ABD Mısır Kuşağı'nda yaygın olan yüksek yoğunluklu tarım, toprak mikrobiyomlarının antibiyotik dirençli patojenleri insanlara aktarma olasılığını artırıyor. Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, dört farklı tarım yöntemini karşılaştırarak bu riski ölçtü.

Nickodem ve meslektaşları, ağır toprak işleme, sentetik gübre ve antibiyotik olmayan biyositlerin kullanıldığı yüksek yoğunluklu mısır ekimini; biyosit ve toprak işlemeyi azaltan, sentetik gübre yerine inek gübresi kullanan iki orta yoğunluklu yöntemi; ve otlatma ile dönüşümlü, toprak işlemesiz örtü bitkileri içeren düşük yoğunluklu yöntemi inceledi.

Ekip, metagenomik analizle toprak örneklerindeki antibiyotik direnç genlerinin (ARG) bolluğunu ve çeşitliliğini, bu genleri bakteri türleri arasında taşıyabilen hareketli genetik elementleri (MGE) ve direnç genlerini alabilecek bilinen insan patojenlerini sayısallaştırdı.

Orta yoğunluklu tarlalarda kullanılan gübreler bol miktarda ARG ve MGE içeriyordu. Ancak gübre tarlaya yayıldıktan sonra bu genleri taşıyan bakterilerin çoğu tutunamadı; orta yoğunluklu topraklardaki çeşitli mikrobiyomlar onları rekabette geride bıraktı. Sonuçta ARG ve MGE bolluğu, hiç gübre almayan yüksek yoğunluklu tarlalara kıyasla orta yoğunluklu topraklarda daha düşük çıktı.

Ekip, bir patojenin ARG edinip insanı enfekte etme göreli riskini tahmin etti. Yüksek yoğunluklu tarlalarda bu aktarım riski, orta yoğunluklu tarlalara göre anlamlı düzeyde yüksekti.

Araştırmacılar bu farkı iki etkene bağlıyor: Yüksek yoğunluklu topraklarda bakteri çeşitliliği daha düşük olduğu için ARG taşıyan bakteriler daha az rekabetle karşılaşıyor; ayrıca sentetik gübreler, sıklıkla bakır veya başka ağır metaller içeren biyositler ve toprak işleme çevresel stres yaratarak ARG ve MGE taşıyan bakterilere avantaj sağlıyor.

Yoğun tarımın sentetik gübre kaynaklı yüksek sera gazı emisyonları ve nehirleri, kıyı sularını ve gölleri kirleten akıntı gibi bilinen maliyetleri var. Yeni bulgular, ilaca dirençli patojenlerin yayılmasını kolaylaştırmak gibi daha önce fark edilmemiş bir maliyeti de ortaya koyuyor. Dünya genelinde ilaca dirençli enfeksiyonlar yılda 4,7 milyon kişinin ölümüne yol açıyor.

Yazarlar, "soil and crop management practices could be strategically leveraged to limit the onward spread of drug-resistant pathogens" değerlendirmesini yapıyor. Türkçesiyle, toprak ve ürün yönetimi uygulamaları ilaca dirençli patojenlerin ileriye dönük yayılımını sınırlamak için stratejik olarak kullanılabilir.