Η σχέση μεταξύ των βακτηρίων του εντέρου και της ανθρώπινης υγείας είναι γνωστή. Ωστόσο, το πώς διαφέρουν οι βακτηριακές κοινότητες στα διάφορα μέρη των μήλων και αν επηρεάζονται από τη μέθοδο καλλιέργειας, δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Αυτό είναι σημαντικό όχι μόνο για τα ίδια τα φυτά, αλλά και για τον μικροβιακό αποικισμό στον άνθρωπο. Μια μελέτη των Wassermann κ.ά. (2019) συνέκρινε το μικροβίωμα μήλων βιοδυναμικής και συμβατικής καλλιέργειας [1]. Αποδείχθηκε ότι, αν και ο αριθμός των βακτηρίων δεν επηρεάστηκε από τη μέθοδο καλλιέργειας, η ποικιλομορφία και η ομοιομορφία στην κατανομή των βακτηρίων ήταν πολύ αυξημένες στα βιοδυναμικά καλλιεργούμενα μήλα και περιείχαν λιγότερους παθογόνους οργανισμούς.

Τα βακτήρια διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στην υγεία του ανθρώπου και των φυτών. Η μικροβιακή ποικιλομορφία των λαχανικών, των φρούτων και των αρωματικών φυτών και η αλληλεπίδρασή τους με το περιβάλλον είναι ακόμη ελάχιστα μελετημένη. Για παράδειγμα, η ποικιλομορφία καθορίζεται, μεταξύ άλλων, από τον γονότυπο του φυτού, ποικίλλει μεταξύ υπόγειων και υπέργειων δομών και επηρεάζεται σημαντικά από την ποιότητα του εδάφους. Τα μήλα είναι ένα από τα πιο ευρέως καταναλισκόμενα φρούτα στον κόσμο. Μελέτες δείχνουν ότι η κατανάλωση μήλων μπορεί να αλλάξει τη σύνθεση της εντερικής βακτηριακής χλωρίδας στον άνθρωπο, οδηγώντας σε οφέλη για την υγεία. Ωστόσο, λίγα είναι ακόμη γνωστά για το πώς ακριβώς αποικίζουν το έντερο οι βακτηριακές κοινότητες από τα μήλα. Ένα ερευνητικό ερώτημα της μελέτης των Wassermann κ.ά. (2019) ήταν σε ποιο βαθμό το μικροβίωμα των μήλων επηρεάζεται από τη μέθοδο καλλιέργειας, βιοδυναμική έναντι συμβατικής, και αν η ποσότητα και η σύνθεση των βακτηρίων διαφέρει στους διάφορους ιστούς των φρούτων [1]. 

Διεξαγωγή της μελέτης

Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκε η ποικιλία μήλου «Arlet». Τα βιοδυναμικά (Demeter) και τα συμβατικά παραγόμενα μήλα καλλιεργήθηκαν στη Στυρία (Αυστρία). Σε αντίθεση με τα μήλα Demeter, τα συμβατικά μήλα αντιμετωπίστηκαν ως εξής μετά τη συγκομιδή: αποθηκεύτηκαν σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα για σύντομο χρονικό διάστημα αμέσως μετά τη συγκομιδή, πλύθηκαν και συσκευάστηκαν σε μεμβράνη PE προς πώληση. Στο εργαστήριο, οι ερευνητές επιθεώρησαν οπτικά όλα τα μήλα ως προς το σχήμα, το μέγεθος, το χρώμα, την ποιότητα, τη σφριγηλότητα και τη φρεσκάδα. Επέλεξαν τέσσερα μήλα από κάθε τύπο καλλιέργειας και εξήγαγαν μικροοργανισμούς από το στέλεχος, το άκρο του στελέχους, το άκρο του κάλυκα, τη φλούδα, τον πολτό του καρπού και τους σπόρους. Ομογενοποίησαν τα αντίστοιχα δείγματα ξεχωριστά. Στη συνέχεια ανέλυσαν το DNA των δειγμάτων, συνέκριναν τα αποτελέσματα με βάσεις δεδομένων και μέτρησαν τόσο τον αριθμό των γονιδιακών αντιγράφων ανά γραμμάριο όσο και τη μικροβιακή ποικιλομορφία και για τα δύο συστήματα καλλιέργειας, εξετάζοντας το πρότυπο αποικισμού των βακτηρίων χρησιμοποιώντας φθορίζοντα in situ υβριδισμό.

Αποτελέσματα

Συνολικά, η ποσότητα των βακτηρίων δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ βιοδυναμικών και συμβατικών μήλων (4,85 x 107 έναντι 4,67 x 107 αντιγράφων γονιδίων rRNA ανά γραμμάριο). Ωστόσο, διέφερε έντονα και ως επί το πλείστον σημαντικά μεταξύ των ιστών που αναλύθηκαν. Το στέλεχος και ο σπόρος είχαν την υψηλότερη βακτηριακή αφθονία (περίπου 1,54 x 108 και 1,26 x 108 αντίγραφα γονιδίων ανά γραμμάριο αντίστοιχα), ενώ η φλούδα είχε τη χαμηλότερη (4,49 x 104). Όσον αφορά την ποικιλομορφία, αποδείχθηκε ότι τα μήλα Demeter είχαν σημαντικά πιο ποικιλόμορφη μικροβιακή χλωρίδα από τα συμβατικά μήλα. Η διαφορά ήταν ακόμη μεγαλύτερη όταν συγκρίναμε τους διαφορετικούς ιστούς των μήλων των δύο μεθόδων καλλιέργειας. Με εξαίρεση το άκρο του κάλυκα, όλα τα μέρη (βλαστός, άκρο βλαστού, φλούδα, πολτός καρπού, σπόροι) παρουσίασαν σημαντικά υψηλότερη ποικιλότητα στα μήλα Demeter. Ήταν μάλιστα υψηλότερη στον πολτό φρούτων και τη φλούδα.

Συμπέρασμα

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθούν οι διαφορές στον μικροβιακό αποικισμό, τόσο όσον αφορά την ποσότητα όσο και την ποικιλότητα, στους διάφορους ιστούς των μήλων. Αυτό είναι απολύτως λογικό. Μεγάλη ποσότητα βακτηρίων βρέθηκε στα δείγματα των σπόρων, των στελεχών και των άκρων των στελεχών, ενώ η φλούδα και ο πολτός φρούτων ήταν λιγότερο αποικισμένα σε πυκνότητα. Ωστόσο, τα δύο τελευταία είχαν την υψηλότερη ποικιλομορφία. Οι διαφορές αυτές σχετίζονται με τις διαφορετικές λειτουργίες των διαφόρων ιστών. Η φλούδα και ο πολτός των καρπών προστατεύουν τους σπόρους και επιτρέπουν την ανάπτυξή τους. Η ποικιλομορφία είναι υψηλή σε αυτές τις περιοχές. Στους ίδιους τους σπόρους, από την άλλη πλευρά, η ποσότητα των βακτηρίων είναι υψηλή, η οποία με τη σειρά της είναι σημαντική για την αναπαραγωγή. Η μορφή της καλλιέργειας έχει επίσης επίδραση εδώ: αν υπάρχει πλούσιος μικροβιόκοσμος στις περιοχές των σπόρων του φυτού, το φυτό είναι σε θέση να αναπτυχθεί υγιώς.

Ένα φρεσκοκομμένο μήλο φιλοξενεί περίπου 100 εκατομμύρια αντίγραφα βακτηριακών γονιδίων. Ωστόσο, δεν είναι τόσο η ποσότητα όσο η ποικιλομορφία των μικροοργανισμών που είναι καθοριστική για την επίδραση στην υγεία. Εάν τα φυτά αναπτύσσονται σε υγιές έδαφος που καλλιεργείται χωρίς χημικά λιπάσματα, μπορεί να αναπτυχθεί μια πλούσια ποικιλία βακτηρίων όχι μόνο στο έδαφος αλλά και στα φυτά. Αυτό αποδεικνύεται από τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης. Περαιτέρω μελέτες έχουν δείξει ότι τα βακτήρια που σχετίζονται με τα φρούτα και τα λαχανικά μπορούν να ανιχνευθούν στο ανθρώπινο έντερο [2]. Εάν η ποικιλομορφία είναι υψηλή, τα παθογόνα βακτήρια καταστέλλονται. Οι ερευνητές υποψιάζονται επίσης μια σχέση μεταξύ των βακτηρίων που βρίσκονται στα μήλα Demeter και του χαμηλότερου κινδύνου αλλεργίας στα μήλα. Τα βακτήρια έχουν δομές που, παρόμοιες με τις πολυφαινόλες του μήλου, μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τις αλλεργικές αντιδράσεις. Αντίθετα, τα συμβατικά μήλα είχαν πιθανά παθογόνα. Αυτές οι συσχετίσεις υπογραμμίζουν πόσο σημαντικός είναι ο άξονας εδάφους-φυτών-εντερικού μικροβιώματος [1]. Αν το εξετάσουμε περαιτέρω, γίνεται σαφές από το πλαίσιο ότι η υγεία μπορεί να επιτευχθεί μόνο αν όλα τα μέρη, από το έδαφος μέχρι το πιάτο, είναι υγιή. Πρόκειται επομένως για τη μία και μοναδική υγεία για τον άνθρωπο και τον πλανήτη.

Βιβλιογραφία

[1] Wassermann B, Müller H, Berg G (2019): «Ένα μήλο την ημέρα: Ποια βακτήρια τρώμε με βιολογικά και συμβατικά μήλα;» Front. Microbiol. 10:1629.doi: 10.3389/fmicb.2019.01629

[2] Wicaksono WA, Cernava T, Wassermann B, Abdelfattah A, Soto-Giron MJ, Toledo GV, Virtanen SM, Knip M, Hyöty H, Berg G (2023): «The edible plant microbiome: evidence for the occurrence of fruit and vegetable bacteria in the human gut» Gut Microbes, 15:2, 2258565.