Вход/Регистрация
Разрушители. Грибки и грядущая пандемия
вернуться

Моноссон Эмили

Шрифт:

В 2007 году ученые из Нидерландов сообщили о странной находке29: в культурах A. fumigatus, взятых у нескольких пациентов, была обнаружена новая разновидность генетической мутации, позволяющая добиться устойчивости к азолам. В том, что в организме пациентов, получающих длительное лечение, грибок может эволюционировать, чтобы противостоять препаратам, странного ничего нет – этого, наоборот, следует ожидать. Но в данном случае не только генетика была странной – некоторые пациенты ранее вообще не принимали лекарства на основе азолов. Как же заражающий их A. fumigatus смог выработать устойчивость? Ученые предположили, что грибок подвергался воздействию азолов в окружающей среде30, скорее всего, на фермах, где использовались соответствующие фунгициды.

Десятилетие спустя азолоустойчивый A. fumigatus был обнаружен на луковицах тюльпанов31, импортированных из Нидерландов в Ирландию. Нидерланды производят большую часть тюльпанов и более половины всех цветочных луковиц в мире. Чтобы защитить их от вредных грибков (в число которых, кстати, не входит A. fumigatus), луковицы окунают в фунгицид, а поля в течение вегетационного периода опрыскивают32. В процессе развития растений и после образуются различные отходы – отмершие листья и прочее, – которые собираются в компостные кучи, и вот там A. fumigatus в полном смысле слова процветает. Именно в этих кучах и были обнаружены в наибольшем количестве устойчивые к азолам штаммы33. Грибок выработал устойчивость к фунгициду, который не использовался для его уничтожения, – такой вот невинный свидетель, готовый в любой момент сам стать убийцей. С тех пор устойчивые к азолу A. fumigatus были обнаружены по всему миру, причем не только в цветочной индустрии, но и в почве, в которой выращиваются другие культуры – от зерновых до картофеля и клубники. В США с 2006 по 2016 год использование триазольных фунгицидов в сельском хозяйстве увеличилось в четыре раза, причем лидирует в этом отношении именно пшеница34.

Если фунгициды останутся основным средством защиты урожая, – а Гурр считает, что в обозримом будущем так и будет, – нам понадобятся новые препараты, которые будут действовать строго против грибков и сразу на нескольких участках35 (это уменьшит токсичное воздействие на растения и животных). Поиск генетического разнообразия – это один из способов, который может уменьшить нашу зависимость от токсичных химикатов. Возможно, мы никогда не сможем от нее излечиться, но попытаться сократить их разработку и сосредоточиться на менее токсичных фунгицидах, которые будут достаточно сильно отличаться от наших препаратов, необходимо, чтобы не обменивать защиту человеческого здоровья на защиту растений. Генетическое разнообразие в пределах популяции или вида – это одно, но существует также разнообразие видов, штаммов и сортов. Нам еще предстоит решить вопрос, как лучше всего использовать защитные механизмы на уровне ДНК для защиты нашей продовольственной системы. Идти вперед – значит расширять генетическое разнообразие выращиваемых нами культур, воспитывать вкус к различным сортам пшеницы, овощей и фруктов. К различным сортам бананов в том числе.

* * *

Когда болезнь поражает такую культуру, как банан Кавендиш, промышленники думают только о том, чтобы защитить урожай или улучшить его. Это их работа, а также то, чего ждет от них потребитель, готовый платить только за конкретный товар определенного вида и вкуса. Подобный образ мышления только укрепляет практику массового выращивания монокультур, и в этом повинны мы все. Пришло время вводить в севооборот как новые, так и уже известные сорта с различной устойчивостью и отличным вкусом, а также внедрять инновации и совершенствовать технологии выращивания. Ученые, работающие в этой области, говорят, что пора поддержать мелких производителей и отказаться от монокультуры, потому что на небольших, более разнообразных почвах проблем с болезнями обычно гораздо меньше36. Другими словами: разнообразие, разнообразие и еще раз разнообразие.

Когда первая волна фузариозного увядания бананов уничтожила сорт Гро-Мишель, селекционеры попытались вывести его устойчивый к болезни вариант. Им это не удалось, но кое-что в запасе все-таки было – сорт Кавендиш. Учитывая, что в данный момент по миру распространяется новая разновидность фузариозного увядания бананов, необходимо уже сейчас подумать о том, с чем мы останемся, когда, возможно, проиграем эту битву снова. У селекционера Рони Свеннена такой запасной план есть. До 2019 года Свеннен возглавлял лабораторию улучшения тропических культур в Левенском католическом университете в Бельгии, где заведовал крупнейшим в мире собранием бананов разных сортов. Эта коллекция хранится под эгидой Международного центра транзита зародышевой плазмы37. Сейчас Свеннен возглавляет программу селекции бананов в Нигерии – в Международном институте тропического сельского хозяйства, который находится в Ибадане и является некоммерческой организацией. Правда, с институтом его связывает гораздо более давняя история: еще в 1970 годах Свеннен работал здесь, собирая образцы банановых растений на фермах и в лесах по всему континенту и изучая лучшие методы выращивания этой культуры. Именно благодаря тому, что в Африке предпочтение отдается разнообразию сортов бананов, коллекция Международного центра транзита зародышевой плазмы настолько велика: она включает более 1500 сортов десертных бананов и плантанов, 100 из которых съедобны, а 40 обладают более или менее сладким вкусом38. Здесь есть образцы из Восточной Африки, Демократической Республики Конго, Вьетнама, Индии и практически всех стран, где растут бананы.

Как ни странно, большинство культивируемых бананов не имеют жизнеспособных семян. Вспомните последний съеденный вами банан: четыре крошечные черные точки, которые вы заметили в мякоти, – это и есть их остатки. А если нет семян, нечего и собирать, чтобы хранить на будущее. Вместо этого в Международном центре транзита зародышевой плазмы содержатся меристемы бананов, то есть скопления клеток, которые нарастают слоями вокруг побегов. Эти меристемы выращивают в пробирках в виде проростков или замораживают и хранят в жидком азоте. После размораживания их можно использовать для выращивания крошечных банановых саженцев. Нижний этаж университета заполнен тысячами пробирок с ярко-желтыми пластиковыми крышками, в каждой из которых в нескольких миллилитрах субстрата покоится маленькое растение. По запросу ученых и селекционеров центр рассылает тысячи образцов бананов по всему миру. Большинство отправляется в развивающиеся страны, где фермерам нужны банановые растения, способные противостоять фузариозному увяданию или черной сигатоке, нематодам или климатическим условиям. Генетическое разнообразие коллекции Международного центра транзита зародышевой плазмы – это надежда на будущее, в котором у нас будут бананы.

Большинство бананов, от Кавендиша до десертных, произошли от двух разных диких сортов, имеющих семена, – Musa acuminata и Musa balbisiana. При продольном разрезе мякоть M. acuminata усыпана рядами крупных черных семян, похожих на жемчужины, а плоды M. balbisiana отличаются небольшим размером и овальной формой. Бананы, к которым мы привыкли, далеки от них и по внешнему виду, и по вкусу, и генетически. В то время как оба диких сорта бананов имеют по две копии каждой из одиннадцати хромосом и являются диплоидными, большинство бананов, которые мы едим, – триплоидные: их клетки содержат три набора хромосом. Триплоидные растения и животные, как правило, стерильны. Даже если бы наши бананы можно было размножать традиционным способом, их потомство было бы практически бессемянным39, потому что за века семена постепенно исчезли из их мякоти. Практически все культивируемые сегодня сорта бананов размножаются клонально.

«Вы можете создать любой банан40, – говорит Свеннен, имея в виду, что можно скрестить один банан с другим и вывести новый сорт. – Но это сложный и утомительный процесс»41. А когда это сделано, возникает проблема поиска редких семян. Растения, которые являются кандидатами на гибридизацию, сначала вручную опыляются. Как только плоды начинают менять цвет с зеленого на желтый, гроздь собирают и отправляют на дозревание. Тысячи бананов очищают от кожуры, раздавливают и перетирают, чтобы собрать генетическое золото – горстку семян. После сбора из оплодотворенных семян извлекают зародыши и высаживают их, чтобы новое растение можно было оценить по росту, устойчивости к болезням или вкусу. Когда селекционеры впервые попытались вывести гибриды для борьбы с фузариозным увяданием – еще до секвенирования ДНК и других новых технологий, – на выведение растения с желаемыми признаками могли уйти десятилетия, если это вообще было возможно. Теперь, по словам Свеннена, «у нас есть десятки тысяч гибридов»42. Тем не менее их производство – это нелегкий труд. Свеннен описывает этот процесс в цифрах43: из 25 тысяч семян, собранных с 13 тысяч гроздей, прорастает чуть менее 4 %, или около 800, которые становятся жизнеспособными растениями. По сравнению с другими семенными культурами, такими как рис или кукуруза, это ничтожно мало, но каждое из этих гибридных растений таит в себе множество возможностей – от повышенной устойчивости к болезням до ускоренного роста или повышенной питательности.

  • Читать дальше
  • 1
  • ...
  • 43
  • 44
  • 45
  • 46
  • 47
  • 48
  • 49
  • 50
  • 51
  • 52
  • 53
  • ...

Ебукер (ebooker) – онлайн-библиотека на русском языке. Книги доступны онлайн, без утомительной регистрации. Огромный выбор и удобный дизайн, позволяющий читать без проблем. Добавляйте сайт в закладки! Все произведения загружаются пользователями: если считаете, что ваши авторские права нарушены – используйте форму обратной связи.

Полезные ссылки

  • Моя полка

Контакты

  • chitat.ebooker@gmail.com

Подпишитесь на рассылку: