美国科学家花了40年想救这种“完美之树”,但可能还需要几百年

作者: 凯瑟琳·J. 吴(Katherine J. Wu)

来源: 环球科学

发布日期: 2024-03-16

美洲栗树曾是北美东部的主要树种,但由于枯萎病的传播,其数量急剧减少,几乎灭绝。科学家和志愿者们正在努力恢复这一物种,尽管面临许多挑战,包括抗病性育种的复杂性和转基因技术的争议。美洲栗树在生态系统中扮演着重要角色,恢复工作可能需要几个世纪的时间。

木材、树荫和好吃的栗子——没有什么是美洲栗树提供不了的。

“美洲巨人”的幽灵还在美国东北部的森林中徘徊——一个多世纪以前,这里到处都是美洲栗树,其高度可超过30米,树径可达约3米,称之为威武的“哥利亚”(Goliath,圣经中的巨人)可谓名副其实。那时,约有40亿棵美洲栗树遍布美国东岸,从缅因州雾蒙蒙的海岸一直延伸到温暖潮湿的阿巴拉契亚地区,也被称为“东部红木林”。

正如作家Susan Freinkel在其2009年出版的书中所言,美洲栗树是一种完美的树。鸟类和哺乳动物在美洲栗树林中繁衍生息,落叶为土壤增加肥力;春天,花朵喂饱了蜜蜂,蜜蜂则帮它给附近的树传粉;秋天,葡萄大小的果实会压弯枝头,掉落在地上便可供浣熊、熊、火鸡和鹿采食。原住民世世代代享用着美洲栗,砍些栗树树枝作柴火,还将树叶入药。

后来,欧洲定居者将栗子引入他们的食谱和果园,并利用了坚固、耐腐的美洲栗树木材制成栅栏柱、电线杆和铁路枕木。美国纽约州立大学环境科学与林业学院的帕特里西亚·费尔南德斯(Patrícia Fernandes)是负责美洲栗树研究与恢复项目的副主任。他曾告诉我,在过去,美洲栗树俨然成为了可陪伴人类“从摇篮到坟墓”的树木——其木材既用于制作新生儿的摇篮,也用于生产安葬遗体的棺材。

但是现代美国人的生活中少有美洲栗树的踪影。20世纪上半叶,一种名为枯萎病的植物疾病随着亚洲商船无意间传入美洲,几乎消灭了所有的美洲栗树。再也没有栗树木材可供打造新家具,人们也渐渐忘记了栗子的味道(从国外进口的栗子除外),原本靠栗树维生的农民失去了全部生计。

在统治美洲的森林数千年之后,美洲栗树已经功能性灭绝(即在自然条件下,种群数量少到无法维持繁衍,这是物种灭绝的前兆)——一位生物学家称这是“北美洲自冰河时期以来最大的生态灾难”。美洲栗树繁盛的景象几乎只留存在极少数尚在世的老人的记忆中,不过栗树曾经茂盛丰饶的世界也许有望重现。

几十年来,一小群志愿者和科学家一直在努力让美洲栗树在原生地再现生机,他们大多是早已逝去的板栗种植者的后代。他们的探求不仅是为了挽救生物多样性,更是一份生而为人的责任。美洲栗树基金会新英格兰地区项目主管Kendra Collins说:“我们希望能修复我们人类破坏的东西”。如果能修复成功,地球将重新拥有这全能实用、滋养生灵、独一无二的美洲栗树。

尽管其中有种种困难,但理论上讲,现在美洲栗树并不罕见:据估计,美国东部的森林中仍有4.3亿棵美洲栗树。然而,美洲栗树基金会首席保护官Sara Fitzsimmons告诉我,其中超过80%的树径都会不超过3厘米。枯萎病会从树皮裂缝侵入树木内部,阻断枝干的营养和水分供给,直到栗树饿死;下面的根可以存活下来重新发芽,但很少能生长到繁衍后代的时候。

美洲栗树陷入了青春期、死亡和重生这个无休止的循环中,再也无法维持其曾有的生态功能。当栗树种群衰退时,依赖它生存的动物种群数量也随之减少,比如美洲栗蛾(American chestnut moth)和阿勒格尼林鼠(Allegheny woodrat),在森林砍伐和人类侵占栖息地的双重压力下,它们正濒临灭绝。

不过,恢复美洲栗树昔日的荣光并非易事。

如今枯萎病已在北美落地生根,几乎不可能完全清除,因此赋予美洲栗树抗病性是最有可能让它们生存壮大的方式。几十年前,人们曾以为这个计划很简单。美洲栗树基金会马萨诸塞州罗德岛分会的果园发展部副总裁Brian Clark说,我们原以为,育种专家只需要把美洲栗树与天然抗枯萎病能力更强的中国近亲杂交几次,就可能在短短二十年内完成“史上最大规模的物种恢复工作”。

但柯林斯表示,近年来,研究人员发现,抗枯萎病的基因“几乎散布在中国板栗基因组的每一条染色体上”,因此很难培育出具有稳定抗病性状的杂交树种。基金会在成立40年时,已经成功培育出一种抗枯萎病能力较强的品种,其基因组中大约有5%的基因来源于中国板栗,但是培育栗树的过程比预期要麻烦得多。

其他栗树爱好者则把希望寄托在一种名为“Darling 58”的转基因栗树上,它是由美国纽约州立大学环境科学与林业学院(ESF)的科研团队培育出来的。该树的基因组与美洲栗树完全一致,只增加了一个来自小麦的基因——它能帮助栗树中和枯萎病病原菌毒性最强的“武器”之一。美洲栗树基金会马萨诸塞州罗德岛分会前任主席Yvonne Federowicz担心道,“我怀疑这些病原菌最终会进化出针对外来基因的突变”。

目前该品系的抗病能力已经出现了问题,因此美国板栗基金会于近期撤销了对Darling 58的资助。(设计了Darling 58的研究团队也对此举表示赞同。)一些原住民社区对将转基因生物引入栗树恢复工作持怀疑态度;2019年,美洲栗树基金会马萨诸塞州罗德岛分会的两名成员(其中一位是分会主席)宣布辞职,以抗议该组织支持转基因树木的行为。

Fitzsimmons告诉我,即使选用哪种美洲栗树品系尚无定论,恢复工作都可能需要几个世纪的时间。美国有约四千万公顷适宜栗树生长的土地等待填补,任何单一的解决方案都可能无法满足这一需求。不过,对于用途多种多样的美洲栗树来说,也许采用多种途径的复合方案才是最合适的。

ESF美洲栗树研究与恢复项目主任Andrew Newhouse表示:“除了美洲栗树外,有很多其他树种或可以在特定年份结出更大的果实,或者长得更高、植被更茂密,抑或用于制成更有价值的木材,但这些特征绝不会同时出现在同一棵树上。”对于我们的森林和生活来说,美洲栗树是不可替代的,“还没有真正能顶替美洲栗树的物种”。

栗子怎么做都好吃——普通的煮栗子、烤栗子甚至生的栗子都很美味,因为栗子味道又香又甜,口感又像烤土豆一样吃起来面面的。美食博客“只需一本烹饪书(Just One Cookbook)”的主厨Namiko Hirasawa Chen说,日语中经常用“hoku hoku”来形容栗子,意为热乎乎的、松软的、酥酥的,就好像在寒冷的冬天吃了热乎乎的东西全身都舒坦的感觉。

在欧洲和亚洲,当地的栗子树依然生长茂盛,人们还专门为吃栗子举办了长达数天的节日。但在美国,栗子除了出现在怀旧的圣诞歌曲中,已经基本上被人们淡忘了。

但还有些人记得。在十二月早些时候,我驱车前往马萨诸塞州中部,参加美洲栗树基金会马萨诸塞州里约热内卢分会的年会。会上,董事会成员和志愿者们准备了丰盛的自助餐,奶油栗子炖肉、辣味栗子火鸡和撒满栗子碎的卷心菜香肠都非常美味。其中最好吃的是两道甜点:薄如蝉翼的栗子燕麦棒,像馅饼皮一样入口即化,还有奢华的栗子冰淇淋,好吃到让我忘记了自己有乳糖不耐症。

据我所知,似乎没有人愿意用美洲栗子做菜——美国栗子是栗子品种中最小的,有的像鹰嘴豆一样小,处理起来很麻烦。但在会议结束时,当地的一位种植者Mark Meehl递给我一袋当地果园自产的美洲栗子。第二天晚上,我给栗子开口后煮熟,和一些大个头(体积是美洲栗子的6倍)的欧洲栗子放在一起烤。诚然,加工美洲栗子是一项繁琐的工作,但这让每一颗坚果都变得弥足珍贵,就像来之不易的奖品。

我撬开美洲栗树,它吃起来比欧洲栗子更甜、更脆、更有坚果味。从意大利进口的欧洲栗子经过漫长的运输已经开始腐烂,而每一颗美国坚果都是新鲜的——从树上采摘到我的家中只经过了约80千米的路程。我将10颗栗子一扫而光,真希望能在家附近的树林里再摘一些美洲栗子。

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