Wayne Slaght jest ranczerem. Zarządza farmą Two Creek Ranch o powierzchni 10 000 akrów w hrabstwie Powell w stanie Montana, ranczo, na którym dorastał i którym zarządzał jego ojciec. Jest w kraju niedźwiedzi i zna każdego grizzly, który przechodzi przez tę kroczącą krainę Big Sky, około 50 mil na wschód od Missouli. To także kraj łosi. Pewnego gorzkiego, listopadowego dnia walił zamrożone dziury w zamarzniętej ziemi, wznosząc ośmiostopowy płot wokół spiżarni, która nakarmi swoje 800 bydła podczas długiej zimy, która nadchodzi. Ale największe zagrożenie dla jego źródła utrzymania nie ma nawet zębów. „To chwast” - mówi bez wahania. Niekontrolowany, „może mnie wyrzucić z rynku w ciągu dziesięciu lat tak łatwo, jak grizzly może pokonać jedną z moich krów”.
Chaber plamisty, jak formalnie znana jest roślina, jest narodowym zagrożeniem, chwastem masowego rażenia. W samej Montanie obejmuje ona około 4, 5 miliona akrów i kosztuje ranczerów ponad 40 milionów dolarów rocznie na herbicyd i utratę produktywności. Pochodzący z Europy Środkowej na Syberię, chrapa plamista dotarła do Ameryki Północnej pod koniec XIX wieku. Wjeżdża na pastwiska i czyni komercyjnie bezużyteczne ogromne połacie, ponieważ bydło, konie i większość innych zwierząt pojawia się w tym miejscu. Szkodnik o purpurowych kwiatach, który niektórzy nie-łucznicy uważają za piękny, stał się tak powszechny, że łoś zmienił trasy migracji, aby go uniknąć.
Nowe badania wskazują na niezwykły powód sukcesu rośliny. Ragan Callaway z University of Montana w Missoula, który bada, w jaki sposób rośliny wchodzą w interakcje ze sobą, oraz Jorge Vivanco z Colorado State University odkryli, że chwast plamisty prowadzi wojnę chemiczną u swoich sąsiadów - pierwszy kompleksowy dowód na inwazyjną roślinę stosującą ofensywne środki chemiczne broń.
Kilka tysięcy obcych gatunków roślin i zwierząt, w tym małże zebry z Eurazji i azjatyckich chrząszczy długorogich, skolonizowało Stany Zjednoczone. Mniej więcej co dziesiąta kolej jest inwazyjna lub rozprzestrzenia się w takim stopniu, że zaburza istniejące ekosystemy. Ogólnie rzecz biorąc, gatunki inwazyjne kosztują naród o 140 miliardów dolarów rocznie. Ale niewielu rywali zauważył chwastów dla czystej paskudności. To „jeden z najgorszych inwazyjnych gatunków roślin w Stanach Zjednoczonych, z którym tak naprawdę nie mamy jeszcze do czynienia” - mówi Eric Lane, koordynator chwastów w Kolorado.
Chaber plamisty przybył do Wiktorii w Kolumbii Brytyjskiej w 1883 roku jako zanieczyszczenie w importowanej lucernie lub w glebie jako balast statku. Od tego czasu chwast rozprzestrzenił się w całej Kanadzie i niemal w każdym stanie w Stanach Zjednoczonych - i w każdym hrabstwie w Montanie. Późnym latem i jesienią jego jednocentymetrowe, osetowe kwiaty nadają różowo-lawendowy odcień na suchych łąkach, pastwiskach, kamienistych wzgórzach, poboczach i równinach zalewowych. „Istnieje bardzo niewiele gatunków roślin, nawet inwazyjnych, które całkowicie przejmują krajobraz tak, jak robi to chrapa plamista” - mówi Callaway. Co gorsza, rodzimym roślinom trudno jest odrosnąć po wyeliminowaniu chwastów plamistych. „Wiele herbicydów może go łatwo zabić”, mówi Vivanco. „Prawdziwy problem, ” spekuluje, „wynika z faktu, że chwast plamisty uwalnia substancję chemiczną, która powoduje, że gleba jest toksyczna dla rodzimych roślin, które wypiera”.
Pomysł, że rośliny mogą zaangażować się w wojnę chemiczną przeciwko sobie, jest nawet starszy niż miejsce pobytu chwastów plamistych w Ameryce Północnej. W 1832 roku szwajcarski botanik Alphos-Louis-Pierre-Pyramus DeCandolle spekulował, że szkodliwe chwasty mogą wydzielać chemikalia z korzeni, które hamują wzrost innych roślin. Allelopatia, jak wiadomo teoria, miała swoje wzloty i upadki wśród naukowców; ostatnio była to hipoteza non grata . Mimo to Callaway i absolwentka Wendy Ridenour postanowiły sprawdzić, czy allelopatia może wyjaśnić sukces chwastów plamistych w konkurujących rodzimych roślinach.
Ridenour wyhodowała chwast plamisty wraz z kostrzewą Idaho, rodzimą trawą pęczkową, w przezroczystej doniczce wypełnionej piaskiem, umożliwiając jej pomiar wzrostu korzeni roślin. Cztery dni po wykiełkowaniu roślin korzenie kostrzewy dzielące doniczkę z chwastami były o połowę mniejsze niż te uprawiane samodzielnie lub z innymi rodzimymi gatunkami. Następnie, gdy Ridenour wzbogacił doniczki węglem aktywowanym, który absorbuje organiczne substancje chemiczne i zneutralizowałby każdą truciznę uwolnioną przez chwast, korzenie kostrzewy rosły w prawie normalnym tempie, pomimo dzielenia ćwiartek z plamistą chrząstką.
Vivanco podjął poszukiwania chemicznego arsenału chrząszcza. On i badacz w swoim laboratorium, Harsh Bais, odkryli, że w ciągu dwóch do trzech tygodni od kiełkowania zauważone sadzonki chrząstki już produkowały substancję, która zabiła jakąkolwiek inną roślinę, na którą się narażały. Toksyna, jak odkryli, jest substancją chemiczną o nazwie (-) - katechina (wymawiana minus-CAT-e-kin). Większość chemikaliów występuje w jednej z dwóch postaci, które odbijają się od siebie, podobnie jak lewa i prawa dłoń. Korzenie zielonej herbaty i bawełny wytwarzają „plus” wersję katechiny, wykorzystując ją jako silny antybiotyk, aby powstrzymać bakterie przed skubaniem ich. Ale chwast plamisty wytwarza formę „minus”, która prawie natychmiast niszczy korzenie innych roślin. Botanicy od dawna wiedzą, że rośliny używają chemikaliów do obrony przed owadami i innymi drapieżnikami, mówi Alastair Fitter, biolog z University of York w Anglii. Ale w tym przypadku toksyna wydaje się uzbrajać roślinę do inwazji.
Vivanco i Callaway pokazali dalej, że gleby północnoamerykańskie zakażone chwastami wykazywały dwa do trzech razy więcej (-) - katechiny niż gleby z rodzimego siedliska rośliny w Europie, gdzie chrząstka plamista rośnie w harmonii z tysiącami traw i innych bylin. Sugerowało to naukowcom, że albo europejskie drobnoustroje glebowe ewoluowały w sposób eliminujący (-) - katechinę, albo że populacje chrząszczy plamistych amerykańskich wytwarzają więcej toksyny. Europejscy sąsiedzi rośliny są również mniej wrażliwi na chemikalia; w przeciwieństwie do ich północnoamerykańskich odpowiedników, rodzime trawy kwitły w (-) - glebie katechinowej.
Uznanie, że rośliny europejskie mogły ewoluować, by poradzić sobie z chemikaliami, skłoniło naukowców do poszukiwania roślin w Ameryce Północnej z taką samą zdolnością. Jak dotąd grupy Callaway i Vivanco znalazły około dziesięciu różnych gatunków wykazujących odporność. Ridenour próbuje teraz hodować trawę z gatunku bluebunch, w celu wyprodukowania rodzimego gatunku do wysadzenia.
Innym podejściem jest zwalczanie chrząszczy za pomocą naturalnych drapieżników. Jim Story, entomolog z Montana State University, udał się do Europy Środkowej i Wschodniej w poszukiwaniu owadów atakujących chrapkę plamistą. Dzięki jego staraniom około 13 gatunków chrząszczy, ćmy i innych robaków zostało wypuszczonych podczas plamistych chrząszczy w Ameryce Północnej. Jego obecnym faworytem jest rumuński nudny korzeń zwany Cyphocleonus achates, pół cala owad, który żywi się plamistymi liśćmi chrząstki i którego larwy żywią się korzeniem palmy rośliny. Historia mówi, że przeprowadzono szeroko zakrojone testy, aby upewnić się, że żaden z drapieżnych drapieżnych chrząszczy nie ma upodobania do roślin z Ameryki Północnej.
Istnieją jednak powody, by sądzić, że strategia drapieżnika przyniesie odwrót. Callaway, Vivanco i kilku kolegów wykazało w nieopublikowanym badaniu szklarni, że plamistość chwastów reaguje na niektóre ataki owadów poprzez zwiększenie produkcji (-) - katechiny.
Badanie jednej z „naturalnych” metod zwalczania chrząszczy sugeruje, że lek może być tak samo zły jak choroba. Od wczesnych lat siedemdziesiątych wypuszczano muchy głowiaste w Europie, aby kontrolować chrząszcz plamisty w całym kraju. Dean Pearson, ekolog z US Forest Service, odkrył, że myszy jelenie przeżuwają larwy muchy w kwiatach chabry plamistej. Każda z myszy zjadała do 1200 larw na noc podczas ciężkiej zimy w Montanie, czerpiąc z nich aż 85 procent swojej diety. Populacje myszy jeleniowych podwoiły się, a nawet potroiły na obszarach porażonych chwastami.
Problem polega na tym, że myszy jelenie są nosicielami hantawirusa. Od 1993 r. Ten wysoce śmiertelny zarodek zabił ponad 100 osób, głównie w zachodnich Stanach Zjednoczonych, z kilkoma przypadkami tak daleko jak Maine i Floryda. Na wzgórzach porażonych chwastami plamistymi otaczających Missoula, gdzie mucha europejska główka nasienia jest wszechobecna, liczba myszy jeleni zarażonych hantawirusem gwałtownie wzrosła. Biorąc pod uwagę, że mucha europejska z głowami nasiennymi jest obecnie wypuszczana we wschodnich Stanach Zjednoczonych w celu zwalczania chwastów plamistych, rodzi to możliwość eskalacji hantawirusa również tam, mówi Pearson.
Na razie Missoula próbuje kontrolować chrząstkę plamistą na 4000 akrów parku i otwartej przestrzeni z 300-osobowym stadem owiec. „W przeciwieństwie do innych pastwisk owce uwielbiają chaber, i okazuje się, że całkiem nieźle kontrolują inwazję” - mówi Marilyn Marler, koordynatorka chwastów z otwartej przestrzeni w Missouli.
Czy Wayne Slaght pomyślałby kiedyś o wypasaniu owiec na Two Creek Ranch? Między hodowcami owiec i bydła istnieje historyczna animozja, wynikająca z wojen zasięgowych z końca 1800 roku o prawa do wypasu. Być może zatem nie powinno dziwić, że pytanie wywołało uniesienie brwi, przemyślane spojrzenie i ciche potrząsanie głową: „Myślę, że poczekam na coś lepszego”.
