Zanim choroby wytępiły około 3 miliardy lub więcej chorób, drzewo to pomogło zbudować uprzemysłowioną Amerykę. Aby przywrócić im utraconą świetność, być może musimy zaakceptować i naprawić naturę.
W 1989 roku Herbert Darling odebrał telefon: myśliwy poinformował go, że natknął się na wysoki kasztanowiec amerykański na swojej posiadłości w dolinie Zor w zachodnim Nowym Jorku. Darling wiedział, że kasztany były kiedyś jednymi z najważniejszych drzew w okolicy. Wiedział również, że śmiercionośny grzyb niemal wyniszczył ten gatunek na ponad półtora wieku. Kiedy usłyszał relację myśliwego o żywym kasztanie, którego pień miał pół metra długości i sięgał pięciopiętrowego budynku, zwątpił w to. „Nie jestem pewien, czy on wie, co to jest” – powiedział Darling.
Kiedy Darling znalazł drzewo, poczuł się, jakby patrzył na mityczną postać. Powiedział: „To było takie proste i idealne, żeby stworzyć okaz – to było wspaniałe”. Ale Darling zauważył również, że drzewo umiera. Od początku XX wieku jest ono dotknięte tą samą epidemią, która, jak się szacuje, spowodowała 3 miliardy lub więcej zgonów z powodu tych chorób. To pierwsza w historii nowożytnej choroba przenoszona przez człowieka, która niszczy głównie drzewa. Darling pomyślał, że skoro nie może uratować tego drzewa, to przynajmniej uratuje jego nasiona. Jest tylko jeden problem: drzewo nic nie robi, ponieważ w pobliżu nie ma innych kasztanowców, które mogłyby je zapylić.
Darling jest inżynierem, który wykorzystuje metody inżynierskie do rozwiązywania problemów. W czerwcu następnego roku, gdy jasnożółte kwiaty rozsypały się na zielonej koronie drzewa, Darling napełnił amunicję śrutową prochem śrutowym, który pochodził z męskich kwiatów innego kasztanowca, którego się nauczył, i pojechał na północ. Zajęło mu to półtorej godziny. Zestrzelił drzewo z wynajętego helikoptera. (Prowadzi dobrze prosperującą firmę budowlaną, która może sobie pozwolić na ekstrawagancję). Ta próba się nie powiodła. W następnym roku Darling spróbował ponownie. Tym razem wraz z synem przeciągnął rusztowanie do kasztanowców na szczycie wzgórza i w ciągu ponad dwóch tygodni zbudował 24-metrową platformę. Mój ukochany wspiął się na koronę i wyszorował kwiaty przypominające robaki na innym kasztanowcu.
Tej jesieni gałęzie drzewa Darlinga wytworzyły osty pokryte zielonymi kolcami. Kolce te były tak grube i ostre, że można je było pomylić z kaktusami. Zbiory nie są wysokie, jest około 100 orzechów, ale Darling posadził kilka i napełnił się nadzieją. On i jego przyjaciel skontaktowali się również z Charlesem Maynardem i Williamem Powellem, dwoma genetykami drzew na Wydziale Nauk o Środowisku i Leśnictwa Uniwersytetu Stanowego Nowego Jorku w Syracuse (Chuck i Bill zmarli). Niedawno rozpoczęli tam niskobudżetowy projekt badawczy dotyczący kasztanów. Darling dał im trochę kasztanów i zapytał naukowców, czy mogliby ich użyć, aby je przywrócić. Darling powiedział: „To wydaje się być wspaniałą rzeczą”. „Całe wschodnie Stany Zjednoczone”. Jednak kilka lat później jego własne drzewo obumarło.
Odkąd Europejczycy zaczęli osiedlać się w Ameryce Północnej, historia o lasach kontynentu była w dużej mierze przegrana. Jednak propozycja Darlinga jest obecnie uważana przez wielu za jedną z najbardziej obiecujących okazji do rozpoczęcia rewizji tej historii – na początku tego roku Fundacja Templeton World Charity Foundation przyznała projektowi Maynarda i Powella większość swojej historii, a ten wysiłek pozwolił na likwidację niewielkiej operacji, która kosztowała ponad 3 miliony dolarów. Był to największy jednorazowy dar, jaki kiedykolwiek przekazano uniwersytetowi. Badania genetyków zmuszają ekologów do zmierzenia się z perspektywą w nowy i czasem niewygodny sposób, że naprawa świata przyrody niekoniecznie oznacza powrót do nienaruszonego Ogrodu Edenu. Może raczej oznaczać przyjęcie roli, którą przyjęliśmy: inżyniera wszystkiego, w tym natury.
Liście kasztanowca są długie i ząbkowane, wyglądają jak dwa małe, zielone ostrza piły, połączone grzbietami z nerwem centralnym liścia. Na jednym końcu dwa liście są połączone z łodygą. Na drugim końcu tworzą ostry czubek, często wygięty na bok. Ten nieoczekiwany kształt przecina cichą zieleń i wydmy w lesie, a niesamowita zaduma wędrowców przywoływała na myśl wędrówkę przez las, który niegdyś był pełen potężnych drzew.
Tylko dzięki literaturze i pamięci możemy w pełni zrozumieć te drzewa. Lucille Griffin, dyrektor wykonawcza American Chestnut Collaborator Foundation, napisała kiedyś, że tam zobaczysz kasztany tak bogate, że wiosną kremowe, liniowe kwiaty na drzewie „jak spienione fale staczające się po zboczu”, przywodzące na myśl wspomnienia dziadka. Jesienią drzewo znów eksploduje, tym razem z kłującymi osetami, które zakrywają słodycz. „Kiedy kasztany dojrzały, zimą nasypałem pół buszla” – napisał pełen energii Thoreau w „Walden”. „W tym sezonie bardzo ekscytujące było wędrowanie po bezkresnym lesie kasztanowym w Lincoln w tamtym czasie”.
Kasztany są bardzo niezawodne. W przeciwieństwie do dębów, które zrzucają żołędzie dopiero po kilku latach, kasztany produkują dużą liczbę plonów orzechów każdej jesieni. Kasztany są również łatwe do strawienia: można je obrać i zjeść na surowo. (Spróbuj użyć żołędzi bogatych w garbniki - albo tego nie rób). Wszyscy jedzą kasztany: jelenie, wiewiórki, niedźwiedzie, ptaki, ludzie. Rolnicy wypuszczają swoje świnie i tyją w lesie. Podczas Bożego Narodzenia pociągi pełne kasztanów toczyły się z gór do miasta. Tak, rzeczywiście zostały spalone przez ognisko. „Mówi się, że w niektórych rejonach rolnicy uzyskują większy dochód ze sprzedaży kasztanów niż ze wszystkich innych produktów rolnych” - powiedział William L. Bray, pierwszy dziekan szkoły, w której później pracowali Maynard i Powell. Napisane w 1915 roku. To drzewo ludzi, z których większość rośnie w lesie.
Zapewnia nie tylko pożywienie. Kasztanowce mogą osiągnąć wysokość 36 metrów, a pierwszych 15 metrów nie naruszają gałęzie ani sęki. To marzenie drwali. Chociaż nie jest to ani najpiękniejsze, ani najmocniejsze drewno, rośnie bardzo szybko, zwłaszcza gdy kiełkuje po ścięciu i nie gnije. Ponieważ trwałość podkładów kolejowych i słupów telefonicznych przewyższyła estetykę, kasztanowce przyczyniły się do budowy uprzemysłowionej Ameryki. Tysiące stodół, chat i kościołów z kasztanów wciąż stoi; pewien autor w 1915 roku oszacował, że był to najczęściej ścinany gatunek drzewa w Stanach Zjednoczonych.
W większości obszarów wschodnich – od Missisipi po Maine i od wybrzeża Atlantyku po rzekę Missisipi – kasztany również należą do nich. Ale w Appalachach były to potężne drzewa. W tych górach żyją miliardy kasztanów.
Nic dziwnego, że więdnięcie wywołane przez Fusarium po raz pierwszy pojawiło się w Nowym Jorku, który jest bramą dla wielu Amerykanów. W 1904 roku w ogrodzie zoologicznym w Bronksie odkryto dziwną infekcję na korze zagrożonego wyginięciem kasztanowca. Naukowcy szybko ustalili, że grzyb wywołujący bakteryjną zarazę (później nazwany Cryphonectria parasitica) pojawił się na importowanych japońskich drzewach już w 1876 roku. (Zazwyczaj występuje opóźnienie między wprowadzeniem gatunku a odkryciem oczywistych problemów).
Wkrótce mieszkańcy kilku stanów zaczęli zgłaszać obumieranie drzew. W 1906 roku William A. Murrill, mykolog z Ogrodu Botanicznego w Nowym Jorku, opublikował pierwszy artykuł naukowy na temat tej choroby. Muriel zauważył, że grzyb ten powoduje żółtawo-brązowe pęcherze na korze kasztanowca, które ostatecznie oczyszczają korę wokół pnia. Gdy składniki odżywcze i woda nie mogą już swobodnie przepływać przez naczynia podkorowe, wszystko powyżej pierścienia obumiera.
Niektórzy ludzie nie potrafią sobie wyobrazić – lub nie chcą, by inni sobie wyobrażali – drzewa, które znika z lasu. W 1911 roku Sober Paragon Chestnut Farm, firma zajmująca się przedszkolami w Pensylwanii, uważała, że ​​choroba to „coś więcej niż tylko strach”. Długotrwałe istnienie nieodpowiedzialnych dziennikarzy. Farma została zamknięta w 1913 roku. Dwa lata temu Pensylwania zwołała komisję ds. choroby kasztanowca, upoważnioną do wydania 275 000 dolarów (ogromnej sumy pieniędzy w tamtych czasach) i ogłosiła pakiet uprawnień do podjęcia środków w celu zwalczania tego bólu, w tym prawo do niszczenia drzew na prywatnych posesjach. Patolodzy zalecają usunięcie wszystkich kasztanowców w promieniu kilku mil od frontu głównego obszaru infekcji, aby uzyskać efekt zapobiegania pożarom. Okazuje się jednak, że grzyb ten może przeskoczyć na niezainfekowane drzewa, a jego zarodniki są zarażane przez wiatr, ptaki, owady i ludzi. Plan został porzucony.
Do 1940 roku prawie żaden duży kasztanowiec nie został zainfekowany. Dziś wartość kasztanowca spadła do miliardów dolarów. Ponieważ więdnięcie wywołane przez fuzariozę nie może przetrwać w glebie, korzenie kasztanowca nadal wyrastają, a ponad 400 milionów z nich wciąż pozostaje w lesie. Jednak więdnięcie wywołane przez fuzariozę znalazło rezerwuar w dębie, gdzie bytowało, nie wyrządzając znaczących szkód żywicielowi. Stamtąd szybko rozprzestrzenia się na nowe pąki kasztanowca i strąca je z powrotem na ziemię, zazwyczaj na długo przed osiągnięciem fazy kwitnienia.
Przemysł drzewny znalazł alternatywy: dąb, sosnę, orzech i jesion. Garbarstwo, kolejna ważna gałąź przemysłu oparta na kasztanowcach, przeszło na syntetyczne garbniki. Dla wielu biednych rolników nie ma powodu, by zmieniać drzewo: żadne inne rodzime drzewo nie dostarcza rolnikom i ich zwierzętom darmowych, niezawodnych i obfitych kalorii i białka. Zaraza kasztanowca położyła kres powszechnej praktyce samowystarczalnego rolnictwa Appalachów, zmuszając mieszkańców regionu do oczywistego wyboru: praca w kopalni węgla albo przeprowadzka. Historyk Donald Davis napisał w 2005 roku: „Z powodu wymarcia kasztanów cały świat wymarł, co zniweczyło zwyczaje przetrwania, które istniały w Appalachach od ponad czterech stuleci”.
Powell dorastał z dala od Appalachów i kasztanów. Jego ojciec służył w Siłach Powietrznych i przeprowadził się do rodziny: Indiany, Florydy, Niemiec i wschodniego wybrzeża Maryland. Chociaż karierę spędził w Nowym Jorku, jego przemówienia zachowały szczerość Środkowego Zachodu i subtelną, lecz wyczuwalną stronniczość Południa. Jego proste maniery i prosty styl krawiectwa wzajemnie się uzupełniają, łącząc dżinsy z pozornie niekończącą się rotacją kraciastych koszul. Jego ulubionym wykrzyknikiem jest „wow”.
Powell planuje zostać weterynarzem, dopóki profesor genetyki nie da mu nadziei na nowe, bardziej ekologiczne rolnictwo oparte na genetycznie modyfikowanych roślinach, które będą mogły same wytwarzać środki zapobiegające szkodnikom i chorobom. „Pomyślałem sobie: wow, to nie jest dobry pomysł, żeby tworzyć rośliny, które chronią przed szkodnikami i nie trzeba ich opryskiwać pestycydami?” – powiedział Powell. „Oczywiście reszta świata nie podziela tego samego poglądu”.
Kiedy Powell przybył na studia podyplomowe Uniwersytetu Stanowego Utah w 1983 roku, nie miał nic przeciwko. Jednak trafił do laboratorium biologa i pracował nad wirusem, który mógł osłabić grzyba wywołującego zarazę ziemniaka. Ich próby wykorzystania tego wirusa nie powiodły się: nie rozprzestrzeniał się on samoistnie z drzewa na drzewo, więc trzeba było go modyfikować dla dziesiątek poszczególnych gatunków grzybów. Mimo to Powell był zafascynowany historią upadku wielkiego drzewa i zaproponował naukowe rozwiązanie problemu tragicznych błędów spowodowanych przez człowieka. Powiedział: „Z powodu złego zarządzania naszymi towarami przemieszczającymi się po całym świecie, przypadkowo sprowadziliśmy patogeny”. „Pomyślałem: Wow, to ciekawe. Jest szansa, żeby to przywrócić”.
Powell nie był pierwszą próbą wyeliminowania strat. Gdy stało się jasne, że amerykańskie kasztany są skazane na porażkę, Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) próbował posadzić chińskie kasztany, kuzyna bardziej odpornego na więdnięcie, aby sprawdzić, czy ten gatunek może zastąpić amerykańskie kasztany. Kasztany rosną jednak najbardziej rozłożyście i bardziej przypominają drzewa owocowe niż inne. W lesie karłowacieją w porównaniu z dębami i innymi amerykańskimi olbrzymami. Ich wzrost jest zahamowany, a czasem po prostu obumierają. Naukowcy próbowali również łączyć kasztany pochodzące ze Stanów Zjednoczonych i Chin, mając nadzieję na wyhodowanie drzewa o pozytywnych cechach obu gatunków. Wysiłki rządu zakończyły się niepowodzeniem i zostały porzucone.
Powell ostatecznie podjął pracę w Szkole Nauk o Środowisku i Leśnictwie Uniwersytetu Stanowego Nowego Jorku, gdzie poznał Chucka Maynarda, genetyka, który sadził drzewa w laboratorium. Zaledwie kilka lat temu naukowcy stworzyli pierwszą genetycznie zmodyfikowaną tkankę roślinną – dodając gen nadający tytońowi oporność na antybiotyki, na potrzeby demonstracji technicznych, a nie do celów komercyjnych. Maynard zaczął eksperymentować z nowymi technologiami, poszukując jednocześnie użytecznych rozwiązań z nimi związanych. W tym czasie Darling miał już pewne zalążki i wyzwanie: naprawę amerykańskich kasztanów jadalnych.
Przez tysiące lat tradycyjnych praktyk hodowlanych, rolnicy (i współcześni naukowcy) krzyżowali odmiany o pożądanych cechach. Następnie geny są naturalnie mieszane, a ludzie wybierają obiecujące mieszanki, aby uzyskać wyższą jakość – większe, smaczniejsze owoce lub odporność na choroby. Zazwyczaj potrzeba kilku pokoleń, aby uzyskać produkt. Ten proces jest powolny i nieco zawiły. Darling zastanawiał się, czy ta metoda pozwoliłaby uzyskać drzewo tak dobre, jak jego dzika natura. Powiedział mi: „Myślę, że stać nas na więcej”.
Inżynieria genetyczna oznacza większą kontrolę: nawet jeśli konkretny gen pochodzi od niespokrewnionego gatunku, można go wyselekcjonować do określonego celu i wstawić do genomu innego organizmu. (Organizmy z genami pochodzącymi z różnych gatunków są „modyfikowane genetycznie”. Ostatnio naukowcy opracowali techniki bezpośredniej edycji genomu organizmów docelowych). Technologia ta obiecuje niespotykaną dotąd precyzję i szybkość. Powell uważa, że ​​wydaje się ona bardzo odpowiednia dla kasztanów amerykańskich, które nazywa „drzewami niemal idealnymi” – silnymi, wysokimi i bogatymi w źródła pożywienia, wymagającymi jedynie bardzo specyficznej korekty: odporności na zarazę bakteryjną.
Drogi, zgadzam się. Powiedział: „Musimy mieć inżynierów w naszej branży”. „Od budownictwa do budownictwa to po prostu rodzaj automatyzacji”.
Powell i Maynard szacują, że znalezienie genów nadających odporność, opracowanie technologii umożliwiającej dodanie ich do genomu kasztanowca, a następnie ich wyhodowanie może zająć dziesięć lat. „Po prostu zgadujemy” – powiedział Powell. „Nikt nie ma genów nadających odporność na grzyby. Tak naprawdę zaczynaliśmy od pustej przestrzeni”.
Darling zwrócił się o wsparcie do American Chestnut Foundation, organizacji non-profit założonej na początku lat 80. Jej lider powiedział mu, że jest praktycznie zagubiony. Fundacja jest zaangażowana w hybrydyzację i zachowuje czujność w kwestii inżynierii genetycznej, która spotkała się ze sprzeciwem ekologów. Dlatego Darling założył własną organizację non-profit, aby finansować prace z zakresu inżynierii genetycznej. Powell powiedział, że organizacja wystawiła pierwszy czek na 30 000 dolarów dla Maynarda i Powella. (W 1990 roku organizacja krajowa zreformowała się i przyjęła secesjonistyczną grupę Darlinga jako swój pierwszy oddział stanowy, ale niektórzy członkowie nadal byli sceptyczni lub wręcz wrogo nastawieni do inżynierii genetycznej).
Maynard i Powell są w pracy. Niemal natychmiast ich szacowany harmonogram okazał się nierealny. Pierwszą przeszkodą jest ustalenie, jak wyhodować kasztany w laboratorium. Maynard próbował zmieszać liście kasztanowca i hormon wzrostu w okrągłej, płytkiej plastikowej szalce Petriego, metodą stosowaną do hodowli topoli. Okazuje się, że jest to nierealne. Nowe drzewa nie rozwiną korzeni i pędów ze specjalistycznych komórek. Maynard powiedział: „Jestem światowym liderem w zabijaniu drzew kasztanowca”. Badacz z University of Georgia, Scott Merkle (Scott Merkle) w końcu nauczył Maynarda, jak przejść od zapylania do następnego etapu Sadzić kasztany w zarodkach w fazie rozwojowej.
Znalezienie odpowiedniego genu – praca Powella – również okazało się trudne. Spędził kilka lat badając związek antybakteryjny oparty na genach żab, ale zrezygnował z tego z obawy, że społeczeństwo może nie zaakceptować drzew z żabami. Szukał również genu chroniącego przed bakteryjną zarazą kasztanowca, ale odkrył, że ochrona drzewa wymaga wielu genów (zidentyfikowali co najmniej sześć). Następnie, w 1997 roku, kolega wrócił ze spotkania naukowego i przedstawił streszczenie i prezentację. Powell zanotował tytuł „Ekspresja oksydazy szczawianowej w roślinach transgenicznych zapewnia odporność na szczawian i grzyby wytwarzające szczawian”. Z badań nad wirusami Powell wiedział, że grzyby więdnące wydzielają kwas szczawiowy, który niszczy korę kasztanowca i ułatwia jej trawienie. Powell zdał sobie sprawę, że jeśli kasztanowiec potrafi produkować własną oksydazę szczawianową (specjalne białko, które rozkłada szczawian), to może być w stanie się obronić. Powiedział: „To był mój moment olśnienia”.
Okazuje się, że wiele roślin ma gen, który umożliwia im produkcję oksydazy szczawianowej. Od badacza, który wygłosił przemówienie, Powell otrzymał odmianę pszenicy. Studentka Linda Polin McGuigan udoskonaliła technologię „pistoletu genowego”, aby wprowadzić geny do zarodków kasztanowca, mając nadzieję, że można je będzie wstawić do DNA zarodka. Gen tymczasowo pozostał w zarodku, ale potem zniknął. Zespół badawczy porzucił tę metodę i przeszedł na bakterię, która dawno temu opracowała metodę rozcinania DNA innych organizmów i wstawiania ich genów. W naturze mikroorganizmy dodają geny, które zmuszają gospodarza do wytwarzania pokarmu bakteryjnego. Genetycy zaatakowali tę bakterię, aby mogła wstawić dowolny gen, jakiego chce naukowiec. McGuigan uzyskała możliwość niezawodnego dodawania genów pszenicy i białek markerowych do zarodków kasztanowca. Gdy białko zostanie napromieniowane pod mikroskopem, białko wyemituje zielone światło, wskazując na pomyślne wstawienie. (Zespół szybko zrezygnował ze stosowania białek markerowych – nikt nie chciał drzewa, które mogłoby świecić). Maynard nazwał tę metodę „najbardziej elegancką rzeczą na świecie”.
Z czasem Maynard i Powell zbudowali linię produkcyjną kasztanów, która obecnie rozciąga się na kilka pięter wspaniałego, murowanego budynku badań leśnych z lat 60. XX wieku, a także na lśniący, nowy, pozakampusowy ośrodek „Biotech Accelerator”. Proces ten polega najpierw na selekcji zarodków, które kiełkują z genetycznie identycznych komórek (większość zarodków tworzonych w laboratorium tego nie robi, więc tworzenie klonów jest bezużyteczne) i wszczepieniu genów pszenicy. Komórki embrionalne, podobnie jak agar, to substancja o konsystencji budyniu, ekstrahowana z alg. Aby przekształcić zarodek w drzewo, naukowcy dodali hormon wzrostu. Setki plastikowych pojemników w kształcie sześcianu z maleńkimi, bezkorzeniowymi drzewkami kasztanowca można umieścić na półce pod silną lampą fluorescencyjną. Na koniec naukowcy zastosowali hormon ukorzeniający, posadzili swoje oryginalne drzewka w doniczkach wypełnionych ziemią i umieścili je w komorze wzrostu z kontrolowaną temperaturą. Nic dziwnego, że drzewka w laboratorium są w złym stanie na zewnątrz. Dlatego naukowcy połączyli je z drzewami dzikimi, aby uzyskać twardsze, ale nadal odporne okazy do badań terenowych.
Dwa lata temu Hannah Pilkey, studentka w laboratorium Powella, pokazała mi, jak to zrobić. Wyhodowała grzyb wywołujący zarazę bakteryjną w małej plastikowej szalce Petriego. W tej zamkniętej formie bladopomarańczowy patogen wygląda łagodnie i niemal pięknie. Trudno sobie wyobrazić, że jest przyczyną masowych zgonów i zniszczeń.
Żyrafa na ziemi uklękła, zaznaczyła pięciomilimetrową część małego drzewka, wykonała trzy precyzyjne nacięcia skalpelem i rozsmarowała zarazę na ranie. Zakleiła je kawałkiem folii. Powiedziała: „To jak plaster”. Ponieważ jest to nieodporne drzewo „kontrolne”, spodziewa się, że pomarańczowa infekcja szybko rozprzestrzeni się z miejsca szczepienia i ostatecznie otoczy małe łodygi. Pokazała mi kilka drzew, które zawierały geny pszenicy, które wcześniej leczyła. Infekcja ogranicza się do nacięcia, na przykład do cienkich, pomarańczowych warg blisko małego pyszczka.
W 2013 roku Maynard i Powell ogłosili swój sukces w badaniach transgenicznych: 109 lat po odkryciu amerykańskiej choroby kasztanowca stworzyli drzewa, które pozornie potrafią się same bronić, nawet jeśli są atakowane przez duże dawki grzybów powodujących więdnięcie. Na cześć swojego pierwszego i najhojniejszego darczyńcy, zainwestował on około 250 000 dolarów, a naukowcy nadali drzewom jego imię. To drzewo nosi nazwę Darling 58.
Doroczne spotkanie nowojorskiego oddziału American Chestnut Foundation odbyło się w skromnym hotelu pod New Paltz w deszczową sobotę października 2018 roku. Zebrało się około 50 osób. Spotkanie miało charakter częściowo naukowy, a częściowo wymiany kasztanów. W głębi małej sali konferencyjnej członkowie wymieniali się woreczkami strunowymi pełnymi orzechów. To było pierwsze od 28 lat spotkanie, w którym nie wzięli udziału Darling ani Maynard. Problemy zdrowotne uniemożliwiły im udział. „Robimy to od tak dawna i prawie co roku milczymy za zmarłych” – powiedział mi Allen Nichols, prezes klubu. Niemniej jednak nastroje są nadal optymistyczne: genetycznie modyfikowane drzewo przeszło lata żmudnych testów bezpieczeństwa i skuteczności.
Członkowie kapituły szczegółowo przedstawili stan każdego dużego kasztanowca rosnącego w stanie Nowy Jork. Pilkey i inni studenci studiów podyplomowych przedstawili, jak zbierać i przechowywać pyłek, jak uprawiać kasztany pod lampami w pomieszczeniach oraz jak wypełnić glebę zarazą, aby przedłużyć życie drzew. Mieszkańcy nerkowców, z których wielu zapylało i uprawiało własne drzewa, zadawali pytania młodym naukowcom.
Bowell położył się na podłodze, ubrany w coś, co wydawało się nieoficjalnym mundurem dla tego rozdziału: koszulę z dekoltem wpuszczoną w dżinsy. Jego jednostronne dążenie - trzydziestoletnia kariera zorganizowana wokół celu Herba Darlinga, jakim było odzyskanie kasztanów - jest rzadkością wśród naukowców akademickich, którzy częściej prowadzą badania w pięcioletnim cyklu finansowania, a następnie Obiecujące wyniki są przekazywane innym w celu komercjalizacji. Don Leopold, kolega z Wydziału Nauk o Środowisku i Leśnictwa Powella, powiedział mi: „Jest bardzo uważny i zdyscyplinowany”. „Zakłada zasłony. Nie rozprasza go tak wiele innych rzeczy. Kiedy badania w końcu posunęły się naprzód, administratorzy Uniwersytetu Stanowego Nowego Jorku (SUNY) skontaktowali się z nim i złożyli wniosek o patent na jego drzewo, aby uniwersytet mógł z niego skorzystać, ale Powell odmówił. Powiedział, że genetycznie modyfikowane drzewa są jak prymitywne kasztany i służą ludziom. Ludzie Powella są w tym pokoju.
Ostrzegł ich jednak: Po pokonaniu większości przeszkód technicznych, drzewa genetycznie modyfikowane mogą teraz stanąć przed największym wyzwaniem: rządem USA. Kilka tygodni temu Powell złożył prawie 3000-stronicowy dokument do Służby Inspekcji Zdrowia Zwierząt i Roślin Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, która jest odpowiedzialna za zatwierdzanie roślin genetycznie modyfikowanych. Rozpoczyna to proces zatwierdzania przez agencję: przegląd wniosku, zebranie opinii publicznej, sporządzenie raportu oddziaływania na środowisko, ponowne zebranie opinii publicznej i podjęcie decyzji. Prace te mogą potrwać kilka lat. Jeśli nie zapadnie decyzja, projekt może zostać wstrzymany. (Pierwszy okres składania opinii publicznej jeszcze się nie rozpoczął).
Naukowcy planują złożyć kolejne petycje do Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), aby ta mogła sprawdzić bezpieczeństwo żywnościowe genetycznie modyfikowanych orzechów, a Agencja Ochrony Środowiska (EPA) dokona przeglądu wpływu tego drzewa na środowisko zgodnie z federalną ustawą o pestycydach, która jest wymagana w przypadku wszystkich genetycznie modyfikowanych roślin. „To bardziej skomplikowane niż nauka!” – powiedział ktoś z publiczności.
„Tak”. Powell się zgodził. „Nauka jest interesująca. To frustrujące”. (Później powiedział mi: „Nadzór trzech różnych agencji to przesada. To naprawdę zabija innowacyjność w ochronie środowiska”).
Aby udowodnić, że ich drzewo jest bezpieczne, zespół Powella przeprowadził szereg testów. Dodali oksydazę szczawianową do pyłku pszczół. Zmierzyli wzrost pożytecznych grzybów w glebie. Pozostawili liście w wodzie i zbadali ich wpływ na t. W żadnym z badań nie zaobserwowano negatywnych skutków – wręcz przeciwnie, wydajność diety modyfikowanej genetycznie jest lepsza niż liści niektórych niemodyfikowanych drzew. Naukowcy wysłali orzechy do Oak Ridge National Laboratory i innych laboratoriów w Tennessee w celu analizy i nie stwierdzili różnic w porównaniu z orzechami pochodzącymi z niemodyfikowanych drzew.
Takie wyniki mogą uspokoić organy regulacyjne. Prawie na pewno nie udobruchają one aktywistów sprzeciwiających się GMO. John Dougherty, emerytowany naukowiec z Monsanto, świadczył Powellowi bezpłatne usługi konsultacyjne. Nazywał tych przeciwników „opozycją”. Od dziesięcioleci organizacje ekologiczne ostrzegają, że przenoszenie genów między odległymi gatunkami będzie miało nieprzewidziane konsekwencje, takie jak stworzenie „superchwastu” przewyższającego naturalne rośliny lub wprowadzenie obcych genów, które mogą spowodować u żywiciela ryzyko wystąpienia szkodliwych mutacji w DNA gatunku. Obawiają się również, że firmy wykorzystują inżynierię genetyczną do uzyskiwania patentów i kontrolowania organizmów.
Obecnie Powell powiedział, że nie otrzymał żadnych pieniędzy bezpośrednio ze źródeł przemysłowych i nalegał, że darowizna funduszy na rzecz laboratorium „nie była powiązana”. Jednak Brenda Jo McManama, organizatorka organizacji o nazwie „Indigenous Environmental Network”, wskazała na umowę z 2010 r., na mocy której Monsanto przekazało Chestnut Foundation i jej agencji partnerskiej New York. Rozdział autoryzował dwa patenty na modyfikacje genetyczne. (Powell powiedział, że wkład przemysłu, w tym Monsanto, stanowi mniej niż 4% całkowitego kapitału roboczego.) McManama podejrzewa, że ​​Monsanto (przejęte przez Bayer w 2018 r.) potajemnie stara się uzyskać patent, wspierając to, co wydaje się być przyszłą iteracją drzewa. Bezinteresowny projekt. „Monsan to samo zło” – powiedziała szczerze.
Powell powiedział, że patent zawarty w umowie z 2010 roku wygasł, a ujawniając szczegóły swojego drzewa w literaturze naukowej, zapewnił, że nie zostanie ono opatentowane. Zdał sobie jednak sprawę, że to nie rozwieje wszystkich obaw. Powiedział: „Wiem, że ktoś mógłby powiedzieć, że jesteś tylko przynętą dla Monsanto”. „Co możesz zrobić? Nic nie możesz zrobić”.
Około pięć lat temu liderzy American Chestnut Foundation doszli do wniosku, że nie osiągną swoich celów wyłącznie poprzez hybrydyzację, więc zaakceptowali program inżynierii genetycznej Powella. Decyzja ta wywołała pewne nieporozumienia. W marcu 2019 roku prezes oddziału fundacji w Massachusetts i Rhode Island, Lois Breault-Melican, zrezygnowała ze stanowiska, powołując się na Global Justice Ecology Project (Global Justice Project), organizację anty-inżynierii genetycznej z siedzibą w Buffalo. Jej mąż, Denis Melican, również opuścił zarząd. Dennis powiedział mi, że małżeństwo szczególnie obawiało się, że kasztany Powella mogą okazać się „koniem trojańskim”, co utorowałoby drogę do udoskonalenia innych drzew komercyjnych za pomocą inżynierii genetycznej.
Susan Offutt, ekonomistka rolna, jest przewodniczącą Komitetu Narodowej Akademii Nauk, Inżynierii i Medycyny, który w 2018 roku prowadził badania nad biotechnologią leśną. Zwróciła uwagę, że rządowy proces regulacyjny koncentruje się na wąskim problemie zagrożeń biologicznych i prawie nigdy nie uwzględnia szerszych kwestii społecznych, takich jak te podnoszone przez aktywistów anty-GMO. „Jaka jest wewnętrzna wartość lasu?” – zapytała, podając przykład problemu, którego proces nie rozwiązał. „Czy lasy mają swoje zalety? Czy mamy moralny obowiązek brać to pod uwagę, podejmując decyzje o interwencji?”
Większość naukowców, z którymi rozmawiałem, nie ma powodu do obaw o drzewa Powella, ponieważ las poniósł daleko idące szkody: wycinka, górnictwo, zabudowa oraz niezliczone ilości owadów i chorób, które niszczą drzewa. Wśród nich, jak się okazało, więdnięcie kasztanowca jest… Ceremonia otwarcia. „Ciągle wprowadzamy nowe, kompletne organizmy” – powiedział Gary Lovett, ekolog leśny z Cary Ecosystem Institute w Millbrook w stanie Nowy Jork. „Wpływ genetycznie modyfikowanych kasztanów jest znacznie mniejszy”.
Donald Waller, ekolog leśny, który niedawno przeszedł na emeryturę z Uniwersytetu Wisconsin-Madison, poszedł dalej. Powiedział mi: „Z jednej strony nakreślam pewną równowagę między ryzykiem a nagrodą. Z drugiej strony, wciąż drapię się po głowie, szukając ryzyka”. To genetycznie zmodyfikowane drzewo może stanowić zagrożenie dla lasu. Natomiast „strona pod nagrodą po prostu przelewa się atramentem”. Powiedział, że kasztanowiec, który nie więdnie, ostatecznie zwycięży w tym ogarniętym walką lesie. Ludzie potrzebują nadziei. Ludzie potrzebują symboli”.
Powell zazwyczaj zachowuje spokój, ale sceptycy inżynierii genetycznej mogą nim wstrząsnąć. Powiedział: „Nie mają dla mnie sensu”. „Nie opierają się na nauce”. Kiedy inżynierowie produkują lepsze samochody czy smartfony, nikt nie narzeka, więc chce wiedzieć, co jest nie tak z lepiej zaprojektowanymi drzewami. „To narzędzie, które może pomóc” – powiedział Powell. „Dlaczego twierdzisz, że nie możemy go używać? Możemy użyć śrubokręta krzyżakowego, ale nie zwykłego i odwrotnie?”
Na początku października 2018 roku towarzyszyłem Powellowi do łagodnej stacji terenowej na południe od Syracuse. Miał nadzieję, że przyszłość amerykańskiego gatunku kasztanowca będzie rosła. Miejsce to jest prawie opuszczone i jest jednym z niewielu miejsc, gdzie drzewa mogą rosnąć. Wysokie plantacje sosen i modrzewi, będące efektem dawno porzuconego projektu badawczego, pochylają się na wschód, z dala od dominującego wiatru, nadając temu obszarowi nieco niepokojący charakter.
Andrew Newhouse, badacz z laboratorium Powella, pracuje już nad jednym z najlepszych drzew dla naukowców – dzikim kasztanowcem z południowej Wirginii. Drzewo ma około 7,5 metra wysokości i rośnie w losowo rozmieszczonym sadzie kasztanowców otoczonym 3-metrowym płotem chroniącym przed jeleniami. Tornister szkolny był przywiązany do końców niektórych gałęzi drzewa. Newhouse wyjaśnił, że wewnętrzna plastikowa torba była uwięziona w pyłku Darling 58, o który naukowcy wnioskowali w czerwcu, a zewnętrzna metalowa siatka chroniła wiewiórki przed rozwojem ostów. Całe przedsięwzięcie jest pod ścisłym nadzorem Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych; przed deregulacją pyłek lub orzechy z drzew z genetycznie dodanymi genami w płocie lub w laboratorium badacza muszą zostać odizolowane.
Newhouse manipulował wysuwanymi sekatorami na gałęziach. Ciągnąc liną, ostrze złamało się, a worek spadł. Newhouse szybko przeszedł do kolejnej gałęzi z workiem i powtórzył proces. Powell zebrał opadłe worki i umieścił je w dużym plastikowym worku na śmieci, tak jak przy obchodzeniu się z materiałami biologicznie niebezpiecznymi.
Po powrocie do laboratorium Newhouse i Hannah Pilkey opróżniły worek i szybko wydobyły brązowe orzechy z zielonych orzeszków. Uważają, aby kolce nie przebiły skórki, co stanowi ryzyko zawodowe w badaniach nad kasztanami. W przeszłości lubili wszystkie cenne orzechy modyfikowane genetycznie. Tym razem w końcu mieli ich dużo: ponad 1000. „Wszyscy tańczymy radośnie” – powiedziała Pirkey.
Później tego popołudnia Powell zaniósł kasztany do biura Neila Pattersona w holu. Był Dzień Ludności Rdzennej (Dzień Kolumba), a Patterson, zastępca dyrektora Centrum Ludności Rdzennej i Środowiska ESF, właśnie wrócił z jednej czwartej kampusu, gdzie poprowadził pokaz kulinarny z udziałem ludności rdzennej. Jego dwoje dzieci i siostrzenica bawią się na komputerze w biurze. Wszyscy obrali i zjedli orzechy. „Jeszcze trochę zzieleniały” – powiedział Powell z żalem.
Dar Powella jest wielostronny. Dystrybuuje nasiona, mając nadzieję wykorzystać sieć kontaktów Pattersona do sadzenia kasztanów na nowych obszarach, gdzie w ciągu kilku lat będą mogły otrzymać genetycznie modyfikowany pyłek. Zajmował się również zręczną dyplomacją kasztanową.
Kiedy Patterson został zatrudniony przez ESF w 2014 roku, dowiedział się, że Powell eksperymentuje z drzewami modyfikowanymi genetycznie, które znajdowały się zaledwie kilka mil od Terytorium Rezydencyjnego Narodu Onondaga. To ostatnie znajduje się w lesie kilka mil na południe od Syracuse. Patterson zdał sobie sprawę, że jeśli projekt się powiedzie, geny odporności na choroby ostatecznie przedostaną się na ten teren i skrzyżują się z pozostałymi tam kasztanowcami, zmieniając tym samym las, który jest kluczowy dla tożsamości Onodagi. Usłyszał również o obawach, które skłaniają aktywistów, w tym niektórych ze społeczności rdzennych, do sprzeciwiania się organizmom modyfikowanym genetycznie w innych miejscach. Na przykład w 2015 roku plemię Yurok zakazało tworzenia rezerwatów GMO w północnej Kalifornii z powodu obaw o możliwość skażenia upraw i łowisk łososia.
„Zdaję sobie sprawę, że to nas tu spotkało; powinniśmy przynajmniej porozmawiać” – powiedział mi Patterson. Na spotkaniu Agencji Ochrony Środowiska (EPA) w 2015 roku, zorganizowanym przez ESF, Powell wygłosił starannie przygotowane przemówienie do rdzennej ludności Nowego Jorku. Po przemówieniu, Patterson wspominał, że kilku liderów powiedziało: „Powinniśmy sadzić drzewa!”. Ich entuzjazm zaskoczył Pattersona. Powiedział: „Nie spodziewałem się tego”.
Jednak późniejsze rozmowy pokazały, że niewielu z nich naprawdę pamięta rolę, jaką kasztanowiec odgrywał w swojej tradycyjnej kulturze. Dalsze badania Pattersona wykazały, że w czasie, gdy niepokoje społeczne i zniszczenia ekologiczne miały miejsce jednocześnie, rząd USA wdrażał szeroko zakrojony plan przymusowej demobilizacji i asymilacji, a epidemia nadeszła. Podobnie jak wiele innych rzeczy, lokalna uprawa kasztanowca w tym regionie zanikła. Patterson odkrył również, że poglądy na temat inżynierii genetycznej są bardzo zróżnicowane. Alfie Jacques, producent kijów do lacrosse'a z Onoda, chętnie produkuje kije z drewna kasztanowca i popiera ten projekt. Inni uważają, że ryzyko jest zbyt duże i dlatego sprzeciwiają się drzewom.
Patterson rozumie te dwa stanowiska. Niedawno powiedział mi: „To jak telefon komórkowy i moje dziecko”. Zwrócił uwagę, że jego dziecko wraca ze szkoły z powodu pandemii koronawirusa. „Pewnego dnia zrobiłem wszystko, żeby utrzymać z nimi kontakt, uczą się. Następnego dnia, powiedzmy, pozbądźmy się tych rzeczy”. Jednak lata dialogu z Powellem osłabiły jego sceptycyzm. Niedawno dowiedział się, że przeciętne potomstwo 58 drzew Darling nie będzie miało wprowadzonych genów, co oznacza, że ​​pierwotne dzikie kasztany będą nadal rosły w lesie. Patterson powiedział, że to eliminuje poważny problem.
Podczas naszej wizyty w październiku powiedział mi, że powodem, dla którego nie mógł w pełni poprzeć projektu GM, był brak pewności, czy Powellowi zależy na ludziach wchodzących w interakcję z drzewem, czy na samym drzewie. „Nie wiem, co go tam czeka” – powiedział Patterson, stukając się w pierś. Dodał, że tylko jeśli uda się przywrócić relację między człowiekiem a kasztanowcem, konieczne będzie odzyskanie tego drzewa.
W tym celu, jak powiedział, planuje wykorzystać orzechy, które dał mu Powell, do przygotowania puddingu kasztanowego i oleju. Przywiezie te dania na terytorium Onondagi i zaprosi ludzi do ponownego odkrycia ich dawnych smaków. Powiedział: „Mam taką nadzieję, to jak powitanie starego przyjaciela. Wystarczy wsiąść do autobusu, z którego ostatnio się wysiadło”.
W styczniu Powell otrzymał darowiznę w wysokości 3,2 miliona dolarów od Templeton World Charity Foundation, co pozwoli mu kontynuować prace nad regulacjami prawnymi i rozszerzyć zakres swoich badań z genetyki na realne aspekty naprawy całego krajobrazu. Jeśli rząd da mu błogosławieństwo, Powell i naukowcy z American Chestnut Foundation pozwolą mu rozkwitnąć. ​​Pyłek i jego dodatkowe geny zostaną zdmuchnięte lub zmiecione na czekające pojemniki innych drzew, a los genetycznie modyfikowanych kasztanów będzie się rozwijał niezależnie od kontrolowanego środowiska eksperymentalnego. Zakładając, że gen będzie mógł być utrzymywany zarówno w terenie, jak i w laboratorium, jest to niepewne i rozprzestrzeni się w lesie – to ekologiczna kwestia, której naukowcy pragną, ale której obawiają się radykałowie.
Czy po wyrośnięciu kasztanowca można go kupić? Tak, powiedział Newhouse, taki był plan. Badacze byli pytani co tydzień, kiedy drzewa będą dostępne.
W świecie, w którym żyją Powell, Newhouse i jego współpracownicy, łatwo odnieść wrażenie, że cały kraj czeka na ich drzewo. Jednak jazda na północ od farmy badawczej przez centrum Syracuse przypomina o tym, jak głębokie zmiany zaszły w środowisku i społeczeństwie od czasu zniknięcia amerykańskich kasztanów. Chestnut Heights Drive znajduje się w małym miasteczku na północ od Syracuse. Jest to zwykła ulica mieszkalna z szerokimi podjazdami, zadbanymi trawnikami i okazjonalnie małymi ozdobnymi drzewami usianymi na podwórkach. Firma drzewna nie potrzebuje odrodzenia kasztanów. Samowystarczalna gospodarka rolna oparta na kasztanach całkowicie zanikła. Prawie nikt nie wydobywa miękkich i słodkich orzechów z nadmiernie twardych orzeszków. Większość ludzi może nawet nie wiedzieć, że w lesie niczego nie brakuje.
Zatrzymałem się i zjadłem piknikowy obiad nad jeziorem Onondaga w cieniu wielkiego białego jesionu. Drzewo było zaatakowane przez jaskrawozielone, szare korniki. Widzę dziury w korze, które owady zrobiły. Zaczyna tracić liście i może obumrzeć i zapaść się kilka lat później. Tylko po to, by tu przyjechać z mojego domu w Maryland, minąłem tysiące martwych jesionów, z nagimi, przypominającymi widły gałęziami sterczącymi wzdłuż drogi.
W Appalachach firma wycinała drzewa z większego obszaru Bitlahua, aby wydobywać węgiel. Serce regionu węglowego pokrywa się z sercem dawnego regionu kasztanowca. Amerykańska Fundacja Kasztanowca współpracowała z organizacjami, które sadziły drzewa na opuszczonych kopalniach węgla, a kasztany rosną teraz na tysiącach akrów ziemi dotkniętej katastrofą. Drzewa te to tylko część hybryd odpornych na zarazę bakteryjną, ale mogą stać się synonimem nowego pokolenia drzew, które pewnego dnia będą mogły konkurować z gigantami prastarych lasów.
W maju ubiegłego roku stężenie dwutlenku węgla w atmosferze po raz pierwszy osiągnęło 414,8 części na milion. Podobnie jak w przypadku innych drzew, masa bezwodna kasztanów amerykańskich stanowi około połowę masy węgla. Niewiele roślin, które można uprawiać na kawałku ziemi, pochłania dwutlenek węgla z powietrza szybciej niż rosnący kasztanowiec. Mając to na uwadze, artykuł opublikowany w zeszłym roku w „Wall Street Journal” zasugerował: „Załóżmy kolejną plantację kasztanów”.