مدل سازی ریاضی در شکل دادن به مدیریت بیماری های در حال ظهور تاکید می کند

بیماری های گیاهان تهدیدی جدی برای امنیت غذایی در جهان، به ویژه در کشورهای در حال توسعه است؛ تهدیدی برای میلیون ها انسان که محصولاتی را برداشت و آن را مصرف می کنند.

به گزارش ایانا از وبسایت ساینس دیلی، در جنوب صحرای آفریقا، یکی از بیماری های گیاهی خاص- نکروز مرگبار ذرت- یکی از محصولات منحصربه فرد منطقه برای غذا، خوراک و درآمد را نابود می کند. اما دانستن بیولوژی آن برای مدیریت این بیماری، سخت است به دلیل اینکه این بیماری از دو ویروس در حال تعامل به وجود می آید؛ اینجا جایی است که ریاضیات وارد صحنه می شود.

یک تیم پژوهشگران از موسسه ملی ریاضیات و سنتز بیولوژیک، از مدل سازی ریاضی برای بهتر فهمیدن دینامیک این بیماری و اینکه چگونه باید مدیریت شود استفاده کرده اند. نتایج پژوهش آنان که در این ماه در مجله فیتوپاتولوژی ( phytopathology ) منتشر شده است، نه تنها می تواند به بهبود فهم ما از نکروز مرگبار ذرت کمک کند بلکه هم چنین می تواند به شکل دادن به مدیریت و کنترل سایر بیماری های مخرب گیاهی که به علت ترکیب پاتوژن ها (عوامل بیماری زا) ایجاد می شود کمک کند.

این پژوهش بر روی بیماری نکروز مرگبار ذرت در کنیا، جایی که زیان های محصولات کشاورزی به طور ویژه بالاست، تمرکز دارد. گیاهان ذرت آلوده، زود هنگام می میرند یا اغلب لم یزرع می شوند که به شدت بازده محصول را کاهش می دهد.

بیشتر عرضه ذرت کشور از طریق مزارع کوچک تا متوسط صورت می گیرد که نسبت به مزارع بزرگ با منابع فراوان، کمتر می توانند در مقابل تهدید در مقابل تولید محصولات غذایی خود مقاومت کنند.

این پژوهش نشان می دهد که ترکیب محصولات در کشت نوبتی، کنترل حشرات و استفاده از دانه های خریداری شده بدون ویروس ، بهترین کنترل را برای بیماری ها فراهم می کند، اما این نوع استراتژی های مدیریتی معمولا تنها برای مزارع بزرگ تجاری ذرت با منابع کافی که می توانند از عهده پرداخت هزینه های مواد شیمیایی که برای بهبود کمی و کیفی فراورده های کشاورزی به کار می رود برآیند و خرید دانه ها، در دسترس است.

این مطالعه نشان می دهد، کشاورزان کم منبع با دارایی های کوچک تر که عمدتا متکی بر کشت نوبتی و حذف گیاهان بیمار هستند، می توانند به کنترل بسیاری محدودتری دست یابند.

برای هر دو نوع کشاورز، مدیریت همزمان در یک محوطه بزرگ به یک کنترل طولانی مدت و پایدار نیازمند است.

نتیجه این پژوهش بر ارزش مدل سازی ریاضی در شکل دادن به مدیریت بیماری های در حال ظهور به ویژه زمانی که اطلاعات اپیدمولوژیک کم است، تاکید می کند .

نویسنده این پژوهش نوشته است: "مدل سازی ریاضی می تواند نقش مهمی را در ادغام اطلاعات بیولوژیکی موجود با پیش فرض های معقول در مورد اینکه چه نوع اطلاعاتی را در دست نداریم برای اینکه حداقل بتوانیم اولین نشانه تاثیرات بالقوه امکانات کنترل بیماری را به دست آوریم ایفا کند. مدل سازی می تواند هم چنین به الویت بندی سوالات کلیدی پژوهش که نیاز است تا در حین جستجوی امکانات جهت کنترل پایداری برای مدت طولانی به آن ها رسیدگی شود کمک کند."

آن ها نوشته اند: "چارچوب مدل سازی به طور بالقوه می تواند برای سایر سیستم های تولید محصول که در آن ها عفونت های کمپلکس اثرات ویران گری دارند، آگاهی بخش باشد."

این پژوهش نتیجه تلاش های گروه کاری NIMBioS بر مسئله ناقلان ویروس های گیاهی است، این گروه شامل ریاضی دان ها، اکولوژیست ها، آسیب شناسان گیاهان و متخصصان زیست شناسی تکاملی است که همه در طی چندین سال برای توسعه روش های نوین ریاضی برای مطالعه بیماری های گیاهان با یکدیگر همکاری می کردند. این گروه کاری پس از برگزاری کارگاه تحقیقاتی در مورد ناقلان ویروس های گیاهی در مارچ ۲۰۱۴ راه اندازی شد.

مترجم: بهاران پدرام