Нематодите са активно движещи се, свободно живеещи или паразитни червеи и са една от най-големите групи животински организми срещани днес на Земята. Повишените нива на CO2 и температурата, в следствие от климатичните промени, са съществени фактори, които влияят върху биологията на нематодите ускорявайки развитието на популацията. Все по-вероятно е, че развитието на нематодите може да се ускори при по-висока температура на почвата и от там да повлияе на взаимоотношенията растение – паразитен нематод. Освен това част от нематодите са способни да унищожат реколтата от ключови за изхранването на човечеството селскостопански култури.

Ако сте гледали филма “Апокалипто” на Мел Гибсън, вероятно ще си спомните сцената, в която върховният жрец произнесе своите молитви от върха на пирамидата до боговете. И между тях беше и репликата за тоталната загуба на реколтата. Това е исторически факт. В този период от историята, в условията на примитивно земеделие, дейността на паразитните нематоди носи огромни щети под формата на пропадане на реколтата и глад. Това често води до миграция на цели народи. Със сигурност се знае, че народът на маите през 7 век сл. Хр. напълно се преселва от Гватемала на полуостров Юкатан поради системната загуба на реколтата, причинена от нематоди.

Какво представляват нематодите?

Нематодите са активно движещи се и свободно живеещи червеи или паразитни червеи. Първите живеят в сладки и солени води и почва. Последните паразитират върху различни организми (от протозои до гръбначни, до растения, гъби). Броят на видовете нематоди е неизвестен, като са описани повече от 20 000 бр., но в действителност те са много повече (предполага се че са над 500 000). Появата на кръглите червеи, каквито са нематодите, може да се счита за една от големите еволюционни стъпки, които са се случили на Земята след появата на плоските червеи. По отношение на способността им да се адаптират към условията на средата, те нямат равни в животинския свят – сравними са само с протозоите и бактериите. Тези белезникави червеи се хранят с гниещи животински останки, разлагащи се и живи растителни тъкани, почвена микрофлора и водорасли. Всички представители на вида са лакомници, като са в състояние да изядат храна, която е 10 пъти по-голяма от теглото им като маса.

Каква е връзката между климатичните промени и разпространението на паразитните нематоди?

Промените в климата, повишаването на средната повърхностна температура на Земята, в допълнение към патогените и болестите, са идентифицирани като най-голямата заплаха за глобалното здраве през ХХІ век. Резултатите от най-новите изследвания показват, че процесът на затопляне започва през 30-те години на ХІХ век. Тенденцията на затопляне през последните десетилетия допринесе за увеличаване на заболеваемостта и смъртността в много региони на света. Според Междуправителствения панел по изменение на климата (IPCC), прогнозите на климатичните модели показват, че през този век глобалната средна температура на земната повърхност ще се повиши с 1,1 – 6,4°C, докато безопасното ниво на увеличение е 1,5 – 2°C.

Някои климатични модели, като например този на Европейска агенция за околна среда предвиждат повишени температури в Европа с 2,4 – 4 ºC и променени модели на валежите, като лятото се предвижда да бъде по-сухо с 30%. Изменението на климата може да доведе до увеличени икономически щети, причинени от нематоди, които вече са разпространени в континента, напр. Globodera pallida и Heterodera schachtii. Изменението на климата може също да накара видовете нематоди, които са преобладаващи, но рядко увреждащи, да станат важни агрономически вредители, напр. видът H. avenae. Този вид обикновено е под естествен контрол от гъбички, но това потискане намалява през сухо лято. Промените във валежите също ще повлияят на онези свободно живеещи нематоди, които атакуват растенията, напр. триходориди и лонгидориди. Повишените температури могат също да доведат до по-голяма заплаха от инвазивни видове нематоди, като видовете Meloidogyne.

Растителните екосистеми са пряко повлияни от въздействието на глобалното затопляне върху околната среда. Растежът и развитието на растенията се определят от наличието на хранителни вещества като азот и калий, количеството слънчева светлина, температурата и валежите и те вероятно ще се променят в резултат от глобалното затопляне и климатичните промени. Високите нива на атмосферен CO2 влияят върху растежа на растенията поради повишената фотосинтеза с цената на намалено изпарение. Повишените нива на CO2 и температурата също са съществени фактори, които влияят върху биологията на нематодите. Все по-вероятно е развитието на нематодите да се ускори при по-висока температура на почвата и оттам това да повлияе на взаимоотношенията растение – паразитен нематод. 

Какви са потенциалните вреди на някои видове нематоди върху растенията? 

За съжаление, не всички видове нематоди живеят тихо и спокойно в почвата, много от тях вредят на растенията в градината. 

Част от вредните видове са следните: 

Кореновите нематоди паразитират върху корените на растенията. Те пробиват кореновата система и започват да я изяждат. На това място се образуват израстъци, които понякога се наричат гали. Кореновото хранене на растенията е нарушено, то изсъхва и бързо умира. Особено често са засегнати домати, патладжани, краставици в оранжериите, картофите и цвеклото страдат върху открити терени.

Фигура 1: Поражение от стъблени нематоди. Снимка: Jean Faucett / Shutterstock

Стъблените нематоди са особено вредни за култури като лук, чесън, краставици, магданоз и домати. Нематодите проникват в стъблото и започват да паразитират. В процеса на хранене те механично увреждат растенията, причиняват запушване на проводящите съдове. Стъблото се деформира, набъбва, гофрира, в резултат на това растението изостава в растежа и може да умре.

Листните нематоди засягат предимно градинските ягоди. Листата променят цвета си от зелено до бледожълто, могат просто да потъмнеят и впоследствие да изсъхнат. Понякога дори се стига до появата на дупки по листата.

Ентомопатогенни нематоди – освен вредители по селскостопанските растения, много видове нематоди ни предпазват от други вредители по тях. Сред тях се отличава групата на ентомопатогенните нематоди. В процеса на еволюцията те са развили симбиоза с бактерии, които от своя страна са способни да убиват насекоми. Ентомопатогенните нематоди са способни да заразят над 1000 вида вредители по селскостопански и декоративни култури от различни семейства, включително карантинни видове, засягащи всички етапи на развитие, с изключение на яйцето.

Съответно, можем да заключим, че основните, преки негативни последствия на нематодите върху основните селскостопански растенията са рязко намаляване на добива от тях, като при някой по-примитивни човешки общества, те могат да доведат и до физическото им изчезване.

Паразитиращите върху растенията нематоди са важни, икономически, селскостопански вредители. 

Практическото приложение в борбата с вредителите е възможно върху широк спектър от култури (плодови и ягодоплодни, грозде, цветни и декоративни, зеленчукови култури, гъби) както в условия на открит терен, така и в оранжерийното производство. Устойчивостта на много съвременни синтетични химикали и липсата на патогенни ефекти върху растенията, опрашителите (пчели, земни пчели), земни червеи, ентомофаги и акарофаги правят възможно използването на паразитни нематоди в програмите за управление на популацията на фитофаги.

Фигура 2: Жизнен цикъл на нематодите. Източник: изображение на автора

Нематодите причиняват увреждане на реколтата както директно в резултат на тяхното хранене, така и като вирусни преносители на болести като тези при картофи. нематоциди исторически са били използвани за контрол на проблемите с нематодите, но са имали тенденция да бъдат широкоспектърни и относително устойчиви. Законодателни промени доведоха до изтегляне от пазара на два основни нематоцида в отговор на опасенията за околната среда, които повдигна тяхната употреба. Промените в съответните директиви на ЕС ще доведат до загуба от пазара на трите оставащи нематоцида с ограничени перспективи за достъп до безопасни алтернативи. Загубата на контрол върху нематоцидите и потенциалните промени в климата могат да доведат до ужасна ситуация за много земеделски производители. Фермерите ще останат практически без средство за защита от фитопатогенните нематоди, което като пряко следствие ще доведе до намаляване на добивите от основните селскостопански култури с всички придружаващи последствия от това. Например картофената цистообразуваща нематода (Globodera pallida) паразитираща по картофите и която е космополитен вид, е способна в години на масовото ѝ разпространение да причини до 80% загуба на реколтата от картофи. Липсата на алтернатива при нематоцидите потенциално може да доведе до глобални проблеми в хранителните вериги.

Измененията на климата продължават и затова е необходимо събирането на биологична информация за моделиране и прогнозиране как промените в климата биха довели до повишени рискове от нематодни вредители в селското стопанство на Европа. Необходимо е да се разработят и тестват симулационни модели на популации от нематоди на територията на ЕС, като се използват първични данни, свързани с температурата и влагата на почвата с развитието на нематодите, скоростта на размножаване и увреждането на реколтата. Получените данни да бъдат използвани за разработване на стратегии за управление на вредителите с цел смекчаване на въздействието на промените в състоянието на нематодните вредители. Това е необходимо, тъй като химическият контрол на нематодите, които се използваха широко в миналото, е малко вероятно да бъдат достъпни за производителите след промените в законодателството на ЕС.

Автор: Роман Рачков / Климатека

Роман Рачков е част от авторския екип на Климатека, той е агроном, специалист по тропично и субтропично земеделие, дългогодишен експерт по интегрирана и биологична растителна защита. Председател е на Българската асоциация по биологична растителна защита, има интереси в областта на инвазивните видове насекоми в Европа.

В публикацията са използвани материали от:

  1. Plant Nematodes of Agricultural Importance: A Colour Handbook, Bridge, John, CRC Press, 2007
  2. The impact of global climate change on the spread ofparasitic nematodes, Anna Okulewicz , Annals of Parasitology 2017, 63(1), 15– 20
  3. Plant – Nematode Interactions: Consequences of Climate Change, Nethi Somasekhar& Jonnalagadda Satyanarayana Prasad, Crop Stress and its Management: Perspectives and Strategies pp 547–564
  4. Plant parasitic nematodes in subtropical and tropical agriculture, Sikora, Richard A, CABI 2018