I ricercatori delle Università scozzese e britannica di Dundee e Aberdeen hanno fatto progressi nel comprendere in che modo le spore della peronospora della patata siano così efficaci nell'infettare le piante.La Phyophthora infestans è un patogeno vegetale altamente distruttivo. E' stata la causa della famigerata carestia delle patate in Irlanda nel XIX secolo ed è ancora oggi un problema globale significativo, per cui si stimano costi per 3 miliardi di dollari in tutto il mondo, ogni anno.
La pericolosità del patogeno sta nella dispersione delle zoospore, cellule in grado di muoversi in un ambiente liquido. L'infezione si diffonde attraverso l'acqua, ma il meccanismo di attacco sulla pianta non era mai stato chiarito fino ad oggi.
I ricercatori hanno finalmente scoperto che le spore si raggruppano nell'acqua, aumentando così le possibilità di provocare infezioni: esse utilizzano due meccanismi, in due momenti diversi, per riunire abbastanza spore da attaccare le piante.
Lo studio è stato condotto dai ricercatori della Divisione di Matematica di Dundee e della Scuola di Scienze Mediche di Aberdeen. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sul Journal of Royal Society Interface.
Il Dr Fordyce Davidson, esperto di biologia matematica presso l'Università di Dundee, ha detto: "una zoospora da sola non è in grado di uccidere una pianta, ma queste spore hanno sviluppato un comportamento a sciami che le rende molto più efficaci. Una volta che ci sono abbastanza zoospore raccolte insieme, queste generano una sufficiente pressione infettiva, tale da permettere al patogeno di entrare nella pianta ed ucciderla".
Un aspetto poco chiaro del loro comportamento è quello chiamato dell'auto-aggregazione, cioè la formazione spontanea di addensamenti cellulari. In passato si pensava che questi comportamenti di aggregazione fossero dovuti a due meccanismi distinti. Oggi si è scoperto che entrambi i meccanismi, bio-convezione e chemiotassi, sono coinvolti in momenti separati con un ruolo distinto.
I ricercatori credono che questa scoperta permetterà di migliorare l'efficacia dei trattamenti preventivi nella lotta contro la peronospora della patata. Per lo studio, essi hanno posto milioni di zoospore in una capsula Petri per stabilire gli aggregati che esse formano. Si è osservato che questi modelli di aggregazione ricordavano modelli matematici e modelli di rilevazione chimica.
Il Dr Davidson ha spiegato che la bio-convezione è una sorta di schema di nuoto delle zoospore. Se si prende una cellula, che si presenta come un chicco di caffè con un fondo più tondo, le spore nuoteranno verso l'alto per via della gravità. E 'un processo molto rapido che avviene in pochi minuti. Esso forma pennacchi convettivi, cioè strutture nel liquido che spingono le cellule in cima, dove possono raggrupparsi insieme. "
Il secondo meccanismo consiste nel rilevamento chimico (chemiotassi), cioè le zoospore si muovono orientate da uno stimolo chimico.
Il Dr Davidson ha concluso: “il meccanismo di rilevazione chimica avviene in 4-5 ore. Se hai molti di questi pennacchi in una goccia d'acqua formati dalla bio-convezione, poi questi pennacchi, attraverso il rilevamento chimico, si raggruppano insieme fino ad ottenere un super pennacchio in grado di guidare sul serio l'infezione."