Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы (СИ)

Болезни культурных растений как двигатель эволюции аграрной цивилизации

Историки описывают историю человечества либо как смену общественно-экономических формаций, либо как цепочку великих войн и, соответственно, великих завоевателей. Однако имеет право на жизнь и другая точка зрения — закономерности миграции людей, военных побед и поражений обусловлены состоянием сельского хозяйства в конкретных странах. То есть, на самом деле, двигателем истории человечества являются не великие завоеватели, а болезни домашних животных и культурных растений. Такая точка зрения вроде бы очевидна, однако остается неучтенным то обстоятельство, что эта движущая сила действует и в настоящее время, только вот мигрировать уже людям некуда. Так как возможности природы практически исчерпаны, для того, чтобы обеспечить выживание людей, необходимо развитие качественно новых приемов ведения сельского хозяйства. Пришел конец сельскохозяйственной экспансии, необходима его интенсификация. Важным обстоятельством остается независимая, неконтролируемая динамика распространения болезней, вредителей, техногенных загрязнителей. Например — распространение возбудителей болезней; насекомых, таких как саранча; грызунов; различных типов сорняков. Те самые «волны жизни», динамика которых и прогноз не поддаются до настоящего времени никакому контролю. Как справлялось человечество с такими волнами жизни в 20-м веке? Да просто — нагружало сельское хозяйство химическими инсектицидами, и т.д., которые теперь обнаружены даже в печени рыб в мировом океане и у пингвинов в Антарктиде. Установка на уничтожение живых организмов-вредителей привела к глобализации распространения химического загрязнения и к тому, что жизнь полезных организмов, включая человека, оказалась плохо совместима с таким способом ведения сельского хозяйства.

В последние годы активно развивается так называемое «натуральное биологическое земледелие», исключающее любые формы его химизации. Это очень интересное направление, которое заслуживает всяческой поддержки и внимания. Да ведь только это не спасет человечество от динамики тех самых волн жизни и необходимости разработки методов, так сказать, быстрого реагирования, на неизбежные изменения экологической обстановки в каждом конкретном регионе. Как это бывает — легко можно увидеть, вспомнив некоторые исторические детали.

В древнем Вавилоне главным продуктом питания была пшеница. Черная головня, болезнь пшеницы, отмечалась еще в XX веке до нашей эры. Царь Соломон (980 г. до н.э.) ввел специальную службу контроля болезней растений.

В 715 году до н.э. романцы, в целях спасения пшеницы от грибкового заболевания с красными спорами (ржавчина), сотворили себе богов — Robigo и Robigus, в честь которых, чтобы их задобрить и спасти пшеницу от ржавчины, приносили в жертву животных красной масти.

Известный со времен Рима, пшеничный грибок ржавчины продолжал быть бичом фермеров даже в XX веке. В 20-годах прошлого века, это заболевание почти полностью разрушило производство пшеницы в Америке и Канаде. В 1970 годах южная гниль листьев зерновых, ранее не очень агрессивное заболевание, внезапно стало доминирующим и полностью разрушило производство зерновых на многих фермах Америки.

После распада Римской Империи в Европе главной зерновой культурой, из которой готовили хлеб, стала рожь. Тогда уже в Европе распространилось грибковое заболевание ржи — спорынья. Зерна, зараженные этим грибком, попадали вместе со здоровыми в хлеб. У людей, которые ели такой хлеб, развивались сосудистые спазмы, которые приводили к гангренам. Эту болезнь называли лихорадкой святого Антония. и только замена ржи на картофель, пришедший из Америки, привел к уменьшению гибели людей от этой болезни, приносимой вместе со спорами спорыньи.

Картофель был интродуцирован в Европу около 1750 года и стал основным продуктом питания для бедных людей, например, в Ирландии, где арендаторы расплачивались за аренду земли пшеницей, а сами питались картофелем. Однако распространение некоторых сорняков, холодные летние месяцы в 40 годах XIX века привели к эпидемии фитофтороза.

Наверное, среди болезней растений нет другой столь трагически известной, как фитофтора картофеля — она оказала роковое влияние на судьбу целой нации. Недаром немецкий ботаник Антон де Бари, описавший возбудителя болезни, дал ему имя Phytophthora infestans — инфекционный пожиратель растений.

Картофельная болезнь появилась в США и в Европе почти одновременно, в начале 40-х годов XIX в. Впервые ее зарегистрировали в 1844 г., а уже последующие два года стали драматической вехой в судьбе народов. В Европу пришли голод и нищета. Особенно сильно пострадало население Ирландии. В 1845 г. там проживало около 8 млн человек, причем для 6 млн картофель составлял, по крайней мере, половину пищевого рациона, а остальные питались почти исключительно картофелем. Лишившись его, люди потеряли единственный источник существования. Смерть косила людей с такой скоростью, что их не успевали хоронить. За голодом последовали его неминуемые спутники — инфекционные болезни. Началась массовая миграция ирландцев. Толпы эмигрантов атаковали отплывающие суда, бросая землю, дома и близких людей. Тысячи ирландцев умерли от голода, полтора миллиона эмигрировали в Америку. Множество современных американских семей ирландского происхождения берет свое начало от этого исхода, вызванного болезнью картофеля.

Род Phytophthora «славен» не только «картофельным грибом» P.cinnamomi уничтожила половину эвкалиптовых лесов в Австралии; P.palmivora — опаснейший паразит пальм и гевеи. P.cactorum вызывает наиболее распространенные заболевания яблонь и тд.

Массовые поражения томатов фитофторозом были зафиксированы значительно позже, чем на картофеле. Томаты — близкий родственник картофеля, относятся они к тому же роду, но к разным подродам. Для сильного поражения томата была необходима адаптация паразита к обмену веществ, отличающемуся от такового у первичного хозяина — картофеля. Однако сейчас имеются внутривидовые формы фитофторы, поражающие томаты сильнее, чем картофель, и вызывающие гниение плодов.

Споры гриба с дождевыми потоками проникают в почву и заражают формирующиеся клубни. Наиболее активно этот процесс происходит при уборке картофеля, когда поврежденные клубни контактируют с зараженной ботвой. Поражение клубней опасно не столько само по себе (при нормальном хранении фитофтора не переходит на здоровые), сколько снижением общего неспецифического иммунитета в результате хронического отравления.

Опасность фитофторы связана с ее высокой изменчивостью. В ходе эпидемии образуется гигантское споровое облако. Введение в селекционные сорта новых генов устойчивости из диких видов дает лишь временный эффект — вскоре накапливаются вирулентные для них расы. Поскольку тип обмена оомицетов (к которым относится фитофтора) отличается от обмена других грибов, большинство системных фунгицидов для них нетоксичны. В 80-х годах XX века был открыт класс соединений, фениламидов, высокотоксичных для фитофтор вследствие ингибирования их РНК-полимеразы, и создан коммерческий препарат ридомил. Однако очень скоро эффективность ридомила упала из-за накопления резистентных к нему штаммов. Это заставило усилить поиск новых фунгицидов и разрабатывать антирезистентные стратегии их применения.

Одним из важнейших деревьев Америки был каштан. Каштановая гниль убила его в начале XX века. Грибок, вызывающий это заболевание, был занесен в Америку из Азии через Европу.

Типичным напитком для англичан, начиная с XVII века, на самом деле был не чай, а кофе. Однако эпидемия грибкового заболевания — кофейной ржавчины — на Цейлоне привела к возникновению знаменитой традиции английского чаепития.

В 1980 годах новая болезнь, названная антракнозом кизила, стремительно распространилась по всем горам Альпачино и на больших высотах в некоторых местах практически уничтожила весь кизил.

Растения могут уничтожаться также множеством неживых факторов, таких, как некоторые погодные условия, химическое загрязнение почв или воздуха. Например, использование зимой соли на дорогах для предупреждения гололедицы может полностью уничтожить все растения, растущие рядом.