Eine Kartoffel, die von P. infestans befallen ist, dem Erreger der irischen Kartoffel-Hungersnot. Der genaue Stamm der Hungersnot in den 1840er Jahren wurde nun erstmals identifiziert. Bild über USDA
Seit dem späten 17. Jahrhundert lebten in Irland fast 150 Jahre lang Millionen von Menschen, die größtenteils von einer einzigen Ernte lebten: der Kartoffel. Dann, im Jahr 1845, bemerkten die Bauern, dass die Blätter ihrer Kartoffelpflanzen mit mysteriösen dunklen Flecken bedeckt waren. Als sie Kartoffeln aus dem Boden zogen, waren die meisten geschrumpft, matschig und ungenießbar. Die Seuche breitete sich alarmierend schnell aus und halbierte die Erträge der diesjährigen Ernte. Bis 1846 war die Ernte von Kartoffelbetrieben auf ein Viertel ihrer ursprünglichen Größe gesunken.
Die Krankheit und ein politisches System, das es erforderlich machte, dass Irland große Mengen Mais, Milchprodukte und Fleisch nach England exportierte, führten zu einer weit verbreiteten Hungersnot, und fast alle der wenigen verfügbaren Kartoffeln wurden verzehrt seit fast einem Jahrzehnt. Letztendlich starben mehr als eine Million Menschen, und eine weitere Million wanderte aus, um der Katastrophe zu entkommen. Dadurch sank die irische Bevölkerung um rund 25 Prozent. Die Insel hat bis heute noch nicht die Bevölkerungszahl vor der Hungersnot erreicht.
Zu der Zeit war die Wissenschaft hinter der Seuche schlecht verstanden und die meisten glaubten, dass sie durch einen Pilz verursacht wurde. Während des 20. Jahrhunderts stellten Wissenschaftler fest, dass es durch einen Oomyceten (einen pilzartigen Eukaryoten) namens Phytophthora infestans verursacht wurde . Ohne Zugang zu den Exemplaren aus den 1840er Jahren konnten sie jedoch nicht genau identifizieren, welcher Stamm des Organismus dafür verantwortlich war.
Nun hat eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern die DNA von irischen Kartoffelblättern, die seit 1847 in den Sammlungen der Londoner Kew Gardens aufbewahrt werden, untersucht. Dabei entdeckten sie, dass es sich um einen einzigartigen, bislang unbekannten P. infestans- Stamm handelt, den sie HERB nennen -1 verursachte die Fäule.
Irische Kartoffelblätter aus dem Jahr 1847, dem Höhepunkt der Hungersnot, wurden im Rahmen der Studie verwendet. Bild über eLife / Kew Gardens
Die Forscher vom Sainsbury Laboratory in Großbritannien und den Max-Planck-Instituten in Deutschland kamen zu dem Ergebnis, dass im Rahmen eines Projekts DNA aus 11 verschiedenen erhaltenen und 15 modernen historischen Proben sequenziert wurde, um die Entwicklung des Krankheitserregers im Laufe der Zeit zu verfolgen heute in der Zeitschrift eLife .
Gegenwärtig ist P. infestans weltweit verbreitet, wobei die überwiegende Mehrheit aus dem destruktiven Stamm US-1 besteht. Die meisten anderen Stämme von P. infestans kommen nur im Toluca-Tal in Mexiko vor, wo wilde Kartoffelsorten heimisch sind. Daher glaubten Wissenschaftler lange, dass US-1 für die Hungersnot in den 1840er Jahren verantwortlich war.
Als die Forscher jedoch aus den alten, ausgetrockneten Kartoffelblättern, die ursprünglich aus Irland, Großbritannien, Europa und Nordamerika stammten, kleine Stücke intakter DNA extrahierten und sie mit den heutigen P. infestans- Exemplaren verglichen, stellten sie fest, dass der Stamm Verantwortlich für die Hungersnot unterschied sich geringfügig von der heutigen US-1.
Basierend auf ihrer Analyse der genetischen Variation zwischen den beiden Stämmen und den anderen historischen Proben legen sie nahe, dass es der Vorfahr des HERB-1-Stammes von P. infestans irgendwann 1842 oder 1843 von Mexiko nach Nordamerika und dann nach Mexiko geschafft hat Europa, vielleicht enthalten in den Kartoffeln, die Schiffe als Lebensmittel für ihre Passagiere beförderten. Bald breitete es sich auf der ganzen Welt aus, löste in Irland eine Hungersnot aus und hielt bis in die 1970er Jahre an, als es ausstarb und größtenteils durch den US-1-Stamm ersetzt wurde. Die beiden Stämme spalteten sich wahrscheinlich kurz nachdem ihr gemeinsamer Vorfahr es aus Mexiko geschafft hatte.
Die Studie ist das erste Mal, dass die Genetik eines Pflanzenpathogens durch Extraktion von DNA aus getrockneten Pflanzenproben analysiert wurde. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass Forscher andere Pflanzenkrankheiten auf der Grundlage der historischen Sammlungen von Botanischen Gärten und Herbarien auf der ganzen Welt untersuchen können. Ein besseres Verständnis der Entwicklung von Pflanzenkrankheiten im Laufe der Zeit könnte dazu beitragen, Wege zu finden, um robustere Pflanzensorten zu züchten, die gegen die heute von Pflanzen befallenen Krankheitserreger resistent sind.
