχρονης, εντατικής γεωργίας, περίπου στα μέσα του 1900. Η έρευνά μας προτείνει ότι με την εξημέρωση και τη βελτίωση, ο αραβόσιτος αφοπλίστηκε από τις άμυνες των ριζοφόρων σκουληκιών - όπως ακριβώς αφοπλίστηκε από τις άμυνες του καλαμποκιού - αν και αυτό ήταν εμφανές μόνο στο πρώτο μισό του εικοστού αιώνα. Ωστόσο, καθώς ο αραβόσιτος αφοπλιζόταν, φαινόταν ότι κέρδιζε ανοχή.
Η ανοχή είναι μια αμυντική στρατηγική που μπορούν να αναπτύξουν τα φυτά ενάντια στα φυτοφάγα, και στην οποία τα φυτά είναι σε θέση να αντισταθμίσουν (δηλαδή να ανακτήσουν) την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή (παραγωγή σπόρων) που χάθηκαν στα φυτοφάγα, και με το να μην επηρεάσουν τα φυτοφάγα, η πληροφορία δεν προκαλεί σε αυτά ένα εξελικτικό αντίθετο. απόκριση — δηλαδή τα φυτοφάγα δεν ανταποκρίνονται υπερβαίνοντας την ανεκτικότητα των φυτών. Κατά το δεύτερο μισό του εικοστού αιώνα, και συμπίπτει με την έλευση της σύγχρονης αναπαραγωγής για απόδοση και αντοχή στα έντομα, εντατικοποιήθηκε η χρήση λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων - συμπεριλαμβανομένων εκείνων που στοχεύουν τον δυτικό σκώληκα αραβοσίτου - και την άνοδο του δυτικού σκώληκα αραβοσίτου σε κατάσταση παρασίτων, ο αραβόσιτος φαίνεται να έχει κέρδισε σε αντίσταση αλλά έχασε ανοχή έναντι του παρασίτου.
Ως αποτέλεσμα, σήμερα ο αραβόσιτος φαίνεται να είναι μέτρια ανθεκτικός και μέτρια ανεκτικός στο WCR, με άλλα λόγια, είναι ως επί το πλείστον ευαίσθητος στον δυτικό σκώληκα του αραβοσίτου και επομένως εξαρτάται από εμάς για την άμυνά του. Από τη σκοπιά μας, φαίνεται ότι στην προσπάθεια να κάνουμε τον αραβόσιτο την πιο παραγωγική μεταξύ των καλλιεργειών —όπως είναι πράγματι— ανταλλάξαμε μια φυτική, βιώσιμη άμυνα από σκουλήκια αραβοσίτου, την ανοχή, για την ανθρώπινη άμυνα που βασίζεται σε ένα οπλοστάσιο τεχνολογιών που δεν ταιριάζουν καλά με τις εξελικτικές δυνατότητες του εντόμου για προσαρμογή στις περιβαλλοντικές πιέσεις.
Η έρευνά μας συνεχίζει να επιδιώκει να κατανοήσει καλύτερα πώς δημιουργούνται τα παράσιτα και περιλαμβάνει άλλα παράσιτα στις καλλιέργειες του Νέου Κόσμου, όπως το βαμβάκι, ένα παράσιτο του βαμβακιού των ΗΠΑ και το φθινοπωρινό σκουλήκι, ένα ευρέως διαδεδομένο παράσιτο του αραβοσίτου. Επιστρέφουμε σε μια μεταφορά που χρησιμοποιήθηκε παραπάνω για να επισημάνουμε ότι η κατανόησή μας για το πώς λειτουργούν οι φυσικές διεργασίες, από το πώς ένα μεμονωμένο άτομο μπορεί να ανταποκριθεί σε ένα περιβαλλοντικό στρες μέχρι την εξέλιξη σύνθετων χαρακτηριστικών στα είδη, μπορεί να παρομοιαστεί με μια ιμπρεσιονιστική αλληγορία. Οι ιμπρεσιονιστές καλλιτέχνες —σε αντίθεση με τους ρεαλιστές, που έδιναν έμφαση στην αλήθεια— συνέθεταν φαινομενικά ημιτελείς πίνακες χωρίς σαφήνεια μορφής και λεπτομέρειας, αναγνωρίζοντας ότι η απουσία φόρμας και λεπτομέρειας θα καλυπτόταν από τις εμπειρίες μας. Ομοίως, με τα ερευνητικά μας ευρήματα μπορούμε να συγκεντρώσουμε περιγραφές για τα θέματα της μελέτης μας που περιέχουν κενά γνώσης, αλλά που μπορεί να ενισχυθούν με θεωρία και παρατηρήσεις για να σχηματίσουν ευδιάκριτες εικόνες, δηλαδή αλληγορίες, για το πώς γίνονται ή λειτουργούν τα θέματά μας.
Τελειώνουμε επιστρέφοντας στο ζήτημα της γεωργικής προέλευσης σύμφωνα με τις παγκόσμιες μυθολογίες. Από την οπτική μας για τη διαχείριση των παρασίτων, φαίνεται δελεαστικό να ευθυγραμμιστούμε με τη μειοψηφική απεικόνιση της γέννησης της γεωργίας ως ανταπόδοση και όχι ως ευλογία και να εξετάσουμε εάν οι σπόροι των σημερινών παρασίτων σπάρθηκαν όταν επινοήθηκε η γεωργία.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο, Η γεωργία σπέρνει παράσιτα:πώς η εξημέρωση των καλλιεργειών, οι μετατοπίσεις ξενιστών και η εντατικοποίηση της γεωργίας μπορούν να δημιουργήσουν έντομα από φυτοφάγα ζώα, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Current Opinion στο Insect Science. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Julio S Bernal και Raul F Medina από το Texas A&M University.
