咖啡樹面臨嚴重危險？
全球的咖啡樹正面臨著氣候變化、疾病和病蟲害的嚴重威脅。高度的遺傳相似性使得它們在面臨這些災難時不堪一擊。為了避免咖啡作物毀於一旦，科研人員正爭分奪秒，力圖將優良基因引入其中。
驚人的單一性
在哥斯大黎加圖裡亞爾瓦的一間咖啡館裡，客人們站在餐館陽台上，眺望對面鬱鬱蔥蔥的丘陵，而手中的飲料只能以白水或菠蘿汁代替。這是2014年3月的一幕，彼時，大約20人集聚到圖裡亞爾瓦的熱帶農業研究和高等教育中心（CATIE），其中包括了世界頂級的咖啡研究專家。他們此行的目的，是討論咖啡——這種世界上最受歡迎的飲料作物，在中美洲地區撲朔迷離的前景。
研討會的主題是一種危害極大的農業病：咖啡鏽病（Coffee rust）——在當地的西班牙語中被稱為Roya。真菌感染咖啡葉導致鏽病，使其無法獲得生長所必需的陽光。過去幾年中，中美洲地區種植的約100萬英畝（1英畝約合0.4公頃）咖啡中，有一半左右慘遭鏽病的蹂躪，並導致這一地區2012年的咖啡產量下降了約20%。
鏽病的蔓延仍在持續，不幸的是，這僅僅是全球變暖的大背景下，咖啡作物面臨的眾多危機之一。在圖裡亞爾瓦咖啡館裡，法國農業發展研究中心（CIRAD）的遺傳學家和咖啡育種專家貝努瓦·貝特朗（Benoit Bertrand），對在場的各位說：「我們現在所種植的大多數咖啡品種，既無法抵抗疾病和病蟲害的侵襲，也沒有能力抵禦氣溫升高，以及其他因氣候變化所導致的環境威脅。」一旦咖啡作物歉收，當地種植者的生計將會無以為繼。他們將不得不砍掉咖啡樹，改種其他作物，甚至將土地出售給開發商，而隨之而來的將是失業問題和環境的破壞。
毫無疑問，肩上搭著一件藍色毛衣的貝特朗，看起來更像是一位溫文爾雅的法國電影製片人，而不是整天面對培養皿的科研人員。的確，因為缺少遺傳多樣性（這是決定物種存亡的關鍵因素），咖啡既不能適應酷熱的氣候，也無法抵抗病害的侵襲。儘管咖啡館菜單上那些充滿異國情調的咖啡品名讀起來千差萬別——口感微酸的印尼亞齊咖啡、烘焙醇和的越南咖啡、香濃芳醇的馬達加斯加咖啡，但在這種差別的背後，卻隱藏著一件驚人的事實：人工種植的咖啡作物都是同源的。
實際上，全球70%的咖啡都屬於同一品種——小果咖啡（Coffeaarabica）。種株、產地和烘焙方式的不同，決定了咖啡多種多樣的口味，但這也混淆了人們對於咖啡遺傳史的正確認識。我們現在喝到的所有咖啡，幾乎都是近幾個世紀以來，從衣索比亞引種的，而引種所採用的原種野生咖啡的種類屈指可數。如今，全球種植園中的咖啡作物，與衣索比亞野生咖啡的差異還不到百分之一。
在當代科研領域中，咖啡是一個被遺忘的孩子。在咖啡產業中，並沒有像孟山都公司這樣的巨頭，可以靠銷售專利種子獲取巨額財富。雖然巨頭缺席，讓低收入國家的小種植業者得以依靠出口咖啡維持體面的生活，但這也意味著，該領域科研資金的投入也必然捉襟見肘，使得脆弱的咖啡作物任由大自然擺布。現在，對於咖啡種植業面臨的緊迫威脅，研究人員已經開始通過科學手段，希望能夠亡羊補牢，拯救咖啡。
席林的大方案
蒂姆·席林（Tim Schilling）是一名遺傳學家，現居於法國阿爾卑斯地區。如今，他負責世界咖啡研究組織（World Coffee Research）的監管工作。世界咖啡研究組織是一個由30家大小不一的咖啡銷售商資助成立的非營利機構。席林被人們戲稱為咖啡界的印第安納·瓊斯。在圖裡亞爾瓦的會議上，席林身著長袖白襯衫和牛仔褲，戴著一副圓形黑框眼鏡，和安迪·沃霍爾（Andy Warhol）頗有幾分神似。
科學家擔心，氣候變化和鏽病將為咖啡種植業帶來巨大衝擊。在溫暖的氣候中，咖啡鏽病極易蔓延，並且隨著氣溫升高，導致鏽病的真菌還會擴散到高海拔地區。另外，降水量的變化——無論是偏多還是偏少——都有可能造成這種真菌大量繁殖。雖然噴洒滅菌劑可以抑制鏽病，但這種化學製劑的價格非常高，而且無法消滅那些新出現的菌株。
在席林看來，採用遺傳學手段才是唯一可行的、長效的解決方案。首先，他打算從咖啡基因庫中（包括小果咖啡和其他種植咖啡品種）已有的適應性突變著手。中果咖啡（Coffeacanephora）在業界也被稱為羅布斯塔咖啡（robusta，有「強壯」的含義），它的優點是易種植，產量較高，但口味偏苦，所以多被用來製作低品質咖啡。中果咖啡連同小果咖啡，是目前咖啡作物中僅有的兩個物種，不過由於種植地區的不同，它們也各自衍生出若干個品種，並且帶來了一定的地域性遺傳差異。這就好像現在地球上形形色色的不同人種，都屬於「智人」（Homo sapiens）這一物種一樣。
在席林的大方案中，一項較為簡單的研究已經拉開了序幕，那就是咖啡種株的異地引種，比如在巴西種植剛果的咖啡樹，或者將哥倫比亞的咖啡樹引種到宏都拉斯，然後觀察這些引種的咖啡樹是否比在原產地的長勢更好。3—4年後，種植者可能會說，「瞧！這些從印度來的咖啡豆產量更高。」於是他們可能會栽種更多的印度咖啡樹。目前，科學家已經在研究中找到了來自10個國家、產量最高的30種咖啡種株。
利用現有咖啡作物的基因變異，或許會在短期內起到一定作用，但總的來說，這還不足以拯救咖啡作物。因為出於商業目的種植的咖啡作物，與小果咖啡和中果咖啡之間的基因差異，簡直就是微乎其微。相比之下，野生咖啡之間的基因差異性則讓人嘆為觀止。這些具有差異性的基因，有不少可以從分布於世界各地的基因庫中找到。因此，貝特朗希望能夠藉助這部基因大全，讓咖啡作物變得更具適應性、產量更高，同時更加美味。
小小基因庫
CATIE正是這些咖啡基因差異性的彙集之地。從研討會現場出來，穿過CATIE的校園，沿著一段土路前行，就會看到一個由醒目的黃色字母書寫的西班牙語標牌：「聯合國糧農組織衣索比亞咖啡展示園」。
在大約21英畝的土地上，整齊地栽種著近10000株小果咖啡樹。這裡囊括了不同品種的咖啡樹，都是上世紀40年代以來，歷次赴衣索比亞遠征科考所取得的成果，其中最早的一批是英國人在二戰時期獲得的，此外還有在20世紀60年代，聯合國糧農組織與一支法國研究團隊一起取得的成果。
如今，除了來自衣索比亞的咖啡外，這個展示園中還擁有來自馬達加斯加等非洲其他地區，以及葉門的咖啡品種。值得注意的是，和玉米等其他農作物的種子不同，咖啡種子無法在普通的密封冷藏的環境中存活。除非使用特殊的凍干保存技術，否則在引種過程中，咖啡種子不能脫離土壤。這也是為什麼眼前這個全球最為重要的咖啡基因庫，實際是以一片咖啡園的形式存在著的。
貝特朗的工作是從類似於CATIE咖啡展示園這樣的基因庫中，挑選出合適的品種，雜交培育出全新的咖啡種株。十多年前，他曾將小果咖啡同其野生親緣種進行雜交，培育出了產量可以提高40%以上的新咖啡品種。目前，他正與席林合作，從CATIE挑選出800株咖啡樹，連同從全球其他地方的咖啡基因庫中選取的另外200株咖啡樹一起，運往位於美國紐約州的實驗室，測定它們的DNA序列。這些信息將會幫助他評估每株咖啡樹中有用的遺傳性狀。
研究人員正在尋找各種能夠使咖啡作物變得更加「強壯」的基因，以防止鏽病感染，提高其抗旱性和耐高溫性。為此，貝特朗和席林正在進行篩選工作，席林表示：「這些咖啡樹具有極高的基因差異性。」他們的目的是從儘可能少的種株身上，發現儘可能多的優良性狀。「之後的事情就是利用這些種株，雜交出我們所期望的美味、高產、可抵禦目前所知一切病害的咖啡品種。」
尋找超級基因
席林確信，上述研究將為種植者提供更為優良的咖啡品種，對於咖啡烘焙廠商和消費者而言，這也意味著咖啡的品質將會更高，口味也會更佳。不過，席林和他的同伴們還有更大的野心：創造出一種前所未有的，集各種優點於一身的「人工小果咖啡」，讓它既擁有小果咖啡的美味口感，又具有中果咖啡的高產量。
席林的計劃是：回到一切開始的起點——重新雜交小果咖啡。小果咖啡最初是由中果咖啡和歐基尼奧伊德斯種咖啡（Coffeaeugenioides）雜交而成的。現在，工作的重點是尋找基因多樣性遠遠高於傳統小果咖啡的父系品種。為了實現這一目標，他們的視線不能只局限在現有基因庫中，他們必須重歸大自然，在茫茫的野生咖啡中找出那些關鍵的未知基因。
地球上約有125種咖啡，其中每一種所產生的基因變異，都遠非基因庫里那些少量樣本所能涵蓋的，更不用說那些尚未被發現的品種了。我們只是希望，研究人員能夠在這些尚未被發現的品種滅絕之前，儘快找到它們。
阿龍·戴維斯（Aaron Davis）從1997年開始研究野生咖啡。最初，他對找到新品種並不抱任何希望。某天，博士畢業不久的戴維斯在位於英國倫敦郊外裘園的皇家植物園休憩品茶時，恰好遇到一位著名的咖啡分類學家，於是戴維斯向她請教了野生咖啡作物的種類、原產地和自然分布區等問題。出乎意料的是，專家只告訴他一個答案：「沒人知道」。
不久後，戴維斯就受這位專家的委託，踏上了尋找野生咖啡的征途。在接下來的15年時間裡，他的足跡遍布了馬達加斯加的各個角落。在這個堪稱野生咖啡多樣性寶庫的非洲島國里，戴維斯發現了各種各樣的咖啡，其中有很多都是此前僅為當地居民所知的全新品種。
正是在馬達加斯加，戴維斯發現了世界上已知最大和最小的咖啡果，前者的咖啡果有普通品種的三倍大，而後者則只有圖釘直徑的一半。他找到了兩種通過水而非動物來傳播種子的咖啡，還有長著摺疊絲帶狀果實的翅果咖啡。他還發現了全新的安邦吉西斯種咖啡（Coffeaambongensis），這種咖啡的咖啡豆形如大腦。
此外，戴維斯的發現表明，野生咖啡在熱帶地區分布廣泛，從非洲到亞洲，甚至遠及澳大利亞，都可以找到它們的身影。在小果咖啡目前的主要產地衣索比亞，一些森林裡密集地生長著小果咖啡樹，密度可達每英畝8000株。戴維斯相信，這些野生咖啡樹中，很多都可以實現人工種植。
可是，與咖啡作物一樣，野生咖啡也面臨著重重危機。70%的野生咖啡有滅絕的危險，其中10%可能在10年內徹底消失。土地開發是野生咖啡面臨的最大威脅，早在上世紀90年代末，衣索比亞境內已有超過80%的森林遭到砍伐。2007年，戴維斯的研究小組在馬達加斯加一片僅有棒球場內場大小的殘存樹林里，發現了全新的咖啡品種，而當地對於森林的砍伐仍在以令人驚心的速度持續著。對於野生咖啡樹，情況正如戴維斯所形容的那樣，「根本輪不到氣候變化對野生咖啡的生長造成重大影響」。野生咖啡連同其生長的環境，正在以驚人的速度消失著。
戴維斯擔心的是，研究人員把太多精力耗費在已保存下來的咖啡品種上，與此同時，可能包含更重要基因的其他野生品種卻在逐漸消亡，或因人類對環境的破壞而滅絕。「在研究人員中，有這樣一種思想，『我們已經找到了所需的一切，這就足夠了』，」他說，「但是，他們是否考慮過，如果沒有對野生咖啡的持續探尋和研究，我們怎麼會擁有如今這般豐富的咖啡基因庫？」
衣索比亞政府執行的有關政策也令人感到憂慮。作為咖啡的原產地，該國蘊藏著大量獨有的野生咖啡種群，但衣索比亞政府卻禁止外國科研人員對其進行採集。如果能獲得衣索比亞野生咖啡的基因，從而豐富咖啡基因庫，將會讓席林的「新型人工小果咖啡」研究受益匪淺。衣索比亞的野生咖啡，可能包含有增強咖啡作物耐熱性，或提高單位產量的關鍵基因。席林迫切希望該國可以放寬政策，解禁這些寶貴資源。而與此同時，科學家也將利用現有資源，積極開展研究工作。
通過研究英國皇家植物園的檔案，戴維斯發現，烏干達以及其他一些地方的居民，長久以來都有利用野生品種製作咖啡的記錄。儘管有些咖啡的味道讓人難以入口，但在對咖啡豆進行烘焙的時候，它們都會散發出熟悉的咖啡香氣。戴維斯還提到，「百年之前，曾經有一些咖啡品種擁有極佳的口碑。重新研究這些早期的咖啡作物，也許可以使它們重放光彩，或者幫助我們培育出更好的品種。」
與時間賽跑
席林在組建世界咖啡研究組織時，受到了美國精品咖啡協會的幫助，並因此獲得了綠山咖啡、咖啡豆國際公司等企業的資金支持。而在世界咖啡研究組織成立後不久，咖啡鏽病便席捲了中美洲地區。為應對這次災難，席林決定在瓜地馬拉舉辦一次小型會議，商討可行對策。會議計劃一經公布，便立即收到了大量參會申請。
席林的會議還受到了美國國際開發署的關注，他們希望席林能夠申請有關咖啡鏽病的研究項目。因為中美洲地區的咖啡種植業一旦崩潰，將可能會導致大批移民湧入美國，這也是美國國際開發署背後的美國政府所顧慮的。據世界咖啡研究組織估算，2012年中美洲地區的鏽病暴發，給咖啡種植者帶來的損失高達5.48億美元，還造成了44.1萬人失業。如果政府和科研機構繼續無所作為，那麼到2050年，中美洲地區的咖啡產業可能被徹底摧毀。
雖然在2012年的那場鏽病危機中，人們採取了一些短期的應急措施，如向咖啡種植者提供滅菌劑和貸款擔保。但席林認為，面對鏽病等一系列威脅，建立長效的協調機制是非常必要的。席林的項目最終獲得了美國國際開發署的資助，該項目將通過高科技育種計劃，為種植者提供氣候適應性和抗病蟲害能力更強的新咖啡種源。
鏽病的流行，僅僅是全球咖啡種植業所面臨諸多威脅的一個預演，在氣溫升高和極端天氣的影響下，已經脆弱不堪的咖啡作物將對新出現的病害毫無抵抗之力。在CATIE的研討會上，星巴克公司的全球農業事務主管羅德里格斯（Carlos Mario Rodriguez）提到，中國的咖啡種植者在他們的作物中發現了多達5種的新型鏽病。「以往，鏽病不會影響到高海拔地區的咖啡作物，但是現在，情況已經發生了變化。」羅德里格斯說。
要想在危機中求生，咖啡作物必須擁有更強的適應能力。正如美國北卡羅來納州反文化咖啡公司總裁布雷特·史密斯（Brett Smith）比喻的那樣，選擇咖啡作物的基因，就像是「僅有少數幾隻股票可供挑選的證券投資組合」。史密斯對於席林及其研究夥伴充滿信心，儘管這場「咖啡保衛戰」才剛剛打響。
最後，唯一的疑問就是相關研究是否能及時完成。「如果能在10年前就完成這些研究工作，那麼我們今天也就不必面對這些棘手的問題了。」美國精品咖啡協會執行理事萊因哈特說，「而現在，如果我們還不開始工作，時間將會更加緊迫，咖啡也許再也等不到明天的來臨了。」
（作者：希拉里·羅斯納/Hillary Rosner；翻譯：談笑；審校：李冀）
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