Ученые сообщают, что быстро распространяющаяся болезнь становится важной угрозой деревьям какао. Вирусная болезнь вздутия побегов какао уже стала причиной потерь 15–50 % урожая какао-бобов в Гане. Вирус передается несколькими видами мучнистых червецов, когда они питаются на деревьях какао.
Впервые болезнь была обнаружена на востоке Ганы в 1936 году, а ее вирусная природа установлена три года спустя. Пока болезнь распространена только в Западной Африке. Она уже представляет серьезную проблему в Того, Гане, Кот-д'Ивуаре и Нигерии, где экспорт какао вносит важный вклад в экономику. Болезнь снижает урожайность дерева в течение первого года на четверть, на второй год — наполовину, и обычно убивает дерево в течение нескольких лет. Симптомы различаются в зависимости от штамма, но обычно наблюдаются обесцвечивание листьев, вздутие побегов и корней и, наконец, гибель растения. Некоторые штаммы также приводят к тому, что зараженные какао-бобы меняют форму и становятся округлыми, меньшими по размеру и с более гладкой поверхностью.
Возбудитель заболевания — вирус вздутия побегов какао (CSSV) — классифицируется как представитель параретровирусов из рода Badnavirus. Вирус был выделен и из других растений: колы (Cola chlamydanta, Cola gigantean), хлопкового дерева (Ceiba pentandra), баобаба (Adansonia digitata) и стеркулии (Sterculia tragacantha). Они проявляют те же симптомы, что и зараженные деревья какао, но в меньшей степени. Отмечено также, что тяжелее переносят болезнь те деревья, что растут в тени. Предполагается, что вирус CSSV перешел на завезенные в Африку из Южной Америки деревья какао с каких-то местных растений.
Переносчик болезни — насекомые из семейства мучнистых червецов (Pseudoccidae). Самки этих насекомых лишены крыльев, но, в отличие от многих других червецов, имеют ноги и все-таки способны к передвижению. Самки и личинки проводят время прикрепленными к растениям, соками которых питаются. Для защиты они выделяют порошкообразное восковое вещество, за что и получили название. Взрослые самцы крылаты, они вообще не питаются и за свою короткую жизнь успевают лишь оплодотворить самок. Как и тли в средней полосе России, тропические червецы вступили в симбиотические отношения с муравьями, которые обеспечивают им защиту в обмен на сахарные выделения червецов. Муравьи рода Crematogaster сооружают своеобразные защитные палатки над колониями кормящихся мучнистых червецов.
Способность передавать вирус CSSV обнаружена у четырнадцати видов, но наиболее важными переносчиками служат Planococcoides njalensis и Planococcus citri. Период кормления, необходимый для заражения вирусом, составляет как минимум 20 минут, но оптимально — 2–4 дня. Установлено, что, помимо передачи через мучнистых червецов, есть и дополнительные пути заражения: через повреждения на растении и через семена.
«Этот вирус представляет собой реальную угрозу мировым поставкам шоколада, — говорит профессор Бенито Чен-Шарпантье (Benito Chen-Charpentier) из Техасского университета. — Пестициды неэффективны против мучнистых червецов, поэтому фермерам приходится пытаться предотвратить распространение болезни, вырубая зараженные и выращивая устойчивые деревья. Но, несмотря на эти усилия, за последние годы Гана потеряла более 254 миллионов деревьев какао». Фермеры могут бороться с мучнистым червецом, вводя деревьям вакцины от CSSV. Но вакцины дороги, а вакцинированные деревья дают меньший урожай, что усугубляет экономические последствия болезни.
Профессор Чен-Шарпантье и его коллеги разработали новую стратегию: определить на основе экспериментальных данных, на каком расстоянии друг от друга можно сажать вакцинированные деревья, чтобы предотвратить перемещение мучнистых червецов с одного дерева на другое и распространение вируса. «У мучнистых червецов есть несколько способов передвижения, в том числе переползание с кроны на крону, переноска муравьями или перенесение ветром, — говорит профессор Чен-Шарпантье. — Что нам нужно было сделать, так это создать модель для производителей какао, чтобы они могли знать, на каком расстоянии можно безопасно сажать непривитые и вакцинированные деревья, чтобы предотвратить распространение вируса».
В контролируемых экспериментах максимальное расстояние, на которое мучнистый червец мог распространиться от зараженного растения при помощи ветра, составило немногим более ста метров. При помощи математического моделирования авторы исследования разработали два типа моделей, которые позволяют фермерам создавать защитную зону из привитых деревьев какао вокруг невакцинированных деревьев. «Хотя эти модели всё еще являются экспериментальными, они интересны, потому что помогут фермерам защитить свои посевы, одновременно помогая им добиться более высокого урожая, — говорит профессор Чен-Шарпантье. — Это хорошо для прибыли фермеров, а также для нашей глобальной зависимости от шоколада».
Результаты работы опубликованы в электронном научном журнале PLOS ONE.