巴拿马病是一种破坏香蕉植株的传染病，已经席卷亚洲、澳大利亚、中东和非洲。其影响是毁灭性的。仅在菲律宾，损失就高达4亿美元。这种疾病不仅威胁着这个440亿美元产业中每个人的生计，而且还威胁着发展中国家4亿人的生计，这些人的大部分热量摄入都依赖于香蕉。
然而，还是有希望的。为了拯救香蕉和香蕉产业，科学家们正在竞相培育一种能够抵抗巴拿马病的新植物。但这场危机或许是一个警告，表明我们正在以一种不可持续的方式种植粮食，我们将需要寻求更激进的变革，以寻求永久的解决方案。
要理解我们是如何走到今天这一步的，我们需要回顾一下香蕉的历史，特别是上个世纪中叶，当时一场持续了几十年的危机正威胁着整个经济，并让数千人陷入贫困。香蕉快要绝种了。
一种被称为镰刀菌枯萎病或巴拿马病的疾病正在摧毁世界主要香蕉生产国拉丁美洲的整个种植园。它威胁到了香蕉产业，香蕉产业对这个地区非常重要，以至于一些国家被称为香蕉共和国，因为它们实际上是由生产香蕉的公司管理的。
由于相同类型的香蕉在基因上几乎是相同的，如果一株香蕉受到感染，种植园里的所有其他树木也会受到感染。这意味着，巴拿马病很容易就会席卷大片脆弱的寄主植物。在许多地区，所有的树木都被杀死了。
如果没有治愈或治疗，一旦疾病发生，就没有办法回到种植园。有一段时间，香蕉公司用未开发的热带雨林开辟了新的种植园。但这种破坏环境的行为只是推迟了不可避免的结果。不久，这些地区也受到污染，耕作变得不可持续。估计数字各不相同，但由于巴拿马疾病流行造成的损失可能已达23亿美元，相当于今天的182亿美元左右。
gros米歇尔香蕉：维基百科
幸运的是，香蕉公司意识到，另一种名为“卡文迪什”的香蕉品种，与当时生长在拉丁美洲的“格罗·米歇尔”香蕉品种不同，几乎对巴拿马病完全有抵抗力。从20世纪50年代开始，大麦克(gros michel)的种植园被系统地清理干净，取而代之的是卡文迪什树。
卡文迪什拯救了这个行业，在接下来的五十年里，卡文迪什进一步扩展到了世界各地。今天，全世界99%的香蕉出口和将近一半的总产量是卡文迪什香蕉品种。但这种优势现在已成为香蕉行业最大的弱点。巴拿马病又回来了，这一次卡文迪什不再具有抵抗力。
随着新毒株席卷全世界，这一祸害重返加勒比和中美洲的巨大种植园只是时间问题。然而，如何解决这一最新危机的教训可能在于上一次爆发的巴拿马疾病，在那里，答案来自一个不太可能的来源。这里不是香蕉原产地东南亚的丛林，而是通过德比郡的查兹沃斯庄园(chatsworth house)。德比郡曾是政治家、热心园艺家、德文郡第六公爵威廉卡文迪什(william cavendish)的故居。
公爵和园丁
1826年，卡文迪许雇佣了一位年轻而热情的农民的儿子做他的首席园丁。这就是约瑟夫·帕克斯顿，他利用自己在查茨沃斯建造实验温室的专业知识，设计了伦敦著名的水晶宫。
帕克斯顿为公爵收集的奇异标本中，有一株很短的香蕉，他花了10英镑从已故酿酒商罗伯特·巴克莱(robert barclay)的dorking收藏馆购得，后者则从毛里求斯潘普洛斯(pamplemousses)的植物园得到了这株香蕉。帕克斯顿对这种植物进行了三年的繁殖和照料，直到它最终结出果实，供卡文迪许勋爵和他的客人享用。
帕克斯顿成功地种植了这种植物，并以其赞助人的名字命名为musa cavendishii，这为他赢得了1835年皇家园艺学会展览的银牌。在此名声大噪之后，出售巴克莱收藏的护工们试图声称，这家工厂的发票应该是100英镑，而不是10英镑。帕克斯顿没有支付差额。
然后卡文迪什开始在世界各地传播。香蕉有着悠久的迁徙历史。考古证据表明，它们最早是在至少6800年前在东南亚和新几内亚种植的，并在6000年前传播到斯里兰卡，在5250年前传播到乌干达。15世纪末，欧洲人开始跨越大西洋，香蕉也随之迅速在加勒比和美洲热带地区蔓延开来。
但是，18世纪的启蒙运动开启了一个重要的新阶段，即业余和专业植物学家和园丁在那个时代的科学航行中收集的香蕉品种的繁殖。许多植物最初到达新界，是因为它们被种植在植物园或私家花园的爱好者分享，就像帕克斯顿一样。
他和他的继任者延续了这一趋势，从查茨沃斯到收藏家和慈善家，他们捐赠了许多标本，并帮助卡文迪什香蕉在世界各地销售。他们前往加那利群岛，在那里他们后来被种植出口，可能是通过一个苏格兰豪宅的花园和一个移民到特内里费的葡萄酒商人。标本也传到牙买加，并于1884年种植在圣托马斯的巴斯花园。
约翰·威廉姆斯是一位太平洋岛屿的传教士，他得到了卡文迪什岛的植物作为他传道地区的食物。这些标本最初于1838年在萨摩亚建立，从那里这种植物传播到汤加、斐济、塔希提岛、夏威夷和澳大利亚，以及香蕉的原产地新几内亚。1839年，威廉姆斯在新赫布里底群岛(new hebrides)被岛上的居民吃掉时，他本人并没有看到这一点，这些人大概对他所传达的信息并不热心。
约翰·威廉姆斯的大屠杀：新西兰国家图书馆
与此同时，19世纪初，法国制图师、私掠船船长尼古拉斯·鲍丁(nicolas baudin)将格罗·米歇尔(gros michel)品种从缅甸带到马提尼克岛的圣皮埃尔植物园(st pierre botanical garden)。1835年，植物学家让·弗朗索瓦·普亚特把它带到牙买加。而在20世纪早期用来建立香蕉出口产业的植物很可能就是来自这些样本。
幸运的故障
令人惊讶的是，这些香蕉植物分布在世界各地，温度高到足以让它们生长，但它们是无菌的。野生香蕉充满了大而硬的种子，这使得它们很难吃。现代香蕉甚至不能种种子。但是，这种基因上的怪癖非但没有阻碍香蕉的传播，反而使香蕉成为如此受欢迎的作物。是什么让他们如此脆弱。
现代香蕉和车前草植物被称为“三倍体”，意思是它们每条携带基因的染色体都有三份副本。因此，它们不能有性繁殖，因为它们的染色体不能平等地分裂，从而产生一个生殖细胞，就像在“二倍体”生物体中所发生的那样，每个染色体都有两个副本(如人类、大多数动物和许多植物)。
当二倍体生物在形成性细胞的过程中出现故障时，就会出现这样的三倍体。偶尔产生的细胞，每个染色体有两个副本，而不是一个。当这些染色体与一个正常的生殖细胞融合时，新植株就会从一个亲本和另一个亲本中获得两条染色体，从而阻止它自己产生可存活的生殖细胞。以香蕉为例，它仍能结出果实，但不能结籽。
从表面上看，这似乎是个问题，但植物并不完全依赖有性繁殖。任何园丁都知道，新的植物可以从插枝开始，新的香蕉树通常是由现有的植物通过重新种植根茎来产生的，根茎被称为根茎，或者从根茎中生长出来的被称为吸管的嫩枝。
史前人类驯养香蕉和大蕉时不可能知道染色体数目。但几乎所有他们种植的品种都是三倍体。因此，他们一定学会了留心这些幸运的意外事件，培养它们，而不是让它们与那些粗野、肮脏的亲戚为伍。
这有重要的后果，有好有坏。来自插枝的植物是彼此的克隆体，而且，不管有没有这种奇怪的突变，它们的基因都是相同的。这就消除了等式中的多样性和偶然性。很明显，我们只种植那些生命力旺盛的树木的复制品，并结出我们喜欢的果实，而且所有的新树都将与我们从树上摘下来的几乎一样。
这对于工业规模的生产是很好的，因为水果是一致的，如果你用同样的方法收割和处理它们，它们就会成熟，可以在同一时间吃。不幸的是，它对任何感染它们的疾病也很有效，因为如果它在一棵树上站稳脚跟，附近的树也会很脆弱，它们的邻居也一样，它可以传播到整个种植园。这正是现在正在发生的事情。
巴拿马的回报
已知最早发现巴拿马病的地方是1874年的澳大利亚。首先，香蕉树的叶子停止生长。然后它们开始卷曲枯萎。最后，这些树完全枯死了。1890年，这种疾病在它的同名国家被发现，并在接下来的30年里传播到大多数加勒比和中美洲国家。
人们花了一段时间才找到原因，但在1910年，人们发现它是枯萎病真菌镰刀菌，简称foc。这些植物死亡的原因是，从根部到叶子运送水和矿物质的通道被堵塞了。最初人们认为这些管道被真菌堵塞了，但我们现在知道，植物本身堵住了它们，可能是徒劳地试图阻止真菌的传播。
香蕉树茎与巴拿马病：维基百科
我们现在还知道foc是通过受污染的土壤传播的。少量的污染土壤就能把这种疾病带到一个新的种植园，在那里，这种疾病几十年都具有传染性，不受任何化学处理的影响。这就是20世纪50年代香蕉产业所面临的情况，当时世界各地的大麦克种植园都被淹没了。
卡文迪什香蕉比格罗·米歇尔香蕉需要更多的保护，相比之下，卡文迪什香蕉被认为更小、更无味。但鉴于卡文迪什显然对foc免疫，否则将面临全面崩溃，该行业别无选择，只能改头换面。
有一段时间，香蕉看起来像是被拯救了。然后，在20世纪60年代末，在台湾又发现了巴拿马病的爆发，这次是在卡文迪许的一个种植园。到本世纪初，台湾原先的5万公顷香蕉种植园只剩下6000公顷。
尖孢镰刀菌。基思韦勒usda-ars /维基百科
这一令人困惑的发展归结于这样一个事实:就像香蕉有不同的品种一样，也有不同类型的foc。格罗·米歇尔树被所谓的“种族1”所感染。在台湾发现的菌种被称为“热带种4”或tr4。它不仅能感染格罗·米歇尔，还能感染卡文迪什香蕉和多达80%的栽培品种。(尽管这是假设车前草也是易受感染的，而且到目前为止还没有确凿的证据。)所以现在这个行业又一次面临灾难，这次我们能做些什么来拯救它呢
遗传的解决方案
最简单的反应是隔离。巴拿马病在20世纪是如此具有毁灭性，因为控制其传播的有效措施来得太晚了。如果及早认识到问题的严重性，台湾的第一次tr4暴发也有可能被扼杀在萌芽状态。但卡文迪许植物对第一种种族的天生抵抗力似乎助长了自满情绪，直到疫情失控。
我们能通过防止受感染的植物材料和土壤到达新的地区来阻止病毒的传播吗不幸的是，这并不一定那么容易。foc可以潜伏在车轮或鞋上微小的泥块中。进入种植园的人、机器和其他一切都必须严格控制。想象一下，如果你经营的是一个农场，所有非必要的人和车辆都被排除在外，而且必须为那些进入农场的人更换和净化区域。
这种做法曾在澳大利亚奏效过一段时间，该国有非常严格的规定来防止外国土壤进入该国，但即便是在那里，防御工事也在2015年被攻破。总会有失误，还有无视规则的人。在许多地区，没有保护的香蕉植物生长在野外或村庄里，如果这些植物受到感染，它们可以作为疾病从一个种植园传播到另一个种植园的桥梁。检疫可能会减缓tr4的传播，但从长远来看，我们确实需要一种对这种真菌有抵抗力的香蕉。
在这里，香蕉的三倍体特性带来了一个不必要的复杂性。从历史上看，新的作物品种是通过与具有所需特性的植物杂交来培育的，直到它们被组合成一个新的品种。例如，将一种能给农民带来好收成的植物与另一种抗病植物杂交。但杂交驯化香蕉不会产生任何种子，所以这通常不是一个选择。
然而，基因改造提供了在植物(和其他生物体)之间转移特性的其他方法。原则上，这可以提供一个解决方案，并且已经取得了一些有希望的结果。澳大利亚研究人员发现，在卡文迪什香蕉的遗传密码中添加两种不同的基因可以保护香蕉免受tr4的侵害。第一种是从一种对tr4有抗性的野生香蕉中提取的，它是一大类基因中的一种，这些基因能够识别入侵的疾病，从而使植物能够保护自己。
第二个来自一个更不可能的来源:线虫。有时有机体需要一些细胞来牺牲自己。一个戏剧性的例子是，一棵树在冬天落叶，但这也发生在我们自身的发展过程中。在子宫里，你的手指是由鳍状肢组成的，当分离它们的细胞死亡时，它们就像附属物一样。线虫基因是阻止这一过程的基因之一。
这似乎是一种保护香蕉植株的奇怪方法，但它可能对香蕉中的tr4有效，因为正如我们之前看到的，入侵的真菌可能实际上劫持了这一过程，利用化学信息对香蕉细胞进行自我破坏。线虫基因可能通过阻断这些信号发挥作用。
使用这些方法，我们可以继续吃我们习惯吃的香蕉，甚至看看同样的方法是否能帮助带回更美味的格罗斯米歇尔。但是这些耐药的卡文迪什香蕉现在是转基因作物。许多国家的人们已经习惯了食用转基因食品，但在欧洲却不是这样，欧洲有着世界上最严格的转基因法规。如果是转基因香蕉或根本没有转基因香蕉，或许可以说服欧洲监管机构破例。但我们可能需要寻找另一个解决方案。
染色体的数学
另一种选择是从零开始培育新的三倍体无籽植物。在香蕉首次被驯化的时候，挑选出偶尔产生无籽果实的树肯定是一个缓慢的过程。但现在我们了解了这个过程，我们可以更容易地制造我们自己的三倍体植物。
这通常是用四倍体的植物来完成的。这些植物通常生长得更快，生长出更结实的植物，比它们的二倍体关系更能承受压力(我们的许多作物的染色体数量都增加了)。但它们在植物育种中特别有用，因为它们产生的生殖细胞具有每个染色体的两个副本。这样就可以创造出其他不可能生育的杂交后代。
当你把一个四倍体(每个生殖细胞中有两条染色体)和一个正常的二倍体植物杂交(每个生殖细胞中只有一条染色体)，你就得到了一个三倍体。三倍体植物不能产生自己的生殖细胞。所以如果是香蕉，它的果实将是无籽的。
特内里费的香蕉种植园：flickr oatsy40
同样的结果也可以通过物种间的不育杂交来实现，这种杂交相当于一头骡子，并将其暴露于化学物质中，这些化学物质会使其染色体加倍，变成四倍体。一种由小麦和黑麦杂交而成的耐寒的黑麦小麦就是用这种方法制成的。
一些育种计划通过杂交三倍体和二倍体品种培育出四倍体植物，但这取决于不常见的遗传事件，因此需要时间和精力。一种更快的方法是使用秋水仙碱迫使染色体加倍。
通过这些方法，我们现在有了许多四倍体合成香蕉杂交品种，其中一些已被证明对tr4具有抗性。这些植物在商业上不是很有用，因为它们很肥沃，所以生产的是种子填充香蕉。但它们可以相互杂交，从而获得有用的特性，然后与普通的二倍体树杂交，产生新一代的三倍体无核香蕉。这种方法也创造了一些新的杂交品种，对tr4有抵抗力，但迄今为止没有一种品种具有我们想要替代卡文迪什的风味和稠度。
一个稍微激进的方法是尝试进化出对tr4有抗性的植物。卡文迪许植物是克隆的，但随着时间的推移，由于基因突变和dna解读方式的改变，它们的遗传密码可能会略有不同。
台湾的一个研究小组已经将卡文迪什香蕉幼苗暴露在被tr4污染的土壤中，并寻找那些比其他品种存活得稍好的品种。他们把这些挑出来，在下次试验中使用。每10000个工厂中只有两三个有希望，但经过多次迭代，他们现在有了卡文迪什线，有一些能力承受tr4。
然而，这些潜在的解决方案都无法解决这样一个事实，即种植大量克隆树木从本质上来说是一种不稳定的做法。他们可能提供规模经济，保持价格低廉，提供始终如一的美味水果。但是，即使有了tr4的解决方案，下一种疾病还要多久才会出现呢
也许我们应该使用更多种类的香蕉，把它们与其他作物一起种植，或者与它们交替种植。这样一来，感染就不会像现在这样发现大量的易感宿主聚集在一起。
也有证据表明，一些其他作物可以保护香蕉免受tr4的侵害。一项研究发现，在受tr4污染的土壤中种植的香蕉，在与韭菜生长在同一块地里三年之后，基本上没有受到感染。这似乎是因为韭菜释放的化学物质可以杀死真菌。木薯还能清除田地里的tr4，这可能是因为木薯本身以及木薯根部的微生物产生的抗真菌物质。
卡文迪什香蕉可能经历了一段非凡的旅程，从殖民时期的奇珍异宝变成了全球的主食。但它的成功帮助建立了一个有致命缺陷的食品体系(尽管这种单一栽培农业的问题并非香蕉独有)。或许我们最终需要准备接受不那么标准化、稍微贵一点的食品，以适应不那么紧张、更多样化的农业。当你剥香蕉皮的时候，你可能永远都不知道会发生什么，但结果可能是每隔几十年就会出现一个更强大、更可持续的食品体系，而不会出现重大危机。