2. Einblicke hinischtlich Arten übergreifender pflanzenpathogener Bakterien
Das Leben auf der Erde ist vielfältig und interaktiv: noch wurde kein Ökosystem beschrieben, das nur eine einzige Spezies beherbergt. Die Wechselwirkungen zwischen den Organismen in der Natur können sehr vielfältig sein und von vorteilhaft über neutral bis hin zu schädlichen Wechselwirkungen reichen. Eine Infektionskrankheit wird in der Regel als das Ergebnis eines nachteiligen (Satzes von) Wechselwirkungen definiert und wird in der Regel auf eine bestimmte Kombination von (erkranktem) Wirt und einem pathogenen (krankheitsverursachenden) Agens beschränkt. Infektionskrankheiten können als ein biologischer Prozess definiert werden, der zu einer Unterbrechung der normalen Physiologie eines mehrzelligen Organismus als Reaktion auf die Gegenwart eines pathogenen Mikroorganismus führt.
Krankheiten können sich in ihrer Darstellung unterscheiden, aber Infektionen geht immer eine Adhäsion, Invasion oder Kolonisierung voraus. Interessanterweise können verschiedene pathogene Mikroorganismen eine Vielzahl von Organismen infizieren, und in einigen Fällen können sogar die Mitglieder verschiedener biologischer Reiche des Lebens anfällig sein. Solche Wirtssprünge quer durch verschiedene Reiche treten dann auf, wenn ein Mikroorganismus aus einem taxonomischen Reich in die Lage versetzt wird, eine Spezies in einem anderen Reich zu infizieren oder zu kolonisieren. Solche microbiellen pathogenen Wirtssprünge, die oft im Tierreich vorkommen, sind nicht so gut bekannt wie jene, die mit menschlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden, aber es sind mehrere Arten übergreifende Sprünge beschrieben worden, die offemnbar die Fähigkeit besitzen, scheinbar nicht nur Pflanzenkrankheiten zu verursachen, sondern auch beim Menschen eine Krankheit zu verursachen. Der Begriff "menschliche Krankheitserreger auf Pflanzen" (HPOPs) wurde vor kurzem für solche Erreger vorgeschlagen, die Pflanzen besiedeln oder auf andere Weise mit Pflanzen interagieren können.
Die Krankheitsstrategien, die Quer-Erkrunkungen verursachen können, sind von besonderem Interesse, da Pflanzen und Tiere (auch Menschen) spezifische physische Barrieren und Abwehrreaktionen aufweisen können. Während sich Spezialisten für spezielle Faktoren entwickelt haben, um die physikalischen Barrieren und angeborenen Abwehrmechanismen in einem bestimmten Wirt zu überwinden, ist eine vielfältige Bibliothek an Genen und Krankheitsstrategien erforderlich, um die spezifische Abwehr für jeden ihrer Wirte zu überwinden. Dies würde entweder die Erhebung einer Reihe von Pathogenitätsfaktoren erfordern, welche die Entwicklung der Krankheit ermöglichen, und die Zerstreuung für jeden Wirt oder eine universelle Strategie für Krankheiten, bei denen die gleiche Reihe von Pathogenitätsfaktoren für alle Wirte zum Tragen kommt. Phytopathogene nutzen spezifische Determinanten, die verstärkte Zellwände zu durchbrechen helfen und die Pflanzenphysiologie manipulieren, um eine Erkrankung zu erleichtern, während menschliche Krankheitserreger die Determinanten für die Physiologie von Säugetieren nutzen und dabei hoch entwickelte adaptive Immunantworten überwinden. Mögliche quer-pathogene Mikroorganismen müssen in der Lage sein, in engem und häufigem Kontakt mit potenziellen Wirten zu kommen, und müssen in der Lage sein, die Wirtsabwehr zu überwinden. Der Nachdruck liegt daauf, innerhalb oder in der Nähe der neuen Wirte die Übertragung oder Ausbildung von erfolgreichen Genotypen zu gewährleisten. Signaturen von Wirtsanpassungen sind in diesen Determinanten erkennbar, die schrittweise Mutationen und genetische Umlagerungen umfassen können, zusammen mit dem Erwerb neuer genetischer Elemente, die zur Virulenz beitragen können. Die Identifizierung dieser genetischen Determinanten bei Arten übergreifenden Erregern mit human- und pflanzenpathogenem Potenzial kann spwohl ein besseres Verständnis für die Entwicklung der Phytopathogenität ermöglichen als auch die Rolle der Pflanzen als potenzielle Reservoire für klinisch relevante Bakterien aufklären helfen.
Eine unerwartet hohe Anzahl von Arten-Quer-Verschiebungen bei Bakterien und Pilzen sind bereits beschrieben worden. Die Gram-negativen Bakterien der Familie Enterobacteriaceae, die viele menschliche Krankheitserreger (z.B. Escherichia, Salmonella und Shigella) in Verbindung mit pflanzlichen Lebensmitteln umfasst, sowie eine Anzahl von Gattungen, die Pflanzenpathogene enthalten (Enterobacter, Erwinia, Pantoea, Pectobacterium etc.), die zu Pflanzenkrankheiten führen, wurden entdeckt. Die taxonomische Verwandtschaft dieser Pflanzen mit menschlichen Krankheitserregern wirft interessante Fragen auf hinsichtlich der Möglichkeiten einer Entstehung von für Nischen im Wettbewerb oder bei Synergismus, bei dem ein horizontaler Nukleinsäureaustausch in geschützten Pflanzen oder sogar bei den Wirten stattfindet.
Es gibt mikrobielle Spezies, die manchmal als „Cross-Over-Erreger“ bezeichnet werden, die Krankheiten bei Pflanzen und Menschen verursachen können, auch wenn diese relativ selten sind. Beispiele für derzeit Cross-Over-Pathogene sind einige Bakterienarten, die häufig Pflanzenoberflächen und die Rhizosphäre bewohnen, wie Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cepacia, Dickeya spp., Enterococcus faecalis, Serratia marcescens, Agrobacterium tumefaciens, Phytophthora infestans, Salmonella enterica, Escherichia coli und Listeria monocytogenes.
