تاريخ علم أمراض النبات

History of Phytopathology

علم أمراض النبات Plant diseases =) Phytopathology، أو Plant pathology) هو العلم الذي يبحث ويتناول أمراض النبات، وهو يقابل بخطوطه العريضة مفهوم طب النباتات (Plant medicine). فهو يهتم بدراسة الأعراض المرضية، ومسبباتها، وطرائق الوقاية من الإصابة بالأمراض النباتية ومكافحتها.

وترتكز دراسة أمراض النبات على العديد من العلوم الأخرى مثل: علم النبات Botany، وعلم الأحياء الدقيقة Microbiology، وعلم البيولوجيا الجزيئية Molecular biology، وعلم الوراثة Genetics، وعلم البيئة Ecology، وعلم السموم Toxicology، وعلم الأوبئة Epidemiology، والكيمياء الحيوية Biochemistry ..... الخ.

لقد أدت الأمراض النباتية دورا محددا في عدة أحداث تاريخية: ففي بداية القرن الثامن عشر (1722)، أهلك الجيش الروسي بعد أن كان على وشك سحق العثمانيين، وذلك بعد استهلاكه لطحين الشيلم المسموم بقلويدات الإرجوت Ergot alkaloids الناتجة عن الأجسام الحجرية للفطر Claviceps purpurea المسبب لمرض مهماز الشيلم، وهذا الحدث سمح للإمبراطورية التركية بالبقاء أيضا لمدة 200 سنة أخرى.

وفي عام 1846، أدى دخول الفطر Phytophthora infestans المسبب لمرض اللفحة المتأخرة على البطاطا إلى إيرلندا إلى حدوث مجاعة حقيقية أدت إلى موت أكثر من مليونين من السكان، وهجرة حوالي مليون من الشباب إلى العالم الجديد. كما قضي هذا المرض على زراعة البطاطا في ألمانيا عام 1916، وأدى عام 1917 إلى مجاعة بين السكان المدنيين، مما زعزع قوى الحرب عند الألمان.

وأمراض النبات هي أيضا التي جعلت الإنكليز يتحولون إلى شرب الشاي، بعد أن كانوا من شاربي القهوة حتى عام 1880 تقريبا. ففي تلك الفترة دمرت أشجار القهوة في سيلان (سيريلانكا) بعد إصابتها بمرض صدأ القهوة المتسبب عن الفطر Hemileia vastatrix مما أدى إلى استبدالها بأشجار الشاي.

كما أن ظهور وانتشار أمراض جديدة أدى وما زال يؤدي دورا محددا في توفر السلع الزراعية من جهة، وفي أسعارها من جهة أخرى. ومن بين الأمثلة الحديثة على ذلك: انتشار مرض البياض الزغبي على التبغ في أوروبا عام 1960 مدخلا من أمريكا من قبل أحد الهواة. وفي عام 1970، انتشار الوباء المدمر بالفطر Helminthosporium maydis على الذرة الصفراء في الولايات المتحدة الأمريكية نتيجة التجانس الوراثي الكبير للأصناف المزروعة. وفي عام 1972، انتشار الموجه الثانية من مرض الذبول الوعائي على الدردار المتسبب عن الفطر Ophiostoma noviulmi - في أوروبا الغربية، وانتشار صدأ القهوة في أمريكا الجنوبية، وأنثراکنوز القهوة في أفريقيا.

لم تعرف أسباب معظم الأمراض النباتية إلا خلال العهود الحديثة. فعلى الرغم من أن القدماء (اليونانيين، والهندوس، والصينيين) كان لديهم إدراك جلي تماما بوجود أمراض عند النباتات المزروعة، ولكنهم كانوا يعزون هذه الظواهر لأسباب ربانية، ويقيمون لها التعاويذ السحرية، والاحتفالات المخصصة لتهدئة الآلهة كوسائل في مكافحتها. وقد ذكر في التوراة (حوالي 750 ق. م) أن الإله أرسل اللفحة والبياض ليدعو الناس للعودة إليه، والتكفير عن خطاياهم. كما أقام الرومان آلهة خاصة لتحمي مزروعاتهم من الإصابة بالأمراض، وخاصة أمراض الصدأ على محاصيل الحبوب.

حاول ثيوفراست Theophraste إيجاد علاقة بين الأمراض النباتية، وسير الأجسام السماوية، والعوامل المناخية. فقد لاحظ انتشار المرض في الأراضي المنخفضة أكثر منها في الجبال. وكان لديه شعور أيضا بوجود تباين في حساسية أصناف النباتات المزروعة تجاه الأمراض. وبقيت فرضيات ثيوفراست حتى القرن الثامن عشر، والتي تعتبر أن التغيرات غير الطبيعية، والبثرات المختلفة التي تشاهد على النباتات المريضة هي من منشأ داخلي، أي أن الكائنات الدنية المسببة للفساد والعفن والتحلل تنشأ من الكائنات النباتية والحيوانية الموجودة عليها، وليست من منشأ خارجي، ومن هنا بدأت نظرية النشوء الذاتي Spontaneous generation تحل تدريجيا مكان الاعتقادات السائدة بعقوبة الآلهة لتفسير الأمراض التي كانت تحل بالمزروعات.

وفي عام 1665، رسم Hook أول مشاهدة مجهرية لفطر ممرض للنباتات، وبدقة قريبة من تلك التي أظهرتها التقانات الحديثة (الشكل ادناه).

وفي عام 1729، أظهر الإيطالي Micheli أن الفطريات الرمية (Mucor و Aspergillus)، والتي كانت تنمو على شرائح معقمة من البطيخ الأصفر، كانت تأتي من أبواغ محمولة بالهواء، واستنتج من ذلك أن الفطريات هي كائنات مستقلة تنشأ من أبواغها، وليست من النسيج النباتي.

وفي عام 1755، أثبت الفرنسي Tillet إمكانية إجراء العدوى الاصطناعية بمرض نخر الحبوب (التفحم المغطى). إلا أنه كان يميل للاعتقاد بأن هذا المرض ناجم عن وجود مواد سامة في غبار أبواغ التفحم، وليس عن تطفل كائن حي، إلا أن السويسري Prevost (1807) أثبت بطريقة واضحة أن مرض نخر الحبوب يسببه فطر متطفل من منشأ خارجي ليشكل بذلك أسس أمراض النبات الحديث. ومع ذلك فإن استنتاجاته لم تلق قبولا من قبل أكاديمية العلوم في باريس، ووجب انتظار 60 سنة أخرى لقبول مفهوم الأمراض المعدية النباتات المتسببة عن الفطريات.

شكل يبين: مظهر لنفس التراكيب الفطرية (البثرات) على ورقة ورد مصابة بمرض الصدأ المتسبب عن الفطر Phragmidium rosae (بفاصل زمني يزيد عن 300 سنة). (a) رسم تخطيطي حسب Hook عام 1665. (b) صورة مأخوذة بالمجهر الإلكتروني في عام 1987. (عن 2003 ,Lepoivre).

أثبت الفرنسي باستور Pasteur عام 1860 بشكل قاطع أن الكائنات الدقيقة هي وحدات حية مستقلة لا تنشأ من تفسخ الأنسجة كما زعمت طويلا نظرية النشوء أو التولد الذاتي. ثم قام الألماني كوخ Kock (1876) بوضع فرضياته الشهيرة لإثبات التطفل، وساهم بذلك مع باستور في ترسيخ النظرية الجرثومية للمرض.

وفي عام 1878 أشار Burril إلى أن البكتيريا يمكن أن تكون مسؤولة عن حدوث أمراض في النباتات، وكان المقصود في ذلك الوقت مرض اللفحة النارية على أشجار التفاحيات.

وفي عام 1888 أثبت DeBary، وبطريقة غير قابلة للجدل أن الفطر Phytophthora infestans هو المسؤول عن مرض اللفحة المتأخرة على البطاطا.

ولم يكن إلا في عام 1956، حتى تم إثبات أن RNA الفيروسات يحتوي على المعلومات الوراثية للفيروس. وكانت سنوات السبعينات موسومة باكتشاف آخر مجموعتين من المسببات المرضية: الفيتوبلاسما Phytoplasma، والفيروئيدات (أشباه الفيروسات) Viroides.

وقد تطورت طرائق مكافحة أمراض النبات بالتزامن مع تطور المعرفة بمسبباتها. وحتى القرن التاسع عشر، لم تكن مكافحة الأمراض مبنية على المعرفة الدقيقة بمسبباتها. ومع ذلك كان عند شعوب الإنكا تقليد بفرز بذار الذرة، وعدم زرع الا البذور ذات اللون الذهبي الجميل. وقد أدخل الرومان بعض المعاملات للحبوب، كالنقع بالخمر أو بالبول، والتغليف بثفل الزيتون. وفي عام 1660، أصدرت تشريعات في مقاطعة النورماندي في فرنسا تقضي بتدمير شجيرات البربريس للاشتباه بعلاقتها بمرض الصدأ الأسود على محاصيل الحبوب. ومنذ القرن السابع عشر أخذ الفلاحون الانكليز يغسلون بذار القمح بالماء المملح، وذلك بعد أن انتشلت شحنة قمح من سفينة غارقة، ووجد عند زراعتها أنها كانت أقل عرضة للإصابة بالتفحم. وفي عام 1885، اكتشف الفرنسي Millardet مزيج بوردو المكون من كبريتات النحاس والكلس المطفأ. كما استخدم الدانمركي Jensen (1886) الماء الساخن لمعاملة بذار القمح في مكافحة مرض التفحم السائب. وكان استخدام الكبريت والمركبات النحاسية في القرن التاسع عشر بداية الطريق لتطور علم الصيدلة النباتي Phytopharmacology المعاصر.

وعلى الرغم من الاستخدام المتنامي لوسائل المكافحة، والتطور الهائل في هذا المجال، فقد اتسمت نهاية القرن العشرين بالظهور المفاجئ لبعض الأمراض النباتية. ومن بين العوامل التي تفسر هذه الظاهرة: زيادة حجم وسرعة التبادلات الدولية للمنتجات الزراعية مما أدى إلى إدخال نباتات جديدة إلى مناطق لم تكن مزروعة فيها سابقا، فنقلت معها الكثير من مسببات الأمراض (وغالبا بمعزل عن أعدائها الطبيعية)، الأمر الذي أدى إلى انتشارها بسرعة بسبب الخلل في التوازن الحيوي في المناطق الداخلة إليها في ظل غياب أعدائها الطبيعية؛ التجانس الوراثي الكبير للأصناف المزروعة، وزراعة محصول واحد في مساحات واسعة؛ زراعة الأصناف المحسنة ذات الصفات النوعية الجيدة، والإنتاج العالي، ولكنها غالبا ما تكون أكثر حساسية لبعض الأمراض النباتية؛ التنوع أو التباين الوراثي الكبير للطفيليات، مما يؤدي إلى ظهور سلالات شرسة قادرة على كسر صفة المقاومة عند النباتات المزروعة من جهة، ومقاومتها للمبيدات من جهة أخرى؛ استخدام عمليات زراعية تقلل من مقاومة النباتات للأمراض (الري الرذاذي، الإفراط في التسميد الآزوتي، المكننة الزراعية، والزراعة في مناطق غير مناسبة بيئيا)؛ وأخيرا طول مدة النقل والتخزين.

ونظرا للوسائل الهائلة المستخدمة في مكافحة الأمراض النباتية، والخطر المحتمل الدائم الذي تمثله الأمراض الجديدة، فعلم أمراض النبات يلقى اليوم أهمية اقتصادية كبيرة بكونه عنصرا أساسيا من عناصر المردودية في المنتجات الزراعية.