Улитка и болезнь кофейных деревьев

Группа исследователей обнаружила, что один из видов наземных улиток способен бороться с болезнью, поражающей кофейные деревья. Однако ученые предупреждают, что попытка использовать эту улитку приведет к распространению инвазивного вида с непредсказуемыми последствиями.

Кофейная ржавчина — грибковое заболевание кофейных деревьев, при котором на нижней стороне листьев появляются желтые или оранжевые пятна. Постепенно они становятся всё крупнее, листья отмирают, урожаи с пораженного дерева снижаются, и в течение нескольких лет оно погибает. Вызывается болезнь грибком Hemileia vastatrix. Споры грибка распространяются ветром и способны преодолевать огромные расстояния.

Некоторые историки утверждают, что крах кофейной отрасли на Шри-Ланке был причиной того, что любимым напитком англичан стал чай, а не кофе.

Впервые кофейная ржавчина была обнаружена в 1869 году на Шри-Ланке. К 1890 году болезнь, которую местные фермеры прозвали «Опустошающая Эмили», полностью уничтожила кофейные плантации Шри-Ланки, так что местные производители перешли на выращивание чая, который не поражается этим грибком. Некоторые историки утверждают, что крах кофейной отрасли на Шри-Ланке был причиной того, что любимым напитком англичан стал чай, а не кофе.

Еще в XIX веке болезнь успела распространиться в Южной Африке, на Яве, Суматре, Филиппинах и островах Фиджи. В 1910-х года она пересекла африканский континент от Кении (1913) до Конго (1918). После Второй мировой войны кофейная ржачина добралась до Западной Африки, появившись в Кот-д'Ивуаре (1954), Либерии (1955), Нигерии (1962–63). На юге она проникла в Анголу (1966). В Бразилии она появилась в 1970 году, а 80-е стали периодом ее широкого распространения в Латинской Америке.

В 2012 году эпидемия кофейной ржавчины в странах Латинской Америки и Карибского бассейна привела к значительному сокращению поставок кофе и росту цен. В среднем по миру ежегодные потери урожая кофе от этой болезни оцениваются в 15 %. Колумбийская национальная федерация производителей кофе (Fedecafe) создала исследовательскую лабораторию, специально предназначенную для поиска путей борьбы с этой болезнью, поскольку страна служит ведущим экспортером кофе сорта арабика, который особенно подвержен кофейной ржавчине. Попытки использовать фунгициды против кофейной ржавчины дали лишь ограниченный эффект, так как грибок быстро вырабатывает устойчивые штаммы.

Биолог из Мичиганского университета Захари Хаджиян-Форушани (Zachary Hajian-Forooshani), проводивший в 2016 году полевые исследования в Пуэрто-Рико, обнаружил на листьях кофейного дерева следы ярко-оранжевого помёта. По ним он выследил оставившую этот помёт улитку, которая оказалась представителем давно известного вида Bradybaena similaris, относящегося к подотряду стебельчатоглазых улиток. К удивлению ученого, улитка жевала оранжевые пятна кофейной ржавчины.

Следует сказать, что до сих пор Bradybaena similaris была известна только в качестве инвазивного вида. Его исконный ареал охватывает страны Юго-Восточной Азии, но она была непреднамеренно занесена в другие регионы, в частности, на побережье Мексиканского залива и на Карибские острова. Улитка питается растениями, скребя поверхность листьев и плодов своим языком, похожим на миниатюрную терку, и считается вредителем цитрусовых и бахчевых культур.

Хаджиян-Форушани и его коллеги обнаружили, что найденные ими улитки едят кофейную ржавчину и избегают здоровых участков листа. Наблюдая за улитками в импровизированной лаборатории, они увидели, что одна улитка за сутки очищает от ржавчины примерно треть листа. Для сравнения был взят один из местных видов улиток, но оказалось, что эти улитки не едят кофейную ржавчину.

Но Хаджиян-Форушани и другие ученые не спешат рекомендовать расселение улиток на кофейных плантациях. Они напоминают о неудачном австралийском опыте, когда в 1935 году жаба-ага была завезена из Центральной Америки в Австралию, чтобы помочь справиться с двумя видами жуков, поедающих сахарный тростник. Жабы без энтузиазма отнеслись к идее поедать жуков-вредителей, но, найдя себе другие источники пищи, быстро размножились и распространились в штатах Квинсленд, Новый Южный Уэльс и на Северной территории. Ныне их общая численность оценивается не менее чем в 200 миллионов особей. По словам ученых, граница распространения жабы-аги расширяется примерно на 60 километров в год. Жабы недоступны для хищников, так как они ядовиты. Из-за их яда резко сократилась численность многих видов австралийских змей и ящериц, а также сумчатых куниц. Если люди станут специально расселять улитку во всех странах, где выращивают кофе, такая история может повториться.

Чтобы продолжить изучение улитки, исследователи совершили вторую экспедицию в Пуэрто-Рико. Они выяснили, что улитка ест не только кофейную ржавчину, но и грибок Lecanicillium lecanii, паразитирующий на грибке, вызывающем ржавчину. Теперь они хотят детально изучить взаимоотношения между улиткой и двумя видами грибков, потому что если окажется, что улитка активнее поедает Lecanicillium lecanii, чем грибок, вызывающий ржавчину, она может разрушить естественные барьеры распространения болезни. Полученные на данный момент результаты они описали в статье в журнале Ecology.

Другие ученые отмечают, что в борьбе с кофейной ржавчиной более эффективными могут стать меры, не требующие привлечения улиток. Устойчивость растений к ржавчине падает, когда на листьях длительное время находятся капельки воды. Бороться с этим предлагается при помощи правильной обрезки деревьев кофе, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха вокруг ветвей. Также положительный эффект оказывают соблюдение достаточно широкого расстояния между деревьями на плантации и борьба с сорняками.

Специалист по грибковым патологиям растений Оливер Уиндрам говорит: «Я был бы очень обеспокоен распространением улиток по всему миру». По его словам, лучшим способом сдерживания кофейной ржавчины должен стать правильный выбор деревьев, которые надо сажать вокруг плантации. Если споры грибка, вызывающего ржавчину, ветер отнесет на деревья, которые не подвержены этой болезни, споры погибнут, и болезнь не распространится дальше.