Разрушители. Грибки и грядущая пандемия
Шрифт:
Если вы посмотрите на карту американского Запада, то увидите две полосы, идущие от прибрежных хребтов Британской Колумбии на юг через Каскадные горы и вниз по Сьерра-Неваде – там растут белокорые сосны. К востоку находится еще одна полоса, идущая от канадских Альберты и Британской Колумбии вниз по хребтам Скалистых гор в Монтане и Вайоминге. Эти деревья населяют наши национальные парки5, включая Йосемити, озеро Крейтер, Глейшер и Йеллоустон, и являются важными членами трех крупнейших систем дикой природы на Западе. Если вы ходили в походы по этим регионам, то наверняка встречали белокорую сосну и даже восхищались ею.
Белокорые сосны олицетворяют нетронутый человеком лес, дух природы. Они – стражи6, отделяющие цивилизованный мир от дикой природы, крепкие старые деревья, пережившие
История упадка белокорой сосны начинается с ее двоюродной сестры, величественной белой восточной сосны, Pinus strobus. Обе относятся к пятихвойным – группе деревьев, чьи иголки растут пучками по пять штук. Все сосны – хвойные, представители древней группы, называемой голосеменными, что делает их дальними родственниками таких доисторических представителей, как деревья гинкго и папоротниковидные саговники. Секвойя, она же красное дерево, тоже относится к хвойным породам, как остистая сосна и болиголов. Большинство хвойных деревьев получают энергию через вечнозеленые игольчатые листья, а у некоторых, например можжевельников, листья покрыты крошечными чешуйками, делая их похожими на кожу рептилий. В отличие от кленов, дубов и других подобных им деревьев, хвойные не цветут, вместо этого полагаясь на шишки, в которых образуются семена. Мужские шишки производят пыльцу, а женские после оплодотворения – семена. Из более чем ста видов деревьев, относящихся к роду Pinus, восемь видов пятихвойных сосен произрастают в Северной Америке и всего один – на Востоке, это белая восточная сосна. Белая западная, сосна Бальфура, сахарная, мягкая, две остистые, белая юго-западная и белокорая, – все это деревья, произрастающие на западе, и многие из них выживают в условиях, которые другие деревья никогда бы не перенесли. Белая восточная сосна предпочитает холод, но не большую высоту. Она обычно растет в окружении болиголова и северных лиственных пород, занимая территорию от северо-восточного побережья, через район Великих озер и вниз по Аппалачам к северу Джорджии. Именно этот вид иногда первым проникает на заброшенные территории, где почти нет растительности, и дает начало новому лесу8.
Если вы встретите в восточном лесу белую сосну – редкое явление в наши дни, – то заметите, что она очень высокая, прямая, с толстой и твердой, как кирпич, корой. Самые крупные из сохранившихся деревьев достигают шести метров в обхвате и вздымаются на высоту более 50 метров, что соответствует высоте десятиэтажного дома. Возраст некоторых из них исчисляется сотнями лет9. Большинство (но не все) растут быстро, образуя один неразветвленный ствол, устремленный в небо. Ирокезы называют белую сосну Деревом Мира10: гроздья из пяти иголок символизируют сплоченность враждующих народов, а зеленый цвет, который не сменяется вместе с сезоном, – прочный мир. Попробуйте представить себе целый лес этих великанов, и вы поймете, как выглядел материк до прихода европейцев и вырубки лесов, которая приобрела колоссальные масштабы.
В прошлом белая восточная сосна шла на изготовление корабельных мачт и пиломатериалов. Лесорубы быстро оценили ее свойства и начали вырубать: сначала по одной, потом сотнями и миллионами. Колониальный британский флот поднимал паруса на мачтах из белых сосен, вырубленных в лесах Нового Света11, а фигуры орлов и женщин, украшавших носы кораблей, вырезались из так называемой тыквенной сосны, которую сегодня уже не встретишь. Полы домов и особняков также устилались широкими сосновыми половицами. В 1691 году, чтобы колонисты не забирали лучшие деревья себе, английская корона издала указ: самые крупные экземпляры, те, что «достигают 24 дюймов в диаметре»12 и не являются по ранней договоренности собственностью какого-либо частного лица, принадлежат королю. Это ограничение вызвало рост недовольства между людьми, которые хотели снабжать родную страну, и теми, кто желал построить новую. Поскольку в Старом Свете запасы деревьев истощались, англичане стали отправлять семена в Англию, чтобы вырастить собственные белые сосны, однако те так и не смогли достичь размеров североамериканских.
Спустя столетия, за которые леса превратились в поля, а поля – в леса, белых сосен в Новом Свете почти не осталось. К XIX веку лесорубы настолько рьяно вырубали деревья, что пришлось их спасать. Запасов местных питомников для этого не хватало – чтобы высадить по всей территории Нового Света недостающие белые сосны, нужны были сотни тысяч саженцев. По иронии судьбы они нашлись за океаном, в питомниках Германии, Франции и Голландии, причем относительно недорого. У европейцев был богатый опыт по выращиванию молодых деревьев из семян13, поэтому они взялись за экспорт саженцев белой сосны и принялись ввозить их в Новый Свет миллионами. Только в 1909 году один немецкий питомник отправил через океан несколько миллионов сосен для их посадки по всем Соединенным Штатам14. Но континенты захватила не только волна торговли ценным товаром, но и пузырчатая ржавчина, которой были заражены молодые деревья.
В 1905 году на стол Флоры Паттерсон15,
Грибок был уже хорошо известен в Европе, где он заражал местные сосны, но не убивал их. Понимая, какой ущерб он может нанести деревьям в Северной Америке, немецкий лесничий Карл Шенк предупредил, что импорт европейской сосны может привести к катастрофе17. Поскольку грибок незаметно развивается в течение двух-трех лет, а только потом становится заметным благодаря спорам, обнаружить его на раннем этапе особенно сложно. Когда в офис Флоры Паттерсон стали поступать новые образцы грибка, собранные со смородины, крыжовника и сосны, она забеспокоилась.
Полный жизненный цикл, типичный для ржавчинных, тем не менее выглядит причудливо. Как и большинство грибов, плодовые тела пузырчатой ржавчины выделяют множество спор. В какой-то момент жизненного цикла споры двух разных полов соединяются в процессе спороношения. Чтобы вторжение началось, спора пузырчатой ржавчины должна попасть на хвою пятихвойной сосны. Если погода благоприятствует – вокруг прохладно и туманно, – захватчик с помощью базидиоспор начинает свою работу, проникая в тонкую смолистую хвою через устьица18. Листья растений усеяны этими «порами», которые открываются и закрываются, вбирая в себя газы, например углекислый, превращая их в пищу и выделяя в качестве отработанного продукта кислород. Устьица – открытая дверь для ржавчины, и как только грибок проникает через них, тонкие нитеобразные гифы начинают прощупывать лист в поисках того, чем бы поживиться. Каждая базидиоспора вырастает в колонию определенного типа спаривания. Некоторые называют их «плюсы» и «минусы», подчеркивая противоположность. По мере роста гриба мицелий распространяется вниз по иголке и проникает в стебель, постепенно заставляя хвою изменить цвет на ржаво-красный. Ветка сосны с кучей красных иголок – признак заражения всего дерева, потому что в конце концов грибок добирается и до ствола. Ржавчина поражает саженцы, молодые, зрелые и старые деревья19, и через несколько лет после того, как этот процесс начался, весеннее потепление заставляет стволы покрываться волдырями. Через повреждения в коре появляются пузыри, в которых образуются спермии (или пикноспоры). Одни из них выделяются в виде липкой жидкости и могут отправиться в путь на лапках насекомых, а также благодаря другим видам животных или даже дождю. Другие прорастают в дереве с помощью гифов, и когда нитевидные образования противоположных типов спаривания (+ или —) встречаются, они сливаются, позволяя их генетическому материалу встретиться и рекомбинировать. Через год или около того гриб снова выходит из ствола и начинает выпускать порошкообразные желто-оранжевые эциоспоры – они эволюционировали, чтобы путешествовать с ветром. Они приземляются на почву, попадают на плечо туриста или лобовое стекло автомобиля, на камни, в воду ручья, на болиголов и ели. Некоторые приземляются на листья смородины или крыжовника. Ржавчина проникает в них так же, как и в сосну, – через устьица, и после заражения лист может пожелтеть и упасть на землю, но растение будет жить дальше.
Через пару недель зараженные листья будут выглядеть с обратной стороны так, словно их присыпали ржавым порошком. Эти так называемые урединиоспоры распространяют инфекцию на другие листья Ribes, и растения становятся биореакторами ржавчины, позволяя грибку заражать все больше листьев и растений и снова размножаться. Если погода понизит градус, а световой день станет короче, из нижней стороны листа вырастут волосовидные телии – диффузные спороносные структуры, которые выделяют базидиоспоры, способные прорастать только на хвое сосны. Эти споры более нежные, чем эциоспоры, и переносятся ветром на более короткие расстояния – десятки метров. Насекомые, птицы и мелкие млекопитающие также могут этому поспособствовать: споры ржавчины застревают между когтями, прилипают к меху или оперению. После заражения деревья, как и любые другие живые существа, пытаются бороться с захватчиком, и иногда этого достаточно, чтобы отбить атаку. Но белые сосны, как выросшие в дикой природе, так и появившиеся с помощью человека, к сожалению, не в их числе. Ни они сами, ни те, кто за них отвечает, оказались не в состоянии защититься от экзотического грибка.
Подобно людям, деревья состоят из клеток, причем разные типы клеток выполняют разные функции. По мере роста дерева одни типы клеток расходятся по горизонтали, а другие располагаются друг над другом. Некоторые становятся каналами, по которым питательные вещества и вода движутся вверх и вниз. В самых высоких деревьях они проходят от корней к побегам и листьям десятки метров, а молекулы сахара – от хвои и вниз. Другие вырастают в корни, которые держатся за землю и общаются с родственниками и соседями через подземную сеть20, в которую связаны грибные мицелии и другие микробы. Есть клетки, которые вырастают в листья, производящие пищу, или плоды, орехи и шишки. Некоторые клетки дерева живут десятилетиями, а когда отмирают, могут оставаться частью дерева, поддерживая его структуру, укрепляя его и защищая.