Органический тетрациклин для органических яблок, или один раз в год сады цветут!

Началось все привычно и обыденно: пришла шефиня и с истерической слезой в голосе попросила, чтобы я за пару дней склепала предварительные данные для гранта, который она внезапно собралась подавать через неделю. Это все хорошо знакомо, сначала заверения, что следующий грант будет писаться заранее, а потом: "лето красное пропела, оглянуться не успела..." и надо за ночь все написать.

Прогресс определенный есть, уже дается два дня, а не одна ночь. А грант она сейчас пишет про лосося, вернее про микробов в лососевых кишках. Микробы (это не только ценный мех) не только помогают переваривать пищу, но еще во многом определяют иммунитет рыбы к инфекционным болезням и влияют на общее развитие малька в первые месяцы жизни. Когда лососей разводят на фабрике, то их приходится держать в сравнительно небольших бассейнах. Чтобы предотвратить инфекционные заболевания, мальков обрабатывают несколько раз антибиотиком тетрациклином. Естественно антибиотик влияет на обычную, непатогенную микрофлору, в частности вызывая появление генов устойчивости к тетрациклину. Мальков рано или поздно выпускают в реку, микробы из кишок попадают в воду, вместе с генами устойчивости. Гены же находятся на мобильных генетических элементах, которые могут "прыгать" между разными видами и так распространяться в природе. Впрочем, такое распространение обычно происходит, когда есть необходимость защититься от тетрациклина. Так что если тетрациклин присутствует, то вскорости все бактерии обзаводятся генами устойчивости, а если нет, - то гены устойчивости не распространяются, и потихоньку их число уменьшается за счет выбрасывания ненужного из бактериальных клеток. Вот эту динамику, запускаемую обработками мальков антибиотиками на фабриках, моя шефиня и захотела изучить в рамках гранта. Для чего ей потребовалось, чтобы я посмотрела, а есть ли гены устойчивости к тетрациклину в воде реки Колумбия, конкретно, в эстуарии, где у нас станция отбора проб.

Собственно, наши ожидания были очевидны: генов должно быть крайне мало, ибо рыборазводные фабрики все сильно выше по течению, далеко, тетрациклины сейчас уже стараются заменить на другие антибиотики (гены устойчивости к которым совершенно другие), и вообще норвежцы и чилийцы показали, что гены устойчивости к тетрациклинам обычно наблюдаются не более, чем в полукилометре от фабрики. А тут гляжу, и глазам своим не верю: генов устойчивости не просто много, их очень много, не менее одного гена на средний бактериальный геном. Другими словами, в воде реки почти каждая бактерия несет по такому гену в своем геноме. И все это богатство происходит из пресной воды, чем выше соленость воды, тем пропорционально меньше генов тетрациклиновой устойчивости. Причем воду мы собирали больше недели, и все это время река несла микробов с генами устойчивости, т.е. это был не краткий эпизод, а постоянный сток. Откуда? Все рыборазводители сыпят в стоки хлорку и убивают микробов. Малька выпускают в марте, а воду брали в июле, малек тот давно в море гуляет (кого чайки не схарчили по дороге).

Как всегда, Гугль на выручку. Оказывается, основные пользователи антибиотика тетрациклина в наших краях - это вовсе не рыборазводные фабрики, не птицефермы (которых у нас тут почти нет), не ранчо с коровами, а роскошнейшие и бесконечные сады яблонь и груш. В Вашингтоне сады эти начинаются сразу за главным хребтом Каскадов, в Орегоне - примерно в 60 км от Портленда на восток, т.е. в дождевой тени гор, где много солнца. Все плодородные долины рек, которые кстати впадают в нашу Колумбию, покрыты садами, весной "расцветали яблони и груши, поплыли туманы над рекой" есть довольно точное описание картины, которая с утреца открывается взору, если едешь от нашей дачи на восток вдоль реки Венатчи. А город Венатчи (не зная о существовании Алма-Аты) объявил себя отцом (и матерью) всех яблок на свете. А еще есть огромная долина самой Колумбии, с многокилометровыми террасами садов. Реки нужны для полива, воды уходит много, однако в основном полив идет прямо под корни деревьев. А за садами ухаживают мексиканцы (те самые, которых Дональд Трамп хочет выгнать, а кто тогда будет груши околачивать? а кто готовить во вкусных мексиканских ресторанах?). И главная проблема всех этих садов - вредители и заболевания, а среди них наименее контролируемое называется "огненная отрава", fire blight. Вызывается ентеробактерией Erwinia amylovorа, во многих странах, особенно островных, неимоверные усилия предпринимаются, чтобы не допустить возбудителя, конкретно путем эмбарго на яблоки и груши. Пишут, что Япония долго гордилась, что у них этого заболевания нет. До тех пор, пока какой-то бедолага ученый не нашел его в грушевых садах на севере страны. После чего от горя самоубился, чтобы не видеть страдания бедных садоводов.

Бактерии размножаются в древесном соке, а потом переносятся насекомыми, которые любят сладкое. Но чтобы заразить новое дерево, сок с бактериями должен попасть каким-то образом в сок здорового дерева, например, через ранку. Но такое попадание маловероятно, так что самый распространенный способ заражения - через цветы, насекомые опылители переносят сок больного дерева на пестики, откуда бактерии попадают в проводящие ткани ветки уже напрямую. После чего распространяются по всему дереву, а зараженная ветка отмирает, а потом и все дерево, выделяя зараженый и сладкий сок для дальнейшего распространения. Нынешний способ борьбы - это опрыскивание соцветий тетрациклином, что надо делать в момент раскрывания цветов, не раньше и ни позже. Причем концентрации должны быть большие, чтобы убить всех бактерий на корню. А цветы раскрываются неравномерно, так что во время цветения опрыскивают часто и помногу. А потом все это смывается в грунтовые воды, из них вода снова попадает в поливные колодцы и снова обогащается тетрациклином и бактериями с генами устойчивости. А в конце концов все это попадает из грунтовых вод в реку Колумбия. И так получается, что "один раз в год сады цветут", а гены устойчивости к тетрациклину все лето плывут вниз по реке к эстуарию и океану в составе бактерий-хозяев. И потом, если на пути встретится тетрациклин (например на рыборазводной фабрике), то гены могут бытсро распространиться в новых хозяевах.

Но самый цирк - это "органические" фрукты. Оказывается, штат Вашингтон производит 70% всех органических яблок в США. Однако без тетрациклина все эти сады сдохнут. Поэтому фермеры официально добились признания тертациклинов "органическим реактивом" . В конце концов, исходно тетрациклины были выделены из живых существ, значит, они вполне "органические", ну как навоз. Значит и ломовая обработка тетрациклинами укладывается в правила "органичности", и фермеры могут продолжать зарабатывать свою наценку на яблоки от благодарных потребителей.