Als je denkt dat de zomertijd je alertheid in de ochtend afremt, zou je het weleens mis kunnen hebben. Koffieroest is ook een goede kandidaat.
Koffieroest, een schimmel die de bladeren van koffieplanten aantast, is economisch gezien de meest verwoestende koffieplaag ter wereld. Sinds de jaren 1980 hebben incidentele uitbraken van deze schimmel de koffieproductie in Amerika aangetast, waardoor de prijs soms verdubbelde of verdrievoudigde.En het probleem is sinds 2008 geëscaleerd. Er is dan ook enorm geïnvesteerd in de bestrijding ervan.
Een intrigerende nieuwe, kleinschalige ontdekking met grote impact zou de duurste koffieplaag mogelijk tegen kunnen gaan. Volgens recent onderzoekvan de Universiteit van Michigan in Ann Arbor kan een slak, de Bradybaena similaris, grote hoeveelheden koffieroest consumeren voordat de ziekte de plant kan beschadigen. Zet één slak op een aangetast blad en binnen 24 uur is dertig procent van de roest verdwenen.
Hoewel vijanden en ziekteverwekkers van koffieroest bekend waren, werden buikpotigen(slakken) nooit daartoe gerekend. Er is sowieso weinig bewijs dat slakken andere plantenschimmels eten. Dit is waarschijnlijk de eerste keer dat is vastgesteld dat de Bradybaena similarisvan planten overstapt op schimmels.
Toch is er bij deze mogelijke biocontrole, een tactiek om plagen met andere organismen te beheersen, sprake van een addertje in het gras. De Bradybaena similarisis een invasieve soort en een plaag op zichzelf. Maar de onderzoekers hebben misschien een manier gevonden om het dieet van de slakken te beperken tot koffieroest.
Oranje piepspoor biedt redding
Tijdens hun veldonderzoek in de weelderig groene bergen van Puerto Rico in 2016 zagen Zachary Hajian-Forooshani, promovendus aan de Universiteit van Michigan, en zijn begeleiders John Vandermeer en Ivette Perfecto dunne sporen feloranje slakkenpoep aan de onderkant van brede, groene koffiebladeren. De kleur van de uitwerpselen kwam perfect overeen met die van de koffieroest.
Nieuwsgierig geworden, verzamelden de onderzoekers slakken van de soort Bradybaena similaris en de inheemse soort Bulimulus guadalupensis. Beiden worden vaak op koffiebladeren aangetroffen. De onderzoekers lieten elke slak een nacht met bladeren met koffieroest achter in een gecontroleerde laboratoriumomgeving. Na 24 uur had alleen de Bradybaena similaris de koffieroest van de bladeren gegeten.
Een jaar later keerde de groep voor aanvullend onderzoek terug naar dezelfde koffieplantage. Bij het vangen van slakken merkten ze dit keer een grote hoeveelheid Lecanicillium lecaniiop. Deze schimmel is een bekende vijand van de roest. Dat de slak en de schimmel gelijktijdig voorkwamen, deed hen zich afvragen of de Bradybaena similaris zowel de roestschimmel als de ziekteverwekker ervan opat. Deze laatste is een mycoparasiet.
Het is echter niet gemakkelijk om deze driehoeksverhouding te ontrafelen. Koffiebladeren met meer roestvlekken hebben ook meer L. lecanii-mycoparasieten. Het kan dus zijn dat de honger van de slak op de roest is gericht en de L. lecanii-mycoparasieten slechts een bijkomstigheid zijn. Of de slak lust ze allebei.
Dus verzamelde het team dit keer ook koffiebladeren met roest en L. lecanii-mycoparasieten. Wederom plaatsten ze slakken afzonderlijk 24 uur met enkele koffieblaadjes in donkere bakken.
Een statistische analyse van de eetgewoonten van de slakken wees op een grote voorkeur voor bladeren met zowel de roestschimmel als de L. lecanii-mycoparasieten. Bovendien leken de slakken meer roest te eten wanneer op de bladeren ook meermycoparasieten zaten.
Hajian-Forooshani legt uit dat veel organismen hun gewoonten kunnen veranderen wanneer ze in een nieuwe situatie terechtkomen.
“Dit wordt als een realiteit aanvaard, gezien de spontane opkomst van plagen over de hele wereld,” zegt Hajian-Forooshani. “Dat geldt ook voor de onvoorziene interacties van invasieve soorten en biologische bestrijdingsmiddel binnen ecologische gemeenschappen over de hele wereld.”
Intraguild-predatie
De relatie tussen koffieroest, de Bradybaena similaris en L. lecanii-mycoparasieten kan een voorbeeld zijn van een fenomeen dat ‘intraguild-predatie’ wordt genoemd. Daarbij eet een roofdier een prooi die met een ziekteverwekker is besmet. Theoretisch onderzoek suggereert dat intraguild-predatie uitbraken van plagen kan helpen voorkomen.
De intraguild-interactie kan de mycoparasietpopulatie onder controle houden, waardoor de koffieroest langdurig wordt beheerst of onderdrukt. Dat zegt Stacy Philpott, professor aan de Universiteit van Californië - Santa Cruz. Zij is gespecialiseerd in agro-ecologie, biodiversiteit en biocontrole van koffieziekten.
“Dat zou een belangrijke ecologische rol van de slak kunnen zijn”, zegt Philpott die geen deel uitmaakte van dit onderzoek. In haar lab heeft ze een vergelijkbare intraguild voor de bescherming van koffie gezien via een relatie tussen mieren en twee plantenetende insecten, bladluizen en schildluizen.
Schildluizen en bladluizen voeden zich beiden met koffieplanten. Mieren op hun beurt oogsten de suiker van deze insecten en beschermen ze tegen andere roofdieren. Hoewel dit slecht klinkt voor de koffie en boeren deze insecten vaak onterecht als schadelijk beschouwen, gedragen de mieren zich vaak agressief tegen andere, schadelijkere herbivoren. Uiteindelijk profiteert de plant hier weer van.
Het gegeven dat de Bradybaena similaris zich nuttig maakt door koffieroest te eten is ironisch, omdat de slak zelf als een ernstige agrarische plaag wordt beschouwd. Het dier doet zich over de hele wereld tegoed aan citrusgewassen, druiven, peulvruchten, kool en sareptamosterd. Dit is een van de redenen waarom de onderzoekers die voor dit verhaal werden geïnterviewd allemaal tot grote voorzichtigheid manen bij onderzoek naar het gebruik van de invasieve slakken als biologisch ongediertebestrijdingsmiddel.
Op dit moment is er te weinig bekend over wat de Bradybaena similariskan aanrichten in het ecosysteem. De slak eet bijvoorbeeld de mycoparasieten samen met de roest, maar wat gebeurt er als hij er teveel eet? Zou het kunnen dat de roest daardoor sneller en verder groeit dan voorheen, waardoor het ecosysteem van de koffieplantage wordt gedestabiliseerd?
“Bij de klassieke aanpak van ongediertebestrijding werd vaak geen rekening gehouden met deze complexiteit, wat tot grote natuurrampen leidde,” aldus Estelí Jiménez-Soto, agro-ecoloog aan de Universiteit van Californië - Santa Cruz. Haar werk richt zich vaak op koffie en biologische controlemaatregelen. Het is ook niet bekend of deze intraguild-predatie kan worden toegepast als biocontrole in of buiten Puerto Rico.
Hajian-Forooshani zegt dat in de toekomst door middel van veldonderzoek zal worden beoordeeld hoe wijdverbreid het gebruik van buikpotigen voor de bestrijding van koffieroest is op plantages op het eiland en in Latijns-Amerika.
Tijdens hun laatste bezoek aan Puerto Rico merkten de onderzoekers andere, nog niet geïdentificeerde naaktslakken op die sporen van koffieroest in zich hadden en ook feloranje uitwerpselen achterlieten. De kans bestaat dat koffieroest op grotere schaal door buikpotigen wordt gegeten dan eerder werd gedacht en dat dit fenomeen tot nu toe eenvoudig aan de aandacht van de wetenschap is ontsnapt.
Een andere belangrijke vraag is of de sporen van koffieroest die door de slakken worden gegeten levensvatbaar zijn nadat ze zijn uitgescheiden. Als de sporen overleven en zich kunnen voortplanten, dan biedt de predatie van de slak weinig voordelen voor koffieboeren (en -drinkers).
Maar als deze ontdekking resulteert in een geschikte vorm van biologische bestrijding, dan zou dat zeker welkom zijn. Andere methoden voor de bestrijding van roest moeten voortdurend worden aangepast om de resistentie van de schimmel tegen pesticiden en fungiciden bij te houden. Wat dat betreft kunnen de slakken een voordeel bieden.
“Het is een hele uitdaging om ervoor te zorgen dat je niet wordt gegeten,” zegt Hajian-Forooshani.
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
