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超級真菌入侵美國50年枯死40億棵板栗樹

超級真菌入侵美國50年枯死40億棵板栗樹

2023-05-03 Comments 0 Comment

板栗估計大部分人都不會陌生,這是咱們國家比較常見的農作物之一。它有著極具標誌性的刺果,這給口饞的小孩帶來一些麻煩,但內部的堅果很肥碩,煮熟後的口感也非常好,深受人們的喜愛。在咱們國家,板栗樹種植的時間可能已經超過2500年了,所以在許多古籍中都有它的身影,不過咱們現在種植的板栗樹和以前種植的會一些不同。

圖:現在的板栗樹

現在的板栗樹往往都是比較低矮、結果效率非常高培育出來的樹種,但其實野生的板栗或者最早被我們種植的板栗樹是非常高大的喬木,往往是森林中最高、最大的樹種之一。

我爺爺在上世紀的時候就種過一棵板栗樹,這棵樹現在還在,估計起碼得有30米高了,樹幹差不多有兩個小孩合抱那麼粗,但不知道是年紀大了,還是本質就是那樣,這棵老闆栗樹結果後裡面經常都是空的。

馬鞍山一棵巨大的古板栗樹,圖源:澎湃新聞

板栗是山毛櫸科的一種,這個科在世界範圍內分佈十分廣泛,而且在許多地區都扮演著最重要的生態角色之一。

比如北美的板栗樹——美國栗樹(Castanea dentata),它們憑藉高大的身材和超快的生長速度主宰了美國東部森林的大部分地區,在賓夕法尼亞州,估計它佔所有硬木的25-30%,而在阿巴拉契亞山脈25%的樹木都是板栗樹,最保守的統計僅美國境內可能都有40億棵。

圖:美國殖民時期的板栗樹砍伐,這些樹是它們森林中最高大的樹木

由於栗木耐腐、直紋,適用於家具、圍欄和建築材料,所以在殖民時代,栗木是木屋地基、柵欄柱、地板和棺材的首選。

後來,美國的鐵路枕木,以及電話線和電線桿都用栗木製成,有許多至今還在使用。

圖:美國描述踩在板栗的畫作

同樣的由於數量眾多,它的堅果餵養了數十億動物——從昆蟲到鳥類和哺乳動物,以前美國甚至誕生過在栗樹為主的森林中放養豬、牛等家畜的情況。

19 世紀的報紙上也經常會有板栗樹相關報導,比如報導火車車廂裡滿是板栗,在大城市以新鮮或烘烤的方式出售等等。

皮徹

然而,隨著全球化的腳步,世界各地的生物也乘著全球貿易的風口瘋狂地發展了一波領地,物種入侵是全球化最明顯的副作用之一,哪個國家和地區的都不能倖免。

20世紀初,一種來自亞洲的致命真菌——板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)傳入了美國,導致那些早已在美國混的風生水起的板栗樹幾乎滅絕。

關於真菌是如何傳入美國的有兩個說法:

圖:板栗疫病菌

一個是在1904年前後,美國以商業為目的引入了日本板栗樹,而這種板栗樹攜帶了板栗疫病菌;

另外一個則是進口日本板栗的時候,不小心把真菌也一起“進口”了。

但是關於真菌如何發現的說法基本是一致的,它最早是在紐約動物園的板栗樹上被管理員發現的。

這位管理員發現板栗樹病變並上報,而到了1905年這種真菌就被美國真菌學家威廉·默里爾(William Murrill)分離並描述。

板栗疫病菌的感染現在被稱為栗枯病,亞洲的板栗樹和這種真菌共同進化,對這種真菌天生擁有抵抗力,但是美國的沒有,被它感染的美國板栗樹基本都會死亡,而且非常容易受影響。


圖:被感染的初期

當板栗樹被感染的時候,最初真菌會在樹枝和樹幹上留下橙色的“潰瘍”,以及明顯的凹痕,有點類似人身上的瘀傷,這會阻礙樹木的水分和養分流失。

板栗疫病菌其實不是只感染美國的板栗樹,還有許多樹木也會受其影響——比如橡樹、紅楓、鹿角漆等等。

但是對於其它樹木的感染就只停留在表面的那些“潰瘍”,樹木會受到影響,但死亡並不常見,只有板栗樹很容易死亡。

在樹木死亡之前,真菌會一直停留在樹木身上,產生孢子並通過風傳播。

隨著時間推移,被感染的樹木,其樹皮將逐漸老化,最終開裂並讓孢子進入樹幹,在那裡真菌會釋放出殺死樹木組織的草酸,最終導致整個樹乾枯死。

好消息是,板栗疫病菌在土壤中不能夠很好地生長,所以板栗樹的樹根在許多情況下可以倖免於難,而板栗樹是可以通過樹根發芽的並再次生長的。

但是壞消息是,等它從土裡冒出來,又將再次被感染。

不過,對於年輕的樹木而言,它們的樹皮相對活躍,不容易被老化,所以真菌更難殺死它們,只是隨著時間推移也很難倖免,很少有板栗樹能夠活到性成熟,最重要的是,樹根發芽也不是無限次的。

圖:這裡有一棵野生的美國板栗樹幼苗,能不能找到

所以,從發現這種真菌開始,只過去了短短50年——大約1950年前後,40億棵美國板栗樹已經幾乎快消失了,被打上功能滅絕的標籤,成年的樹木已經幾乎找不到了,現在留存的基本都是那些剛從樹幹上發育出來的幼苗。

板栗疫病菌可以說是地球物種入侵史上破壞力最驚人、短期內造成經濟損失最大的一次入侵,它導緻美國最近的幾十年裡一直都沒有新的板栗木材出售,而他們現在每年依然要消耗100噸左右板栗,大部分都是通過進口。

其實,這樣的事情想想還是挺可怕的,一種突如其來的真菌,就直接導致另一種在它原產地有著絕對優勢的物種幾乎滅絕。

而這樣的事情,在地球歷史上可能經常上演,比如恐龍的滅絕,一些學者就認為可能就和病毒或者其它什麼致病菌的出現有關係。

不過,現在還有一個好消息,經過幾十年的努力,科學家算是已經找到了幫助美國板栗樹的方法——就是基因工程。

在小麥身上存在一種產生草酸氧化酶的基因,這種酶可以分解枯萎病真菌產生的草酸,然後讓宿主倖免於難。

圖:溫室裡的Darling 58

2014年的時候,這項工作取得了成功——科學家成功將小麥的抗病基因轉移到美國板栗上,並與這項研究的工程師Herb Darling命名了這個全新的美國板栗——Darling 58。

全新的抗病板栗樹或許可以重新扮演之前美國栗樹的生態角色,拯救美國生態,但事情是否真的會像預期的一樣發展,誰都說不好。

所以,現在人們對於Darling 58還是保持謹慎態度,這個新物種(還是叫它新物種吧)現在依然被限制種植,只有特定地區才能培養,不能投放到野外。

參考資料:

1.https://www.nationalgeographic.com/environment/article/genetically-modified-american-chestnut-trees-conservation

2.https://acf.org/the-american-chestnut/history-american-chestnut/

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