개와 함께 죽어가는 이탈리아 올리브 나무 살리기 계획

치명적이고 감지하기 어려운 질병이 이탈리아 남부의 소중한 올리브 나무를 10년 동안 황폐화시키고 있습니다. 고도로 훈련된 슈퍼 탐지견 분대가 그들을 구할 수 있습니다.

화창한 겨울 아침, 개 조련사 Mario Fortebraccio는 화분에 심은 올리브 나무 줄을 향해 천천히 몸을 굽혀 손으로 가리킵니다. 그 신호를 기다리며 3살 된 흰색 래브라도 파코는 머리를 기울인 채 식물이 줄지어 있는 곳으로 돌진하며 각 화분의 뿌리 냄새를 맡습니다. 개는 인간이 감지할 수 없는 것을 조심스럽게 정찰하고 있습니다.

"보상이 없으면 아무 것도 하지 않습니다." Fortebraccio가 미소를 지으며 말했습니다. 몇 초 후 Paco는 자신의 작업을 완료하고 조련사에게 돌아와 근처 식물에 소변을 보기 위해 다리를 들어 올리고 꼬리를 흔들며 약간 바삭바삭한 간식을 요구했습니다.

이탈리아 남부 풀리아 지역의 파라비타에 100만 개 이상의 식물이 있는 대규모 상업용 온실인 Vivai Giuranna에서 Paco는 지난 10년 동안 이탈리아 남부의 올리브 밭을 황폐화시킨 박테리아의 일종인 Xylella fastidiosa 를 찾고 있습니다. Paco와 몇몇 다른 네발 동료들은 고도로 훈련된 Xylella Detection Dogs 팀을 구성합니다.

2013년 풀리아(Puglia)에서 자일렐라 가 발견된 이후 로 레체(Lecce) 지방 정부의 수석 식물 건강 검사관인 안젤로 델레 돈(Angelo Delle Donne)은 "이 개들은 독특한 것을 가지고 있습니다"라고 말합니다 .

아주 착한 소년 Paco는 Xylella를 탐지하려는 노력 중에 머리를 쓰다듬어 줍니다(Credit: Agostino Petroni)

Xylella fastiodiosa 는 나무와 기타 목본 식물의 목질부(뿌리에서 잎으로 물을 운반하는 혈관)를 막아 천천히 질식시켜 죽이는 박테리아입니다. 일반적인 곤충인 Spittlebugs 는 질병을 퍼뜨립니다. 감염된 잎을 물면 박테리아가 타액으로 이동하고 벌레가 다음 건강한 식물을 먹을 때 질병을 전염시킵니다.

이 질병에 대한 알려진 치료법 은 없으며 일단 감염되면 식물은 천천히 말라 버립니다(비록 일부 감염된 식물은 증상을 나타내지 않고 살아남을 수 있음). Xylella 에는 몇 가지 변종이 있으며 마지막 집계에서 전 세계적으로 595종의 식물 에 영향을 미칩니다 . 지난 세기 동안 Xylella 는 브라질의 오렌지 밭 , 캘리포니아 남부 의 포도밭 , 대만의 배나무 를 죽였습니다. 그리고 10년 전 Xylella 는 Puglia의 올리브 나무 에 도달했습니다 .

6000만 그루의 올리브 나무가 있는 풀리아는 이탈리아 올리브 오일의 최대 50%를 생산 했지만 불과 몇 년 만에 Xylella 에 감염되어 2100만 그루의 나무가 죽었 습니다.

오늘날 죽은 회색 나무줄기의 끝없는 바다가 수천 개의 소규모 농장, 올리브 공장, 온실 이 남아 있는 이 지역의 아래쪽을 덮고 있습니다 .

Vivai Giuranna의 소유주인 Mauro Giuranna는 Xylella 공격 에 대한 개인적인 경험이 있습니다 . 식물 검사관이 그의 온실에서 감염된 식물을 발견했을 때 그는 약 100만 유로($1m/£900,000) 상당의 식물을 폐기해야 했습니다.

Giuranna는 "우리는 처음 몇 년 동안 [ Xylella 에 대응하는 데] 너무 피상적 이었습니다."라고 말합니다. "더 이상 기념비적인 올리브 나무가 남아 있지 않습니다."

그는 컨트롤이 더 엄격하고 빨라졌으면 합니다. 그러나 Michele Emiliano 지역 총재는 처음에 Xylella 와 올리브 나무의 급속한 건조 사이 의 연관성에 대해 회의적이었습니다.

박테리아를 막으려 노력하는 과학자들은 박테리아 자체를 퍼뜨린 혐의로 재판 을 받았습니다(결국 모든 혐의는 취소되었습니다 ). 이탈리아는 부적절한 대응으로 유럽연합 집행위원회의 조사를 받았습니다.

Emiliano의 대변인은 Future Planet에 자신이 반과학이나 음모론을 지지한 적이 없다고 말했습니다. "대통령은 자일렐라 처럼 복잡하고 극적이며 분열적인 문제를 시민 대화의 맥락으로 가져오기 위해 모든 사람의 의견을 경청하고, 대중 집회를 조직하고, 자신이 초대받은 모든 행사에 개인적으로 참여하는 중요한 조치를 시작했습니다. " 대변인은 말했다.

이탈리아의 대응은 이제 감염 초기부터  대규모 질병 모니터링 등의 조치를 취하면서 개선되었습니다 . 그러나 Xylella 는 이 지역의 올리브 밭을 통해 계속 확산되고 있습니다.

Delle Donne은 "우리는 항상 질병을 쫓고 있습니다.

7세 스프링거 스패니얼 Ellis가 증명할 수 있는 것처럼 래브라도는 우수한 슈퍼 스니퍼를 만드는 유일한 품종이 아닙니다(Credit: Agostino Petroni)

박테리아가 매년 약 20km(12마일)의 속도로 북쪽으로 계속 퍼지고 이탈리아와 유럽의 다른 지역에서도 나타나기 때문에 정부는 우려 하고 있으며 과학자와 식물 검사관은 질병을 억제하고 확산을 방지하기 위해 노력하고 있습니다. 더 나아가. 감염된 나무가 건강한 나무 근처에서 식별되면 뿌리를 뽑고 50m(160ft) 부근의 다른 나무를 주의 깊게 검사해야 합니다.

Taranto의 농업 경제학자이자 이탈리아 최대의 올리브 오일 생산자 컨소시엄인 Unaprol 의 총책임자 인 Nicola di Noia는 Xylella 의 위험성을 잘 이해하고 있으며 그 억제를 강력하게 옹호하고 있습니다.

"이것은 전례 없는 생태학적, 환경적 재앙입니다."라고 그는 말합니다. "우리는 환경주의자들의 열정에 사로잡힐 수 없습니다. 우리는 과학적이어야 합니다."

2020년에 그는 카라비니에르(이탈리아 헌병대 장교)로서 약물과 폭발물을 발견하기 위해 분자 탐지견과 함께 일했던 과거 경험을 생각하고 그들의 놀라운 후각 기술을 기억했습니다. 그들이 Xylella 도 감지할 수 있다면 어떨까요 ?

"우리는 개가 식물에 대해 수행한 유사한 작업을 찾기 시작했습니다."라고 Di Noia는 말합니다. 그리고 그들은 캘리포니아 전문가 팀이 냄새를 사용하여 감귤류에 있는 박테리아를 탐지하는 방법을 알아 냈다는 것을 발견했습니다 .

가능성에 흥분한 Di Noia는 이 아이디어에 대해 Ente Nazionale della Cinofilia Italiana( ENCI , 이탈리아에서 혈통견의 인식, 표준화 및 등록을 담당하는 국가 조직) 및 Puglia의 Bari 에 있는 Xylella 에 대한 수석 연구원과 함께 말했습니다. 국립 연구 위원회에서 자본.

그는 자금을 모아 Xylella 탐지견이라는 기병대를 소집하기로 결정했습니다.

Ellis와 같은 개는 뛰어난 코를 가지고 있지만 지능과 놀고 싶은 열망과 같은 다른 중요한 특성도 가지고 있습니다(Credit: Agostino Petroni)

개의 코는 원칙적으로 사람의 코와 같은 방식으로 작동합니다. 우리가 숨을 들이쉬고 내쉴 때 코의 수용체는 공기 중의 분자를 감지하고 정보를 뇌로 보냅니다.

강아지의 코에는 동물을 슈퍼 후각으로 만드는 몇 가지 다른 기능이 있습니다. 코의 앞부분은 후각을 돕는 들어오는 공기를 가습하는 역할을 하고, 공기는 ​​그런 다음 폐로 펌핑되고 ​​부분적으로 냄새 물질을 잡기 위해 수용체로 가득 찬 후각실로 들어갑니다. 그리고 그것이 개가 인간의 코를 능가하는 곳입니다 . 개는 뇌에 신호를 보내는 인간보다 20배 더 많은 후각 수용체 를 가지고 있습니다. 개가 숨을 내쉴 때 공기는 우리처럼 콧구멍을 통해서가 아니라 코의 양쪽 슬릿을 통해 나갑니다. 이것이 바로 개가 연속적인 주기로 냄새를 맡아 많은 양의 공기와 냄새를 맡을 수 있는 이유입니다.

"우리가 보는 것보다 훨씬 더 많은 색을 보는 동물들이 있습니다." 지난 30년 동안 동물의 냄새 감지 연구를 해온 네덜란드 독립 생물학자 Adee Schoon은 말했습니다. "그 비유를 개와 함께 사용하면 우리는 개에 비해 분명히 후각 장애가 있음을 알 수 있습니다."

대부분의 개는 우리가 헤아릴 수 없는 방식으로 냄새의 세계를 탐색할 수 있지만 탐지견이 되려면 특별한 개인과 많은 훈련이 필요합니다. Schoon은 법의학, 특히 네덜란드 경찰의 강간 사건에서 탐지견과 함께 일하여 정액으로 강간범을 식별했습니다. 그녀는 탐지견을 인간이 사람의 얼굴을 인식하는 방식으로 냄새를 인식하는 고도로 훈련된 전문가라고 생각한다고 말합니다.

Paco와 Ellis는 모두 감염된 식물을 확실하게 발견하고 그 옆에서 동결할 수 있었습니다(Credit: Agostino Petroni)

그러나 새 개를 훈련시키는 것은 쉽지 않으며 시간이 걸릴 수 있습니다. ENCI의 개 조련사이자 Xylella Detection Dogs 실험 프로그램 의 코디네이터인 Serena Donnini에 따르면 스프링거 스패니얼, 저먼 셰퍼드, 코커 스패니얼, 래브라도와 같은 개 품종이 있습니다. 가슴 공간, 좋은 냄새 맡는 사람이 될 가능성이 더 높으며 종종 몇 시간 동안 향기를 추구하면서 자기 주도적인 방식으로 더 긴 교대 근무를 합니다. 그러나 그것만으로는 충분하지 않다고 Donnini는 말합니다. 개의 성격도 중요하기 때문입니다. 탐지견이 되기 위한 모든 시험을 통과하려면 동물들이 놀고 먹는 것을 좋아해야 합니다.

"이것은 보상 시스템을 개발하기 위해 중요합니다."라고 Donnini는 말합니다. 개가 공을 잡는 것을 더 좋아하고 공에 더 집착할수록 공을 찾을 가능성이 높아집니다. "개가 너무 강하게 원해서 그것을 얻기 위해 거의 죽일 의향이 있을 때까지 우리는 그를 훈련시키기 위해 앞으로 나아갈 수 없습니다."

Donnini와 그녀의 동료들이 자주 작업하는 일반적인 물건은 속이 빈 고무 장난감입니다. 개가 처음에 그것을 가지고 놀게 한 후 조련사는 강아지의 검색 기술을 연구하기 위해 그것을 숨기기 시작합니다. 개가 고무를 찾을 때마다 음식 보상을 받습니다.

Donnini는 "'내 장난감을 찾았기 때문에 여기서 일하는 것이 좋다'고 생각해야 합니다."라고 말합니다. 개에게 고무는 매우 특정한 냄새가 나므로 훈련이 진행될수록 조련사는 고무를 렌즈콩 크기가 될 때까지 더 작은 조각으로 부순다. 고무 조각이 작을수록 개는 그것을 찾는 데 더 집중하고 냄새를 맡는 빈도를 높입니다. 개가 얼거나, 짖거나, 앉아 장난감을 찾았다는 것을 나타내는 방법을 배우면 조련사는 대상 냄새를 삽입합니다.

Donnini에 따르면 이를 수행하는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적인 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 짝짓기입니다. 대상 냄새와 장난감을 결합하고 개를 찾으면 보상하고 장난감의 고무를 천천히 제거합니다. 다른 하나는 대조적으로, 여기에는 장난감이 숨겨져 있지 않지만 개가 급히 찾는 것처럼 목표 냄새를 지나치면 보상을 받습니다. 개는 곧 새로운 냄새를 인식하면 신호를 보내는 법을 배우고 보상을 받습니다.

따라서 Donnini는 올바른 냄새로 개를 훈련시키는 것이 중요하며 여기에서 National Research Council의 과학자들이 근본적인 역할을 수행한다고 말합니다. Xylella 로부터 나무를 구하기 위해 그 냄새는 감염된 식물의 냄새입니다. 인간과 마찬가지로 식물도 감염되면 신진대사와 향이 변한다.

자일렐라 연구를 담당하는 CNR 지속 가능한 식물 보호 연구소의 Bari 부서장이자 식물 바이러스학자인 Donato Boscia는 Donnini에게 인증된 감염된 올리브 식물을 제공했습니다. Boscia 팀은 현재 개가 인식하는 감염된 식물에서 방출되는 특정 분자를 파악하려고 노력하고 있습니다.

Donnini는 "우리는 잘 모르지만 개가 정확한 냄새 이미지를 만들 수 있도록 모든 퍼즐 조각을 제공해야 합니다"라고 덧붙입니다.

개의 정확성을 보여주기 위해 Donnini는 Salento에 있는 CNR의 연구 전초기지인 Forestaforte의 마당에 다섯 그루의 작은 올리브 나무를 일렬로 배치합니다. 식물 중 하나는 Boscia 팀 이 Xylella 에 감염된 것으로 인증한 빨간 점이 있는 태그를 가지고 있습니다. 개 조련사 Fortebraccio는 7살 된 얼룩덜룩한 흰색과 갈색의 스프링거 스패니얼 Ellis에게 신호를 보냅니다. Ellis는 식물 사이를 질주하다가 감염된 식물 앞에서 얼어붙고 꼬리를 흔들며 조련사에게 돌아와 먹이를 요구합니다.

식물이 라인의 어느 위치에 있든 관계없이 Ellis와 Paco는 그 앞에서 명확하게 발견하고 정지할 수 있었습니다.

Paco와 그의 동료들이 올리브 농장에서 Xylella에 감염된 나무를 확실하게 감지할 수 있다면 감염 확산을 막고 다른 많은 나무를 구할 수 있습니다(Credit: Agostino Petroni)

Xylella 에 감염된 모든 식물 이 인간이 인지할 수 있는 증상을 보이는 것은 아니며, 이는 질병을 억제하는 것이 매우 어려운 이유 중 하나입니다. 개는 온실 및 항구와 같은 중요한 전략적 위치에서 확산을 막는 데 도움이 될 수 있습니다. Bari Aldo Moro 대학의 Annalisa Giampetruzzi가 이끄는 한 연구에 따르면 Xylella 가 처음에 Puglia에 도착한 것은 라틴 아메리카에서 수입된 커피 나무를 통해서였다고 생각됩니다 .

Boscia는 " Xylella 가 새로운 영역에 도입된 트로이 목마가 된 곳은 바로 이러한 [장소] "라고 말합니다. 그들은 수입된 식물을 받는 각 입구 포트에 배치된 훈련된 개와 정기적으로 지역의 온실을 정찰할 기타를 상상합니다.

Boscia는 "우리는 발견된 식물 종에 관계없이 Xylella 에 감염된 식물 을 식별하도록 개를 훈련시켜야 합니다 ."라고 말했습니다. 연구원들은 개가 냄새를 맡는 화합물이 뿌리에서 오는지 나무 가지에서 오는지 아직 모릅니다. 그들은 동일한 훈련으로 로즈마리나 협죽도 식물에서 동시에 박테리아를 발견할 수 있을지 여전히 불확실합니다.

휘발성 유기 화합물을 감지할 수 있는 장비를 만들기 위해 수년 동안 노력해 온 캘리포니아 대학의 기계 및 항공 우주 공학 교수인 Cristina Davis에 따르면 그것은 가능성이 있습니다. 그녀는 예를 들어 자일렐라 에 감염된 각 식물 종에서 방출되는 50개의 휘발성 화합물이 있는 경우 이러한 화합물의 일부가 모두 간에 공유될 수 있다고 설명합니다.

데이비스는 "개와 같은 동물이나 센서가 시간이 지남에 따라 감지할 수 있도록 훈련시킬 수 있다는 정말 합리적인 기대가 있다고 생각한다"고 말했다. 사실, 2014년에 Davis와 그녀의 팀 은 박테리아 Candidatus Liberibacter 에 감염된 감귤류 식물을 발견 하기 위해 차등 이동성 분광계라는 고급 장비를 사용했습니다 .

이탈리아 과학자들이 감염된 식물을 계속 연구함에 따라 개들은 자일렐라 검색을 도울 수 있는 도구를 만들기 위한 개념 증명으로 일할 수 있습니다. 아직 해야 할 일이 많지만 연구원 들은 Xylella Detection Dogs가 치명적인 박테리아를 대조하는 또 다른 도구가 되기를 희망합니다.

남부 이탈리아 영토에 대한 Xylella 의 끔찍한 영향 외에도 Di Noia는 죽은 올리브 나무의 끝없는 숲이 분해되면서 대기 중으로 방출되는 이산화탄소의 양에 대해 걱정합니다.

"환경 재앙을 억제하기 위해 우리 모두가 국가적으로나 국제적으로 지불해야 하는 비용입니다."라고 Di Noia는 말합니다.