树叶变黄 能力失效:科学家在竭力对抗一种咖啡疾病

2017-11-15 00:02:44 来源: 网易科学人
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哥伦比亚人之所以特别担忧咖啡锈病,是因为它攻击了该国所依赖的咖啡品种,因为咖啡爱好者已经习惯了喝这种口味的咖啡。咖啡现在分为两种,我们可以叫他们“美女”和“野兽”。其中“美女”是阿拉比卡咖啡(Coffea arabica)。它的种子被制成美味可口的饮品,在国际市场上卖得很好。而它恰好就是使哥伦比亚咖啡如此出名的品种。

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多年来,哥伦比亚的研究人员始终在参加一场鲜为人知的战斗,对抗一种可能会影响到世界各地咖啡饮用的神秘疾病。

树叶变黄 能力失效:科学家在竭力对抗一种咖啡疾病

如果你在20世纪60年代登陆波哥大(哥伦比亚首都),你可能在机场外面看到的第一个东西就是一个巨大的广告牌。在略带威胁性的语气中,它写道:“咖啡锈病是敌人,不要从国外引进这种植物材料。”这是自那以来,始终威胁哥伦比亚咖啡贸易的第一个警告。

咖啡锈病是一种疾病,它可以削弱甚至消灭哥伦比亚的“国宝”,因为咖啡是该国最大的支柱产业之一,也是其最重要的外汇来源之一。仅去年一年,咖啡的出口价值就达到24亿美元,占哥伦比亚在国外销售所有产品的7.7%。这使得哥伦比亚成为世界第三大咖啡生产国。换句话说,如果咖啡锈病在那里生根,并导致全球供应减少,它将影响到我们所有人喝咖啡的价格。

这就是在过去几十年里,为什么哥伦比亚科学家们始终在进行一场鲜为人知的、与神秘疾病斗争的原因,这样的战斗甚至在哥伦比亚咖啡轴心山脉深处的一个小实验室里上演。问题是,哥伦比亚咖啡的独特口味能否完好无损?

树叶变黄 能力失效:科学家在竭力对抗一种咖啡疾病

图2:咖啡锈病看起来就像树叶上的棕色粉末

咖啡锈病已经困扰了哥伦比亚农民100多年时间。当咖啡树被感染时,它的叶子会产生棕色的薄粉末,看起来就像铁锈一样。这种病是由真菌Hemileia vastatrix引起的,它也将灌木的叶子从明亮的绿色变成褐黄色。最后,咖啡树会失去所有的叶子,也失去了产咖啡豆的能力。

如果无人看管,咖啡锈病会造成严重后果。在19世纪末,斯里兰卡、菲律宾和其他东南亚国家都是世界咖啡的主要出口国。然而在短短几十年的时间里,咖啡锈病导致这些国家的咖啡树几乎停止生长。历史学家认为,这可能是如今英国人更喜欢喝茶的原因之一。英国皇家植物园的咖啡研究主管艾伦·戴维斯(Aaron Davis)解释说:“从咖啡变得不再有利可图的时候,斯里兰卡就开始生产茶叶了。”对于亚洲生产商来说,幸运的是,当他们的咖啡供应消失时,英国人也急于改变自己的口味。

“美女”与“野兽”

哥伦比亚人之所以特别担忧咖啡锈病,是因为它攻击了该国所依赖的咖啡品种,因为咖啡爱好者已经习惯了喝这种口味的咖啡。咖啡现在分为两种,我们可以叫他们“美女”和“野兽”。其中“美女”是阿拉比卡咖啡(Coffea arabica)。它的种子被制成美味可口的饮品,在国际市场上卖得很好。而它恰好就是使哥伦比亚咖啡如此出名的品种。

树叶变黄 能力失效:科学家在竭力对抗一种咖啡疾病

图3:哥伦比亚是世界第三大咖啡生产国

而“野兽”则是中粒种咖啡(Coffea canephora),也叫罗布斯塔。这是一种更坚硬的树,叶子抗性更强,种植和收获成本都更便宜。它有一种更加粗糙和苦涩的味道,不太受咖啡鉴赏家的青睐,也不像“美女”那样受到市场追捧。国际咖啡组织(International coffee Organisation)数据显示,中粒种咖啡仅占全球咖啡产量的37%。

不幸的是,咖啡锈病攻击的是“美女”,而不是“野兽”。而哥伦比亚只出口“美女”,因此改种“野兽”也不太现实在20世纪60年代,名为Cenicafe的研究实验室的科学家们试图寻找一种解决方案,希望新培育出的咖啡品种能吸收“美女”与“野兽”的优点,但这并不简单。

小实验室

要想到达Cenicafe实验室所在地,你必须一路开车到山顶。如果你不习惯扭曲蜿蜒的道路,你就会感到恶心。该实验室之所以建在这里,是希望这个有89年历史的研究机构远离自然的力量:在1985年火山爆发后,之前的建筑被洪水淹没。

Cenicafe是由哥伦比亚全国咖啡种植者联合会(也称Fedecafe)建立的,它是该国的咖啡行业协会,被认为是咖啡科学的全球旗舰中心。Fedecafe技术总监赫尔南多·杜奎(Hernando Duque)解释说:“Cenicafe使我们能够保持竞争力,并降低我们面临的风险。”该实验室的研究帮助驯化和培育出许多高质量的咖啡品种,这些品种能在哥伦比亚培育,然后出口到世界各地。

美国专业咖啡进口商Intelligentsia Coffee Roasters的采购和共享价值主管迈克尔·谢里丹(Michael Sheridan)表示,如今,Cenicafe实验室的工作被认为是对抗“美洲杯咖啡最严重威胁”的黄金标准。

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图4:为了获得高质量评级,农民必须关注小细节

为了拯救哥伦比亚咖啡,Cenicafe科学家早在20世纪60年代就意识到,他们需要培育新的品种,可以继承哥伦比亚“美女”的独特品味和香气,并具有“野兽”的抗性基因。为了实现这个目标,他们必须在某个地方找到这些基因,因为“美女”和“野兽”通常不会繁衍。他们发现,解决办法来自世界的另一端。

东帝汶寻爱

在最近的历史上,东帝汶发生了许多奇怪的事情。在这个位于印尼和澳大利亚之间印度洋上的小岛上,“美女”和“野兽”之间存在某种暧昧关系。因此,帝汶混合种咖啡诞生了。这种阿拉比卡和罗布斯塔咖啡自然杂交的品种于1927年被发现,并于1940年开始收获。这并不是一种很好的浆果,但它有一个关键的特征:与正常的罗布斯塔不同,它可以与阿拉比卡品种再次杂交,这意味着它可以拥有抗锈蚀的能力。

世界各地的咖啡研究中心开始进行杂交试验,但有一个问题。咖啡的味道不是很好,这意味着它将会失败。如果新品种咖啡无法为种植者带来更多收入,他们就没有动力去改进它们。

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图5:哥伦比亚的咖啡产业雇佣了大约73万人,其中大部分人都来自农村贫困地区

Cenicafe从1968年开始着手对抗咖啡锈病,因为它知道来自海外的锈病迟早会到达哥伦比亚。Cenicafe启动了一个培育能够抵御锈病新品种的项目。这不仅仅是把两个品种放在基因搅拌机里的问题。真正的工作是培育五代树,即选择那些能提供更好味道和更精致香气的咖啡树,以及更矮的咖啡树,它不仅产量可观,而且对真菌有很强的抵抗力。

1980年,Cenicafe发布了它的第一种杂交咖啡,它是Caturra(该国种植的主要品种)以及帝汶咖啡的杂交后代。这种咖啡被称为哥伦比亚,它被种植者和买家所接受,至今仍然在许多国家的咖啡农场里种植。短短三年后,咖啡锈病在哥伦比亚首次被发现。

移动目标

实现哥伦比亚咖啡多样性并不是锈病战争的终结。从那以后,Hemileia vastatrix也在不断进化,并找到了一种方法来感染以前免疫的咖啡树。虽然这些咖啡树依然有部分抗性,但真菌将不可避免地破坏它。还有气候变化的威胁。今年最冷地区的气温也在上升,有些科学家认为,这减少了锈菌感染咖啡树后发起攻击的时间。因此,未来锈病可能会持续时间更长,而且更具破坏性。

有鉴于此,Cenicafe已经开发出其他品种。2005年,他们发布了名为卡斯蒂洛(Castillo)的新种子,这是以哥伦比亚发展的首席科学家杰米·卡斯蒂洛·萨帕塔(Jaime Castillo Zapata)的名字命名的。2016年,第三种名为Cenicafe 1的咖啡品种诞生,它也增加了对其他疾病的抵抗力。科学家们的主要想法是使真菌更难以完全打破树的抗性,这是通过许多不同基因来对抗病原体实现的。如果其中的某个基因被新的Hemielia变体所击败,那么还有许多其他基因可发挥作用。

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图6:在品尝咖啡的味道时,得分在80分以上(满分100分)的咖啡,就可被归为“专业”级

通过增加基因库,咖啡科学家也致力于保护咖啡免受其他风险威胁。英国皇家植物园咖啡研究主管戴维斯表示:“如果你减少了咖啡的遗传多样性,那么它对气候、害虫以及疾病的抵抗力就会降低。”缺乏多样性已经证明对其他商业作物的影响是灾难性的。在世界上大部分地区,几乎所有你能买到的香蕉都是来自于被称为Cavendish的单亲植物的克隆体,它最初是在19世纪的英国繁殖的。

Cavendish并不是最美味的香蕉品种,但它对20世纪中期消灭了世界上最受欢迎的香蕉品种——大麦克香蕉(Gros Michel)的真菌有很强的抗性。这种真菌已经发生突变,现在它可以杀死Cavendish,这意味着世界上大多数香蕉的灭绝日期已经屈指可数。咖啡科学家已经听说了这个警示。在遥远的未来,当锈病最终击败卡斯蒂洛和哥伦比亚后,希望其他品种将继续战斗。

不仅仅是种子

如锈病取得最终胜利,哥伦比亚也将付出昂贵的人力成本。哥伦比亚的咖啡产业雇佣了大约73万人,其中大部分都来自农村贫困地区。美国专业咖啡进口商Intelligentsia Coffee Roasters采购和共享价值主管谢里丹曾在哥伦比亚生活了很久,充当开发人员。他看到了咖啡农户为了获得良好的收益而孤注一掷。他们冒着很高的风险,如果出了问题,他们的家人会付出沉重的代价。

这就是为什么他认为小农户种植像卡斯蒂洛这样的咖啡品种更可行的原因,这些农民现在有了合理的价格和风险更低的选择。谢里丹称:“这不是奢侈品的问题,而是必需品的问题。”但培育新的咖啡品种只是部分举措,让种植者改变抗性品种是很困难的。单一种类的咖啡树要想达到最高生产力需要8年时间,这意味着大多数新种子即使被发布,也不会立即被栽培者所采用。

而且,许多种植者对他们已经种植的咖啡品种有情感上的依恋。他们知道这些咖啡树的怪癖,他们的性情,以及它们在农场特定环境中行为的精确方式。即使卡斯蒂洛的种植方式与Caturra非常相似,对有些农民来说,种植新种子就像在家里招待一个陌生人。

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图7:如果锈病站稳脚跟,哥伦比亚咖啡的独特口味能否完好无损?

这种变化也有货币成本。正如一个拉丁美洲咖啡研究团队在最近的一篇关于锈病的论文中所写的那样,多样化的替代品需要大量的初始投资,并且“至少在头两年里没有回报或收益极低,从而大大减少了种植者的收入”。哥伦比亚提出了克服这些障碍的战略。Fedecafe为农民提供补贴和贷款,帮助他们购买有抗性的种子,并对种植提供技术指导。

尽管如此,这种疾病仍会对咖啡行业造成严重破坏。在哥伦比亚,2008年爆发的疫情导致哥伦比亚1/4的咖啡绝收。从那时哥伦比亚加快了让农民种植卡斯蒂洛的努力。今天,根据Fedecafe提供的数据,在哥伦比亚,76%的咖啡树至少对咖啡锈病有一定的抵抗力,这一增长主要得益于在种植者中推广卡斯蒂洛。尽管其他国家的咖啡产量在最近的疫情中下降近半,但哥伦比亚的损失保持在个位数。

这就是为什么大多数咖啡行业的人(从种植者到科学家再到买家)都把哥伦比亚的努力看作是世界上对抗咖啡锈病最好方法的原因,但并不是所有人都喜欢这些新品种的味道。

关键分数

每年,咖啡农们将咖啡递到cuppers(咖啡品尝家)面前,把他们所有的辛勤工作都寄托在一条分数线上。他们的目标是达到一个神奇的数字:80。咖啡品尝家为咖啡的味道打分,满分为100分,评估内容包括香味、甜味等等。80分评级被认为是“专业”级的最低评级,可以高于市场平均水平的价格出售。有些买家甚至更挑剔:他们要求83分甚至87分的产品。当然,他们需要为此支付额外的费用。

除此之外,它还证实了种植者对他们工艺的精通程度,这个分数使他们成为咖啡生产者中的精英。一个咖啡农家族的长子毛里西奥·卡斯塔涅达(Mauricio Castaneda)说:“很难达到80分的水平,你必须注意很多小的细节。”2016年,哥伦比亚出口的咖啡中,只有17%达到了这一水平。

有些咖啡市场的人认为,卡斯蒂洛的评分没有那么高。多年来,有些咖啡品尝家抱怨卡斯蒂洛的质量略低,这一说法可能会降低这种抗性品种的可行性。这在咖啡界是一个有争议的问题。例如,对于咖啡贸易公司Caravela的首席执行官Alejandro Cadena来说:“卡斯蒂洛并不是最适合专门高质量市场的咖啡品种,这使得它远离了价格更高、质量更高的市场。但对于更多销量很大的公司来说,卡斯蒂洛依然是非常出色的品种。”

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图8:盲品咖啡会议

有些人认为事实并非如此,比如谢里丹。他支持他在2014年在哥伦比亚咖啡种植州纳里诺(Narino)的一项研究中所给出的结论,专家们对这两种咖啡都进行了盲品测试,并没有发现任何显著差异。尽管他谨慎地表示,这项研究不能被用于哥伦比亚的其他地区和其他年份生产的咖啡,但他认为市场对卡斯蒂洛青睐有加。顶级咖啡师在比赛中选择它,它在国际买家中享有很高的声望。

卡斯蒂洛也是爱德华多·弗洛雷兹(Eduardo Florez)的最爱。他是哥伦比亚企业家,在伦敦的Borough Market有自己的摊位,他还在布赖顿的车库里卖咖啡。他为自己的生意采购小批量咖啡,并发现了有些非常特殊的卡斯蒂洛爱好者。他兴奋地指出:“有一次我看到一张纸条,上面写着:想象下它有多么美味!”

在弗洛雷兹的车库,我决定进行一次盲品。我品尝了四份样品,却不知道每种样品的种类。其中一种感觉十分复杂,值得进行多次品味:它包含有类似水果的酸味和甜味,它们就像是在舞蹈。而在这种舞蹈中,每一种味道并没有相互抵消,而是相互补充和增强。显然,它就是独一无二的卡斯蒂洛。

郭浩 本文来源:网易科学人 责任编辑:郭浩_NT5629
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