Потепление, засухи и экстремальные осадки могут привести к тому, что загрязнение кормового сырья микотоксинами перестанет быть редким последствием отдельных погодных аномалий. Все чаще несколько видов токсинобразующих грибов могут развиваться в одном регионе в течение одного сельскохозяйственного сезона, создавая угрозу комплексного загрязнения зерна и кормов.

К такому выводу пришли авторы аналитической статьи, опубликованной в журнале Frontiers in Fungal Biology. По их оценке, изменение климата способно превратить сочетание нескольких микотоксинов в более распространенный риск для продовольственной и кормовой цепочек.

От отдельных погодных аномалий — к комплексному загрязнению

Ранее загрязнение урожая микотоксинами часто связывали с отдельными экстремальными погодными событиями: сильной засухой, аномальной жарой или чрезмерными осадками в период уборки. В таких условиях обычно преобладал один токсин, вырабатываемый определенным видом грибов.

Однако климатические условия меняются. Жара, засуха и интенсивные дожди могут последовательно воздействовать на одну и ту же территорию в течение одного вегетационного периода. Например, посевы могут столкнуться с ранней волной жары, засухой в середине сезона и сильными осадками перед уборкой.

Такая смена условий создает возможности для развития сразу нескольких видов токсинобразующих грибов. В результате повышается вероятность одновременного присутствия разных микотоксинов в одном урожае.

Для кормовой отрасли это особенно важно, поскольку зерно и другое растительное сырье, зараженное еще в поле, затем поступает в рационы сельскохозяйственных животных. На грибковую микрофлору одновременно могут влиять повышение температуры, нестабильное увлажнение и увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере.

Авторы рассматривают проблему в рамках концепции «Единое здоровье» (One Health), учитывающей взаимосвязь здоровья животных, людей и состояния окружающей среды.

Климат меняет условия образования токсинов

Исследование возглавил профессор Анхель Медина из Института агрохимии и пищевых технологий в Валенсии (Испания).

Ученые обращают внимание на то, что меняется не только частота экстремальных погодных явлений, но и условия, при которых грибы вырабатывают токсины. Развитие грибков и образование микотоксинов зависят от разных факторов: для активного синтеза токсинов обычно требуется более узкий диапазон температур и влажности, чем для роста самого гриба.

Экспериментальные данные, рассмотренные в публикации, показывают, что сочетание повышенной концентрации CO₂, засухи и высокой температуры может расширять диапазон условий, благоприятных для образования токсинов.

В частности, при заражении кукурузы грибом Aspergillus flavus одновременное воздействие этих факторов усиливало активность генов, участвующих в синтезе афлатоксинов, и повышало образование афлатоксина B1. В отдельных экспериментах его выработка возрастала в несколько раз даже в условиях, которые ранее способствовали росту гриба, но не обеспечивали столь интенсивного образования токсина.

При этом наиболее убедительные данные о прямом влиянии повышенной концентрации CO₂ получены для грибов рода Aspergillus. Авторы подчеркивают, что для подтверждения закономерности необходимы дополнительные исследования.

Еще один фактор риска — перемещение вредителей и патогенов в новые климатические зоны. По приведенным в статье оценкам, с 1960 года вредители и возбудители болезней распространяются в направлении полюсов в среднем на 2,7 км в год. Ожидается, что риск заражения сельскохозяйственных культур грибковыми патогенами будет быстрее всего возрастать в более высоких широтах, где производство сельхозпродукции также становится интенсивнее.

Это означает, что прежние региональные оценки риска микотоксинов могут быстрее терять актуальность.

Данные мониторинга подтверждают масштаб проблемы

О возможности одновременного загрязнения сырья несколькими микотоксинами свидетельствуют результаты мониторинговых исследований.

Так, в ходе 11-летнего обследования кукурузы в Северной Италии более 85% образцов содержали два или более микотоксина, вырабатываемых грибами родов Fusarium и Aspergillus.

Другое исследование охватило 74 821 образец кормов из 100 стран за десять лет. Среди образцов, которые проверяли как минимум на три микотоксина, в 64% обнаружили два или более токсина.

Согласно моделированию, приведенному в публикации, при повышении средней температуры на 2 °C риск загрязнения европейской кукурузы афлатоксином B1 может увеличиться на 92%.

Вместе с тем исследователи предостерегают от однозначной трактовки этих данных. Рост числа случаев совместного обнаружения микотоксинов может объясняться не только изменением климата, но и совершенствованием лабораторной диагностики. В частности, более широкое применение метода LC-MS/MS позволяет выявлять сочетания токсинов, которые могли оставаться незамеченными при прежних программах мониторинга.

Системы контроля требуют пересмотра

По мнению авторов, существующие механизмы оценки и управления рисками не успевают адаптироваться к новым условиям. Модели прогнозирования, программы мониторинга и нормативные требования по-прежнему во многом ориентированы на отдельные микотоксины и виды грибов, а также опираются на исторические данные по конкретным регионам.

При этом оценка температуры, влажности и концентрации CO₂ по отдельности может приводить к недооценке риска, поскольку эти факторы способны усиливать воздействие друг друга. Дополнительную сложность создает взаимодействие разных видов грибов.

Новые подходы к защите кормовой цепочки

Для повышения безопасности кормового сырья исследователи предлагают перейти к регулярному анализу сразу нескольких микотоксинов, расширить оперативный мониторинг и разрабатывать модели, учитывающие комплексное влияние климатических факторов и конкуренцию между грибами.

Кроме того, необходимо пересмотреть нормативные подходы с учетом совместного присутствия токсинов и их возможного суммарного воздействия. Авторы также призывают повторно оценивать эффективность способов снижения микотоксинов в условиях сочетания будущих климатических стрессов, не предполагая, что методы, работающие сегодня, сохранят прежнюю эффективность в дальнейшем.

Главный вывод исследования: изменение климата может способствовать одновременному развитию нескольких токсинобразующих грибов в одном регионе и в течение одного сезона. Поэтому кормовой отрасли необходимо готовиться не только к отдельным вспышкам загрязнения, но и к более сложным случаям совместного присутствия микотоксинов в сырье.

 Ранее по теме:

ФАО определила пять приоритетных направлений для усиления контроля над микотоксинами на Ближнем Востоке и в Северной Африке