שינויי אקלים והשפעתם על מחלות צמחים

השירות המטאורולוגי הישראלי דיווח שהטמפרטורה הממוצעת בישראל עלתה בכ-1.4 מ"צ מ-1950 ועד סוף העשור הקודם. לפי מודלים אקלימיים מקובלים הטמפרטורה הממוצעת צפויה לעלות עוד בכמ"צ אחת ואף יותר עד 2050. מ 1950 חלה עלייה במספר הימים והלילות החמים, במיוחד בקיץ, וירידה במספר הימים והלילות הקרים ומגמה זו צפויה להימשך. כמות המשקעים הכללית בישראל פחתה במקצת בשלושים השנים האחרונות, בעיקר בצפון מזרח, ועל פי תחזיות המודלים לסוף המאה ה-21 היא תפחת בשיעור ממוצע של בין 15 ל 25% ביחס לתקופה 1990-1961 (יוסף וחוב', 2019). האם שינויי אקלים כבר השפיעו על מגפות צמחים?

בגלל היות הפתוגנים והצמחים אורגניזמים חיים המושפעים מתנאי המיקרואקלים המתרחשים סביבם, צפוי ששינויי אקלים ישפיעו עליהם ועל האינטראקציה בניהם כך שבכל מערכות צמח-פתוגן שונות תשתנה התרחשות של מחלות הצמחים. מידת השינויים וטבעם, חיוביים או שליליים, אינם ברורים. בנוסף, היעילות של אמצעי הדברה תלויה בתנאי הסביבה ובתנאים של שינויי אקלים קיצוניים היכולת להתמודד עם מחלות עשויה להיפגע.

השינויים הצפויים בטמפרטורות נראים לכאורה מזעריים – חלקי מעלה צלזיוס או מעלה בודדת עד שתי מעלות. האם שינויים כאלה יכולים להשפיע על מחלות צמחים? מסתבר ששינויים לכאורה פעוטים אך בזמן ממושך – שבועות או חודשים, כלומר במשך התפתחות מגפות בשדה, הם יכולים להיות משמעותיים ביותר. לדוגמא, במחקר עם קמחון העגבנייה הודגם ששינויים מכוונים קלים בטמפרטורה (מדרגות של 2 מ"צ) במשך מהלכה של מגפה בצמחים בוגרים השפיעו באופן משמעותי ביותר על חומרת מחלה. בדומה, שינויי טמפרטורת נוף או קרקע קלים שנמדדו בחלקות שדה של בזיל חורפי היו במתאם מובהק עם חומרת מגפות של שלוש מחלות נוף מוגברות לחות: עובש אפור, קשיונה גדולה וכשותית הריחן.

קיימות כבר כמה דוגמאות מתועדות של שינויים במגפות צמחים. הדוגמאות נסקרות ביתר פרוט במאמר בנושא (אלעד י' ובלנק ל' (2021) השפעת שינויי אקלים על מחלות צמחים. בספר תובנות חדשות במחלות צמחים, בעריכת אלעד י', דומברובסקי א', מנוליס-ששון ש' ועזרא ד', הוצאת המחלקה לפתולוגיה של צמחים וחקר העשבים. https://volcaniarchive.agri.gov.il/skn/tu/e51910). לדוגמא, תמותה נרחבת של עצים בצפון אמריקה יוחסה לעליית טמפרטורה ולשינויים במשקעים ורטיבות ועידוד הדבקה בכמה מיני האואומיצט Phytophthora. התרחשות ריקבון שורשים יוחסה לעלייה בממוצע הטמפרטורה בחורף, עליה בחורף בירידת משקעים ופחיתה בקיץ ונטייה לגשמים כבדים יותר מאשר בעבר. ודוגמא נוספת, לאורך חופי אורגון בארצות הברית עלתה טמפרטורת החורף הממוצעת ב 0.2-0.4 מ"צ וגשמי אביב התגברו ב 7-15 מ"מ בעשור מאז 1970. הפטרייה Phaeocryptopus gaeumannii הגורמת לחוורת ופגיעה במחטים של אשוח ופוגעת בגידול העצים הביאה למגפות חמורות מאז תחילת שנות התשעים של המאה שעברה באזור זה. המחלה נמצאה במתאם חיובי עם הצטברות ימי מעלה בחורף ומשך רטיבות העלים באביב ובסתיו. בנוסף, עלית הטמפרטורה הצפויה באזור הפסיפי צפון מערבי בארה"ב הביאו חוקרים להעריך שחומרת המגפות הנגרמות על ידי פטרייה זו עוד תגבר.

נעשים מחקרים לחיזוי מגפות של מחלות בעקבות שינויי אקלים חזויים. מלבד הקשיים בחיזוי אקלימי, לדוגמא מגבלת חיזוי המשקעים, קיימים קשיים מובנים בשילוב מידע ביולוגי עם מודלים אלה וזאת מפני שהשפעת פרמטרים בודדים על מערכת ביולוגית אינה לוקחת בחשבון את כל ההשפעות הא-ביוטיות האפשריות. סביר שהשפעה מסוימת ממסכת על השפעה אחרת וקיימות השפעות אקולוגיות כלליות על מערכות צמח-פתוגן אשר אינן נלקחות בחשבון. סביר להניח שבעתיד ישתנה גם אופן הגידול של צמחים, וייתכנו שינויים אובייקטיבים לא חזויים בזנים ורגישותם ובאמצעים תרבותיים לבקרת פגעים שישפיעו אף הם על מגפות בצמחים. למרות זאת נעשו חיזויים למחלות בגידולים חקלאיים וביערות.

חיזוי שנעשה בתחילת מאה זו כבר התממש בחלקו: שינויי אקלים השפיעו על פיזור גיאוגרפי וחומרה של כיב גבעול (Leptosphaeria maculans) בלפתית בדרום אנגליה. תחילת מגפות הוקדמה בעשרה ימים והחומרה גברה ב 18% בארבעת העשורים האחרונים של המאה ה-20 וזאת במתאם לעלייה בטמפרטורה בעיקר בחורף. הקדמת מגפות כתמת (Cercospora) בסלק בגרמניה הינה כבר בסדר גודל של עד 12 ימים בין 1998 ל 2007, המחלה החמירה והופיעה באזורים צפוניים יותר בעקבות עליית טמפרטורה (Richerzhagen et al., 2011).

התארכות עונת הגידול הצפויה באזורים שונים בעולם היא סיבה עיקרית להחמרת מגפות בגידולים (Menzel and Fabian, 1999) וזאת כתוצאה מעלייה במספר מחזורים במחלות פוליציקליות (מחלות רבות מחזורים) וכתוצאה מהשפעה רבה יותר של מחלות מונוציקליות (בעלות מחזור בודד בעונת גידול).

שלושה מודלים של אקלים חזוי חזו טמפרטורות מתאימות יותר להתפתחות מגפות כשותית הגפן (האואומיצט – ביוטרופ Plasmopara viticola) אבל חזו גם פחות גשם בחודשים מאי-יוני באזור פידמונטה שבצפון מערב איטליה, בעשורים שאחרי 2030. עליית הטמפרטורה תעודד מגפות של כשותית הגפן בשעה שהפחיתה במשקעים לא מפחיתה את חומרת המגפות באותה מידה כי העלייה בטמפרטורה תפצה על הפחתת הרטיבות. Salinari et al. (2006) חישבו שידרשו יותר פעולות הדברה בהשוואה לנהוג בתקופה נוכחית שהינה בסיס להשוואות. בברזיל נערכו סימולציות מגפות עתידיות של חלדון הקפה, מחלה חשובה במטעים, באזורים שונים, על בסיס תקופת הדגירה בין הדבקה להופעת סמפטומים של המחלה ומודלים לחיזוי אקלים בשנות העשרים, החמישים והשמונים של המאה ה- 21. נמצא שמשכי תקופות דגירה קצרות יותר יתרחשו בתקופות האלה אליהן מתייחסת התחזית. בניגוד לכך, מצאו שהתפוצה של מחלת סיגטוגה שחורה הנגרמת על ידי הפטרייה Mycosphaerella fijiensis שמתבטאת בכתמי עלים והינה הרסנית בבננה בברזיל – תצטמצם.

יערות מכסים שטחים נרחבים, כשליש מפני השטח בעולם, לעיתים הם הומוגנים מבחינת מין העץ השולט ביער, לכן מחלות ביער עלולות להתפשט על שטחים נרחבים ולגרום נזקים ניכרים. פרסומים מדעיים מציינים שהפנולוגיה וגידול עצי היער יושפעו משינויי הטמפרטורה, ריכוז פחמן דו חמצני, משקעים ואפילו אירועים קיצוניים שעלולים להתרחש ביתר שאת כך שהמערכת האקולוגית בתחומי היערות תשתנה. סביר שבעקבות שינויים א-ביוטיים ישתנו קצב גידול העצים, הגחה של ניצנים, גודל עלים, קוטר הגזע ועובי הקליפה והתפתחות שורשים. בנוסף תשתנה התפוצה הגיאוגרפית של מיני עצי היער. כל אלה ישפיעו על הופעת מחלות ועל רגישות להן. עצים הסובלים מעקה א-ביוטית עלולים להיפגע גם מגורמי מחלות ביוטיות. מאחר וצפויה בעתיד חשיפה מרובה לעקת יובש, נראה שיעלה גם הסיכוי להדבקה בגורמי מחלות קרקע, מאכלסי פצעים ופתוגנים רדומים בעצה של העץ (Sturrock et al., 2011).

ככלל נראה שבחלק מהמגפות הנגרמות על ידי גורמי מחלה ישתנו מועדי תחילת המגפות והחומרה שלהן וישתנו האזורים הגאוגרפים לתפוצתן. פתוגנים מסוגלים לעבור בין אזורים שונים בקצב מהיר יותר מאשר צמחים ולכן סביר שמגוון המחלות התוקף גידול מסוים ישתנה באזור ספציפי בהתאם לתפוצת הגידול (Elad and Pertot, 2014). בנוסף, רגישות הצמחים למחלות תשתנה בגלל השינויים בתנאים הא-ביוטיים ותשפיע על מגפות.

גורמי מחלה כגון נגיפים וחיידקים מסוימים מועברים על ידי פרוקי רגליים בין צמחים. פעילות וקטורים אלה אשר מעבירים גורמי מחלה עשויה להיות מושפעת אף היא משינויי אקלים. שינויי האקלים ישפיעו על אוכלוסיות החרקים, הישרדות שלהם בין עונות, אוכלוסיות צמחי בר שמאכסנות חרקים, האינטראקציה של גורם המחלה עם החרק ויכולות ההעברה על ידי החרקים, מידת המשיכה של החרקים למאכסנים הצמחיים, פיזורם הגאוגרפי של הווקטורים, זמינות מאחסנים חדשים ומספר מחזורי חיים שמשלימים החרקים.