Учёные обнаружили новую угрозу для американского каштана

Американский каштан был почти идеальным деревом для лесной промышленности: высоким, прямым, устойчивым к гниению и легко колющимся. Он также был очень плодовит, быстро выпуская новые побеги.

В начале 1900-х годов этот вид составлял значительную часть лиственных лесов востока США. Насчитывалось почти 4 миллиарда деревьев, высотой до 100 футов (~30 м) и толщиной ствола 4–7 футов (1.2–2.1 м). Здоровые деревья жили 400–600 лет, ежегодно давая несколько бушелей орехов.

Сегодня найти здоровый американский каштан сложно. Грибковый патоген, завезённый с деревьями из Японии и Китая, уничтожил вид менее чем за 40 лет. Эта потеря считается величайшей экологической катастрофой в истории мировых лесов.

«Патоген является родным для китайского и японского каштанов, поэтому они сосуществовали в процессе коэволюции, — сказала Эмили Добри, магистрант по садоводству. — Американский каштан ранее с ним не сталкивался и не имел естественной устойчивости. Это как оспа для деревьев».

Сегодня осталось менее 1000 деревьев, в основном в изолированных районах за пределами исторического ареала на востоке США, вдоль Аппалачей и в Новой Англии.

Несколько деревьев высажены в исследовательском центре LERGREC, где с 2013 года проводят испытания: в один ряд посажены 15 каштанов — по пять американских, китайских и гибридных (американско-китайских) видов.

«Идея была в том, чтобы посадить их рядом и позволить болезни бросить им вызов с годами», — сказал фитопатолог Брайан Хед.

Большинство деревьев пострадали от болезней, насекомых или погоды, и их пришлось обрезать. Исключение — гибриды: три из них сейчас достигают 17–21 фута (5–6.4 м) в высоту. Обрезка позволяет дереву обновляться за счёт побегов от исходного подвоя.

«Американский каштан теперь обозначен как "функционально вымерший", — сказала Добри. — Это означает, что вид технически выживает, но не может размножаться. Побеги редко вырастают достаточно большими, чтобы давать орехи и, следовательно, будущие поколения».

Наиболее многообещающая надежда сейчас — создание трансгенного, генетически модифицированного дерева. Учёные пытаются создать дерево, максимально близкое к американскому каштану, но с минимальным количеством генетического материала от китайского каштана для устойчивости к фитофторозу.

«Исследователи разработали частично устойчивые трансгенные американские каштаны, способные пережить заражение патогеном, вызывающим фитофтороз, — сказала Добри. — Он не убивает патоген; он всё ещё присутствует, но не уничтожает дерево».

Нынешний баланс видов в лесах США может создать проблему при попытке reintroduce американский каштан: его место занял дуб.

«Будет сложно снова интегрировать американский каштан в лесную экосистему», — сказала Добри.

Кроме того, американский каштан может принести в лес другие проблемы. В 2018 году Добри, работая в LERGREC, обнаружила на дереве нетипичный для этого вида грибок.

«Изначально мы предположили, что это необычное проявление фитофтороза, — сказала она. — Но после взятия образцов и исследований мы обнаружили не фитофтороз, а патоген, известный как бурая гниль каштана. На тот момент не было опубликованных сообщений об этом грибке в нашем полушарии».

Добри продолжает изучать этот локальный штамм, проверяя, может ли он быть вредным для родственных каштану видов, таких как дубы.

«Если этот грибок окажется патогенным для дуба, это может стать новым ударом по динамике леса, — сказала она. — Вот почему проект по каштану и другие подобные ему так важны для защиты разнообразия и будущего наших лесов».