Застрашени ли са зърнените култури в Европа от нови гъбични токсини в резултат на климатичните промени?
Микроскопичните гъбички, известни още като плесени, образуват огромен набор от отрови, наречени микотоксини. Гъбичките и техните отрови са необятно публикувани в природата и замърсяват питателните артикули, главно зърнените култури. Попадайки в организма на хората и животните, те провокират тежки болести и са сериозен проблем за публичното здраве. Сред най-опасните микотоксини се откроява групата на афлатоксините. За тяхното формиране са нужни високи температури, заради което те се срещат най-вече в страните с тропически и субтропически климат. В резултат на климатичните промени и в частност световното стопляне междинните годишни температури в Европа се усилват с всяка измината година и изискванията на остарелия континент стават доста подобаващи за образуването на рисковите афлатоксини в зърнени култури и други хранителни артикули. Ако стоплянето продължи с тези темпове, афлатоксините ще се трансфорат в сериозен проблем за здравето на хората и селскостопанските животни.
Микроскопичните гъбички попадат в зърнените култури от почвата и при подобаваща температура и мокрота на въздуха образуват в тях токсични артикули, наречени микотоксини. Тези отрови навлизат в организма на индивида с храната и поразяват разнообразни органи и системи, причинявайки съществени болести. Най-вредни от позиция на публичното здраве са афлатоксините, които се образуват от гъбички, принадлежащи към род Aspergillus (фиг. 1).
Гъбичките от този жанр са необятно публикувани в природата и се изолират постоянно от почвите, изключително от тези в тропическите и субтропическите области, също по този начин от фуражи и гниещи растения, от семена и зърна на разнообразни култури и от разнообразни типове хранителни артикули.
Тези гъбички могат да поразяват селскостопанските култури още на полето, по време на прибиране на реколтата и нейното запазване. Повечето видове Aspergillus не са типични за ширини над 45°, заради което не се срещат в зърнените култури, отглеждани в Европа.
Афлатоксин В1 е най-токсичен и най-разпространен от групата на афлатоксините. Той има необятен набор на поразяване и токсични резултати: остри и хронични токсикологични въздействия.
Чувствителността към афлатоксините е най-голяма при младежите и децата ,
тя е причина за 5 милиона смъртни случая при деца на възраст до 5 години в страни с лимитирани хранителни запаси. Афлатоксините поразяват главно черния дроб, където се следи некроза, цироза и ракови промени и това води до съществени последици за здравето. Международната организация за проучване на рака (IARC) слага афлатоксин В1 в група 1 на канцерогените, което значи, че може да провокира рак при хората.
Афлатоксините имат значимо значение и в стопански проект, заради загубите, които нанасят на селското стопанство. Организацията за издръжка и земеделие (FAO) е пресметнала, че 25% от реколтите в света са наранени от микотоксините, от които най-известни са афлатоксините (фиг. 2).
Тази група микотоксини се среща в зърнените култури, ядките, сушените плодове, подправките, млякото и млечните артикули. Тяхното наличие в храните и фуражите е регламентирано в 99 страни по света. Афлатоксините се откриват постоянно в храни и хранителни артикули, отглеждани и създадени в Африка и Азия заради удобните климатични и други параметри, като: високи температури, висока мокрота, липса на аерация при съхранението, увреждане на храните от насекоми и гризачи, способстващи разпространяването на гъбните спори. Царевицата и фъстъците са културите най-засегнати от гъбичките Aspergillus и те са едни от най-консумираните култури в Азия и Африка.
По-високи равнища на токсините се откриват през летните месеци и по-ниски – през зимните.
Мусонните интервали са също извънредно удобни за растежа на гъбичките Aspergillus и продукцията на афлатоксините. Оптималната за растежа мокрота на въздуха е 97-99%, а оптималната температура – 25-30°С.
Съгласно Green Paper на Европейската комисия върху климатичните промени в Европа «температурата в Европа през последния век се е повишила с съвсем 1°C, т.е. по-бързо от междинните стойности в света. Валежите и снеговалежите доста са се нараснали в Северна Европа, до момента в който в Южна Европа се следи все по-често суша». В анексите към Green Paper се показват измененията, които ще настъпят в Европа до края на 21 век, в случай че не се вземат незабавни ограничения за възстановяване на обстановката с парниковите газове. Съгласно този доклад
междинната световна температура в Европа ще се усили с 3,4°С до края на този век.
В Южна и Югоизточна Европа (Португалия, Испания, Южна Франция, Италия, Словения, Гърция, Малта, Кипър, България и Южна Румъния) се предвижда повишаване на приблизително годишната температура с 4-5°С, а съществуването на вода ще се понижи изключително през лятото. Това ще докара до:
- понижаване на селскостопанските добиви с 10-30% в доста райони,
- суша, горещи талази,
- деградация на почвата и екосистемата,
- опустиняване.
А сушата и високите температури ще усилят и равнищата на афлатоксините в културите.
Продукцията на афлатоксини от микроскопичните гъбички зависи от:
- климатичните условия (температура и валежи),
- съхранението на културите,
- съществуването на микронутриенти,
- увреждането на културите от инсектите и други вредители.
Следователно увеличение или понижаване на добивите от зърнени култури, и дружно с това промени в микотоксинообразуването, ще се следят с измененията в климата, които са от решаващо значение. При високи температури и ниска водна интензивност, условия, които се следят при суша, гъбичките Aspergillus стават доста конкурентни по отношение на другите микроскопични гъбички и могат да се трансфорат в доминантни гъбни типове в почвата. Тези условия на околната среда подтикват растежа и образуването на афлатоксини , както и интензивността на инсектите, нападащи културите, което води до намаляване на защитната система на растенията.
В година, когато температурата е с 2-3°С по-висока от естествената, се откриват високи равнища на афлатоксини.
Високата температура нормално се съчетава със суша, която от своя страна усилва инфектирането на зърната и гъбния напредък. Изследвания демонстрират, че модификации във водната интензивност и температурата влияят директно върху гените, отговарящи за растежа и образуването на афлатоксини.
Досега в Европа афлатоксините се разглеждаха като «импортен» проблем и по тази причина се ползва прецизен надзор при вноса на рискови храни, като фъстъци, шам фъстък и царевица. При повишаване на температурата до 30°С в резултат на световното стопляне, гъбичките Aspergillus ще преобладават над другите типове плесени и
афлатоксините от „ импортен “ се трансформират в проблем за районите с сдържан климат, включително и България.
В редица южни европейски страни се открива афлатоксин В1 в локални култури в равнища доста надвишаващи нормата. Всички европейски страни, в това число и южните, обикновено не се характеризират с топло и изсъхнало време през култивацията на зърнените култури. В някои области и години това се случва и тогава гъбичките от род Aspergillus намират подобаващи условия за техния напредък и формиране на афлатоксини. През интервала 2003 – 2004 година и по-късно през лятото на 2012 година в Средиземноморския район на Европа, като да вземем за пример Северна Италия, се е следила суша и високи температури, което е довело до забележителен напредък на гъбичките Aspergillus и усилена продукция на афлатоксини. В резултат на това в млякото на млекодайните животни, захранвани с такава царевица, е открит афлатоксин М 1. През 2012 година в Сърбия се е следило дълготрайно горещо и изсъхнало лято и в следствие 69% от пробите царевица са съдържали афлатоксини.
Подобна обстановка е следена и в Унгария, където повишаването в продукцията на афлатоксини се свързва с климатичните промени и по-специално с дълги интервали на суша и високи температури.
Възможни са следните сюжети по отношение на климатичните промени в Европа и риска от афлатоксини:
1. Висок риск в южните страни, които не са понастоящем съществени производители на царевица (Централна и Южна Испания, Централна и Южна Италия, Гърция, Северна и Югоизточна Португалия, България, Албания и Кипър);
2. Нисък и междинен риск от афлатоксините в 4 страни, съществени производители на царевица (Румъния, Франция, Унгария и Североизточна Италия, всички те обезпечават 73% от общото произвеждане в ЕС);
3. Ниски опасности в северните страни, които през днешния ден са в защитната зона по отношение на афлатоксините заради климатичните условия в тях,
4. Много невисок риск в Европа за пшеницата и ориза.
С измененията в климата се чака да нарасне количеството на микотоксините в селскостопанските култури и в други хранителни артикули. Ще се усили разпространяването на „ високотемпературните гъбички и микотоксини ” като гъбичките Aspergillus и афлатоксините. Субтропическите райони ще станат тропически със съответните промени в профила на микотоксините. През идващите години, вследствие на смяната на климата, микроскопичните гъбички с по-висок температурен оптимум за напредък и микотоксинообразуване (гъбичките от род Aspergillus ,) ще преобладават в райони, които понастоящем имат по-хладен климат, или ще бъдат по-слабо показани в райони с парещ климат, защото температурите стават прекомерно високи и надвишават техния температурен оптимум. От друга страна, новите горещи и сухи условия в някои райони ще доведат до по-добри условия на предпазване, защото ще поддържат реколтите сухи и с това ще ги защищават от гъбния напредък и образуването на микотоксини.
Автор: Доц. доктор Тери Врабчева / Климатека
Доц. доктор Тери Врабчева, дм е приключила медицина в Санкт Петербург, Русия и по-късно пази дисертация в Националния център по публично здраве и разбори по проблемите на сигурността на храните, където от 2006 година е доцент. Има специализации в Германия, Франция, Холандия и Италия. Професионалните ѝ ползи са в региона на химическата сигурност на храните. Последните няколко години се занимава с въздействието на климатичните промени върху храните и храненето.
В обявата са употребявани материали от:
- Charmley LL, Trenholm HL, Prelusky DA and Rosenberg A, 1995. Economy losses and decontamination. Natural Toxins, 3, 99-203.
- European Commission, 2007. Adapting to Climate Change in Europe – Options for EU Action. Green Paper from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions.
- IARC (International Agency for Research on Cancer), 1993. Monographs on the evaluation of Carcinogenic risks to Humans. Some naturally occurring substances: food items and constituents, heterocyclic aromatic amines and mycotoxins. Editor. World Health Organization Lyon, France, 599 pp.
- Kelly JD, Eaton DL, Guengerich FP and Coulombe RJ, 1997. Aflatoxin B1 activation in human lung. Toxicology and Applied Pharmacology, 144, 88-95.
- Klich MA, 2007. Environmental and developmental factors influencing aflatoxin production by Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus . Mycoscience, 48, 71-80.
- USDA (United States Department of Agriculture), 2006. Grain fungal diseases and Mycotoxin reference. Editor. United States Department of Agriculture, 36 pp.
- Williams JH, Phillips TD, Jolly PE, Stiles JK, Jolly CM, Aggarwal D. 2004. Human aflatoxicosis in developing countries: a review of toxicology, exposure, potential health consequences, and interventions. Am J Clin Nutr, 80, 1106-1122.
