Der Begriff „biologische Vielfalt“ war erstmals 1916 von J. Arthur Harris verwendet in AAAS Der wissenschaftliche Monat Zeitschrift aber das Wort „Biodiversität“ wird erst seit 1988 in Veröffentlichungen verwendet. Heute ist es jedem geläufig. Im vergangenen Jahr haben Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger betont, dass der Schutz der biologischen Vielfalt wichtig ist lebenswichtig für die menschliche Gesundheit und die Vermeidung zukünftiger globaler Pandemien. Die Landwirtschaft ist einer der Haupttreiber für die Zerstörung oder Verringerung der biologischen Vielfalt auf der ganzen Welt und führt zu vereinfachten Landschaften. In diesen Landschaften können sich Pflanzenkrankheiten schnell etablieren und ausbreiten. Biodiversität kann das Infektionsrisiko entweder erhöhen (z. B. spezialisiertere Krankheiten, alternative Pflanzenwirte für Generalisten) oder verringern (z. B. weniger Ausbreitung, widerstandsfähigere Wirte). Die Rolle der Biodiversität auf Pflanzenkrankheiten bei Wildpflanzen wurde nicht oft untersucht.

Drs Hanna Susi und Anna-Liisa Laine von den Universitäten Helsinki und Zürich untersuchten die Beziehung zwischen Biodiversität und Virusinfektion in 27 Spitzwegerich (lanceolata plantago) Populationen in der Nähe und weit entfernt von landwirtschaftlichen Feldern in Finnland. Die Forscher fanden relativ vielfältigere Virusgemeinschaften an Feldrändern und weniger Infektionen an Standorten mit höherer Pflanzenvielfalt. Diese Studie legt nahe, dass die Infektionsdynamik (Virusartenvielfalt und Infektionsrate) in Wildpflanzenpopulationen durch den Pflanzenanbau verändert wird. Die Forscher entwickelten zuvor metagenomische Werkzeuge zur Identifizierung fünf Spitzwegerichvirenund stellte kürzlich fest, dass Wegerich Genotyp ist die Schlüsseldeterminante der Virusgemeinschaftsstruktur.

In der neusten Studie Susi und Laine untersuchten 15 Spitzwegerich-Populationen (am Rand von landwirtschaftlichen Flächen) in einem Umkreis von 20 m um Ackerflächen sowie 12 Populationen (natürliche Bestände) in 200 m Entfernung von jeglichen Anbauflächen oder Weiden in einer stark fragmentierten Landschaft Finnlands. Die Wissenschaftler sammelten 267 Pflanzenproben und untersuchten diese auf zwei DNA-Viren (Plantago lanceolata latentes Virus, Plantago latentes Caulimovirus) und drei RNA-Viren (Plantago betapartitivirus, Plantago enamovirus und Plantago closterovirus). Um jede beprobte Pflanze herum wurden die Pflanzendiversität und der Artenreichtum im Umkreis von 0.5 m erfasst.² Grundstücke. Die räumliche Konnektivität zwischen Spitzwegerich-Populationen wurde berechnet und N und P im Boden wurden gemessen.

Fast 60 % der 267 untersuchten Pflanzen waren mit einem oder mehreren Viren infiziert, wobei das Plantago latente Caulimovirus am häufigsten vorkam. Insgesamt wurden 151 Pflanzenarten in den Untersuchungsflächen identifiziert. Die Infektionsprävalenz korrelierte negativ mit der Pflanzendiversität, was darauf hindeutet, dass die Biodiversität das Krankheitsrisiko in wilden Spitzwegerichpopulationen verringert. Während sich Pflanzendiversität und -reichtum zwischen den Agrarrandgebieten und den natürlichen Populationen nicht unterschieden, wurden an den Randgebieten mehr Virusarten gefunden.

„Übereinstimmend mit unseren Vorhersagen finden wir vielfältigere Virusgemeinschaften in Wirtspopulationen in der Nähe von bebauten Feldern“, schreiben Susi und Laine.

„Darüber hinaus stellen wir fest, dass die landwirtschaftliche Landnutzung die Mechanismen verändern kann, durch die der Reichtum an Wirtsarten den Krankheitsdruck und den Reichtum in Wildpflanzenpopulationen reguliert.“

Die N- und P-Gehalte im Boden waren um die Felder herum viel höher als an den natürlichen Standorten.
Dieser Überschuss an Nährstoffen könnte die Spitzwegerich-Kochbananen „attraktiver und schmackhafter“ für Insekten gemacht haben, die Viren übertragen haben könnten. Drei der in dieser Studie gefundenen Viren gehören zu Familien (Caulimoviridae, Luteoviridae und Closteroviridae), die Generalisten sind und Nutzpflanzen infizieren können.

„[W]ir schlagen vor, dass das Fehlen eines Verdünnungseffekts [Biodiversität verringert das Krankheitsrisiko] in an landwirtschaftliche Felder angrenzenden Flächen auf eine Kombination aus einem Übergreifen von Infektionen – potenziell unterschiedlicher Virusisolate – von Nutzpflanzen auf die natürliche Umgebung und einer veränderten Anfälligkeit zurückzuführen sein könnte in Pflanzenpopulationen, die ausgelaugten Agrochemikalien ausgesetzt sind“.

Es wurde vermutet, dass die Bevölkerungskonnektivität der Treiber von Virusinfektionen ist. Gut vernetzte Populationen hatten niedrigere Infektionsraten, wahrscheinlich aufgrund der höheren genetischen Vielfalt, da Spitzwegerich windbestäubt ist und nahe beieinander liegende Populationen sich gegenseitig bestäuben könnten.

Diese Studie zeigte, dass die landwirtschaftliche Landnutzung die Viruskrankheitsdynamik in einer weit verbreiteten Pflanze veränderte und die Biodiversität die Infektionsraten reduzierte. Die Landschaftspflege kann optimiert werden, indem man versteht, wie Biodiversität und Populationskonnektivität Epidemien von Pflanzenkrankheiten reduzieren können.