樹葉變黃 能力失效:科學家在竭力對抗一種咖啡疾病

　　2017-11-15 00:02:44　來源: 網易科學人

　　哥倫比亞人之所以特別擔憂咖啡鏽病，是因為它攻擊了該國所依賴的咖啡品種，因為咖啡愛好者已經習慣了喝這種口味的咖啡。咖啡現在分為兩種，我們可以叫他們「美女」和「野獸」。其中「美女」是阿拉比卡咖啡（Coffea arabica）。它的種子被製成美味可口的飲品，在國際市場上賣得很好。而它恰好就是使哥倫比亞咖啡如此出名的品種。

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　　多年來，哥倫比亞的研究人員始終在參加一場鮮為人知的戰鬥，對抗一種可能會影響到世界各地咖啡飲用的神秘疾病。

　　

　　如果你在20世紀60年代登陸波哥大（哥倫比亞首都），你可能在機場外面看到的第一個東西就是一個巨大的廣告牌。在略帶威脅性的語氣中，它寫道:「咖啡鏽病是敵人，不要從國外引進這種植物材料。」這是自那以來，始終威脅哥倫比亞咖啡貿易的第一個警告。

　　咖啡鏽病是一種疾病，它可以削弱甚至消滅哥倫比亞的「國寶」，因為咖啡是該國最大的支柱產業之一，也是其最重要的外匯來源之一。僅去年一年，咖啡的出口價值就達到24億美元，占哥倫比亞在國外銷售所有產品的7.7%。這使得哥倫比亞成為世界第三大咖啡生產國。換句話說，如果咖啡鏽病在那裡生根，並導致全球供應減少，它將影響到我們所有人喝咖啡的價格。

　　這就是在過去幾十年裡，為什麼哥倫比亞科學家們始終在進行一場鮮為人知的、與神秘疾病鬥爭的原因，這樣的戰鬥甚至在哥倫比亞咖啡軸心山脈深處的一個小實驗室里上演。問題是，哥倫比亞咖啡的獨特口味能否完好無損？

　　

　　圖2：咖啡鏽病看起來就像樹葉上的棕色粉末

　　咖啡鏽病已經困擾了哥倫比亞農民100多年時間。當咖啡樹被感染時，它的葉子會產生棕色的薄粉末，看起來就像鐵鏽一樣。這種病是由真菌Hemileia vastatrix引起的，它也將灌木的葉子從明亮的綠色變成褐黃色。最後，咖啡樹會失去所有的葉子，也失去了產咖啡豆的能力。

　　如果無人看管，咖啡鏽病會造成嚴重後果。在19世紀末，斯里蘭卡、菲律賓和其他東南亞國家都是世界咖啡的主要出口國。然而在短短几十年的時間裡，咖啡鏽病導致這些國家的咖啡樹幾乎停止生長。歷史學家認為，這可能是如今英國人更喜歡喝茶的原因之一。英國皇家植物園的咖啡研究主管艾倫·戴維斯(Aaron Davis)解釋說：「從咖啡變得不再有利可圖的時候，斯里蘭卡就開始生產茶葉了。」對於亞洲生產商來說，幸運的是，當他們的咖啡供應消失時，英國人也急於改變自己的口味。

　　「美女」與「野獸」

　　哥倫比亞人之所以特別擔憂咖啡鏽病，是因為它攻擊了該國所依賴的咖啡品種，因為咖啡愛好者已經習慣了喝這種口味的咖啡。咖啡現在分為兩種，我們可以叫他們「美女」和「野獸」。其中「美女」是阿拉比卡咖啡（Coffea arabica）。它的種子被製成美味可口的飲品，在國際市場上賣得很好。而它恰好就是使哥倫比亞咖啡如此出名的品種。

　　

　　圖3：哥倫比亞是世界第三大咖啡生產國

　　而「野獸」則是中粒種咖啡（Coffea canephora），也叫羅布斯塔。這是一種更堅硬的樹，葉子抗性更強，種植和收穫成本都更便宜。它有一種更加粗糙和苦澀的味道，不太受咖啡鑒賞家的青睞，也不像「美女」那樣受到市場追捧。國際咖啡組織(International coffee Organisation)數據顯示，中粒種咖啡僅佔全球咖啡產量的37%。

　　不幸的是，咖啡鏽病攻擊的是「美女」，而不是「野獸」。而哥倫比亞只出口「美女」，因此改種「野獸」也不太現實在20世紀60年代，名為Cenicafe的研究實驗室的科學家們試圖尋找一種解決方案，希望新培育出的咖啡品種能吸收「美女」與「野獸」的優點，但這並不簡單。

　　小實驗室

　　要想到達Cenicafe實驗室所在地，你必須一路開車到山頂。如果你不習慣扭曲蜿蜒的道路，你就會感到噁心。該實驗室之所以建在這裡，是希望這個有89年歷史的研究機構遠離自然的力量：在1985年火山爆發后，之前的建築被洪水淹沒。

　　Cenicafe是由哥倫比亞全國咖啡種植者聯合會(也稱Fedecafe)建立的，它是該國的咖啡行業協會，被認為是咖啡科學的全球旗艦中心。Fedecafe技術總監赫爾南多·杜奎（Hernando Duque）解釋說:「Cenicafe使我們能夠保持競爭力，並降低我們面臨的風險。」該實驗室的研究幫助馴化和培育出許多高質量的咖啡品種，這些品種能在哥倫比亞培育，然後出口到世界各地。

　　美國專業咖啡進口商Intelligentsia Coffee Roasters的採購和共享價值主管邁克爾·謝里丹（Michael Sheridan）表示，如今，Cenicafe實驗室的工作被認為是對抗「美洲杯咖啡最嚴重威脅」的黃金標準。

　　

　　圖4：為了獲得高質量評級，農民必須關注小細節

　　為了拯救哥倫比亞咖啡，Cenicafe科學家早在20世紀60年代就意識到，他們需要培育新的品種，可以繼承哥倫比亞「美女」的獨特品味和香氣，並具有「野獸」的抗性基因。為了實現這個目標，他們必須在某個地方找到這些基因，因為「美女」和「野獸」通常不會繁衍。他們發現，解決辦法來自世界的另一端。

　　東帝汶尋愛

　　在最近的歷史上，東帝汶發生了許多奇怪的事情。在這個位於印尼和澳大利亞之間印度洋上的小島上，「美女」和「野獸」之間存在某種曖昧關係。因此，帝汶混合種咖啡誕生了。這種阿拉比卡和羅布斯塔咖啡自然雜交的品種於1927年被發現，並於1940年開始收穫。這並不是一種很好的漿果，但它有一個關鍵的特徵：與正常的羅布斯塔不同，它可以與阿拉比卡品種再次雜交，這意味著它可以擁有抗鏽蝕的能力。

　　世界各地的咖啡研究中心開始進行雜交試驗，但有一個問題。咖啡的味道不是很好，這意味著它將會失敗。如果新品種咖啡無法為種植者帶來更多收入，他們就沒有動力去改進它們。

　　

　　圖5：哥倫比亞的咖啡產業雇傭了大約73萬人，其中大部分人都來自農村貧困地區

　　Cenicafe從1968年開始著手對抗咖啡鏽病，因為它知道來自海外的鏽病遲早會到達哥倫比亞。Cenicafe啟動了一個培育能夠抵禦鏽病新品種的項目。這不僅僅是把兩個品种放在基因攪拌機里的問題。真正的工作是培育五代樹，即選擇那些能提供更好味道和更精緻香氣的咖啡樹，以及更矮的咖啡樹，它不僅產量可觀，而且對真菌有很強的抵抗力。

　　1980年，Cenicafe發布了它的第一種雜交咖啡，它是Caturra（該國種植的主要品種）以及帝汶咖啡的雜交後代。這種咖啡被稱為哥倫比亞，它被種植者和買家所接受，至今仍然在許多國家的咖啡農場里種植。短短三年後，咖啡鏽病在哥倫比亞首次被發現。

　　移動目標

　　實現哥倫比亞咖啡多樣性並不是鏽病戰爭的終結。從那以後，Hemileia vastatrix也在不斷進化，並找到了一種方法來感染以前免疫的咖啡樹。雖然這些咖啡樹依然有部分抗性，但真菌將不可避免地破壞它。還有氣候變化的威脅。今年最冷地區的氣溫也在上升，有些科學家認為，這減少了鏽菌感染咖啡樹后發起攻擊的時間。因此，未來鏽病可能會持續時間更長，而且更具破壞性。

　　有鑒於此，Cenicafe已經開發出其他品種。2005年，他們發布了名為卡斯蒂洛（Castillo）的新種子，這是以哥倫比亞發展的首席科學家傑米·卡斯蒂洛·薩帕塔（Jaime Castillo Zapata）的名字命名的。2016年，第三種名為Cenicafe 1的咖啡品種誕生，它也增加了對其他疾病的抵抗力。科學家們的主要想法是使真菌更難以完全打破樹的抗性，這是通過許多不同基因來對抗病原體實現的。如果其中的某個基因被新的Hemielia變體所擊敗，那麼還有許多其他基因可發揮作用。

　　

　　圖6：在品嘗咖啡的味道時，得分在80分以上（滿分100分）的咖啡，就可被歸為「專業」級

　　通過增加基因庫，咖啡科學家也致力於保護咖啡免受其他風險威脅。英國皇家植物園咖啡研究主管戴維斯表示：「如果你減少了咖啡的遺傳多樣性，那麼它對氣候、害蟲以及疾病的抵抗力就會降低。」缺乏多樣性已經證明對其他商業作物的影響是災難性的。在世界上大部分地區，幾乎所有你能買到的香蕉都是來自於被稱為Cavendish的單親植物的克隆體，它最初是在19世紀的英國繁殖的。

　　Cavendish並不是最美味的香蕉品種，但它對20世紀中期消滅了世界上最受歡迎的香蕉品種——大麥克香蕉（Gros Michel）的真菌有很強的抗性。這種真菌已經發生突變，現在它可以殺死Cavendish，這意味著世界上大多數香蕉的滅絕日期已經屈指可數。咖啡科學家已經聽說了這個警示。在遙遠的未來，當鏽病最終擊敗卡斯蒂洛和哥倫比亞后，希望其他品種將繼續戰鬥。

　　不僅僅是種子

　　如鏽病取得最終勝利，哥倫比亞也將付出昂貴的人力成本。哥倫比亞的咖啡產業雇傭了大約73萬人，其中大部分都來自農村貧困地區。美國專業咖啡進口商Intelligentsia Coffee Roasters採購和共享價值主管謝里丹曾在哥倫比亞生活了很久，充當開發人員。他看到了咖啡農戶為了獲得良好的收益而孤注一擲。他們冒著很高的風險，如果出了問題，他們的家人會付出沉重的代價。

　　這就是為什麼他認為小農戶種植像卡斯蒂洛這樣的咖啡品種更可行的原因，這些農民現在有了合理的價格和風險更低的選擇。謝里丹稱：「這不是奢侈品的問題，而是必需品的問題。」但培育新的咖啡品種只是部分舉措，讓種植者改變抗性品種是很困難的。單一種類的咖啡樹要想達到最高生產力需要8年時間，這意味著大多數新種子即使被發布，也不會立即被栽培者所採用。

　　而且，許多種植者對他們已經種植的咖啡品種有情感上的依戀。他們知道這些咖啡樹的怪癖，他們的性情，以及它們在農場特定環境中行為的精確方式。即使卡斯蒂洛的種植方式與Caturra非常相似，對有些農民來說，種植新種子就像在家裡招待一個陌生人。

　　

　　圖7：如果鏽病站穩腳跟，哥倫比亞咖啡的獨特口味能否完好無損？

　　這種變化也有貨幣成本。正如一個拉丁美洲咖啡研究團隊在最近的一篇關於鏽病的論文中所寫的那樣，多樣化的替代品需要大量的初始投資，並且「至少在頭兩年裡沒有回報或收益極低，從而大大減少了種植者的收入」。哥倫比亞提出了克服這些障礙的戰略。Fedecafe為農民提供補貼和貸款，幫助他們購買有抗性的種子，並對種植提供技術指導。

　　儘管如此，這種疾病仍會對咖啡行業造成嚴重破壞。在哥倫比亞，2008年爆發的疫情導致哥倫比亞1/4的咖啡絕收。從那時哥倫比亞加快了讓農民種植卡斯蒂洛的努力。今天，根據Fedecafe提供的數據，在哥倫比亞，76%的咖啡樹至少對咖啡鏽病有一定的抵抗力，這一增長主要得益於在種植者中推廣卡斯蒂洛。儘管其他國家的咖啡產量在最近的疫情中下降近半，但哥倫比亞的損失保持在個位數。

　　這就是為什麼大多數咖啡行業的人（從種植者到科學家再到買家）都把哥倫比亞的努力看作是世界上對抗咖啡鏽病最好方法的原因，但並不是所有人都喜歡這些新品種的味道。

　　關鍵分數

　　每年，咖啡農們將咖啡遞到cuppers(咖啡品嘗家)面前，把他們所有的辛勤工作都寄托在一條分數線上。他們的目標是達到一個神奇的數字：80。咖啡品嘗家為咖啡的味道打分，滿分為100分，評估內容包括香味、甜味等等。80分評級被認為是「專業」級的最低評級，可以高於市場平均水平的價格出售。有些買家甚至更挑剔：他們要求83分甚至87分的產品。當然，他們需要為此支付額外的費用。

　　除此之外，它還證實了種植者對他們工藝的精通程度，這個分數使他們成為咖啡生產者中的精英。一個咖啡農家族的長子毛里西奧·卡斯塔涅達(Mauricio Castaneda)說：「很難達到80分的水平，你必須注意很多小的細節。」2016年，哥倫比亞出口的咖啡中，只有17%達到了這一水平。

　　有些咖啡市場的人認為，卡斯蒂洛的評分沒有那麼高。多年來，有些咖啡品嘗家抱怨卡斯蒂洛的質量略低，這一說法可能會降低這種抗性品種的可行性。這在咖啡界是一個有爭議的問題。例如，對於咖啡貿易公司Caravela的首席執行官Alejandro Cadena來說：「卡斯蒂洛並不是最適合專門高質量市場的咖啡品種，這使得它遠離了價格更高、質量更高的市場。但對於更多銷量很大的公司來說，卡斯蒂洛依然是非常出色的品種。」

　　

　　圖8：盲品咖啡會議

　　有些人認為事實並非如此，比如謝里丹。他支持他在2014年在哥倫比亞咖啡種植州納里諾(Narino)的一項研究中所給出的結論，專家們對這兩種咖啡都進行了盲品測試，並沒有發現任何顯著差異。儘管他謹慎地表示，這項研究不能被用於哥倫比亞的其他地區和其他年份生產的咖啡，但他認為市場對卡斯蒂洛青睞有加。頂級咖啡師在比賽中選擇它，它在國際買家中享有很高的聲望。

　　卡斯蒂洛也是愛德華多·弗洛雷茲（Eduardo Florez）的最愛。他是哥倫比亞企業家，在倫敦的Borough Market有自己的攤位，他還在布賴頓的車庫裡賣咖啡。他為自己的生意採購小批量咖啡，並發現了有些非常特殊的卡斯蒂洛愛好者。他興奮地指出:「有一次我看到一張紙條，上面寫著：想象下它有多麼美味!」

　　在弗洛雷茲的車庫，我決定進行一次盲品。我品嘗了四份樣品，卻不知道每種樣品的種類。其中一種感覺十分複雜，值得進行多次品味：它包含有類似水果的酸味和甜味，它們就像是在舞蹈。而在這種舞蹈中，每一種味道並沒有相互抵消，而是相互補充和增強。顯然，它就是獨一無二的卡斯蒂洛。