Een aardappel aangetast door P. infestans, de ziekteverwekker die verantwoordelijk is voor de Irish Potato Famine. De exacte soort die betrokken was bij de hongersnood in 1840 is nu voor het eerst geïdentificeerd. Afbeelding via USDA
Bijna 150 jaar, beginnend in de late 17e eeuw, leefden miljoenen mensen in Ierland grotendeels van één oogst: de aardappel. Toen merkten boeren in 1845 op dat de bladeren van hun aardappelplanten bedekt waren met mysterieuze donkere vlekken. Toen ze aardappelen uit de grond trokken, waren de meeste gekrompen, papperig en niet eetbaar. De plaag verspreidde zich alarmerend snel en sneed de opbrengsten van de oogst van dat jaar in twee. Tegen 1846 was de oogst van aardappelboerderijen gedaald tot een kwart van de oorspronkelijke grootte.
De ziekte - samen met een politiek systeem dat Ierland verplichtte om grote hoeveelheden maïs, zuivel en vlees naar Engeland te exporteren - leidde tot wijdverspreide hongersnood en bijna alle weinige beschikbare aardappelen werden gegeten, waardoor tekorten aan pootaardappelen ontstonden die ervoor zorgden dat de honger zou voortduren voor bijna een decennium. Uiteindelijk stierven meer dan een miljoen mensen en emigreerde nog eens een miljoen mensen om aan de ramp te ontsnappen, waardoor de Ierse bevolking met ongeveer 25 procent daalde; het eiland heeft zijn populatieniveau vóór de hongersnood nog steeds niet bereikt.
Destijds was de wetenschap achter de plaag slecht begrepen en de meesten geloofden dat het werd veroorzaakt door een schimmel. In de twintigste eeuw hebben wetenschappers vastgesteld dat het werd veroorzaakt door een oomycete (een schimmelachtige eukaryote) genaamd Phytophthora infestans . Zonder toegang tot de exemplaren uit het 1840-tijdperk konden ze echter niet precies identificeren welke stam van het organisme verantwoordelijk was.
Nu is een internationale groep wetenschappers teruggegaan en bemonsterd het DNA van Ierse aardappelbladeren bewaard in de collecties van Londen's Kew Gardens sinds 1847. Daarbij ontdekten ze dat een unieke, voorheen onbekende stam van P. infestans die ze HERB noemen -1 veroorzaakte de plaag.
Ierse aardappelbladeren uit 1847, het hoogtepunt van de hongersnood, gebruikt als onderdeel van de studie. Afbeelding via eLife / Kew Gardens
De onderzoekers, van het Sainsbury-laboratorium in het VK en de Max Planck-instituten in Duitsland, kwamen tot de bevinding als onderdeel van een project dat DNA analyseerde uit 11 verschillende bewaarde historische monsters en 15 moderne monsters om de evolutie van de ziekteverwekker in de tijd te volgen, gepubliceerd vandaag in het tijdschrift eLife .
Momenteel wordt P. infestans wereldwijd gedistribueerd, waarbij de overgrote meerderheid bestaat uit de destructieve stam US-1. De meeste andere stammen van P. infestans komen alleen voor in de Toluca-vallei in Mexico, waar wilde aardappelrassen inheems zijn, dus wetenschappers geloofden al lang dat US-1 verantwoordelijk was voor de hongersnood in 1840.
Maar toen de onderzoekers kleine stukjes intact DNA haalden uit de oude uitgedroogde aardappelbladeren, oorspronkelijk verzameld uit Ierland, Groot-Brittannië, Europa en Noord-Amerika, en deze vergeleken met de huidige exemplaren van P. infestans, ontdekten ze dat de stam verantwoordelijk voor de hongersnood verschilde enigszins van de US-1 van vandaag.
Op basis van hun analyse van de genetische variatie tussen de twee stammen en de andere historische monsters, suggereren ze dat ergens in 1842 of 1843 de voorouder van de HERB-1-stam van P. infestans uit Mexico naar Noord-Amerika kwam en vervolgens Europa, misschien vervat in de aardappelen die schepen vervoerden als voedsel voor hun passagiers. Al snel verspreidde het zich over de hele wereld, wat hongersnood veroorzaakte in Ierland en aanhield tot de jaren 1970, toen het uitstierf en grotendeels werd vervangen door de US-1-stam. De twee stammen splitsten waarschijnlijk ergens kort nadat hun gemeenschappelijke voorouder uit Mexico kwam.
De studie is de eerste keer dat de genetica van een plantpathogeen is geanalyseerd door DNA te extraheren uit gedroogde plantenmonsters, waardoor onderzoekers de mogelijkheid hebben om andere plantenziekten te bestuderen op basis van de historische collecties van botanische tuinen en herbaria over de hele wereld. Het team zegt dat een beter begrip van de evolutie van plantenziekten in de loop van de tijd nuttig kan zijn om manieren te vinden om robuustere plantenrassen te kweken die resistent zijn tegen de ziekteverwekkers die tegenwoordig planten infecteren.
