我國不能直飛這個大陸,全是因為這種被聯合國稱為生物武器的病菌
2021年03月13日11:36

  來源:把科學帶回家

  不知道大家有沒有去過南美旅行。如果你搜索一下我國來往南美任何地方的航班,會發現沒有直飛的航班,總要在某處中轉,旅行時間總是超出一天。

  實際上不僅是我國,東南亞大多數國家都沒有直飛南美的航班。這背後的原因是一種看不見的生物,而這種生物也被聯合國列為生物武器,它就是橡膠南美葉疫病菌。

患上橡膠南美葉疫病的橡膠樹。圖片來源:FAO
患上橡膠南美葉疫病的橡膠樹。圖片來源:FAO

  和石油類似,天然橡膠也是人類工業文明的一大基石。

  天然橡膠被用來製造跑鞋、輪胎等物品。雖然人類已經可以合成橡膠,但天然橡膠具有合成橡膠所沒有的理化性質,因此重要的工業物料依舊需要天然橡膠。

  比如,合成橡膠無法承受飛機起飛和降落時的磨損,因此飛機輪胎的主要材料是天然橡膠。汽車輪胎的10-30%也是天然橡膠,卡車輪胎的天然橡膠佔比更高。

普通汽車輪胎(左)的天然橡膠含量(綠色)和卡車輪胎的天然橡膠含量對比。圖片來源:U.S。 Tire Manufacturers Association
普通汽車輪胎(左)的天然橡膠含量(綠色)和卡車輪胎的天然橡膠含量對比。圖片來源:U.S。 Tire Manufacturers Association

  出於這個原因,對天然橡膠的需求一直居高不下。根據聯合國糧食及農業組織(FAO),2011年全球天然橡膠的產量是9百萬噸,其中90%來自亞太地區的橡膠樹(Hevea)種植園。

  而在亞太,天然橡膠的主要生產國是泰國、印尼、馬來西亞、印度、中國和越南。這些國家的橡膠種植園形成了一個圍繞著赤道的一小段區域,這個區域也被稱為 rubber belt(橡膠帶)。

  不過,這些橡膠樹種植園的太平和興旺是艱難維持的,因為世界上存在一種無藥可救的疾病,它能摧毀這些橡膠園。萬幸的是,這種疾病現在正被困在南美洲,還無法向世界其他地方蔓延。

  這種疾病叫做橡膠南美葉疫病(SALB),它是由真菌橡膠南美葉疫病菌(Microcyclus ulei)引發的。實際上東南亞橡膠的地位也是這種病菌所賜。

感染了橡膠南美葉疫病(SALB)的橡膠樹葉和橡膠南美葉疫病菌(Microcyclus ulei)。圖片來源:wikidata
感染了橡膠南美葉疫病(SALB)的橡膠樹葉和橡膠南美葉疫病菌(Microcyclus ulei)。圖片來源:wikidata

  亞洲原本沒有橡膠樹,橡膠樹源自巴西的亞馬遜盆地。事實上,巴西之外的橡膠樹幾乎全部來自19世紀英國探險家亨利·威克翰 (Henry Wickham)的“收藏”。

  1876年,威克翰從亞馬遜地區採集了近8萬枚橡膠樹的種子,把它們偷偷帶到了英國的皇家植物園——邱園。不過在旅途中,只有一小部分種子存活了下來,這些存活的種子中,也只有少數在邱園發芽。這些來到邱園的小苗成了日後東亞地區橡膠園的始祖。

  在橡膠樹的11個物種中,能生產高質量橡膠的樹種是 Hevea brasiliensis,它也得到了廣泛種植。橡膠樹的樹皮被劃開後,乳膠就從傷口處流出。乳膠就是生產橡膠的原料了。

如何採集乳膠
如何採集乳膠

  作為橡膠樹的故鄉,中南美洲曾經是天然橡膠的主要產區。可是,這個天然橡膠原產地的產量目前只占全世界的1%,連巴西自己的需求也無法滿足。

  中南美洲的橡膠園產能低下,主要是因為橡膠樹在成熟前就會死去,而造成橡膠樹死亡的主要原因就是 SALB 在20世紀初的爆發。

  1905年,研究者首次記錄下被橡膠南美葉疫病菌感染的野生橡膠樹。接下來的幾年,中美洲地區的橡膠園爆發了嚴重的橡膠南美葉疫情。

  橡膠南美葉疫病菌這種病原體只感染橡膠樹屬的植物。它會產生三類孢子,這些孢子能分別感染成熟程度不同的老中青三代葉片組織,因此不管是老樹還是新樹都難逃魔咒。

  被感染後,葉片一開始會出現一些灰褐色的傷痕,這是孢子在上面聚集的跡象。接下來的幾週里真菌就開始不斷生產新的孢子,橡膠樹也隨之落葉死亡。這些孢子可以隨風飄逝,也能由水傳播,令人防不勝防。

中南美洲SALB的分佈。圖片來源:(DOI)10.2760/73303
中南美洲SALB的分佈。圖片來源:(DOI)10.2760/73303

  在橡膠樹的老家,所有有橡膠樹的國家都爆發了 SALB,野生橡膠樹也未能倖免。1995年,巴西亞馬孫州有540公頃的橡膠樹,但是20年後只剩28公頃,只剩原本的5%。在現在的巴西,人們只能從在那些不利於真菌生長的地區採集乳膠。

  事實上在20世紀30年代,SALB 也讓一位傳奇美國企業家損失慘重。

  福特汽車的締造者亨利·福特曾經想要打造一個基於天然橡膠壟斷的商業帝國。1928年,他在巴西亞馬遜地區投資了2.5億美金,建造了一個叫做 Fordlandia 的占地1.4萬平方千米的橡膠園。

福特開發的橡膠樂園 Fordlandia 如今的斷壁殘垣。圖片來源:wikipedia
福特開發的橡膠樂園 Fordlandia 如今的斷壁殘垣。圖片來源:wikipedia

  不幸的是,SALB 也是在那個時候大規模爆發。福特的幾乎所有橡膠樹都死了。和福特的橡膠樂園的命運雷同,巴西在國際天然橡膠交易中的地位也從此一蹶不振,巴西的天然橡膠市場份額從90%下降至如今的1%都不到。

  唯一值得慶幸的是,威克翰帶到英國的橡膠樹種子並沒有染上 SALB。就這樣,東南亞接替了南美洲,成了天然橡膠的主要產區。

  在這一百年來,研究者們也在努力對抗 SALB。德國漢堡大學的植物學家Reinhard Lieberei 指出,1910年來,所有對抗 SALB 的嚐試都落空了。

  橡膠南美葉疫病菌的孢子在衣服、玻璃等物體表面可以存活1周以上。這種真菌的孢子並不會被雨水衝刷掉,它們能牢牢地附著在植物表皮——角質層上。種植園和研究者曾用殺真菌劑反複碰灑橡膠樹,但是發現這樣不僅沒用,而且成本高昂不切實際。現在對付已染病的橡膠樹的方法就是隔離後剷除。

種植者給橡膠樹噴射殺真菌劑。圖片來源:FAO
種植者給橡膠樹噴射殺真菌劑。圖片來源:FAO

  抗病品種的研發也總是遭受挫折。研究者也曾嚐試把能抵抗 SALB 的樹種和商業樹種雜交,但是這些雜交後代的抗病力並不強,而橡膠南美葉疫病菌卻在不斷演化。大部分巴西以外的橡膠樹基因型都容易染上 SALB。

  更奇怪的是,橡膠樹實際上能在受傷時分泌氰化物,氰化物能阻礙細胞的有氧呼吸,對有氧呼吸的生物都有毒性。但是,能產生大量氰化物的橡膠樹組織對 SALB 的免疫力卻更差,能抵抗 SALB 的組織反而不怎麼生產氰化物。這一點也讓研究者們感到很睏惑,因為氰化物本來就是防禦性的魔法物質啊。

  現代化的橡膠園也為疾病爆發造成了隱患,因為橡膠園里的植株大都是某個高產植株的複製體。

  橡膠樹的培育主要採用的是籽苗芽接法(budding),也就是把包含嫩芽的一段橡膠樹組織嫁接到只有幾週樹齡的小苗——籽苗上,製造受到人類喜愛的橡膠樹的複製體。但是這樣一來,遺傳物質相似的植株也容易遭受相同的病害。

  籽苗芽接法:把包含嫩芽的一段橡膠樹組織嫁接到只有幾週樹齡的小苗——籽苗上,嫩芽會長成供人類採集乳膠的橡膠樹。

  亞洲橡膠產區的氣候條件和南美類似,適宜橡膠樹生長,也適宜 SALB 的傳播。在過去的幾十年里,印度和泰國曾經發現 SALB 的蹤跡。好在在嚴格的隔離措施下,SALB 蔓延的勢頭被控制住了。

  如果東南亞的橡膠園遭受 SALB 的荼毒,那麼全世界的高端輪胎產業就會遭受打擊,飛機和汽車輪胎的供應將會受到災難性的影響。

  不僅如此,橡膠園也是泰國、印尼和馬來西亞的一大經濟支柱。馬來西亞超過41萬戶家庭從事橡膠樹種植。一旦橡膠園被毀,這些國家必然會爆發嚴重的社會動盪。

  因為這些原因,SALB 也被聯合國毒品和犯罪問題辦公室(UNODC)列為生物武器。

  在看到了 SALB 在南美的肆虐後,20世紀50年代亞太地區開始了一系列對南美橡膠樹進口的限製舉措。實際上在1955年11月26日,聯合國糧農組織理事會就批準了旨在遏製 SALB 的協議——Asia and Pacific Plant Protection Agreement(亞太植物保護協議)。

  1956年, 亞太植物保護委員會 (APPPC)成立,它的工作目標是避免亞太地區出現 SALB。全球天然橡膠的7大生產國也形成了同盟,成立了天然橡膠生產國協會(ANRPC),共同對抗SALB。

  FAO 介紹,現代殺真菌劑技術無法阻止 SALB 的襲擊和橡膠樹的死亡,每一次跨洋航班都會增加該病擴散的風險。限製南美直航的舉措也是基於這種考慮而產生的。

  現在,泰國禁止直飛 SALB 地區,馬來西亞則要求來自 SALB 地區的人在入境前申報,並且走過用滴露殺菌劑浸泡的地毯、進入風洞吹掉孢子,還要接受X光掃瞄。

  我國已把南美洲的橡膠樹材料列入《中華人民共和國進境植物檢疫禁止進境物名錄》 ,並規定連接 SALB 地區的航班必須要在北美或歐洲停留一天。

  實際上我國不僅禁止直飛南美,來自美洲熱帶地區的旅客行李、貨物、郵件等在入境口岸都要進行消毒處理。

  與此同時,全球的科學家們也在努力尋找橡膠樹的替代品,防止橡膠園團滅後天然橡膠供應鏈斷裂的慘劇發生。

  近幾年,輪胎製造商、德國大陸集團(Continental)研發出了用蒲公英的根製造橡膠的技術,推出了用蒲公英橡膠製造的自行車輪胎等產品。但是這個技術尚不成熟,還無法實現大規模生產。

  現在人類能做的,就是將病菌封印在南美大陸上。

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