פטריות יכולות לתקוף צמחים

רבים מאיתנו מכירים פטריות כאורגניזמים שגורמים למחלות, או כפטריות מאכל שגדלות על דשא או ביערות. דוגמאות אלה הן רק כמה מתוך קבוצות גדולות של פטריות, שמכילות אלפי פרטים. לדוגמה, שְׁמָרִים, שמדענים מכנים אותם שֵׁמֵר האפייה – אורגניזמים חד-תאיים שמשמשים להתפחה של לחם או בצק פיצה, או להתססת יין ובירה, הם פטריות (איור 1A). ביכולתנו גם להפיק תרופות, כמו למשל אנטיביוטיקות, מפטריות מסוימות. אלה דוגמאות לאופן שבו פטריות יכולות להיות מועילות עבורנו.

אולם, ישנן גם פטריות שתוקפות צמחים, וגורמות להם למחלות. אורגניזמים גורמי מחלות, לרבּות פטריות, נקראים פָּתוֹגֶנִים. פתוגנים של צמחים משתמשים בצמחים המארחים שלהם כחומרי מזון, או כמקום להתרבּוֹת בעצמם, ועקב כך נגרם נזק לצמח. פתוגנים פטריתיים מסוכנים במיוחד עבור צמחים, ועלולים לגרום לאובדן של קציר יבולים או, במקרים החמורים ביותר, למוות של צמחים. פטריות עלולות גם להשפיע באופן שלילי על איכות היבולים, ולגרום להצטברות רעלים בתוך הצמחים. הרעלים שמיוצרים על ידי חלק מהפטריות מסוכנים לבני אדם ולבעלי חיים.

מהי פטרייה?

כשאנו חושבים על פטריות, אנו בדרך כלל מדמיינים פטריות אכילוֹת, כמו פטריות שמפיניוֹן. אולם, מבנה הפטריות הוא רק חלק אחד מהפטרייה, שנקרא גוף הרבייה (איור 1B). לפטריות יש מגוון צורות וצבעים. מרבית הפטריות נוצרות מרצועות דמויות-חוטים שנקראות קוּרים. אלה הם מבנים שמאפשרים לפטריות לגדול ולצרוך מזון, וביכולתם גם ליצור מבנים מתמחים שהכרחיים להישרדותן של פטריות, או מאפשרים להן לתפוס טֶרֶף. לפטריות שאנו רגילים לראות יש קורים שגדלים בעיקר מתחת לאדמה, בצוּרת רשתות צפופות של רצועות, שנקראות תַּפְטִיר. התפטיר התת-קרקעי יכול לעיתים לגדול בצורה מעגלית, כשגופי הרבייה נמצאים בקצותיו (איור 1C).

פטריות מתרבוֹת באמצעות ייצור נְבָגִים, שהם סוג של זרעים שיכולים להיווצר ישירות על גבי התפטירים או על מבנים מתמחים אחרים. חלק מהפטריות מייצרות את גוף הרבייה של פטריות מאכל, שאותו אנו מכירים, במטרה להפיץ נבגים לסביבה. מנבג יחיד, פטרייה יכולה לייצר קורים חדשים שיגדלו להיות תפטיר חדש [1]. התפטיר יכול להיות מוגדר כ''גוף'' הפטרייה האמיתי, בעוד שהנבגים מהווים צאצאים שלו.

פתוגנים פטרייתיים – אורגניזמים הרסניים

בתנאי אקלים מסויימים, פתוגנים פטרייתיים יכולים לגדול באופן מעריכי (אקספוננציאלי) ולהרוס יבולים. לדוגמה, פטרייה שנקראת בּוֹטְרִיטִיס יכולה להרוס יותר מ-80% מפרחי התות ופירותיו [2]. אותה הפטרייה יכולה גם לתקוף עגבניות, להשפיע על יותר מ-70% מצמחי העגבנייה ולגרום למוות בטרם עת. פטרייה זו מסוגלת להשפיע על יותר מ-1,400 מִינֵי צמחים שונים, לרבּות ענבים, פטל, אָסְנָה, שעועית, חסה, וכן על פרחים דוגמת ורדים, גֶּרְבֵּרוֹת, חינניוֹת וסחלבים.

הוערך שפתוגנים פטרייתיים גורמים לאובדן של מאות מיליארדי דולרים ברחבי העולם מִדֵּי שנה. בני אדם יכולים לסבול ישירות מהתוצאות של מתקפות הנגרמות על ידי פטריות. לדוגמה, רָעָב תפוחי האדמה הגדול באירלנד (1852–1845), אשר גרם למותם של מיליון בני אדם, נוצר על ידי פתוגן שנקרא כִּמָּשׁוֹן תפוחי האדמה, אשר הרס תפוחי אדמה – מקור המזון העיקרי של אנשים דלי אמצעים באותה התקופה.

מחזוֹר המחלה של פתוגן פטרייתי

פתוגנים פטרייתיים יכולים לחיות בתוך צמחים או על פני השטח שלהם. לכן, כדי לשרוד, מחזור החיים של הפטרייה צריך לעקוב אחרי שלבי הגדילה של הצמח. חשבו על עצי תפוח: בסתיו הם מאבדים את עליהם, ובחורף הם חיים אך רדומים. פטריה פתוגנית אשר חיה על עלים של עץ תפוח צריכה להיות מסוגלת לשרוד עד האביב, כאשר עלים חדשים זמינים. במקרים כאלה, פטרייה פתוגנית יכולה לייצר נבגים או קוּרים מיוחדים שנקראים סְקְלֵרוֹטִיָה, בכדי להתמודד עם תנאים בלתי מועדפים. פטריות אחרות מתחבאות בתוך הצמח, ומחכות לתנאים מועדפים יותר, או נעות לצמחים מארחים אחרים שפעילים במהלך תקופה בלתי מועדפת. חלק מהפטריות שורדות בחורף באדמה, על ידי כך שהן ניזונות מצמחים מתים ומחומרים שמקורם בבעלי חיים.

כאשר הצמח המארח נעשה זמין באביב, הפטרייה מוכנה להדביק (איור 2). כדי להגיע לצמח, הפטרייה מייצרת נבגים, שמועברים על ידי רוח, מים, או בעלי חיים, כמו חרקים. כשהם על הצמח, הנבגים נדבקים אל פני השטח שלו, וההדבקה מתחילה. הדבקה מכילה שני שלבים: חדירה אל רקמות הצמח המארח, והקמת מושבות בתוך רקמות אלה. הַחֲדִירָה אל רקמות המארח מתבצעת במטרה להגיע לחומרי המזון שבתוכו. הפטרייה יכולה לחדור דרך פתחים טבעיים בצמח, או להיכנס דרך פגיעות על פני השטח של הצמח, שנוצרו עקב נזק שגרמו חרקים, למשל. לחלופין, חלק מהפטריות חודרות לצמח באמצעות גרימת נזק לפני השטח שלו על ידי חומרים מתמחים או מבנים מתמחים. לאחר החדירה, הקורים מיוצרים. במהלך הקמת המושבה, הקורים גדלים ברקמות ומגיעים אל חומרי המזון. חלק מהפטריות הורגות את תאי הצמח באופן מיידי כדי לצרוך את חומרי המזון שלהם, בעוד שסוגי פטריות אחרים צורכים חומרי מזון מִתָּאִים חיים דרך מבנה מתמחה שמיוצר מהקורים.

חלק מהפתוגנים הפטרייתיים מבצעים רק מחזור הדבקה אחד בעונה, בעוד שאחרים מבצעים כמה מחזורים בעונה, על ידי יצירת נבגים חדשים בסיום תהליך הקמת המושבה. מספר מחזורי ההדבקה החדשים בעונה תלוי בתנאי מזג האוויר: אם תנאי מזג האוויר מתאימים, מתרחשים כמה מחזורים שניוניים, וגורמים נזק גדול לצמחים וליבולים [4].

תסמינים שכיחים של מחלות פטרייתיות

תסמינים הם ההשפעות הנצפות של מחלה שנגרמת על ידי פתוגן. פטריות שונות יכולות לתקוף צמחים שונים ואיברי צמחים שונים, ולכן זיהומי פטריות עשויים לגרום לטווח עצום של תסמיני מחלה, כמו למשל שינויים בצבע ובצורה; ריקבון, פציעה וּנְבִילָה (איור 3). שינויי צבע יכולים להופיע כעלים צהובים, ולעיתים מלווים בשינויים במבנה העלה. מוות של תאים גורם לחלקים בצמח להירקב, וצובע את רקמות הצמח בצבע שחור כהה, שיכול להופיע כנקודות על העלים, או ככתמים רקובים על פירות. עובש אינו תסמין של מחלה – אלה החלקים הנראים של הפטרייה על פני השטח של הצמח, כולל התפטיר והנבגים. חלק מהמחלות הפטרייתיות גורמות לפצעים קטנים על איברי הצמח, שנקראים גלדים (scabs). תסמיני המחלה מסייעים לנו לפענח איזו מחלה פטרייתית משפיעה על הצמח, כדי שנוכל לספק את כלי ההגנה המתאימים לטיפול בזיהום.

בקרת מחלות

מאחר שצמחים לא יכולים לתקשר איתנו, לעיתים קשה להבין מתי הם חולים. יתרה מזו, בשלב שבו אנו מבחינים בתסמיני מחלה על רקמות של צמח, כבר לא ניתן לרפא את הצמח. מה שביכולתנו לעשות הוא רק לצמצם את הנזק על ידי הפחתת ההתפשטות של המחלה לאיברים שכנים ולצמחים בריאים, כלומר מניעה היא הדרך הטובה ביותר לנהל מחלות של צמחים. כמה שיטות משמשות למניעת מחלות פטרייתיות: תִּרְבּוּת של מגוון יבולים שעמידים לפטריות; שימוש בטכניקות חקלאות מתאימות, ושימוש בקוטלי פטריות – חומרים כימיים שמסוגלים להרוג פטריות.

יבול עמיד יכול להפעיל אסטרטגיות שונות כדי להתגבר על מתקפה של פטרייה והתפתחותה, כמו מחסומים פיזיים חזקים יותר או ייצור של רכיבים אנטי-פטרייתיים [5]. לרוע המזל, עמידותו של יבול עמיד היא רק למגוון מוגבל של פתוגנים פטרייתיים, ולעיתים הפטרייה יכולה להתגבר על עמידוּת הצמח. כך או אחרת, שימוש מתאים ביבולים שעמידים לפטריות יכול להפחית את הבעיות שנגרמות על ידי פתוגנים של צמחים.

טכניקות בחקלאות מְכֻוָּנוֹת להפחית את התנאים שמעודדים התפתחות מחלות פטרייתיות. לדוגמה, על ידי הסרה והריסה מהירה של צמחים חולים, או על ידי חיטוי האדמה או זרעי הצמחים באמצעות חום או כימיקלים, חקלאים יכולים להפחית את כמות הפטריות שנמצאות בסביבת היבול. מחזוֹר גידולים מפחית את מספר הנבגים באדמה, באמצעות שינוי סוגי היבולים שגדלים בשדה בכל שנה. כמו כן יש להשקות וּלְדַשֵּׁן את היבולים במידה מאוזנת, כדי להימנע מייצור עודף של עלים, אשר מעודד את ההתפשטות של פתוגנים פטרייתיים.

לעיתים קרובות, האמצעים האלה אינם יעילים בהשגת הגנה מלאה מפני מחלות פטרייתיות, וכדי למנוע זיהומים פטרייתיים, חקלאים צריכים לעשות שימוש בקוטלי פטריות [4]. חשוב לזכור שרק מומחים יכולים להשתמש בקוטלי פטריות, תחת תנאים מבוקרים, מאחר ששימוש בלתי הולם במוצרים אלה עלול להזיק לבני אדם, לאורגניזמים אחרים ולסביבה.

מנעו פטריות בביתכם!

לעיתים אתם מבחינים בפטריות שגדלות על המזון שלכם. חלקן עשויות להיות פתוגנים של צמחים שנישאו על פני השטח של המזון ישירות מהשדה, בעוד שאחרות יכולות להיות פטריות שנמצאות בביתכם!

כדי לשמור על מזונכם בטוח לאכילה ולמנוע בזבוז של מזון, ישנם כמה אמצעים שאתם יכולים לנקוט בהם במטבח הביתי:

• שמרו על מקומות אחסון המזון נקיים – במטרה להגביל נוכחות של נבגים.

• השליכו לפח במהירות מוצרים רקובים או מעופשים – כדי למנוע את התפשטות הפטריות.

• אחסנו מזון במקומות קרירים ויבשים ככל הניתן – פטריות גדלות בתנאים לחים וחמים.

• הקפידו על טיפול בצמחי הבית – בדקו באופן שוטף אם פיתחו תסמיני מחלה, והסירו עלים נגועים כדי למנוע התפשטות של מחלה. כאשר צמח מת, החליפו את האדמה בכלי שלו, כי ייתכן שהפטריות או הנבגים עדיין נמצאים באדמה.

באמצעות שיטות פשוטות אלה נוכל להגן על המזונות שלנו, ולסייע להפחית את מספר הפתוגנים של צמחים בסביבתנו!

מילון מונחים

פתוגן (Pathogen): ↑ גורם (כמו וירוס, חיידק, או פטרייה) שיכול לגרום למחלה אצל אורגניזם חי.

פטרייה (רבים: פטריות) [Fungus (pl. fungi)]: ↑ קבוצה של אורגניזמים חיים שאינם בעלי חיים, צמחים, או חיידקים. פטריות מוכרות הן פטריות מאכל, עובש ושמרים. הן סופגות את מזונן מאורגניזמים מתים או חיים, וחלק מהן יכולות לגרום למחלות אצל צמחים ובעלי חיים.

גוף הרבייה (Fruiting Body): ↑ החלק של הפטרייה שבו מיוצרים הנבגים. בדרך כלל, הוא קשור לחלק של הפטרייה שאותו אנו אוכלים.

קור (רבים: קורים) [Hypha (pl. hyphae)]: ↑ רצועות דקות שמיוצרות על ידי פטריות במטרה לגדול ולצרוך מזון.

תפטיר (רבים: תפטירים) [Mycelium (pl. mycelia)]: ↑ ה''גוף'' העיקרי של פטריות, שמכיל רשת של קורים.

נבג (Spore): ↑ מבנה של רבייה. נבגים יכולים לשרוד במשך זמן רב בתנאים בלתי מועדפים.

סקלרוטיום (רבים: סקלרוטיה) [Sclerotium (pl. sclerotia)]: ↑ מָסָה קומפקטית של קורים שמיוצרים על ידי פטריות במטרה לשרוד בתנאים קשים. הסקלרוטיום מאפשר גדילה של פטריות חדשות או נבגים שמייצרים מבנים כאשר תנאי הסביבה מתאימים.

מגוון יבולי (Crop Variety): ↑ קבוצה מסוימת של צמחים שנבחרה על ידי בני אדם בשל מאפייניה (לדוגמה, איכות הפרי או עמידוּת למחלות).

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.

תודות

אנו רוצים להודות לפרופסור Federico Zerbetto על התמונות של peach leaf curl באפרסק והעובש השחור שמוצגות במאמר, ולדוקטור Elisa Cadei על ציור האיורים. הפרויקט קיבל מימון מתוכנית האיחוד האירופי Horizon 2020-EU.1.2 מחקר פתוח ופעילות חדשנות FET , תחת הסכם מענק מספר 828940.