Pandemia di persone e piante: qual è la maggiore minaccia alla sicurezza alimentare?

Mentre la vita delle persone è messa in pericolo dalla pandemia di Coronavirus 2019 (COVID-19), le epidemie di piante si stanno diffondendo silenziosamente, influenzando i raccolti e l’economia globale. Esiste una grande correlazione tra la pandemia e la situazione in atto delle malattie delle piante. Mentre milioni di persone sono state infettate dalla sindrome respiratoria acuta grave Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), il virus che causa COVID-19, 822 milioni di persone, oltre il 10% della popolazione mondiale, sta attualmente affrontando l’insicurezza alimentare. Mentre gli anziani e gli obesi sono maggiormente a rischio di mortalità per COVID-19, sono i bambini e i malnutriti a essere maggiormente esposti alle conseguenze delle malattie delle piante. Non c’è dubbio che SARS-CoV-2 ha avuto un impatto negativo sulla nostra catena di approvvigionamento alimentare, causando carenze e aumentando i costi, tuttavia i patogeni delle piante hanno un impatto significativamente maggiore. Gli attuali decessi per fame hanno raggiunto i 4 milioni quest’anno, 10 volte il numero dei decessi COVID-19. A differenza di COVID-19, la perdita di colture legate al patogeno influisce in modo sproporzionato sulle popolazioni insicure nei paesi in via di sviluppo.

I patogeni e i parassiti delle piante sono responsabili di fino al 40% delle perdite di resa di mais, patate, riso, soia e grano in tutto il mondo. Le malattie delle piante causate da batteri, funghi, nematodi e virus costano all’economia globale 220 miliardi di dollari all’anno.  Il riso è coltivato in 100 paesi, a supporto di quasi la metà della popolazione mondiale, ed è a rischio di più virus trasmessi da vettori, al costo di 1,5 miliardi di dollari all’anno. Nel 2019, il Comitato internazionale per la tassonomia dei virus ha riconosciuto 1484 virus vegetali. Come i virus animali, i virus delle piante sono raggruppati in base alla struttura genomica virale. L’ infezione da begomovirus a mosaico della manioca provoca una perdita annuale di raccolto di 25 milioni di tonnellate. Con mezzo miliardo di persone che fanno affidamento su questa coltura come fonte di carboidrati e vitamine, le epidemie di questo virus portano direttamente alla carestia. Il virus del cacao CSSV  (Cocoa Swollen Shoo Virus), è diventato endemico in Ghana, Nigeria e Togo. La produzione di cacao nell’Africa occidentale rappresenta il 70% della fornitura mondiale di cacao. La perdita delle piantagioni di cacao avrebbe devastato l’economia locale e portato a carenze globali di prodotto. Con 200 milioni di alberi morti a causa dell’infezione da CSSV, sono stati istituiti costosi programmi di eradicazione per salvare l’industria del cacao.  I virus delle famiglie Bromoviridae, Closteroviridae, Luteoviridae e Potyviridae sono tutti virus RNA a filamento singolo a senso positivo, come SARS-CoV-2, e sono il gruppo di virus delle piante più dannoso dal punto di vista economico. I bromovirus causano epidemie su colture di frutta, verdura e alimenti per animali. Le coltivazioni di tutto il mondo di agrumi sono a rischio di Citrus tristeza closterovirus , virus appartenente alla famiglia di Closteroviridae che ha causato la perdita di 100 milioni di alberi di agrumi in tutto il mondo. Sfortunatamente, le misure di quarantena sono efficaci solo nelle aree con un basso tasso di infezione. La più diffusa malattia virale dei cereali, il luteovirus nano giallo d’orzo , della famiglia dei Luteoviridae, infetta colture di orzo, mais, riso, avena e grano che sostengono la popolazione mondiale. Il virus dell’accartocciamento della patata è responsabile della perdita annuale di 20 milioni di tonnellate di patate, per un costo di 100 milioni di dollari. Il costo stimato per la gestione del virus della famiglia Potyviridae, Ply pox potyvirus, supera i 10 miliardi di USD. Il più famoso virus della famiglia Potyviridae, il virus ringpot della Papaya, ha devastato l’industria della papaya e avrebbe potuto portare all’estinzione della specie alle Hawaii.

In risposta alla pandemia di COVID-19, il governo degli Stati Uniti ha concesso 4,3 miliardi di dollari specificamente per il controllo delle malattie, la prevenzione e i programmi sanitari globali.  Le politiche di sanità pubblica, come il monitoraggio, lo screening, la traccia dei contatti e la quarantena, aiutano a limitare la diffusione di SARS-CoV-2. Esistono misure comparabili anche per le piante ma sono estremamente costose, laboriose e richiedono molto tempo per essere applicate e controllare la diffusione dei patogeni delle piante. I vettori o portatori sani (es. afide migratore) sono la principale causa di propagazione delle infezioni e diffusione delle malattie delle piante, in particolare per le colture di frutta come agrumi, papaia, fragola e pomodoro nelle regioni indenni da malattia.  Metodi convenzionali, come biologici (predatori naturali dei vettori) e chimici (applicazione di pesticidi), sono stati utilizzati per decenni, portando con fatica solo ad un contenimento dei virus. La previsione di modelli basati su condizioni ambientali, proliferazione di vettori ed evoluzione del genoma virale potrebbe anticipare la comparsa di nuove malattie. La sorveglianza con droni, l’autocontrollo e la segnalazione potrebbero controllare sia le malattie umane che vegetali. Ma le pandemie si verificano inaspettatamente e le strategie per combattere gli agenti infettivi risultano inefficaci. La vaccinazione è economicamente valida e meno laboriosa rispetto alle misure di screening e quarantena. Per quanto riguarda le piante, non avendo un sistema immunitario adattativo come quello umano, l’espressione di virus o proteine ​​virali più deboli porta alla resistenza alle malattie. L’immunità innata nelle piante, come nell’uomo, protegge dagli agenti patogeni e i geni di resistenza antivirale (R) impediscono la diffusione sistemica provocando la morte cellulare programmata e il silenziamento dell’RNA impedisce la replicazione virale.  I metodi tradizionali di riproduzione e innesto possono conferire tale resistenza ai patogeni, ma per contrastare  l’epidemia del virus dell’anello della papaya , la prima papaia resistente ai virus è stata ottenuta attraverso l’espressione bioingegnerizzata delle proteine ​​virali, dimostrando con successo che la vaccinazione delle piante è possibile.  Da allora, la resistenza genetica basata sul silenziamento dell’RNA è stata applicata con successo in fagioli, papaia, prugna, patate, zucca e pomodoro, sebbene l’applicazione di questa biotecnologia sia ancora poco utilizzata. La resistenza ai patogeni per mezzo della bioingegneria potrebbe controllare le pandemie delle piante, ridurre la perdita di resa e promuovere la sicurezza alimentare; tuttavia, finanziamenti limitati e opinione pubblica contraria sulle colture geneticamente modificate sono da ostacolo allo sviluppo e alla successiva coltivazione per il consumo. Con una maggiore informazione e investimenti in ambito scientifico, si può stimolare un cambiamento nell’atteggiamento pubblico nei confronti dell’applicazione della biotecnologia per combattere le malattie sia delle piante che delle persone.

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