Της Βάσως Μιχοπούλου
Σε 9,8 δισεκατομμύρια προβλέπεται να αυξηθεί ο παγκόσμιος ανθρώπινος πληθυσμός μέχρι το 2050 και σε 11,2 δισεκατομμύρια μέχρι το 2100 σύμφωνα με εκτιμήσεις του ΟΗΕ. Μάλιστα, όπως χαρακτηριστικά αναφέρει η Οργάνωση Τροφίμων και Γεωργίας του Οργανισμού (Food and Agriculture Organization, FAO), «για να καλύψει η ανθρωπότητα τις διατροφικές ανάγκες της για τα επόμενα 40-50 χρόνια θα πρέπει να παραγάγει περισσότερη τροφή από όση παρήγαγε συνολικά τα τελευταία 10.000 χρόνια!», την ώρα που οι φυσικοί πόροι της γης μειώνονται δραματικά. Συνεπώς, σύμφωνα με τους ειδικούς, θα χρειαστούμε μια άλλη «βιομηχανική επανάσταση», μια άλλη «γεωργική επανάσταση» και μια «επανάσταση των υδάτινων πόρων».
Η ανθρωπότητα γνώρισε τα τελευταία 200 χρόνια δυο μείζονες «επαναστάσεις» στο χώρο της επιστήμης, που εξηγούν τόσο την ταχύτατη αύξηση του πληθυσμού του πλανήτη μας, όσο και την άνιση κατανομή του ανάμεσα στις ανεπτυγμένες και τις αναπτυσσόμενες χώρες. Αυτές είναι η αύξηση του προσδόκιμου της ανθρώπινης ζωής, το οποίο, σύμφωνα με έρευνα του καθηγητή Στατιστικής Βιοδημογραφίας στο Πανεπιστήμιο Southern Denmark, Fernando Colchero έχει σημειώσει αύξηση κατά μέσον όρο 40-50 χρόνια στις πιο αναπτυγμένες κοινωνίες και ο έλεγχος της γονιμότητας.
Ο παγκόσμιος πληθυσμός αγγίζει σήμερα τα 7 δισεκατομμύρια
Σε μια έκθεση 200 σελίδων η Οργάνωση Τροφίμων και Γεωργίας του ΟΗΕ, το 2013, παρουσίασε τα έντομα ως το φαγητό του μέλλοντος και ως το βασικό μενού ενός κόσμου που λιμοκτονεί. Σύμφωνα με τις προβλέψεις του ΟΗΕ τα επόμενα 40 χρόνια θα προστεθούν άλλα 3 δις περίπου στον παγκόσμιο πληθυσμό. Αυτή εκτιμάται πως θα είναι και η τελευταία μεγάλη αύξησή του, γιατί, μετά το 2050, αναμένεται μια σταθεροποίησή του. Επομένως οι επόμενες δεκαετίες είναι πολύ κρίσιμες αφού τα προβλήματα που θα προκύψουν από την αναμενόμενη πληθυσμιακή έκρηξη μπορεί να μην είναι διαχειρίσιμα, με το μεγαλύτερο, που είναι ήδη υπαρκτό, αυτό της έλλειψης τροφής. Αν στα παραπάνω προστεθεί και το γεγονός πως πολλές κοινωνίες του Τρίτου Κόσμου αναμένεται να φτάσουν το επίπεδο ζωής και την κατανάλωση τροφής της Δύσης, τότε το ήδη κρίσιμα επιβαρυμένο ζήτημα της διατροφής θα επιδεινωθεί, καθώς είναι επιστημονικά αποδεδειγμένο πως το μοντέλο διαχείρισης των διατροφικών πόρων που ακολουθούν επί τρεις αιώνες οι βιομηχανικές κοινωνίες της Δύσης έχει εξαντλήσει προ πολλού τα αποθέματά του. Για αυτό και «οποιαδήποτε απώλεια στην παραγωγή τροφίμων καθίσταται εξαιρετικά σημαντική», επισημαίνει ο Παναγιώτης Σαρρής, που είναι επικεφαλής της ομάδας «Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Φυτών» στο ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), στο Ηράκλειο (http://www.imbb.forth.gr/imbb-people/en/sarris-home), η έρευνα του οποίου εστιάζεται στη μελέτη των μοριακών μηχανισμών αλληλεπίδρασης φυτών-μικροβίων για την κατανόηση τόσο της μικροβιακής παθογένειας (σε ευπαθείς ξενιστές), όσο και της ενεργοποίησης της έμφυτης ανοσίας (Innate Immunity) σε ανθεκτικούς ξενιστές. «Σήμερα είναι γνωστό ότι οι παθογόνοι μικροοργανισμοί των φυτών θέτουν σε σοβαρό κίνδυνο την παγκόσμια παραγωγή τροφίμων, προκαλώντας απώλειες που μπορεί να αγγίξουν το 40% (σε κάποιες περιπτώσεις έως και το 80%) της ετήσιας παγκόσμιας παραγωγής καλλιεργούμενων ειδών μεγάλης οικονομικής σημασίας, όπως π.χ. σιτάρι, ρύζι, καλαμπόκι, πατάτα, κ.α.», εξηγεί ο ίδιος αποδίδοντας το πρόβλημα κυρίως στο μοντέρνο καλλιεργητικό μοντέλο των τελευταίων δεκαετιών, το οποίο προωθεί τη χρήση μονοκαλλιεργειών, δηλ φυτών με ταυτόσημο γενετικό υλικό. «Η ευρεία χρήση μονοκαλλιεργειών για αρκετές δεκαετίες, επέφερε σημαντική μείωση της γενετικής ποικιλομορφίας και την εξάλειψη σημαντικών γενετικών παραγόντων ανθεκτικότητας σε βιοτικούς (παθογόνα) αλλά και αβιοτικούς παράγοντες (ξηρασία, αλατότητα, κτλ). Αυτό συνέβη σχεδόν σε όλα τα καλλιεργούμενα φυτικά είδη μεγάλης οικονομικής σημασίας, με αποτέλεσμα σήμερα να γίνεται πολύ δύσκολη η ανίχνευση και η αξιοποίηση γενετικών πηγών ανθεκτικότητας των φυτών».
Μπορεί η διατροφική κρίση να αντιμετωπιστεί με τη συνδρομή της επιστήμης;
Οι ερευνητές εκτιμούν πως η κλιματική αλλαγή σε συνδυασμό με την αλόγιστη χρήση αγροχημικών, είχε ως αποτέλεσμα την δημιουργία νέων και ανθεκτικότερων στελεχών φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών. Γι αυτό τώρα οι έρευνες στρέφονται αφενός προς την αναζήτηση νέων πηγών γενετικής ανθεκτικότητας εναντίον αυτών και αφετέρου προς την εις βάθος μελέτη και κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που διέπουν την ανθεκτικότητα των φυτών.
«Η εμφάνιση ενός νέου στελέχους του μύκητα που προκαλεί την ασθένεια “σκωρίαση του στελέχους” (stem rust) στο σιτάρι, το οποίο είναι πολύ υψηλής μολυσματικότητας και εμφανίστηκε στην Uganda το 1999 – για αυτό και ονομάζεται Ug99 – αλλά και μία σειρά από νέα παθογόνα που έχουν κάνει την εμφάνιση τους απειλώντας την παγκόσμια παραγωγή οικονομικά σημαντικών φυτικών ειδών, όπως τα νέα ανθεκτικά στελέχη του μύκητα Phytophthora infestans της πατάτας, ή του Magnaporthe oryzae (ενός μύκητα που μολύνει το ρύζι), αλλά και στελέχη του βακτηρίου Xylella fastidiosa που βρέθηκαν ότι μολύνουν την ελιά και άλλες πολύ σημαντικές καλλιέργειες (αμπέλι, εσπεριδοειδή, κ.α.) , αποτελούν χαρακτηριστικά παραδείγματα», εξηγεί ο καθηγητής Π. Σαρρής, σύμφωνα με τον οποίο, ειδικά το τελευταίο, αποτελεί έναν ορατό, άμεσο κίνδυνο και μείζονα απειλή για το σύνολο της παραγωγής σημαντικών προϊόντων της Ευρώπης όπως το ελαιόλαδο. Η ανάγκη μελέτης, αλλά και αντιμετώπισης του Xylella fastidiosa, αλλά και συγγενικών ειδών οδήγησαν στη δημιουργία ενός consortium στο οποίο συμμετέχουν 73 ερευνητικές ομάδες από 17 χώρες της ΕΕ (COST 2017-2021, COST: EuroXanth). Ο καθηγητής κ. Σαρρής συμμετέχει στην 4μελή συντονιστική επιτροπή της Μεγάλης Βρετανίας.
Ο ίδιος αναφερόμενος ειδικά στο Ug99, επισημαίνει πως έχει ήδη προκαλέσει παγκόσμιο προβληματισμό, καθώς οι καλλιεργούμενες ποικιλίες σιταριού δεν φέρουν γονίδια ανθεκτικότητας σε αυτό. Το φαινόμενο αυτό έχει προσελκύσει την προσοχή της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας, μέλη της οποίας συνεργάζονται για την καταγραφή της εξάπλωσης του στελέχους Ug99, αλλά και για τη δημιουργία ανθεκτικών ποικιλιών σιταριού. Παρόλα αυτά, σύμφωνα με τον FAO (2015) προς το παρόν, δεν είναι γνωστό εάν οι ανθεκτικές ποικιλίες δημιουργηθούν έγκαιρα τελικά, έτσι ώστε να αποφύγουμε ένα παγκόσμιο λιμό.
Μοντέλο «ενσωματωμένου δολώματος»
Τα τελευταία χρόνια, μία σημαντική ανακάλυψη της ομάδας του καθηγητή Π. Σαρρή και των συνεργατών από τη Μ. Βρετανία, αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύτηκαν σε μερικά από τα μεγαλύτερα επιστημονικά περιοδικά διεθνούς απήχησης (π.χ. Science το 2014, Cell το 2015, BMC Biology το 2016, PLoS Pathogens το 2017 και PNAS το 2018) αφορά στην ανακάλυψη και περιγραφή ενός νέου μηχανισμού που εμπλέκεται στη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος των φυτικών οργανισμών. Η συγκεκριμένη ανακάλυψη προτάθηκε μάλιστα, ως μία από τις πιο σημαντικές στην Βιολογία για το 2015.
«Η έμφυτη ανοσία (Innate Immunity) των φυτών εμφανίζει αξιοσημείωτες ομοιότητες με αυτή του ανθρώπου και των θηλαστικών γενικότερα. Εξαρτάται δε, σε μεγάλο βαθμό από την παρουσία ενδοκυτταρικών υποδοχέων άμυνας γνωστών ως NLR (NOD-like Receptors), οι οποίοι σε όλους τους οργανισμούς, λειτουργούν ως “ανιχνευτές” παθογόνων», εξηγεί ο καθηγητής περιγράφοντας τον τρόπο με τον οποίο οι υποδοχείς NLR των φυτών ανιχνεύουν παθογόνους μικροοργανισμούς χρησιμοποιώντας πρωτεϊνικές δομές συγχωνευμένες σε αυτούς, οι οποίες μιμούνται τους πραγματικούς στόχους των παθογόνων και λειτουργούν ως δολώματα. Αυτός ο νέος μηχανισμός ανίχνευσης παθογόνων προτείνεται από τις ερευνητικές ομάδες που τον ανακάλυψαν ως το μοντέλο “του ενσωματωμένου δολώματος (ISD)”. «Η εις βάθος μελέτη και κατανόηση αυτών των μηχανισμών της φυτικής άμυνας, θα μπορούσε μακροπρόθεσμα να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων «συνθετικών» NLR υποδοχέων για την ανίχνευση νέων παθογόνων επιλογής. Αυτό θα αποτελούσε μία βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον λύση για την καταπολέμηση των παθογόνων που απειλούν την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια», καταλήγει ο Πάνος Σαρρής.
Ο Έλληνας ερευνητής με καταγωγή από την Κρήτη, είναι Αναπληρωτής Καθηγητής της Σχολής Βιοεπιστημών στο πανεπιστήμιο του Exeter της Μ. Βρετανίας, ενώ πρόσφατα εκλέχθηκε Επίκουρος Καθηγητής Μικροβιολογίας, στο τμήμα Βιολογίας του Παν/μίου Κρήτης. Από μέσα του 2018 αποτελεί μέλος του Τομεακού Επιστημονικού Συμβουλίου (ΤΕΣ) “Αγροτική Παραγωγή, Διατροφή, Τρόφιμα, Αγρο-βιοτεχνολογία και Υδατοκαλλιέργειες” του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας και Τεχνολογίας (ΕΣΕΤ)
*Η έρευνα στο περιοδικό PNAS: http://www.pnas.org/content/early/2018/09/24/1811858115
