Легендарные казахстанские яблоневые сада атакует заморская зараза

Казахстан является колыбелью яблонь во всем мире, но это сакральное сокровище находится под угрозой полного исчезновения из-за невидимого врага, уничтожающего плодовые деревья на протяжении двух веков. Есть ли шанс на спасение или нам остается только наблюдать за тем, как яблоневые леса выгорают один за другим...

Легендарные казахстанские яблоневые сада атакует заморская зараза

Драгоценный материал

Яблоня Сиверса — прародительница всех яблок на планете. Это неоспоримый факт, признанный учеными всего мира. Зародился этот фрукт именно тут, на северной стороне Тянь-Шаньских гор, на предгорных склонах Джунгарского и Заилийского Алатау. Однако эти яблоневые леса ежегодно сокращаются, теряя в среднем до пяти процентов объема.

Главная ценность яблони Сиверса в том, что она является генетически чистым продуктом. Ни для кого не секрет, что в погоне за идеальным плодом многие овощи и фрукты претерпели сильные генетические модификации. Да, европейские овощные лавки сейчас завалены продукцией, выращенной как под копирку. Помидоры идеально круглой формы без изъянов, огурцы — один к одному, яблоки тоже выглядят так, как будто каждое выводили на бумаге циркулем. Только цена этой «гравировки» — потеря вкусовых качеств, наполнение ГМО, а главное — ослабление самих деревьев, которые не способны выживать в естественной среде обитания без пестицидов, различных биологических подкормок и даже лекарственных препаратов. По аналогии можно привести пример с человеком, который при первых симптомах простуды тут же начинает принимать антибиотики. Как следствие, при таком лечении иммунная система ослабевает настолько, что отказывается работать при банальной простуде. В результате даже ОРВИ приходится лечить тяжелыми антибиотиками. То же самое происходит с деревьями и растениями. Именно поэтому ученые со всего мира охотятся за «живыми» образцами, которые еще не затронула генная инженерия и из которых можно вывести новые сильные сорта яблок, устойчивых к естественным болезням.

Несмотря на то, что в Джунгарском Алатау произрастает 40 видов яблони Сиверса, риск потери ценнейшего генетического материала очень велик. Для сохранения нужны решения радикальные и комплексные.

Дело — лучший аргумент

Именно поэтому в 2018 и 2019 годах в Алматы прошли две международные научно-практические конференции «Malus sieversii: глобальная стратегия сохранения», цель которых заключается в объединении накопленных знаний и в определении стратегии сохранения этого уникального растения. Автором программы сохранения выступил Caspian University совместно с Международным фондом сохранения яблони Сиверса. Это единственный в Центральной Азии симпозиум, собирающий под своей крышей ведущих экспертов мира.

Учрежденный в 2017-м Каспийским университетом Фонд сохранения яблони Сиверса подготовил проект научной стратегии по сохранению дикой яблони. В 2018 году были опубликованы две книги на русском и английском языках: первая — это альбом с уникальными фотографиями яблонь, вторая — перевод со старогерманского языка книги Иоганна Сиверса «Письма из Сибири». Также еще два года назад организовали и ввели научную базу на территории Жонгар-Алатауского национального парка.

Благодаря работе фонда удалось создать несколько заповедных зон, на которых нельзя проводить строительные работы и охотиться. То есть организованы зоны с минимальным воздействием антропогенного фактора, что очень важно. Также до сих пор вкладывают средства в расширение этих резерватов, причем как в масштабе территориальном, так и в количественном — по стволам.

— В теме сохранения яблони Сиверса очень важную роль играют наши студенты-волонтеры, которые с невероятным интересом ведут активную работу, — подчеркивает в интервью ректор Caspian University Жолдасбек Нусенов. — Мы выезжаем в дикорастущие яблоневые леса, где студенты проводят чипирование. Сейчас уже более двух с половиной тысяч яблонь оцифровали. С одной стороны, эта работа дает яблоням пассивную безопасность, поскольку предупреждает неосведомленного туриста об охраняемом статусе дерева. С другой — вовлеченность нового поколения дает очередной толчок формированию информационной волны, чтобы современное общество знало о существующем вопросе и этапах продвижения на пути сохранения эндемика. Перед нами поставлены непростые задачи, но команда Caspian University с ними справляется.

Еще одно важное направление, в котором работает фонд, — это возвращение из Корнеллского университета (США) утерянной в Казахстане (из-за пожара в Ботаническом саду) уникальной коллекции яблонь, собранной академиком Аймаком Джангалиевым.

Как это часто бывает, главная угроза исходит от человека. Еще в начале 60-х годов в Казахстане запустили программу горного садоводства, в результате которой практически все дикие яблони близ Алма-Аты были перепривиты культурными видами. В результате этого яблоневые сады оказались очень сильно генетически загрязнены. Но это «окультуривание» не коснулось яблоневых лесов на юго-востоке страны, в Джунгарском Алатау — вот где сейчас сконцентрирована большая часть диких деревьев, и именно они сейчас находятся под угрозой исчезновения.

Непрошеная гостья

Люди поняли и признали свою ошибку. Несмотря на то, что урон в 60-х годах был колоссальным, чистые сорта все-таки сохранились, а значит, есть возможность их размножения. Но здесь появилась другая угроза, которая носит уже не антропогенный, а биологический характер.

В конце прошлого десятилетия у казахстанских плодовых деревьев появился новый враг — яблонная моль (Hyponomeuta malinella). Отличительная черта этого вредителя в том, что он нападает исключительно на дикую яблоню, абсолютно не отвлекаясь на другие породы. Тогда — в 2007 году — отбить атаку непрошеной гостьи удалось, и яблоневые леса Джунгарского Алатау вздохнули с облегчением. Нашествие вредителя повторилось в 2015 году, но и тогда моль удалось победить, поскольку нападки эти были локальными и бороться с ней было проще.

Намного больше вопросов вызвала другая проблема — бактериальный ожог, вспышки которого разбросаны хаотично. Эту болезнь вызывает бактерия Erwynia amelovora (Эрвиния), и поражает она все части дерева — от корней до плодов и листьев. В мире бактериальный ожог известен уже давно, и первые его очаги были зафиксированы еще в 1880 году на территории Северной Америки. На протяжении практически столетия это была исключительно американская хворь, которую океан держал в изоляции от всего мира. Но увеличение товарооборота в конце XIX — начале XX веков привело к тому, что в 1957 году зараженные саженцы ввезли на территорию Западной Европы.

Быстрое распространение и отсутствие препаратов по борьбе с бактериальным ожогом поставили биологов в тупик, а сама болезнь получила второе название — чума плодовых садов. Ведь полностью уничтожить бактерию можно было только путем сожжения всего дерева. До Казахстана эта напасть добралась лишь в прошлом десятилетии. Когда именно, сказать сложно, в этом вопросе мнения ученых разошлись: одни утверждают, что ввоз зараженных саженцев произошел в 2008 году, другие называют 2010 год — дату, когда факт наличия бактерии был научно подтвержден и зафиксирован.

Неоспоримым остается тот факт, что бактерия действует скрытно, а поражает практически молниеносно, не оставляя дереву ни малейшего шанса. Но действительно ли это так или сад все-таки можно спасти от тотальной вырубки?

Эрвинию без преувеличения можно назвать подлой бактерией, но именно знание о ее повадках и своевременная реакция могут предупредить развитие эпидемии.

Везде «своя»

Прежде всего нужно отметить важный нюанс: несмотря на появление «американки» на Европейском континенте, Эрвиния проявила себя как беспощадная убийца отнюдь не сразу. Это касается всех регионов, где бы ее следы ни появлялись: в первый год заражения бактерия проявляется лишь косвенно и только на второй-третий год начинает атаковать. Причем, если такая ситуация характерна для современной картины происходящего, то еще 20-30 лет назад даже явно проявившиеся вспышки болезни быстро угасали. Тому есть несколько объяснений.

Дело в том, что раньше при обработке садов использовали препараты меди, теперь же аграрии в большинстве случаев применяют исключительно химические фунгициды. Польза от этих препаратов в том, что они убивают вредные грибки, но... вместе с ними гибнут и полезные, которым в этом вопросе отведена особая роль.

Это и есть основная причина, по которой до рубежа 90-х Эрвиния не приживалась на территории стран СНГ, где в те годы сады обрабатывались, по больше части, препаратами меди. Обычная бордоская жидкость, в основной состав которой входит медный купорос, блокировала ее размножение. А полезные грибы и бактерии, которых было больше, ее тоже уничтожали. Сейчас все чаще возникают молниеносные формы болезни, садовод опаздывает с лечением, так как Эрвиния уже проникла под кору в камбий — то самое кольцо в стволе дерева, обеспечивающее его рост в толщину. Там она находится под защитой от воздействия извне и с течением времени может передвигаться по всему дереву от корней до кончиков веток.

Но прежде чем она позволит себе такое вольное поведение, ей еще предстоит пройти этап «содружества» с местными обитателями. Да, дело в том, что территория всегда занята местными бактериями, работающими совместно с грибами. Они паразиты, и Эрвинии, чтобы выжить, надо стать суперпаразитом и не только завоевать пищевую нишу, но вступить с местными паразитами в симбиоз, обменяться генами и, по очереди используя свои ферменты, добивать здоровое растение.

Например, бактерия Псевдомонады паразитирует снаружи, а Эрвиния — в соке, в сосудах, всегда в камбиальном слое, между корой и древесиной. Только когда эти бактерии совместно погубят ткани дерева, грибы начинают доедать уже мертвые ткани. Еще одной особенностью Эрвинии является то, что она способна менять свои гены, а следовательно, и выработку ферментов в зависимости от климата в конкретном регионе и даже от того, какие именно паразиты преобладают в конкретном регионе.

Этот «камуфляж» позволяет Эрвинии внедряться в новую среду, не опасаясь того, что местные жители ее тут же атакуют.

Не та капля, что в море

Несмотря на способность мутировать, ключевые повадки своего образа жизни она не меняет. И именно это является ее слабым местом, по которому и нужно бить, чтобы обуздать непрошеную гостью.

Известно, что «американка» быстро размножается только в комфортных условиях, когда столбики термометров поднимаются выше 20 градусов по Цельсию, при этом сохраняется высокая влажность. Именно в этот период следует уделять плодовому саду особое внимание.

Как и говорилось ранее, сразу после заражения дерева Эрвиния себя никак не проявляет, поскольку численность ее колонии остается незначительной. Как правило, бактерия попадает в дерево через трещину в коре или с помощью насекомых, например, на носике короеда. Попав в сосуды дерева, она медленно накапливает численность — это первая стадия, главная задача при которой — не погибнуть. Известно, что при первичном заражении в зимний период погибает до 90 процентов колонии, но оставшихся 10 более чем достаточно, чтобы на следующий год стать источником заболевания и заразить все деревья в округе. Как это происходит?

Весной, когда начинается соковыделение, Эрвиния активно размножается, и этот процесс в отличие от первой стадии уже можно отследить визуально. Дело в том, что на ветках начинают появляться капли молочно-белого цвета. Это экссудат — открытая язва с водянистыми выделениями, представляющими собой небольшие капельки вязкой жидкости. Именно экссудат выступает источником заражения, поскольку он при повышенной влажности может легко вытягиваться в тончайшую нить и способен переноситься осадками, ветром или птицами на весьма значительные расстояния, затем оседая на растениях. Его могут переносить и полезные насекомые-опылители, такие как пчелы, шмели, а также различные вредители, например, тля, мухи. Одна капля экссудата на дереве может содержать до миллиона бактерий!

Чуть позже, через две-три недели, начнется массовое цветение. Значит, мухи и пчелы могут заразить миллион пестиков, где продолжится активное размножение. Ученые обнаружили, что на пестике, в сладкой слизи во влажных условиях при температуре свыше 20 градусов по Цельсию, Эрвиния делится каждые 20 минут (!). То есть ее численность нарастает в геометрической прогрессии. И за несколько дней из одной капли гноя, просочившегося из единственной трещины, в саду на площади в одну сотку вырастает до миллиарда бактерий Эрвинии.

Дружба крепкая

Размножившись в пестике, она распространяется по цветоножкам до цветоложа, вызывает некроз, усыхание цветков и плодов, оставаясь при этом рассадником болезни. Еще одна коварная способность Эрвинии заключается в том, что она способна распространяться не только с помощью насекомых, но и благодаря обычным осадкам. Дождь не смывает и не убивает бактерию, в теплую влажную погоду она способна размножаться даже в каплях воды!

Таким образом, даже ползающие насекомые, такие как муравьи, жуки и гусеницы, после «инфекционного душа» становятся разносчиками Эрвинии. Весенний град или грозовой ветер способны нанести деревьям небольшие ранки — они практически безвредны для дерева и в обычных условиях затянутся очень быстро. Но если рядом бактерия, то для нее эти повреждения служат открытой дверью к камбию, где она чувствует себя как дома.

К середине лета Эрвиния набирается сил и запускает вторую волну размножения. Как только Эрвиния образует большую колонию на пестике или в сосудах растений, бактерия перестает вести себя тихо и начинает не только усиленно размножаться, но с помощью жгутиков быстро двигаться по сосудам. Она передвигается по сосудам не только с током соков, но и против движения сока. То есть площадь поражения дерева увеличивается в разы. Чем моложе дерево, тем быстрее. В жаркую погоду она может поразить все двухметровое дерево от кончиков листьев до корня за три недели.

После этого включаются сразу два гена, ответственные за выработку токсинов. Один токсин вызывает некроз тканей и усиливает выделение растением экссудата, второй — блокирует иммунитет растения.

Выше мы уже упоминали, что Эрвиния старается приспосабливаться к новой среде обитания. Одной из функций, ускоряющей этот процесс, является способность вступать в симбиоз с другими бактериями, а в последующем и с грибами.

Вот хороший пример того, какие преимущества дает эта способность: Эрвиния не может жить на листе и наружном слое коры дерева, а бактерия Псевдомонас может. Псевдомонас также способен производить экссудат на поверхности листа, плода и молодой коры, который является отличным убежищем для Эрвинии.

Эта связь прослеживается и с грибками. Например, пятнам парши всегда предшествует появление на листьях хорошо заметных светлых маслянистых пятен, являющихся характерным признаком бактериоза, а уж затем гриб парши, гриб монилии, гриб черного рака, размножившись в этой слизи, вырабатывают ферменты, убивающие защитный слой листа и коры. Затем вместе с грибом, в содружестве с Псевдомонас, Эрвиния доходит до сосудов растения. Хотя чаще она попадает в сосуды на хоботке сосущих вредителей.

В некоторых садах, особенно на севере, именно Псевдомонас способна вызывать кристаллизацию воды в коре даже при небольших заморозках и приводить к трещинам на коре. За это Эрвиния очень любит Псевдомонас и дружит с ней.

Терпение и труд...

Основной ошибкой садоводов является то, что они начинают вести разрозненную борьбу с напастью. Например, увидел вспышку парши на листьях, а также засыхание соцветий и плодовых веточек, и тут же начинает бороться только с грибками. Или определил явные признаки бактериального ожога — тут же борется с Эрвинией. Но на самом деле это всегда симбиоз местных грибов и «залетных» бактерий. Поэтому современные органические фунгициды, в чистом виде подавляя грибы, в том числе и полезные, усиливают бактерию, а антибиотики, подавляя бактерии (включая полезные симбионтные), усиливают развитие грибов.

Мы неспроста в самом начале текста приводили пример того, как из-за злоупотребления антибиотиками человек уничтожает свою иммунную систему. Садовое «лечение» проводится по аналогии: вначале надо убить вредные бактерии и грибы, используя комплекс комбинированных фунгицидов и антибиотиков, а затем заселить сад полезной микрофлорой.

Если есть намек на «американку», то есть в прошлом году несколько веточек плодовых деревьях почернели, нужно действовать сразу с приходом весны. Ключевое звено — это две недели весны, от сокодвижения до цветения. О том, что начинает делать в этот период Эрвиния, подробно расписано выше.

Следует провести внимательный осмотр всех садовых деревьев и выявить все «раны» — трещины, из которых сочится сок, а в худшем случае — тот самый белый вязкий экссудат. Если очаги обнаружены, нужно незамедлительно действовать: зачистить трещину от грубой коры и наложить повязку с антисептиком.

Конечно, можно попробовать и препараты на основе медного купороса, они, несомненно, остановят развитие Эрвинии, но... Во-первых, не убьют ее полностью. Во-вторых, купорос очень токсичен для самого дерева и растений в его окружении. Эксперты рекомендуют использовать офлоксацин — более сильный бактерицид для всей группы грамотрицательных бактерий. Он проникает глубоко в ткани, где поражает инфекцию.

Также эффективна в борьбе с «американкой» хлорокись меди. Она, увы, не проникает внутрь ствола, но зато хорошо держит оборону снаружи. То есть пчелы и жучки уже не будут разносчиками болезни.

На следующем этапе борьбы следует уделить время обеззараживанию пчел и мух: опрыскивать дерево антибиотиком. Во всем мире применяют стрептомицин в смеси с тетрациклином. Можно применять и ампициллин или более современный касугамицин. Добавка тетрациклина нужна обязательно, поскольку она предотвращает выработку устойчивости Эрвинии к стрептомицину. Тетрациклин и стрептомицин применяют в промышленных садах, потому что они очень дешевы. Легко наладить их производство. Но современные медицинские антибиотики, конечно, более эффективны. При этом они не токсичны для пчел и препятствуют распространению заразы. Даже если Эрвиния и уцепится за лапку пчелы, то очень быстро погибнет. Таким образом, удастся предотвратить перенос «американки» с пораженного участка на цветы, а значит, Эрвиния не сможет увеличивать свою численность в миллионы раз, эпидемический процесс будет прерван в самом начале.

Основной сложностью остается то, что все эти методы для относительно небольших, частных садов. Крупные садоводческие предприятия, увы, загнаны в законодательные тиски и могут применять только разрешенные промышленные пестициды и антибиотики, причем наносить их строго по утвержденной схеме. Также проблема в том, что дикие яблоневые леса — это непроходимые трущобы, проводить в которых локальный осмотр практически нереально.

Но даже если каждые отдельно взятые садовод и фермер будут смотреть за своими участками и бороться с Эрвинией при первых признаках ее появления, из-за меньшего числа вредоносных бактерий и у «дички» будет гораздо больше шансов одолеть непрошеную гостью естественным путем.