Бедные буки

В буковых лесах США распространяется неизвестная ранее болезнь деревьев. Ученые пытаются выяснить, что служит ее причиной, но пока не могут прийти к единому мнению.

Первым обратил внимание на состояние буков биолог из штата Огайо Джон Погачник (John Pogacnik), заметивший в 2012 году странные полосы на листьях в парковой зоне Лейк-Метропаркс. Больными выглядели всего несколько деревьев, и ученый счел причиной этого аномальные погодные условия того года с необычайно теплой зимой и сухой весной. Но на следующий год Джон Погачник заметил больные деревья в шести округах северо-востока Огайо. Тогда он оповестил коллег из лесной службы Огайо и федеральной лесной службы.

«Болезнь листьев бука», как назвали новое заболевание, к 2018 году была засвидетельствована в двадцати четырех округах Огайо, восьми округах Пенсильвании и одном округе штата Нью-Йорк, а также в канадской провинции Онтарио. Распространение болезни год от года ширится. В прошлом месяце заболевшие буки были обнаружены в трех лесах Коннектикута.

Теперь специалисты говорят, что американские буки может ожидать печальная судьба нескольких видов деревьев, столкнувшихся в Северной Америке с серьезными патогенами, таких как ясени (их уничтожает инвазивный вредитель — жук изумрудная блестящая златка), каштаны (пострадавшие от грибка Cryphonectria parasitica), вязы (жертвы голландской болезни вязов, вызываемой грибами из рода Ophiostoma), тсуги (поражаемые клещом Adelges tsugae). Каждый из упомянутых патогенов в свое время был завезен в Америку из-за океана и уничтожал целые леса.

Новая болезнь поражает как местный американский вид — бук крупнолистный (Fagus grandifolia), так и завезенные из Старого Света бук европейский, или лесной (Fagus sylvatica) и бук восточный (Fagus orientalis). Крупнолистный бук не только важен для древесной промышленности США, но еще как одно из самых распространенных деревьев к востоку от Миссисипи играет большую роль в экосистемах. Орешками бука питаются птицы, белки, олени и другие животные, существует немало чисто буковых лесов. Экономические потери от возможной гибели буков в штате Огайо оцениваются в 225 миллионов долларов.

Первым признаком болезни листьев бука становятся темные полосы на листьях между основными жилками. Затем листья начинают увядать и скручиваться. На поздних стадиях болезни листья отмирают, на ветвях прекращается образование новых почек. Молодые деревья и саженцы погибают в результате заражения за год или два, серьезный ущерб она наносит и старым мощным букам, где болезнь постепенно продвигается от нижних ветвей к верхним. Побочным эффектом оказывается гибель тенелюбивых растений, скрывавшихся под кронами буков: из-за массовой потери листьев их теперь достигают солнечные лучи. Описание болезни листьев бука было опубликовано в 2018 году группой ученых в журнале Forest Pathology.

Проявления болезни листьев бука на ранней и поздней стадии

В июне 2018 года лесная служба США выделила 156 000 долларов на отслеживание распространения заболевания и поиск возбудителя. Биолог Констанс Хаусман (Constance Hausman) помогла разработать бесплатное приложение для смартфонов, которое позволит лесникам и добровольцам оперативно сообщать о местонахождении зараженных деревьев. Ученые и работники лесной службы ищут пути защиты буков, но они столкнулись с серьезным препятствием. Непонятна причина болезни. Поскольку болезнь листьев бука распространяется очень быстро, ученые отбросили версии о том, что причиной может быть экологический фактор, такой как состав воды, температура или состояние почвы. А так как целостность листьев не нарушена, скорее всего, губит буки не насекомое. Больше всего болезнь листьев бука похожа на инфекционное заболевание, вызываемое каким-то микроорганизмом. Но ни грибка, ни вируса, ни бактерии, которые поражали бы буки, найти не удается. «Мы имеем дело с чем-то действительно необычным», — говорит Линн Карта (Lynn Carta), фитопатолог из Министерства сельского хозяйства США.

Ее коллега Дэвид Маккан (David McCann) сообщил на посвященном болезни буков совещании в городе Парма (Огайо), что обнаружил тысячи червей длиной до двух миллиметров, выползающих из зараженных листьев. Он послал образцы Линн Карта и она определила их как подвид Litylenchus crenatae, нематоды, которая встречается на азиатских буках, но не приводит к гибели деревьев. Кандидат на роль возбудителя новой болезни выглядел перспективным, так как ранее на территории США не встречались нематоды, питающиеся листьями крупных деревьев. Можно предположить, что нематода была завезена из Азии и поселилась на американских буках, которые переносят заражение ею значительно тяжелее, чем азиатские. Но есть и довод против: заражение нематодами проявляется на листьях в виде пятен, а не полос.

Линн Карта вместе с биологом Дэвидом Бёрком (David Burke) из Дендрария Холдена в Огайо решили проверить соответствие этой версии постулатам Коха, применяемым, когда нужно подтвердить, что заболевание вызывает именно этот возбудитель. Они взяли нематод с больных деревьев, а затем пересадили их на почки молодых здоровых саженцев в теплице. По сообщению Линн Карта, сделанному на конференции в июле этого года, у саженцев проявились те же симптомы болезни листьев. Статья с результатами этого эксперимента принята к публикации в журнале Forest Pathology.

Однако часть коллег встретила это сообщение скептически. Энрико Бонелло (Enrico Bonello) и Кэрри Юинг (Carrie Ewing) из Университета штата Огайо изучили фрагменты ДНК и РНК, выделенные из листьев больных и здоровых буков. Они сообщают, что ДНК нематод обнаруживаются как на больных, так и на здоровых листьях. Но у деревьев, пораженных болезнью, обнаружены три бактерии и три гриба, которых нет у здоровых. По мнению исследователей, виновник болезни — один из них. Нематода же может лишь играть роль переносчика заболевания.