Разрушители. Грибки и грядущая пандемия

31 Dunne K. et al. Intercountry Transfer of Triazole-Resistant Aspergillus fumigatus on Plant Bulbs // Clinical Infectious Diseases 65. March 29, 2017. № 1.Р. 147–156; Hagiwara D. Isolation of Azole-Resistant Aspergillus fumigatus from Imported Plant Bulbs in Japan and the Effect of Fungicide Treatment // Journal of Pesticide Science 45. August 20, 2020. № 3.Р. 147–150.

32 Verweij P.E. et al. The One Health Problem of Azole Resistance in Aspergillus fumigatus: Current Insights and Future Research Agenda // Fungal Biology Reviews 34. December 2020. № 4.Р. 202–214. Подробнее о тюльпанах, азолах и аспергилле см.: McKenna M. When Tulips Kill // Atlantic. November 15, 2018.

33 Verweij P.E. et al. One Health Problem; Burks C. et al. Azole-Resistant Aspergillus fumigatus in the Environment: Identifying Key Reservoirs and Hotspots of Antifungal Resistance // PLoS Pathogens 17. July 29, 2021. № 7; Rhodes J. et al. Population Genomics Confirms Acquisition of Drug-Resistant Aspergillus fumigatus Infection by Humans from the Environment // Nature Microbiology 7. April 25, 2022. Р. 663–674.

34 Mitsuru T. et al. Trends in Agricultural Triazole Fungicide Use in the United States, 1992–2016, and Possible Implications for Antifungal-Resistant Fungi in Human Disease // Environmental Health Perspectives 129. April 26, 2022. № 5. Для получения более свежей информации см.: Centers for Disease Control and Prevention. Antifungal-Resistant Aspergillus. https://www.cdc.gov/fungal/diseases/aspergillosis/antifungal-resistant.html.

35 Steinberg G., Gurr S.J. Fungi, Fungicide Discovery and Global Food Security // Fungal Genetics and Biology 144. 2020.

36 Герт Кема, интервью автору, 15 сентября 2020 года; Рони Свеннен, интервью автору, 22 января 2020 года.

37 Коллекция МЦТ хранится в Католическом университете Левена (KU Leuven). International Musa Germplasm Transit Centre. https://www.bioversityinternational.org/banana-genebank/.

38 Houwe I. Van den et al. Safeguarding and Using Global Banana Diversity: A Holistic Approach // CABI Agriculture and Bioscience 1. December 22, 2020. № 1.Р. 15.

39 ProMusa. Domestication of the Banana. https://www.promusa.org/Domestication+of+the+banana.

4 °Cвеннен, интервью.

41 Brown A. et al. Bananas and Plantains (Musa spp.) // Genetic Improvement of Tropical Crops. Springer International, 2017. Р. 227.

42 Свеннен, интервью.

43 3rd PlantB+B Online Cafe_Rony Swennen. YouTube, October 15, 2021. https://www.youtube.com/watch?v=yAfAMBUxCy0.

Глава 8 Воскресение

На вершине горы Тоби, расположенной в нескольких милях от моего дома, находится пожарная вышка. Отсюда открывается вид на юг, за хребет Холиок и Нотч, в Коннектикут, а далеко на западе, за рекой, высится гора Грейлок. На плечах Тоби и ее сестер-вершин, Окс-Хилл и Роринг, лежит лоскутным одеялом лес. Большая его часть находится в ведении Массачусетского университета, где он используется для обучения студентов: тут они могут практиковаться в лесоводстве и охране природы. В этом лесу растет благоухающая роща белых сосен, некоторые из них пережили ржавчину, в том числе и благодаря усилиям по уничтожению кустов Ribes. Здесь также можно увидеть старые черные березы, зонтики болиголова, нависающие над тропами, усыпанными опавшими иголками, кленовую рощу с давно развалившейся сахарной хижиной – небольшой постройкой, в которой раньше выпаривали из древесного сока кленовый сироп. Рождественский папоротник, он же многорядник верхоплодный, деннштедтия точечнолопастная, клубненосный пузырник, – эти и десятки других видов устилают землю зеленым ковром и украшают расщелины скал. А еще… американские каштаны. Правда, совсем не такого могучего вида, как раньше.

Много лет я проходила мимо этих кустов с длинными зубчатыми листьями и не обращала на них внимания, пока однажды зимой не заметила каштан. Одинокий колючий шарик, который упал на землю осенью и стал виден только тогда, когда немного подтаял снег. Небольшое дерево успело вырасти подняться над землей метра на три, прежде чем образовался этот небольшой плод, хотя ствол его изъеден и покрыт трещинами. Как и каштановая древесина, из которой была построена хижина, стоящая примерно в миле отсюда – на седловине между двумя небольшими вершинами¹. Теперь от хижины остались только каменный очаг, дымоход шириной чуть больше метра и несколько бревен. Когда-то ее построил клуб скалолазов колледжа, использовав каштаны, которые росли в этом лесу и возвышались над цветами болиголова. Спустя время болиголов на месте, а вот деревья, когда-то пораженные инвазивным грибком Cryphonectria parasitica, были вырублены по решению университета в надежде, что это «очистит» лес². С тех пор в окрестностях горы Тоби каштанов не было почти сто лет.

Кустарниковые побеги – это все, что осталось от величественного дерева. Они растут, умирают от болезней и снова вырастают из пня, словно проживая бесконечный смертельный день сурка. Когда леса, покрывающие гору Тоби и все западные и южные районы Аппалачей, потеряли каштаны, экосистема смогла оправиться. Хочется верить, что когда-нибудь и прекрасные деревья, оставшиеся в памяти людей великанами, снова вырастут и займут свое место среди дубов и цветов болиголова.

* * *

Все каштаны имеют общего предка³ – некое огромное, великое, прекрасное, сильное, похожее на каштан дерево, от которого произошли все остальные. Если заглянуть далеко в его прошлое, можно обнаружить растение, напоминающее смесь дуба, каштана и южного бука. Первые известные окаменелости рода Castanea свидетельствуют о том, что каштановые деревья сбрасывали свои питательные плоды примерно 50–40 миллионов лет назад в лесах умеренной зоны северного полушария от Восточной Азии до Северной Америки. Именно из Азии он, вероятно, и был родом, а потом распространился по континентам. Со временем отдельные популяции развивались, эволюционировали и, оказываясь в новой для себя среде, приспосабливались к ней постепенно. К началу XIX века американский каштан был быстрорастущим и высоким, в то время как разновидности наиболее распространенного азиатского каштана, выводимые в течение тысяч лет как садовые деревья, отличались меньшим ростом, но давали при этом более крупные плоды.

О заболевании, которое в будущем уничтожит американский каштан, впервые заговорили во время расцвета сельскохозяйственной исследовательской программы Министерства сельского хозяйства США, когда молодые ученые, полные азарта и предвкушения приключений, отправлялись во все концы мира на поиски новых пищевых и декоративных растений. Одним из таких исследователей был Фрэнк Мейер – человек, которому пришлось по душе искать интересные экземпляры в глуши, подальше от других людей. Мейер работал под началом Дэвида Фэйрчайлда, заклятого врага Чарльза Марлатта, и однажды уже привез в США каштаны, собранные в Северном Китае (правда, через год после того, как болезнь распространилась). В 1913 году Мейер снова отправился в Китай, где его попросили присмотреться к каштановым рощам. Сможет ли он обнаружить смертоносную болезнь на китайских деревьях? Мейер почти неделю ехал на мулах, чтобы добраться до рощи, а потом отправил коллегам сообщение, в котором написал, что деревья действительно заражены, но «не удалось найти ни одного экземпляра, который полностью был бы уничтожен этой болезнью»⁴. Он отправил фрагмент пораженной грибком коры и несколько изображений отобранных им деревьев в США, где его коллеги обнаружили, что грибок, поражающий китайские каштаны, «почти идентичен» американскому. Просто китайские деревья научились жить с грибком. Находка Мейера подарила нам всем надежду на то, что при скрещивании с китайским американский каштан сможет приобрести устойчивость к грибку. С тех пор ученые, селекционеры и любители занимаются поиском такой возможности, и среди них нужно отметить ботаника Артура Грейвса.

К тому времени, когда Грейвс начал разводить каштаны, а это 1931 год, грибок уже завоевал миллиарды деревьев, опутывая их гифами и выдавливая жизненные соки. В своем летнем доме в Хамдене, штат Коннектикут, Грейвс, став куратором Бруклинского ботанического сада⁵, занялся скрещиванием китайских (Castanea mollissima) и японских (C. crenata) деревьев с американскими (C. dentata). Он искал экземпляр, который будет устойчив к болезням и вырастет высоким и сильным, как те, которые были частью нашей природы раньше. В то время научные разработки по выведению устойчивых к болезням деревьев велись, но не в таком количестве, которое было необходимо. На восточном побережье оставалось мало каштанов, способных противостоять грибку, а то и вовсе не было, поэтому единственным выходом стало разведение гибридных деревьев – скрещивание двух разных видов. Что именно делает азиатские деревья устойчивыми и сколько генов может быть задействовано в этом процессе? Таких вопросов никто не задавал, поскольку для науки эта область была совершенно неизвестна.

Если говорить о генетике, то разведение каштанов требует определенных тонкостей. На одном дереве растут разнополые цветы, но каштаны не самоопыляются. Мужские цветы собраны в похожие на гусениц сережки, и производят пыльцу, но за ее перенесение ответственны насекомые или ветер: с их помощью пыльцевые зерна попадают на соседние деревья. Женские цветы напоминают небольшие колючки зеленого цвета и растут на кончиках ветвей. Чтобы контролировать опыление, Грейвс помещал созревающие женские цветки в бумажные пакеты, а когда они были готовы к опылению, срезал сережки с донорских мужских цветков и проводил ими по колючкам⁶. По мере созревания в них плодов Грейвс также укрывал их пакетами, чтобы защитить от белок. На протяжении десятилетий, пока семена превращались в саженцы, а саженцы – в деревья, результаты каждого скрещивания раскрывались. Некоторые деревья проявляли устойчивость к болезням, но не отличались высоким ростом, их стволы не были прямыми. Некоторые походили на привычные американские каштаны, но оказывались беззащитны перед болезнью и погибали. А некоторые гибриды, на которые возлагалось так много надежд, просто не смогли приспособиться к холодной зиме. Несмотря на это, Грейвс собирал, скрещивал и высаживал тысячи каштанов на протяжении более 30 лет⁷. Он был уверен, что хотя бы один из тысяч саженцев, родившихся из сотен деревьев, окажется подходящим. Но ни один не подошел⁸.