Все новости
Самая опустошительная инфекция распространяется прямо сейчас.

Самая опустошительная инфекция распространяется прямо сейчас. Но о ней мало кто слышал

© Marek R. Swadzba/Shutterstock/Fotodom
Грибковые инфекции иногда поражают человека, но по-настоящему катастрофический урон наносят растениям и животным. Хитридиомикоз истребил уже несколько десятков видов амфибий и угрожает сотням других, каштановая гниль изменила облик восточного побережья США, от синдрома белого носа всего за несколько лет умерли миллионы летучих мышей. Несмотря на это, следующий грибок-убийца наверняка застанет нас врасплох

В старых американских мультфильмах, например о моряке Попае, коте Томе и мышонке Джерри, есть кое-что странное — бананы. Они выглядят более толстыми и менее закругленными, чем в жизни. Возможно, аниматоры исходили из технических ограничений или неких художественных задумок. Однако дело может быть еще и в том, что в мультфильмах изображены фрукты, которые почти никто из нас не пробовал.

Бананы бывают самыми разными, но на экспорт, в том числе в Россию, практически всегда идет один и тот же сорт — "Кавендиш". Правда, так было не всегда. До 1960-х годов самым распространенным сортом был "Гро Мишель". Его-то и рисовали в мультфильмах первой половины XX века.

Бананы сорта "Гро Мишель" wasanajai/Shutterstock/Fotodom
Описание
Бананы сорта "Гро Мишель"
© wasanajai/Shutterstock/Fotodom

Хотя бананы "Гро Мишель" в самом деле иногда выглядят прямее и толще, чем "Кавендиш", отличить их на глаз не так уж просто. Во многом поэтому один сорт заменил другой: люди выбирают привычное. Но также считается, что у "Гро Мишель" насыщеннее вкус и более приятная, кремовая текстура. Эти бананы до сих пор продавали бы по всему миру, если бы "Гро Мишель" практически полностью не вымер.

Белые перчатки в мультфильмах

Была ли необходимость рисовать бананы прямыми и толстыми или нет, но некоторые узнаваемые детали появились в анимации именно так. Например, белые перчатки Микки Мауса и других персонажей. Обычно говорят, что с перчатками не нужно прорабатывать суставы пальцев — это упрощает работу. Без перчаток делать это тоже не обязательно. Важнее другое: они лучше видны на темном фоне и придают животным сходство с людьми. Вдобавок в 1920–1930-х годах зрители все чаще предпочитали киносеансы театральным постановкам, а белые перчатки напоминали им о водевилях, где белые актеры, загримированные под чернокожих, играли озорных, но добродушных героев. Да, этот предмет гардероба — еще и отголосок расистского прошлого.

Продолжение

"Гро Мишель" погубил один из штаммов грибка Fusarium oxysporum. Вызываемая им болезнь, из-за которой растения гниют изнутри, впервые была описана в 1876 году в Австралии. Через несколько лет грибок добрался до Центральной Америки, где вызвал одну из крупнейших эпидемий — точнее, эпифитотий, поскольку речь не о людях, — в истории сельского хозяйства. Болезнь назвали панамской.

Вскоре после того, как панамская болезнь превратила "Гро Мишель" в экзотику, а "Кавендиш" стал основным бананом для экспорта в далекие страны, у двух сортов проявилось еще одно сходство. В 1960-х другая разновидность грибка F. oxysporum начала опустошать плантации сперва в Тайване, затем в других странах Юго-Восточной Азии, а недавно появилась в Африке и Австралии. Возбудителя (для краткости его обозначают TR4) выявили только в 1994 году. Заменить "Кавендиш", которому грозит та же участь, что "Гро Мишель", пока нечем.

Банановая плантация в Коста-Рике, пораженная панамской болезнью, 1919 год The Library of Congress/Public Domain/Wikimedia Commons
Описание
Банановая плантация в Коста-Рике, пораженная панамской болезнью, 1919 год
© The Library of Congress/Public Domain/Wikimedia Commons

Грибковые инфекции приносили большие беды и до панамской болезни. Но, похоже, вспышки случаются все чаще, между ними много печальных сходств, болеют не только растения, но и животные, а люди могут годами не замечать мор, истребляющий десятки видов.

Как болеют растения

Исторически грибки и грибоподобные микроорганизмы оомицеты больше всего вредили растениям. Подчас урон был так велик, что следом страдал человек. В середине XIX века в Европу то ли из Перу, то ли из Мексики попал картофель, зараженный Phytophthora infestans. Урожаи раз за разом гибли. Особенно тяжело пришлось ирландцам: на острове разразился жуткий голод. По одной оценке, в 1841–1851 годах умер каждый восьмой житель, еще столько же эмигрировали.

Общая численность населения Республики Ирландия и Северной Ирландии все еще меньше, чем была до голода, а о его причинах до сих пор нет-нет да спорят. Так, в марте 2021 года президент США Джо Байден, обсуждая свою миграционную политику, вспомнил прадеда, который приплыл в Северную Америку на "корабле-гробе". По мнению Байдена, в голоде были виноваты британцы.

Фитофтора по-прежнему губит урожаи картофеля. Десять лет назад ученые из Великобритании и США попытались оценить, сколько продовольствия ежегодно портится из-за нее, а также грибковых инфекций риса, пшеницы, кукурузы и сои. Используя данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) об урожаях в сезоне 2009–2010 годов, исследователи рассчитали, что этой еды хватило бы по меньшей мере на 596 млн человек. Также они рассмотрели маловероятный сценарий, когда все пять культур одновременно поражены тяжелыми "эпидемиями". В этом случае потерянного хватило бы на 4,3 млрд человек. Такое совпадение стало бы катастрофой.

Хотя выкладки получились впечатляющие, что-то в злаках и картофеле мешает посмотреть на их болезни как на настоящий мор. Возможно, дело в том, что это растения, которые так и этак умирают осенью. Разница только в том, успевают ли они принести пользу или порождают другую проблему: с доходами, пропитанием или еще чем-то.

Но грибки поражают не только возделанные поля. В первой половине XX века инфекция почти полностью истребила каштаны на восточном побережье США. Считается, что вызывающий ее грибок Cryphonectria parasitica проник вместе с саженцами из Японии. В Азии деревья веками сосуществовали с патогеном, однако американские каштаны были перед ним беззащитны.

Впервые больное дерево заметили в зоопарке Нью-Йорка в 1904-м, откуда болезнь быстро распространилась по восточным штатам. Каштаны обрабатывали химикатами, целые рощи вырубали и сжигали, если в них замечали грибок. Это не сработало. К 1940 году погибли более 3,5 млрд каштанов, которые раньше определяли облик тех краев.

Листья каштана, пораженного грибком Cryphonectria parasitica Nick Greaves/Shutterstock/Fotodom
Описание
Листья каштана, пораженного грибком Cryphonectria parasitica
© Nick Greaves/Shutterstock/Fotodom

Каштановая гниль на востоке США — одна из самых разрушительных, но далеко не единственная эпифитотия среди деревьев за последнее время. К концу XX века в Великобритании почти не осталось взрослых вязов: из-за особенно вирулентного штамма грибка Ophiostoma ulmi погибли 25 млн деревьев (в США — 77 млн). Грибок Phytophthora ramorum убил как минимум 1,4 млн дубов в Калифорнии, а в Великобритании из-за него для профилактики срубили 4 млн лиственниц. На западе Австралии другая фитофтора, P. cinnamomi, убила эвкалипты и другие растения на площади 1 млн га. А жуки, которые поражают деревья с помощью грибка Grosmania clavigera, погубили в Канаде 16,3 млн га леса — это немногим меньше площади Приморского края.

Та же британо-американская исследовательская группа, что оценила потери урожаев, рассчитала и урон от болезней деревьев. По их прикидкам, к 2020 году погибшие деревья могли бы поглотить из воздуха 230–580 млн т углекислого газа. В сравнении с 34,9 млрд т, выброшенных в атмосферу в 2021 году, это кажется каплей в море. Но стоит вспомнить, что уже к началу 2030-х мы с большой вероятностью исчерпаем "углеродный бюджет", отведенный на то, чтобы средняя температура на планете не выросла с доиндустриальных времен больше, чем на 1,5 °C. Тогда сотни миллионов тонн углекислого газа не кажутся такой уж мелочью.

Как болеют животные

В 2006 году в пещере в штате Нью-Йорк случилось что-то неладное с летучими мышами. Одни раньше времени проснулись от спячки, другие лежали мертвыми почти или полностью без жировой прослойки, которая нужна им, чтобы перезимовать и произвести весной потомство. На мордочках, ушах и крыльях виднелся грибковый налет. Позже грибок назовут по-латыни Pseudogymnoascus destructans, а болезнь — синдромом белого носа.

Грибковые инфекции у животных сравнительно редки и обычно поражают особей с ослабленной иммунной системой. Сначала ученые проверили, не больны ли летучие мыши еще чем-то и нет ли в пещере еще чего-то вредного. Затем они поймали здоровых животных, доставили в лабораторию и заразили грибком, выделенным у больных. Так стало ясно, что болезнь вызывает именно P. destructans.

Летучая мышь с синдромом белого носа  Marvin Moriarty/USFW/Public Domain/Wikimedia Commons
Описание
Летучая мышь с синдромом белого носа
© Marvin Moriarty/USFW/Public Domain/Wikimedia Commons

По-видимому, грибок пользуется тем, что в спячке у летучих мышей снижается температура тела и замедляются процессы в организме. Одним видам он не приносит особого вреда, но для других чрезвычайно опасен. В некоторых местах зимовки умирают 90–100% особей, а в общем счете погибли миллионы летучих мышей, многие из которых питаются насекомыми-вредителями и тем самым приносят пользу сельскому хозяйству. P. destructans впервые обнаружили на северо-востоке США, но в последующие годы его находили также в Канаде, на Среднем Западе, а недавно он появился в Орегоне — на тихоокеанском побережье страны.

Гибель североамериканских летучих мышей — одна из самых массовых среди диких млекопитающих, но и она меркнет по сравнению с тем, что происходит с земноводными. В 1970–1980-х годах специалисты, исследующие амфибий, стали замечать, что животные куда-то пропали, хотя на вид вокруг все осталось прежним. В книге "Шестое вымирание" Элизабет Колберт рассказывает: "Одна американка-герпетолог отправилась в заповедник "Облачный лес Монтеверде" в Северной Коста-Рике для изучения репродуктивного поведения оранжевых жаб. Она провела в поисках два полевых сезона; там, где раньше жабы спаривались полчищами, ей удалось высмотреть всего одного самца".

Возбудителя болезни впервые выявили только в 1998 году. Это был необычный хитридиевый грибок, который назвали Batrachochytrium dendrobatidis. Грибок проникает в кожу животных, влияет на способность всасывать электролиты, и те, как пишет Колберт, умирают от сердечного приступа. В 2013-м открыли еще один грибок, вызывающий хитридиомикоз, — B. salamandrivorans. Как ясно из названия, он поражает в основном саламандр. Вероятно, оба патогена родом из Азии, откуда распространились по другим частям света.

В 2019 году четыре десятка ученых из разных стран попытались оценить, как хитридиомикоз сказался на биоразнообразии. По их расчетам, из-за хитридиевых грибков снизилась численность не менее 501 вида амфибий, а порядка 90 видов, вероятно, полностью вымерли. Наибольшее снижение численности произошло еще в 1980-х, с тех пор только у 12% видов популяции сколько-то восстановились, а в будущем возможны новые вспышки болезни.

Распространение хитридиомикоза ученые по аналогии с пандемией назвали панзоотией. Ни одна болезнь за всю историю так сильно не сокращала биоразнообразие (спустя год другая команда ученых усомнилась в приведенных оценках, но не в ключевом выводе работы; впрочем, исследователи стоят на своем).

Почему с грибами так трудно иметь дело

Повторяющийся сюжет во вспышках инфекций — попадание грибка или оомицета в новую среду с подходящими, но не обладающими устойчивостью к патогену хозяевами. Такое бывало на протяжении всей истории человечества. Но трансконтинентальный транспорт и международная торговля, в том числе незаконная, намного повышают риски.

Чтобы предотвратить появление патогенов в новом месте, разработаны протоколы биологической защиты, например карантины. Однако с ними есть проблемы. Показателен случай с P. destructans. Летучих мышей с синдромом белого носа впервые обнаружили в пещере, популярной у туристов. Возможно, они занесли споры грибка на одежде, обуви или снаряжении. Едва ли все это можно было обеззаразить. Да и вряд ли кому-нибудь пришло бы это в голову, ведь ни болезнь, ни вызывающий ее грибок прежде были неизвестны (а для видов, про которые ясно, что они опасны, часто недостает данных для точной идентификации).

Поразительные способности грибков и оомицетов еще сильнее усложняют борьбу с ними. Многие из них могут долго выживать без хозяина или выбрасывают живучие споры. Так, если вырастить в неволе амфибий и выпустить их там, откуда они исчезли из-за B. dendrobatidis, то грибок почти наверняка снова их убьет. Еще хуже, что он паразитирует на сотнях видов, но вредит не всем: те земноводные, которые переносят инфекцию легко, могут стать "суперраспространителями". А очистить тропические леса от B. dendrobatidis практически невозможно.

Оранжевая жаба. Вид считается вымершим из-за грибка Batrachochytrium dendrobatidis U.S. Fish and Wildlife Service/Public Domain/Wikimedia Commons
Описание
Оранжевая жаба. Вид считается вымершим из-за грибка Batrachochytrium dendrobatidis
© U.S. Fish and Wildlife Service/Public Domain/Wikimedia Commons

Другое преимущество грибков и оомицетов — генетическая гибкость. Они сравнительно легко образуют гибриды, получают гены через горизонтальный перенос (не от родителей, а от других особей, даже если чужой вид), "тасуют" целые участки ДНК в результате рекомбинации. Благодаря этому они могут быстро приспособиться к хозяевам, повысить вирулентность, приобрести устойчивость к лекарствам и неблагоприятным факторам. Новая среда открывает для этого новые возможности.

Проблема еще и в том, что мы до сих пор плохо представляем все многообразие грибков и оомицетов. Предположительно царство грибов насчитывает от 1 до 5 млн видов, но из них описаны всего лишь около 5%, а те, что по внешним признакам считаются одним видом, подчас существенно отличаются генетически. Сколько среди них патогенов, остается только догадываться.

Наконец, грибковые инфекции исследованы неодинаково. Болезни растений изучены лучше, чем животных, а болезни сельскохозяйственных культур — лучше, чем диких видов. Ущерб от потерянных урожаев проще подсчитать, на возделанных землях легче бороться с патогенами, чем в лесу вдали от цивилизации. Так, в 2018 году ученые проверили научные статьи о борьбе с хитридиомикозом земноводных и в большинстве из них не нашли никаких рекомендаций, а стоимость мер борьбы обсуждалась менее чем в 1% статей.

Было бы преуменьшением сказать, что вымирание десятков видов амфибий, гибель миллиардов деревьев и миллионов летучих мышей — это тревожные сигналы. Тем не менее зачастую неясно, насколько дело плохо, какими последствиями это грозит и что можно предпринять. Грибы и оомицеты выигрывают от нашей растерянности и еще не раз нас озадачат.

Марат Кузаев