До того, как болезни уничтожили около 3 миллиардов или более заболеваний, это дерево помогло построить индустриализированную Америку. Чтобы вернуть ему былое великолепие, нам, возможно, потребуется принять и восстановить природу.
Примерно в 1989 году Герберту Дарлингу позвонил охотник и сообщил, что на его участке в долине Зор на западе штата Нью-Йорк он обнаружил высокое американское каштановое дерево. Дарлинг знал, что каштаны когда-то были одними из самых важных деревьев в этом районе. Он также знал, что смертельный грибок почти уничтожил этот вид более чем на полтора века. Услышав сообщение охотника о том, что он видел живой каштан, ствол которого достигал двух футов в длину и пятиэтажного здания, он усомнился в правдивости его слов. «Я не уверен, что верю, что он знает, что это такое», — сказал Дарлинг.
Когда Дарлинг обнаружил это дерево, он словно увидел мифическое существо. Он сказал: «Создать образец было так просто и идеально — это было здорово». Но Дарлинг также увидел, что дерево умирает. С начала 1900-х годов его поражает та же эпидемия, которая, по оценкам, унесла жизни 3 миллиардов или более человек. Это первая в современной истории болезнь, передающаяся человеку и в основном уничтожающая деревья. Дарлинг подумал, что если он не может спасти это дерево, то хотя бы сохранит его семена. Есть только одна проблема: дерево ничего не делает, потому что поблизости нет других каштанов, которые могли бы его опылить.
Дарлинг — инженер, который использует инженерные методы для решения проблем. В следующем июне, когда на зелёной кроне дерева рассыпались бледно-жёлтые цветы, Дарлинг зарядил патроны дробью, которую он взял из мужских цветков другого каштана, о котором узнал, и поехал на север. Это заняло полтора часа. Он обстрелял дерево с арендованного вертолёта. (Он руководит успешной строительной компанией, которая может позволить себе роскошь.) Эта попытка провалилась. В следующем году Дарлинг попробовал снова. На этот раз он и его сын перетащили строительные леса к каштанам на вершине холма и за две недели построили платформу высотой 80 футов. Мой дорогой забрался на крону и почистил цветы с червеобразными цветками на другом каштане.
Той осенью на ветвях дерева Дарлинга появились колючки, покрытые зелёными шипами. Эти шипы были настолько толстыми и острыми, что их можно было принять за кактусы. Урожай невелик, около 100 орехов, но Дарлинг посадил несколько и возложил надежду. Он и его друг также связались с Чарльзом Мейнардом и Уильямом Пауэллом, двумя генетиками деревьев из Школы экологических наук и лесного хозяйства Государственного университета Нью-Йорка в Сиракузах (Чак и Билл умерли). Недавно они начали там малобюджетный исследовательский проект по изучению каштанов. Дарлинг дал им несколько каштанов и спросил учёных, могут ли они использовать их для восстановления популяции каштанов. Дарлинг сказал: «Это кажется замечательным делом». «Вся восточная часть Соединённых Штатов». Однако несколько лет спустя его собственное дерево погибло.
С тех пор как европейцы начали заселять Северную Америку, история лесов континента во многом осталась забытой. Однако предложение Дарлинга сейчас многими рассматривается как одна из самых многообещающих возможностей начать переосмысление этой истории – ранее в этом году Всемирный благотворительный фонд Темплтона пожертвовал большую часть истории проекта Мейнарда и Пауэлла, и благодаря этим усилиям удалось завершить небольшую операцию, которая обошлась университету более чем в 3 миллиона долларов. Это было самое крупное единовременное пожертвование, когда-либо сделанное университету. Исследования генетиков заставляют экологов взглянуть на перспективу по-новому и порой с неудобством: восстановление природного мира не обязательно означает возвращение к нетронутому райскому саду. Скорее, это может означать принятие той роли, которую мы взяли на себя: роль инженера всего, включая природу.
Листья каштана длинные и зубчатые, похожи на два маленьких зеленых лезвия пилы, соединенных спина к спине с центральной жилкой листа. На одном конце два листа соединены со стеблем. На другом конце они образуют острый кончик, часто загнутый в сторону. Эта неожиданная форма прорезает тихую зелень и песчаные дюны в лесу, и невероятная мечтательность туристов привлекает внимание, напоминая им о путешествии по лесу, когда-то населенному множеством могучих деревьев.
Только через литературу и память мы можем в полной мере понять эти деревья. Люсиль Гриффин, исполнительный директор Американского фонда сотрудничества по каштанам, однажды написала, что там можно увидеть такое обилие каштанов, что весной кремовые, линейные цветы на дереве «словно пенистые волны, спускающиеся по склону холма», вызывая воспоминания о деде. Осенью дерево снова расцветает, на этот раз колючие колючки скрывают сладость. «Когда каштаны созрели, я насыпал полбушеля зимой», — писал энергичный Торо в «Уолдене». «В то время было очень захватывающе бродить по бескрайнему каштановому лесу в Линкольне».
Каштаны очень надежны. В отличие от дубов, которые сбрасывают желуди лишь через несколько лет, каштаны дают большой урожай орехов каждую осень. Каштаны также легко усваиваются: их можно очистить и съесть сырыми. (Попробуйте использовать желуди, богатые дубильными веществами, или не делайте этого.) Каштаны едят все: олени, белки, медведи, птицы, люди. Фермеры отпускают своих свиней и откармливаются в лесу. На Рождество поезда, полные каштанов, катились из гор в город. Да, их действительно сжигали на костре. «Говорят, что в некоторых районах фермеры получают от продажи каштанов больше дохода, чем от всех других сельскохозяйственных продуктов», — сказал Уильям Л. Брей, первый декан школы, где позже работали Мейнард и Пауэлл. Написано в 1915 году. Это дерево народа, большинство из которых растет в лесу.
Каштан дает не только пищу. Каштановые деревья могут достигать 36 метров в высоту, и первые 15 метров не повреждаются ветвями или сучками. Это мечта лесорубов. Хотя это не самая красивая и не самая прочная древесина, она растет очень быстро, особенно если после спиливания прорастает и не гниет. По мере того как прочность железнодорожных шпал и телефонных столбов превосходила эстетику, каштан способствовал развитию индустриализации Америки. Тысячи амбаров, хижин и церквей, построенных из каштанов, до сих пор стоят; один автор в 1915 году подсчитал, что это был самый часто вырубаемый вид деревьев в Соединенных Штатах.
На большей части востока — от Миссисипи до Мэна и от Атлантического побережья до реки Миссисипи — каштаны также входят в их число. Но в Аппалачах это было очень распространенное дерево. Миллиарды каштанов растут в этих горах.
Символично, что фузариозное увядание впервые появилось в Нью-Йорке, городе, являющемся воротами для многих американцев. В 1904 году на коре находящегося под угрозой исчезновения каштана в Бронксском зоопарке была обнаружена странная инфекция. Исследователи быстро установили, что грибок, вызывающий бактериальную пятнистость (позже названный Cryphonectria parasitica), попал на японские деревья, завезенные из-за границы, еще в 1876 году. (Обычно существует временной промежуток между появлением вида и обнаружением очевидных проблем.)
Вскоре жители нескольких штатов сообщили о гибели деревьев. В 1906 году Уильям А. Мюррилл, миколог из Нью-Йоркского ботанического сада, опубликовал первую научную статью об этом заболевании. Мюррилл указал, что этот грибок вызывает желтовато-коричневое пузырчатое поражение коры каштана, которое со временем приводит к её очистке вокруг ствола. Когда питательные вещества и вода больше не могут циркулировать вверх и вниз по сосудам под корой, всё, что находится выше зоны отмирания, погибает.
Некоторые люди не могут представить — или не хотят, чтобы другие представляли — дерево, исчезающее из леса. В 1911 году компания Sober Paragon Chestnut Farm, занимавшаяся детскими садами в Пенсильвании, считала, что болезнь — это «не просто страх». Долгое существование безответственных журналистов. Ферма была закрыта в 1913 году. Два года назад в Пенсильвании был создан комитет по борьбе с каштановой болезнью, уполномоченный потратить 275 000 долларов США (огромная сумма по тем временам), и объявлен пакет мер по борьбе с этой болезнью, включая право уничтожать деревья на частной территории. Патологи рекомендовали удалять все каштаны в радиусе нескольких миль от очага заражения, чтобы создать эффект пожарной безопасности. Но оказалось, что этот грибок может переходить на незаражённые деревья, а его споры заражаются ветром, птицами, насекомыми и людьми. От этого плана отказались.
К 1940 году почти все крупные каштаны были заражены. Сегодня их стоимость исчерпана на миллиарды долларов. Поскольку фузариозное увядание не может выживать в почве, корни каштанов продолжают прорастать, и более 400 миллионов из них до сих пор остаются в лесу. Однако фузариозное увядание нашло резервуар в дубе, где оно обитало, не причиняя значительного вреда своему хозяину. Оттуда оно быстро распространяется на новые почки каштанов и сбивает их с корнем, обычно задолго до того, как они достигнут стадии цветения.
Лесная промышленность нашла альтернативы: дуб, сосна, грецкий орех и ясень. Дубильное производство, еще одна крупная отрасль, зависящая от каштанов, перешло на синтетические дубильные вещества. Для многих бедных фермеров нет смысла переходить на что-либо другое: ни одно другое местное дерево не обеспечивает фермеров и их животных бесплатными, надежными и обильными калориями и белком. Каштановая болезнь, можно сказать, положила конец распространенной практике самодостаточного сельского хозяйства Аппалачей, поставив жителей этого района перед очевидным выбором: либо пойти работать в угольную шахту, либо уехать. Историк Дональд Дэвис писал в 2005 году: «Из-за гибели каштанов весь мир погиб, исчезли обычаи выживания, существовавшие в Аппалачских горах более четырех столетий».
Пауэлл вырос вдали от Аппалачей и каштанов. Его отец служил в ВВС и жил с семьей: в Индиане, Флориде, Германии и на восточном побережье Мэриленда. Хотя он провел карьеру в Нью-Йорке, в его речах сохранилась откровенность Среднего Запада и тонкий, но заметный южный акцент. Его простые манеры и простой стиль одежды дополняют друг друга: джинсы в сочетании с, казалось бы, бесконечной чередой клетчатых рубашек. Его любимое восклицание — «вау».
Пауэлл планирует стать ветеринаром, пока профессор генетики не обещает ему надежду на новое, более экологичное сельское хозяйство, основанное на генетически модифицированных растениях, способных самостоятельно предотвращать появление насекомых и болезней. «Я подумал: "Ух ты, неужели так здорово создавать растения, которые могут защитить от вредителей, и при этом не нужно опрыскивать их пестицидами?" — сказал Пауэлл. — "Конечно, остальной мир не разделяет эту идею".
Когда Пауэлл поступил в аспирантуру Университета штата Юта в 1983 году, он не возражал. Однако так получилось, что он попал в лабораторию биолога и работал над вирусом, способным ослабить грибковую инфекцию. Их попытки использовать этот вирус не увенчались успехом: он не распространялся от дерева к дереву самостоятельно, поэтому его пришлось адаптировать под десятки отдельных типов грибков. Несмотря на это, Пауэлла заинтриговала история о большом упавшем дереве, и он предложил научное объяснение трагических ошибок, вызванных деятельностью человека. Он сказал: «Из-за плохого управления нашими товарами, перемещающимися по миру, мы случайно завезли патогены». «Я подумал: "Ух ты, это интересно. Есть шанс вернуть их обратно"».
Попытка Пауэлла не была первой в деле предотвращения потерь. После того, как стало ясно, что американские каштаны обречены на гибель, Министерство сельского хозяйства США попыталось посадить китайские каштаны, родственника, более устойчивого к увяданию, чтобы понять, может ли этот вид заменить американские каштаны. Однако каштаны растут преимущественно вширь и больше похожи на плодовые деревья, чем на плодовые. В лесу они были затмлены дубами и другими американскими гигантами. Их рост блокируется, или они просто погибают. Ученые также пытались скрестить каштаны из США и Китая, надеясь получить дерево, сочетающее в себе положительные характеристики обоих видов. Усилия правительства потерпели неудачу и были прекращены.
Пауэлл в итоге устроился на работу в Школу экологических наук и лесного хозяйства Государственного университета Нью-Йорка, где познакомился с Чаком Мейнардом, генетиком, который занимался посадкой деревьев в лаборатории. Всего несколько лет назад ученые создали первую генетически модифицированную растительную ткань, добавив ген, придающий табаку устойчивость к антибиотикам, для технических демонстраций, а не для коммерческого использования. Мейнард (Мейнард) начал экспериментировать с новыми технологиями, одновременно ища полезные технологии, связанные с ними. В то время у Дарлинга были семена и задача: восстановление американских каштанов.
На протяжении тысячелетий традиционных методов селекции растений фермеры (и современные ученые) скрещивали сорта с желаемыми характеристиками. Затем гены естественным образом смешивались, и люди выбирали перспективные смеси для получения более высокого качества — более крупных и вкусных плодов или устойчивости к болезням. Обычно для получения продукта требуется несколько поколений. Этот процесс медленный и несколько запутанный. Дарлинг задавался вопросом, сможет ли этот метод дать дерево, такое же хорошее, как его дикая природа. Он сказал мне: «Я думаю, мы можем сделать лучше».
Генная инженерия означает больший контроль: даже если конкретный ген происходит от неродственного вида, его можно выбрать для конкретной цели и вставить в геном другого организма. (Организмы с генами разных видов считаются «генетически модифицированными». Недавно ученые разработали методы прямого редактирования генома целевых организмов.) Эта технология обещает беспрецедентную точность и скорость. Пауэлл считает, что это очень хорошо подходит для американских каштанов, которые он называет «почти идеальными деревьями» — крепкими, высокими и богатыми питательными веществами, требующими лишь очень специфической коррекции: устойчивости к бактериальной гнили.
Уважаемый, я согласен. Он сказал: «В нашем бизнесе обязательно должны быть инженеры». «От строительства к строительству это просто своего рода автоматизация».
Пауэлл и Мейнард подсчитали, что на поиск генов, обеспечивающих устойчивость, разработку технологии для их добавления в геном каштана, а затем и на его выращивание может уйти десять лет. «Мы просто предполагаем», — сказал Пауэлл. «Ни у кого нет генов, обеспечивающих устойчивость к грибковым заболеваниям. Мы действительно начали с нуля».
Дарлинг обратился за поддержкой в ​​Американский фонд каштанов, некоммерческую организацию, основанную в начале 1980-х годов. Ее руководитель сказал ему, что он, по сути, в тупике. Они привержены гибридизации и сохраняют бдительность в отношении генной инженерии, которая вызвала противодействие со стороны защитников окружающей среды. Поэтому Дарлинг создал свою собственную некоммерческую организацию для финансирования работ по генной инженерии. Пауэлл сказал, что организация выписала первый чек Мейнарду и Пауэллу на 30 000 долларов. (В 1990 году национальная организация реформировалась и приняла сепаратистскую группу Дарлинга в качестве своего первого регионального отделения, но некоторые члены по-прежнему скептически или полностью враждебно относились к генной инженерии.)
Мейнард и Пауэлл приступили к работе. Почти сразу же их расчетный график оказался нереалистичным. Первым препятствием стало выяснение того, как выращивать каштаны в лаборатории. Мейнард попытался смешать листья каштана и гормон роста в круглой неглубокой пластиковой чашке Петри — метод, используемый для выращивания тополей. Оказалось, что это нереалистично. Новые деревья не будут развивать корни и побеги из специализированных клеток. Мейнард сказал: «Я — мировой лидер по уничтожению каштановых деревьев». Исследователь из Университета Джорджии, Скотт Меркл (Скотт Меркл), наконец, научил Мейнарда, как перейти от опыления к следующему этапу — выращиванию каштанов в эмбрионах на стадии развития.
Поиск нужного гена — работа Пауэлла — также оказалась непростой задачей. Он несколько лет исследовал антибактериальное соединение на основе генов лягушек, но отказался от этого соединения из-за опасений, что общественность может не принять деревья с лягушками. Он также искал ген против бактериальной пятнистости каштанов, но обнаружил, что защита дерева включает в себя множество генов (они идентифицировали по меньшей мере шесть). Затем, в 1997 году, коллега вернулся с научной конференции и представил тезисы и презентацию. Пауэлл обратил внимание на название «Экспрессия оксалат-оксидазы в трансгенных растениях обеспечивает устойчивость к оксалату и оксалатпродуцирующим грибам». Из своих исследований вирусов Пауэлл знал, что грибы, вызывающие увядание, выделяют щавелевую кислоту, которая убивает кору каштана и облегчает ее переваривание. Пауэлл понял, что если каштан может производить собственную оксалат-оксидазу (особый белок, способный расщеплять оксалат), то он, возможно, сможет защитить себя. Он сказал: «Это был мой момент озарения».
Оказалось, что у многих растений есть ген, позволяющий им производить оксалат-оксидазу. От исследователя, выступившего с докладом, Пауэлл получил вариант пшеницы. Аспирантка Линда Полин Макгиган усовершенствовала технологию «генной пушки» для введения генов в зародыши каштана, надеясь, что их можно будет внедрить в ДНК зародыша. Ген временно оставался в зародыше, но затем исчезал. Исследовательская группа отказалась от этого метода и переключилась на бактерию, которая давно разработала способ вырезания ДНК других организмов и внедрения их генов. В природе микроорганизмы добавляют гены, которые заставляют хозяина производить бактериальную пищу. Генетики внедрили эту бактерию, чтобы она могла вставлять любой ген, который пожелает ученый. Макгиган получила возможность надежно добавлять гены пшеницы и маркерные белки в зародыши каштана. При облучении белка под микроскопом он испускает зеленый свет, что указывает на успешное внедрение. (Команда быстро отказалась от использования маркерных белков — никому не нужно было дерево, которое могло бы светиться.) Мейнард назвал этот метод «самой элегантной вещью в мире».
Со временем Мейнард и Пауэлл создали конвейер по выращиванию каштанов, который теперь занимает несколько этажей великолепного кирпичного здания 1960-х годов, посвященного исследованиям в области лесного хозяйства, а также новый сверкающий биотехнологический акселератор, расположенный за пределами кампуса. Процесс начинается с отбора эмбрионов, прорастающих из генетически идентичных клеток (большинство созданных в лаборатории эмбрионов этого не делают, поэтому создание клонов бесполезно), и введения генов пшеницы. Эмбриональные клетки, как и агар, представляют собой пудингообразную субстанцию, извлекаемую из водорослей. Чтобы превратить эмбрион в дерево, исследователи добавили гормон роста. Сотни кубических пластиковых контейнеров с крошечными каштановыми деревьями без корней можно разместить на полке под мощной люминесцентной лампой. Наконец, ученые внесли гормон укоренения, посадили свои оригинальные деревья в горшки с почвой и поместили их в камеру для выращивания с регулируемой температурой. Неудивительно, что деревья в лаборатории находятся в плохом состоянии на открытом воздухе. Поэтому исследователи скрестили их с дикорастущими деревьями, чтобы получить более твердые, но все еще устойчивые экземпляры для полевых испытаний.
Два лета назад Ханна Пилкей, аспирантка в лаборатории Пауэлла, показала мне, как это делается. Она культивировала грибок, вызывающий бактериальную пятнистость, в маленькой пластиковой чашке Петри. В таком закрытом виде бледно-оранжевый патоген выглядит безобидным и почти прекрасным. Трудно представить, что он является причиной массовой гибели и разрушений.
Жираф, лежавший на земле, опустился на колени, отметил пятимиллиметровый участок маленького саженца, сделал три точных надреза скальпелем и нанес на рану средство от гнили. Она заклеила их куском полиэтиленовой пленки. Она сказала: «Это как пластырь». Поскольку это неустойчивое «контрольное» дерево, она ожидает, что апельсиновая инфекция быстро распространится от места инокуляции и в конечном итоге охватит маленькие стебли. Она показала мне несколько деревьев, содержащих гены пшеницы, которые она ранее обрабатывала. Инфекция ограничена местом надреза, например, тонкими апельсиновыми губами возле маленького рта.
В 2013 году Мейнард и Пауэлл объявили о своем успехе в трансгенных исследованиях: спустя 109 лет после открытия болезни американского каштана они создали деревья, которые, по-видимому, обладают способностью к самозащите, даже если подвергаются воздействию большого количества грибков, вызывающих увядание. В честь своего первого и самого щедрого спонсора, который вложил около 250 000 долларов, исследователи стали давать деревьям имена, например, Darling 58.
Ежегодное собрание Нью-Йоркского отделения Американского фонда каштанов состоялось в скромном отеле за пределами Нью-Палца дождливым субботним днем ​​в октябре 2018 года. На встрече собралось около 50 человек. Это собрание частично носило научный характер, а частично было встречей по обмену опытом в области каштанов. В задней части небольшого конференц-зала участники обменивались пакетами с орехами. Впервые за 28 лет Дарлинг и Мейнард не присутствовали на этой встрече. Проблемы со здоровьем помешали им обоим. «Мы занимаемся этим так долго, и почти каждый год мы молимся о погибших», — сказал мне президент клуба Аллен Николс. Тем не менее, настроение остается оптимистичным: генетически модифицированное дерево прошло многолетние сложные испытания на безопасность и эффективность.
Члены отделения подробно рассказали о состоянии каждого крупного каштана, произрастающего в штате Нью-Йорк. Пилкей и другие аспиранты рассказали о том, как собирать и хранить пыльцу, как выращивать каштаны под искусственным освещением в помещении и как заделывать пораженную фитофторозом почву, чтобы продлить жизнь деревьев. Люди, выращивающие каштаны, многие из которых сами опыляют и выращивают эти деревья, задавали вопросы молодым ученым.
Боуэлл сидел на полу, одетый, по-видимому, в неофициальную униформу для этой главы: рубашку с высоким воротником, заправленную в джинсы. Его целеустремленность — тридцатилетняя карьера, построенная вокруг цели Герба Дарлинга по восстановлению популяции каштанов — редкость среди академических ученых, которые чаще проводят исследования в пятилетнем цикле финансирования, а затем многообещающие результаты передаются другим для коммерциализации. Дон Леопольд, коллега Пауэлла по кафедре экологических наук и лесного хозяйства, сказал мне: «Он очень внимателен и дисциплинирован». «Он закрывает глаза. Его не отвлекает так много других вещей. Когда исследования наконец продвинулись, администрация Государственного университета Нью-Йорка (SUNY) связалась с ним и запросила патент на его дерево, чтобы университет мог извлечь из него выгоду, но Пауэлл отказал. Он сказал, что генетически модифицированные деревья похожи на примитивные каштаны и служат людям. Люди Пауэлла находятся в этой комнате.
Но он предупредил их: после преодоления большинства технических препятствий генетически модифицированные деревья теперь могут столкнуться с самой большой проблемой: правительством США. Несколько недель назад Пауэлл представил в Службу инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США, которая отвечает за утверждение генетически модифицированных растений, документ объемом почти 3000 страниц. Это запускает процесс утверждения агентством: рассмотрение заявки, сбор комментариев общественности, подготовка оценки воздействия на окружающую среду, повторный сбор комментариев общественности и принятие решения. Эта работа может занять несколько лет. Если решения не будет, проект может быть приостановлен. (Первый период публичного обсуждения еще не начался.)
Исследователи планируют подать другие петиции в Управление по контролю за продуктами и лекарствами, чтобы оно проверило безопасность генетически модифицированных орехов, а Агентство по охране окружающей среды рассмотрит воздействие этого дерева на окружающую среду в соответствии с Федеральным законом о пестицидах, который требуется для всех генетически модифицированных растений. «Это сложнее, чем наука!» — сказал кто-то из аудитории.
«Да», — согласился Пауэлл. «Наука интересна. Но она вызывает разочарование». (Позже он сказал мне: «Контроль со стороны трех разных ведомств — это перебор. Это действительно убивает инновации в области охраны окружающей среды».)
Чтобы доказать безопасность своего дерева, команда Пауэлла провела различные тесты. Они добавляли оксалат-оксидазу в пыльцу пчел. Они измеряли рост полезных грибов в почве. Они оставляли листья в воде и исследовали их влияние на растения. Никаких негативных последствий ни в одном из исследований не наблюдалось — более того, эффективность генетически модифицированной диеты оказалась выше, чем у листьев некоторых немодифицированных деревьев. Ученые отправили орехи в Национальную лабораторию Ок-Ридж и другие лаборатории в Теннесси для анализа и не обнаружили различий с орехами, выращенными на немодифицированных деревьях.
Такие результаты могут успокоить регулирующие органы. Однако они почти наверняка не успокоят активистов, выступающих против ГМО. Джон Доэрти, отставной ученый из компании Monsanto, бесплатно консультировал Пауэлла. Он назвал этих противников «оппозицией». На протяжении десятилетий экологические организации предупреждали, что перенос генов между отдаленно родственными видами будет иметь непредвиденные последствия, такие как создание «суперсорняка», превосходящего по численности природные растения, или внедрение чужеродных генов, которые могут вызвать у хозяина возможность вредных мутаций в ДНК вида. Они также опасаются, что компании используют генную инженерию для получения патентов и контроля над организмами.
В настоящее время Пауэлл заявил, что не получал никаких денег напрямую от промышленных источников, и настаивал на том, что пожертвования лаборатории «не связаны ни с чем». Однако Бренда Джо Макманама, организатор организации под названием «Сеть коренных народов по охране окружающей среды», указала на соглашение 2010 года, в соответствии с которым Monsanto предоставила Фонду каштана и его партнерскому агентству в Нью-Йорке два патента на генетическую модификацию. (Пауэлл сказал, что вклад промышленности, включая Monsanto, составляет менее 4% от общего объема ее трудовых средств.) Макманама подозревает, что Monsanto (приобретенная Bayer в 2018 году) тайно стремится получить патент, поддерживая, по-видимому, будущую версию этого бескорыстного проекта. «Monsanto — это сплошное зло», — откровенно заявила она.
Пауэлл заявил, что срок действия патента по соглашению 2010 года истек, и, раскрыв подробности о своем дереве в научной литературе, он гарантировал, что дерево не может быть запатентовано. Но он понимал, что это не развеет всех опасений. Он сказал: «Я знаю, кто-то скажет, что вы всего лишь приманка для Monsanto. Что тут поделаешь? Ничего не поделаешь».
Примерно пять лет назад руководители Американского фонда каштанов пришли к выводу, что достичь своих целей только путем гибридизации им не удастся, поэтому они приняли программу генной инженерии Пауэлла. Это решение вызвало некоторые разногласия. В марте 2019 года президент отделения Фонда в Массачусетсе и Род-Айленде Лоис Брео-Меликан подала в отставку, сославшись на аргумент организации Global Justice Ecology Project (Global Justice Project), выступающей против генной инженерии и базирующейся в Буффало; ее муж Денис Меликан также покинул совет директоров. Деннис рассказал мне, что супруги особенно опасались, что каштаны Пауэлла могут оказаться «троянским конем», который откроет путь для ускорения развития других коммерческих деревьев с помощью генной инженерии.
Сьюзан Оффутт, экономист в области сельского хозяйства, председатель Комитета Национальной академии наук, инженерии и медицины, проводившего исследования в области лесной биотехнологии в 2018 году, отметила, что процесс регулирования со стороны правительства сосредоточен на узком вопросе биологических рисков и почти никогда не учитывает более широкие социальные проблемы, такие как те, которые поднимают активисты, выступающие против ГМО. «Какова внутренняя ценность леса?» — спросила она в качестве примера проблемы, которую процесс не решил. «Есть ли у лесов свои собственные достоинства? Несем ли мы моральную обязанность учитывать это при принятии решений о вмешательстве?»
Большинство ученых, с которыми я беседовал, не видят особых причин для беспокойства по поводу деревьев Пауэлла, поскольку лес сильно пострадал от вырубки, добычи полезных ископаемых, застройки и бесчисленного количества насекомых и болезней, уничтожающих деревья. Среди них, как доказано, каштановая болезнь. «Мы постоянно внедряем новые полноценные организмы», — сказал Гэри Ловетт, лесной эколог из Института экосистем Кэри в Миллбруке, штат Нью-Йорк. «Влияние генетически модифицированных каштанов гораздо меньше».
Дональд Уоллер, лесной эколог, недавно вышедший на пенсию из Университета Висконсина в Мэдисоне, пошел еще дальше. Он сказал мне: «С одной стороны, я намечаю некий баланс между риском и выгодой. С другой стороны, я просто продолжаю ломать голову над тем, какие риски существуют». Это генетически модифицированное дерево может представлять угрозу для леса. В то же время, «страница под разделом о выгоде просто переполнена чернилами». Он сказал, что каштан, который не увядает, в конечном итоге победит этот борющийся лес. Людям нужна надежда. Людям нужны символы.
Пауэлл обычно сохраняет спокойствие, но скептики в отношении генной инженерии могут его потрясти. Он сказал: «Они мне непонятны». «Они не основаны на науке». Когда инженеры создают лучшие автомобили или смартфоны, никто не жалуется, поэтому он хочет знать, что не так с деревьями, которые имеют более совершенную конструкцию. «Это инструмент, который может помочь, — сказал Пауэлл. — Почему вы говорите, что мы не можем использовать этот инструмент? Мы можем использовать крестовую отвертку, но не обычную, и наоборот?»
В начале октября 2018 года я сопровождал Пауэлла на полевую станцию ​​с умеренным климатом к югу от Сиракуз. Он надеялся, что в будущем американский каштан получит развитие. Место почти безлюдно, и это одно из немногих мест, где деревьям разрешено расти. Высокие плантации сосен и лиственниц, результат давно заброшенного исследовательского проекта, наклонены на восток, в сторону от преобладающего ветра, что придает местности слегка жутковатую атмосферу.
Исследователь Эндрю Ньюхаус из лаборатории Пауэлла уже работает над одним из лучших деревьев для ученых — диким каштаном из южной Вирджинии. Дерево высотой около 7,5 метров растет в хаотично расположенном каштановом саду, окруженном десятиметровым забором от оленей. К концам некоторых ветвей дерева был привязан школьный рюкзак. Ньюхаус объяснил, что внутренний пластиковый пакет был захвачен пыльцой сорта Darling 58, на получение которой ученые подали заявку в июне, а внешний металлический сетчатый мешок защищал белок от растущих колючек. Вся установка находится под строгим контролем Министерства сельского хозяйства США; до отмены регулирования необходимо изолировать пыльцу или орехи деревьев с генетически добавленными генами, находящихся в заборе или в лаборатории исследователя.
Ньюхаус управлял выдвижными секаторами на ветках. Потянув за веревку, он сломал лезвие, и мешок упал. Ньюхаус быстро перешел к следующей ветке, на которую был надет мешок, и повторил процесс. Пауэлл собрал упавшие мешки и поместил их в большой пластиковый мусорный мешок, как при обращении с биологически опасными материалами.
Вернувшись в лабораторию, Ньюхаус и Ханна Пилкей опустошили мешок и быстро извлекли коричневые орехи из зеленых колючек. Они стараются не допустить, чтобы шипы проткнули кожуру, что является профессиональной опасностью в исследованиях каштанов. Раньше им нравились все ценные генетически модифицированные орехи. На этот раз у них наконец-то их было много: более 1000. «Мы все радостно танцуем», — сказала Пилкей.
Позже в тот же день Пауэлл отнесла каштаны в кабинет Нила Паттерсона в вестибюле. Это был День коренных народов (День Колумба), и Паттерсон, помощник директора Центра коренных народов и окружающей среды ESF, только что вернулся из поездки по кампусу, где он проводил демонстрацию приготовления блюд коренных народов. Его двое детей и племянница играли на компьютере в кабинете. Все почистили и съели орехи. «Они еще немного зеленые», — с сожалением сказала Пауэлл.
Пожертвование Пауэлла многоцелевое. Он распространяет семена, надеясь использовать связи Паттерсона для посадки каштанов в новых районах, где они смогут получить генетически модифицированную пыльцу в течение нескольких лет. Он также занимается умелой каштановой дипломатией.
Когда Паттерсона приняли на работу в ESF в 2014 году, он узнал, что Пауэлл экспериментирует с генетически модифицированными деревьями, которые находятся всего в нескольких милях от территории проживания племени Онондага. Последняя расположена в лесу в нескольких милях к югу от Сиракьюса. Паттерсон понял, что если проект увенчается успехом, гены устойчивости к болезням в конечном итоге проникнут в землю и скрестятся с оставшимися там каштанами, тем самым изменив лес, имеющий жизненно важное значение для самобытности племени Онондага. Он также узнал об опасениях, которые побуждают активистов, в том числе представителей коренных общин, выступать против генетически модифицированных организмов в других местах. Например, в 2015 году племя Юрок запретило создание резерваций с ГМО в Северной Калифорнии из-за опасений по поводу возможного загрязнения своих сельскохозяйственных культур и лососевых промыслов.
«Я понимаю, что это случилось и с нами; нам следует хотя бы поговорить», — сказал мне Паттерсон. На встрече Агентства по охране окружающей среды в 2015 году, организованной ESF, Пауэлл произнес хорошо отрепетированную речь перед представителями коренных народов Нью-Йорка. После речи, как вспоминает Паттерсон, несколько лидеров сказали: «Мы должны сажать деревья!» Их энтузиазм удивил Паттерсона. Он сказал: «Я этого не ожидал».
Однако последующие беседы показали, что мало кто из них действительно помнит роль каштана в их традиционной культуре. Дальнейшие исследования Паттерсона показали ему, что в то время, когда одновременно происходили социальные волнения и экологическое разрушение, правительство США осуществляло масштабный план принудительной демобилизации и ассимиляции, и эпидемия достигла своего апогея. Как и многое другое, местная культура выращивания каштанов в этом районе исчезла. Паттерсон также обнаружил, что взгляды на генную инженерию сильно различаются. Производитель клюшек для лакросса из Оноды, Альфи Жак, стремится производить клюшки из каштановой древесины и поддерживает проект. Другие считают, что риск слишком велик, и поэтому выступают против использования каштанов.
Паттерсон понимает эти две позиции. Недавно он сказал мне: «Это как мобильный телефон и мой ребенок». Он отметил, что его ребенок возвращается домой из школы из-за пандемии коронавируса. «В один день я изо всех сил старался поддерживать с ними связь, чтобы они учились. А на следующий день я подумал: давайте избавимся от этих вещей». Но годы диалога с Пауэллом ослабили его скептицизм. Не так давно он узнал, что у среднего потомства 58 деревьев Дарлинга не будет завезенных генов, а это значит, что исконные дикие каштаны продолжат расти в лесу. Паттерсон сказал, что это устранило одну из главных проблем.
Во время нашего визита в октябре он сказал мне, что причина, по которой он не может полностью поддержать проект ГМО, заключается в том, что он не знает, заботится ли Пауэлл о людях, взаимодействующих с деревом, или о самом дереве. «Я не знаю, что ему там досталось», — сказал Паттерсон, постукивая себя по груди. Он сказал, что только если удастся восстановить связь между человеком и каштаном, необходимо вернуть это дерево.
С этой целью, по его словам, он планирует использовать орехи, которые ему дал Пауэлл, для приготовления каштанового пудинга и масла. Он привезет эти блюда на территорию Онондага и пригласит людей заново открыть для себя их древние вкусы. Он сказал: «Надеюсь, так и будет, это как встреча со старым другом. Нужно просто сесть в автобус там, где вы останавливались в прошлый раз».
В январе Пауэлл получил пожертвование в размере 3,2 миллиона долларов от благотворительного фонда Templeton World Charity Foundation, что позволит ему двигаться дальше, преодолевая препятствия со стороны регулирующих органов и расширяя сферу своих исследований от генетики к реальному восстановлению ландшафта. Если правительство даст ему разрешение, Пауэлл и ученые из Американского фонда каштанов начнут способствовать его распространению. Пыльца и содержащиеся в ней гены будут переноситься ветром или хворостом на ожидающие контейнеры с другими деревьями, и судьба генетически модифицированных каштанов будет развиваться независимо от контролируемой экспериментальной среды. Предполагая, что ген может сохраняться как в полевых условиях, так и в лаборатории, это неопределенно, и он распространится по лесу — это экологический момент, к которому стремятся ученые, но которого опасаются радикалы.
После того, как каштановое дерево придет в себя, можно ли будет его купить? Да, сказал Ньюхаус, такой был план. Исследователей каждую неделю спрашивают, когда деревья появятся в продаже.
В мире, где живут Пауэлл, Ньюхаус и его коллеги, легко почувствовать, что вся страна ждет их дерево. Однако, проехав немного на север от исследовательской фермы через центр Сиракьюса, можно вспомнить, насколько глубокие изменения произошли в окружающей среде и обществе после исчезновения американских каштанов. Честнат-Хайтс-Драйв находится в небольшом городке к северу от Сиракьюса. Это обычная жилая улица с широкими подъездными дорожками, аккуратными газонами и изредка небольшими декоративными деревьями, разбросанными по передним дворам. Лесозаготовительная компания не нуждается в возрождении каштанов. Самодостаточная сельскохозяйственная экономика, основанная на каштанах, полностью исчезла. Почти никто не извлекает мягкие и сладкие орехи из чрезмерно твердых косточек. Большинство людей, возможно, даже не знают, что в лесу ничего не пропало.
Я остановился и устроил пикник у озера Онондага в тени большого белого ясеня. Дерево было поражено ярко-зелеными серыми жуками-короедами. Я вижу отверстия, проделанные насекомыми в коре. Оно начинает сбрасывать листья и, возможно, через несколько лет погибнет и рухнет. Чтобы добраться сюда из моего дома в Мэриленде, я проехал мимо тысяч мертвых ясеней с голыми ветвями, похожими на вилы, торчащими вдоль дороги.
В Аппалачах компания вырубила деревья на обширной территории Битлахуа, чтобы добыть уголь. Сердце угольного региона совпадает с сердцем бывшего каштанового края. Американский фонд каштанов сотрудничал с организациями, которые высаживали деревья на заброшенных угольных шахтах, и теперь каштаны растут на тысячах акров земли, пострадавших от катастрофы. Эти деревья — лишь часть гибридов, устойчивых к бактериальной болезни, но они могут стать синонимом нового поколения деревьев, которые однажды смогут конкурировать с древними лесными гигантами.
В мае прошлого года концентрация углекислого газа в атмосфере впервые достигла 414,8 частей на миллион. Как и у других деревьев, масса американского каштана без учета воды составляет примерно половину массы углеродсодержащих растений. Немногие растения, которые можно вырастить на участке земли, способны поглощать углерод из воздуха быстрее, чем растущий каштан. Учитывая это, в статье, опубликованной в Wall Street Journal в прошлом году, было предложено: «Давайте создадим еще одну каштановую ферму».