Темная сторона изобилия. Как мы изменили климат и что с этим делать дальше - Хоуп Джарен

Бушель — это мера, которая в ходу уже 1000 лет, даже дольше. Один бушель урожая поместится в 30-литровую корзину — тяжеловато, но не неподъемно. Бушель зерна весит 22–27 кг, чуть больше, чем вы можете провезти в багаже, когда летите самолетом. Пятьдесят лет назад участок земли размером с баскетбольное поле должен был производить один бушель кукурузы. Сегодня для этого понадобится площадка размером с два парковочных места.

Рис и пшеница демонстрируют такую же потрясающую урожайность: 50 лет назад она была в два раза ниже. Соя, ячмень, овес, рожь и просо практически не отстают от лидеров. Кофе, табак, сахарная свекла — те же фантастические цифры. Когда я проводила исследование для этой книги, мне не встретилось ни одной культуры, не показывавшей заметный прирост урожайности за последние полвека.

За очень, очень малым исключением все поля на планете Земля приносят нам сейчас как минимум в два раза больше пищи, чем когда я была ребенком, — и это очень здорово, ведь количество людей тоже выросло вдвое. Такой удивительный прорыв в сельском хозяйстве стал возможен благодаря трем важным достижениям: мы научились качественно подкармливать растения, надежно их защищать и улучшать с помощью науки.

Каждому растению на Земле, будь то куст помидоров, бобовый стебель или пшеничный колос, необходимы вода и питательные вещества. Без них оно не сможет выжить и вырасти. Получить все это оно может только из почвы, сложной смеси каменной крошки и органических останков, столетиями, если не тысячелетиями перегнивавших под нашими ногами.

У разных видов растений разные нужды, и каждая горсть почвы являет собой уникальное сочетание ресурсов. В природе экосистемы рождаются на стыке разнообразия ландшафтов и требований каждого конкретного вида растительности, его населяющей; потому-то экосистема лугов и пастбищ так не похожа на экосистему заболоченных земель или тропический лес. Но пахотное поле — вид местности, созданный руками человека и призванный обеспечить всем необходимым лишь одну-единственную культуру, которую выращивают именно на этом участке. Почва на нем становится идеальной для монокультур потому, что ее дополнительно удобряют и орошают. Обеспечить нужное количество удобрений и воды фермерам помогают инженеры и ученые; за прошедшие 50 лет они вместе добились в своем деле гораздо большей эффективности.

С 1969 года мировое потребление удобрений выросло в три раза, пропускная способность ирригационных систем увеличилась вдвое. Сейчас нашим полям достается гораздо больше подкормки и воды, чем когда-либо, и они платят нам щедрым урожаем. К сожалению, у этих прекрасных условий есть и «побочные эффекты».

Пахотные поля просто переполнены питательными веществами, сходными с теми, которые содержатся в соседних почвах. Воды здесь ровно столько, сколько необходимо. Сочетание этих двух факторов делает поле «жильем класса люкс» для каждого сорняка в округе. К тому же эти земли еще до вмешательства людей были домом для бесчисленных насекомых, грибов и бактерий, готовых съесть все доступные части растения до того, как они попадут к нам на стол. Чтобы контролировать этот процесс и не дать уничтожить монокультуру, фермеры используют пестициды, ядовитые для сорняков, насекомых и микроорганизмов, а иногда — опасные для людей.

Каждый год во всем мире на посевы распыляется 5 млн т пестицидов — примерно 0,5 кг на каждого из нас. Производится их сейчас в три раза больше, чем в 1969-м. Каждой культуре нужны свои «защитники». Тропические теплицы тонут в тумане хлороталонила, спасающего клубнику от гнили; рисовые плантации Китая, Японии и Кореи опрыскивают тысячами тонн хлорпирифоса, сдерживающего размножение насекомых. Миллионы гектаров полей залиты артазином, оберегающим культурные растения средних широт от вторжения сорняков. Что касается объемов удобрений, применяемых повсюду, это число находится за гранью воображения. Все эти меры сделали наши поля абсолютно безопасными для растений, которые мы решили культивировать и заготавливать. Посевы растут крепкими и здоровыми, защищенными от всего, что может съесть урожай раньше нас, и не подозревают о сорняках, крадущих у их диких собратьев столь необходимый солнечный свет.

Еще важнее (и сложнее) понять вот что: кукуруза, соевые бобы, пшеница и рис на наших полях не те же, что 50 лет назад. Сейчас мы выращиваем их усовершенствованные версии.

Самые ценные части растений — гипертрофированные ткани: плод, семя, стебель или корень, насыщенные сахарами, маслами и белками. У культурных растений гораздо меньше этих тканей, чем у дикорастущих. Доводилось ли вам когда-нибудь собирать дикую чернику, выкапывать дикий картофель или пробовать дикий виноград? Все они заметно меньше и часто не такие вкусные, как их аналоги из магазина. Это верно и для предков пшеницы, риса, кукурузы и других зерновых, к которым мы привыкли. Окультуривание диких растений ради их питательных семян — это тысячелетия искусственного отбора, начатого нашими пращурами.

В начале XIX века уже известные практики селекции растений начали активно развиваться — благодаря тому, что агрономы научились применять законы перекрестного скрещивания, открытые еще монахом Грегором Менделем. Он вывел их, пока разводил горох в монастырском саду. В экспериментах участвовали сорта с желтыми и зелеными горошинами, которые могли быть выпуклыми или с перетяжками. В 1920–1930-х годах ученые специально скрещивали отдельные растения на исследовательских полях и в теплицах, скрупулезно фиксируя достоинства и стойкость «отпрысков» относительно «родителей». Гибриды создавались за счет перекрестного скрещивания растений первого поколения и получали необычные характеристики, становившиеся все более выраженными. Для того чтобы увеличить разнообразие, ученые запускали новые мутации. Больше чем за полвека они модифицировали все основные зерновые культуры на планете Земля и большую часть фруктов и овощей, руководствуясь только общими знаниями о генетике растений. Результат превзошел все ожидания: между 1900 и 1990 годами урожайность зерновых утроилась. Будущее сулило еще больше прорывов.

ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота — вещество, присутствующее во всех живых клетках. Его молекула имеет форму перекрученной цепи, состоящей из индивидуальных звеньев. Этих звеньев в природе не так много, но каждое живое существо, будь то гриб, человек или пальма, — результат неповторимого сочетания всего пары дюжин из них. Ключ к уникальности — длина каждой цепочки. ДНК плесени состоит из нескольких миллионов звеньев, человека — из миллиардов, растения — из триллионов.

Азбука Морзе состоит из сигналов, которые мы воспринимаем как короткий и длинный гудок. Если записать их, цепочка «точек» и «тире» позволяет передать любую информацию: от сигнала SOS до пяти актов «Гамлета». Код ДНК устроен похоже, но состоит не из слов, а из белков. Это одна большая кулинарная книга, да простят мне такое сравнение. Отдельные «рецепты» из нее — гены, подцепочки из звеньев, описывающих процесс создания нужного белка. Каждый ген — рецепт белка, каждый белок отвечает за выполнение различных задач, иногда очень важных.

В процессе полового размножения цепочки ДНК обоих партнеров сливаются, чтобы сформировать ДНК плода. Так рождается новое существо, обладающее набором генов, отличным от каждого из родителей. Оно заимствует одни белковые цепочки, теряя другие. Агрономы начала XX века скрещивали растения, обладающие нужными качествами, надеясь увеличить проявления последних, и это прекрасно работало, пускай ученые и не могли выделить те участки ДНК, которые подвергались изменениям.