Voordat ziekten zo'n 3 miljard of meer soorten uitroeiden, speelde deze boom een ​​belangrijke rol in de opbouw van een geïndustrialiseerd Amerika. Om hun verloren glorie te herstellen, moeten we de natuur wellicht omarmen en herstellen.
Ergens in 1989 kreeg Herbert Darling een telefoontje: een jager vertelde hem dat hij een hoge Amerikaanse kastanjeboom was tegengekomen op Darlings terrein in de Zor Valley in het westen van de staat New York. Darling wist dat kastanjebomen ooit een van de belangrijkste bomen in het gebied waren. Hij wist ook dat een dodelijke schimmel de soort meer dan anderhalve eeuw lang bijna had uitgeroeid. Toen hij het verhaal van de jager hoorde over een levende kastanjeboom, met een stam van zestig centimeter lang die tot een gebouw van vijf verdiepingen reikte, twijfelde hij eraan. "Ik weet niet zeker of ik geloof dat hij weet wat het is," zei Darling.
Toen Darling de boom vond, was het alsof hij naar een mythisch figuur keek. Hij zei: "Het was zo eenvoudig en perfect om er een exemplaar van te maken - geweldig." Maar Darling zag ook dat de boom aan het afsterven was. Sinds het begin van de twintigste eeuw werd de boom getroffen door dezelfde epidemie, die naar schatting al 3 miljard of meer doden heeft veroorzaakt. Dit is de eerste door de mens overgedragen ziekte die in de moderne geschiedenis voornamelijk bomen vernietigt. Darling dacht: als hij die boom niet kan redden, dan red ik in ieder geval de zaden. Er is alleen één probleem: de boom doet niets omdat er geen andere kastanjebomen in de buurt zijn die hem kunnen bestuiven.
Darling is een ingenieur die technische methoden gebruikt om problemen op te lossen. De volgende juni, toen de lichtgele bloemen verspreid stonden in de groene kruin van de boom, vulde Darling hagelpatronen met kruit, afkomstig van de mannelijke bloemen van een andere kastanjeboom die hij had leren kennen, en reed naar het noorden. De reis duurde anderhalf uur. Hij schoot de boom vanuit de gehuurde helikopter. (Hij runt een succesvol bouwbedrijf dat zich extravagantie kan veroorloven.) Deze poging mislukte. Het jaar daarop probeerde Darling het opnieuw. Deze keer sleepten hij en zijn zoon de steigers naar de kastanjebomen op de top van de heuvel en bouwden in ruim twee weken een platform van 24 meter hoog. Mijn lieve zoon klom in de kruin en schrobde de bloemen, waaronder de wormachtige bloemen van een andere kastanjeboom.
Die herfst produceerden de takken van Darlings boom vruchtbare, met groene doorns bedekte vruchtjes. Deze doorns waren zo dik en scherp dat ze voor cactusdoorns aangezien konden worden. De oogst is niet groot, er zijn ongeveer 100 noten, maar Darling heeft er een paar geplant en de hoop gevestigd op een betere toekomst. Hij en een vriend namen ook contact op met Charles Maynard en William Powell, twee boomgenetici aan de State University of New York School of Environmental Science and Forestry in Syracuse (Chuck en Bill waren overleden). Zij waren daar onlangs een kleinschalig onderzoeksproject naar kastanjes gestart. Darling gaf hen een paar kastanjes en vroeg de wetenschappers of ze die konden gebruiken om de kastanjeboom terug te brengen. Darling zei: "Dit lijkt me een geweldig idee." "Voor het hele oosten van de Verenigde Staten." Een paar jaar later stierf echter zijn eigen boom.
Sinds de Europeanen zich in Noord-Amerika vestigden, is het verhaal over de bossen van het continent grotendeels verloren gegaan. Het voorstel van Darling wordt echter door velen beschouwd als een van de meest veelbelovende mogelijkheden om dit verhaal te herzien. Eerder dit jaar schonk de Templeton World Charity Foundation het project van Maynard en Powell een groot deel van zijn geschiedenis, en deze inspanning maakte het mogelijk om een ​​kleinschalig project dat meer dan 3 miljoen dollar had gekost, te ontmantelen. Het was de grootste schenking die ooit aan de universiteit is gedaan. Het onderzoek van genetici dwingt milieuactivisten om op een nieuwe en soms ongemakkelijke manier te erkennen dat het herstellen van de natuur niet per se betekent dat we terugkeren naar een intact paradijs. Het kan eerder betekenen dat we de rol die we hebben aangenomen, omarmen: die van de architect van alles, inclusief de natuur.
Kastanjebladeren zijn lang en getand en lijken op twee kleine groene zaagbladen die rug aan rug met elkaar verbonden zijn door de centrale nerf van het blad. Aan het ene uiteinde zitten twee bladeren vast aan een steel. Aan het andere uiteinde vormen ze een scherpe punt, die vaak naar de zijkant gebogen is. Deze onverwachte vorm snijdt door het stille groen en de zandduinen in het bos, en de verwondering die wandelaars opwekten, trok de aandacht en herinnerde hen aan hun tocht door het bos dat ooit vele machtige bomen telde.
Alleen door literatuur en herinneringen kunnen we deze bomen volledig begrijpen. Lucille Griffin, directeur van de American Chestnut Collaborator Foundation, schreef ooit dat je daar kastanjes zult zien die zo rijk zijn aan vruchten dat de crèmekleurige, langwerpige bloemen aan de boom in de lente "als schuimende golven van de heuvel rollen", wat herinneringen aan grootvaders oproept. In de herfst barst de boom opnieuw uit zijn voegen, ditmaal met stekelige schillen die de zoetheid bedekken. "Toen de kastanjes rijp waren, verzamelde ik in de winter een halve bushel", schreef een levendige Thoreau in "Walden". "In die tijd was het heel spannend om door het eindeloze kastanjebos in Lincoln te zwerven."
Kastanjes zijn zeer betrouwbaar. In tegenstelling tot eikenbomen, die slechts eens in de paar jaar eikels laten vallen, produceren kastanjebomen elk najaar een grote hoeveelheid noten. Kastanjes zijn ook gemakkelijk te verteren: je kunt ze pellen en rauw opeten. (Probeer eikels te gebruiken die rijk zijn aan tannines - of doe het niet.) Iedereen eet kastanjes: herten, eekhoorns, beren, vogels, mensen. De boeren laten hun varkens los en laten ze vetmesten in het bos. Tijdens Kerstmis reden treinen vol kastanjes vanuit de bergen naar de stad. Ja, ze werden inderdaad verbrand bij het vreugdevuur. "Er wordt gezegd dat boeren in sommige gebieden meer verdienen aan de verkoop van kastanjes dan aan alle andere landbouwproducten samen", aldus William L. Bray, de eerste decaan van de school waar Maynard en Powell later werkten. Geschreven in 1915. Het is de boom van het volk, waarvan de meeste in het bos groeien.
Het levert echter meer op dan alleen voedsel. Kastanjebomen kunnen wel 36 meter hoog worden, en de eerste 15 meter worden niet aangetast door takken of knoesten. Dit is de droom van elke houthakker. Hoewel het niet het mooiste of sterkste hout is, groeit het zeer snel, vooral wanneer het na het kappen opnieuw uitloopt, en rot het niet. Naarmate de duurzaamheid van spoorbielzen en telefoonpalen belangrijker werd dan esthetiek, droeg kastanjehout bij aan de industrialisatie van Amerika. Duizenden schuren, hutten en kerken van kastanjehout staan ​​er nog steeds; een auteur schatte in 1915 dat dit de meest gekapte boomsoort in de Verenigde Staten was.
In het grootste deel van het oosten – van Mississippi tot Maine en van de Atlantische kust tot de Mississippi – is de kastanjeboom een ​​van de meest voorkomende soorten. Maar in de Appalachen was het een gigantische boom. Miljarden kastanjebomen leven in deze bergen.
Het is toepasselijk dat Fusarium-verwelking voor het eerst opdook in New York, de toegangspoort tot veel Amerikanen. In 1904 werd een vreemde infectie ontdekt op de bast van een bedreigde kastanjeboom in de Bronx Zoo. Onderzoekers stelden al snel vast dat de schimmel die bacteriële verwelking veroorzaakte (later Cryphonectria parasitica genoemd) al in 1876 via geïmporteerde Japanse bomen was binnengekomen. (Er zit doorgaans een tijdsverschil tussen de introductie van een soort en de ontdekking van duidelijke problemen.)
Al snel meldden mensen in verschillende staten dat bomen afstierven. In 1906 publiceerde William A. Murrill, een mycoloog van de Botanische Tuin van New York, het eerste wetenschappelijke artikel over de ziekte. Murrill wees erop dat deze schimmel een geelbruine blaarvorming op de bast van de kastanjeboom veroorzaakt, waardoor de bast uiteindelijk rond de stam wordt aangetast. Wanneer voedingsstoffen en water niet langer via de bastvaten onder de bast kunnen stromen, sterft alles boven de aangetaste bast af.
Sommige mensen kunnen zich niet voorstellen – of willen niet dat anderen zich voorstellen – dat een boom uit het bos verdwijnt. In 1911 geloofde Sober Paragon Chestnut Farm, een kleuterschool in Pennsylvania, dat de ziekte "meer was dan alleen een angst". Het langdurige bestaan ​​van onverantwoordelijke journalisten leidde ertoe dat de boerderij in 1913 werd gesloten. Twee jaar eerder had Pennsylvania een commissie voor de bestrijding van de kastanjeziekte bijeengeroepen, die 275.000 dollar (een enorm bedrag voor die tijd) mocht uitgeven, en een pakket bevoegdheden aankondigde om maatregelen te nemen tegen deze plaag, waaronder het recht om bomen op privégrond te kappen. Pathologen adviseerden om alle kastanjebomen binnen een straal van enkele kilometers van de belangrijkste infectiehaard te verwijderen om brandpreventie te bewerkstelligen. Maar het bleek dat deze schimmel kon overspringen naar niet-geïnfecteerde bomen en dat de sporen ervan werden verspreid door wind, vogels, insecten en mensen. Het plan werd daarom afgeblazen.
Tegen 1940 waren er vrijwel geen grote kastanjebomen meer aangetast. Tegenwoordig is de waarde van miljarden dollars verloren gegaan. Omdat fusariumverwelking niet in de grond kan overleven, blijven kastanjewortels uitlopen en er staan ​​er nog steeds meer dan 400 miljoen in het bos. Fusariumverwelking vond echter een reservoir in de eikenboom, waar het kon overleven zonder noemenswaardige schade aan te richten. Van daaruit verspreidt het zich snel naar nieuwe kastanjeknoppen en laat ze afsterven, meestal lang voordat ze in bloei komen.
De houtindustrie heeft alternatieven gevonden: eiken, dennen, walnoten en essen. De leerlooierij, een andere belangrijke industrie die afhankelijk is van kastanjebomen, is overgestapt op synthetische looistoffen. Voor veel arme boeren is er geen alternatief: geen enkele andere inheemse boomsoort voorziet boeren en hun dieren van gratis, betrouwbare en overvloedige calorieën en eiwitten. De kastanjeziekte heeft een einde gemaakt aan een gangbare praktijk van zelfvoorzienende landbouw in de Appalachen, waardoor de mensen in het gebied voor een duidelijke keuze komen te staan: in een kolenmijn gaan werken of vertrekken. Historicus Donald Davis schreef in 2005: "Door de dood van de kastanjebomen sterft de hele wereld, waardoor de overlevingsgewoonten die al meer dan vier eeuwen in de Appalachen bestaan, verdwijnen."
Powell groeide op ver weg van de Appalachen en kastanjes. Zijn vader diende in de luchtmacht en verhuisde met zijn familie naar Indiana, Florida, Duitsland en de oostkust van Maryland. Hoewel hij zijn carrière in New York doorbracht, behielden zijn toespraken de openhartigheid van het Midwesten en de subtiele, maar merkbare vooringenomenheid van het Zuiden. Zijn eenvoudige manieren en simpele kledingstijl vullen elkaar perfect aan, met jeans en een schijnbaar eindeloze variatie aan geruite overhemden. Zijn favoriete uitroep is "wow".
Powell wilde dierenarts worden, totdat een hoogleraar genetica hem hoop gaf op een nieuwe, groenere landbouw gebaseerd op genetisch gemodificeerde planten die zichzelf kunnen beschermen tegen insecten en ziekten. "Ik dacht: wow, is het niet geweldig om planten te kweken die je beschermen tegen plagen, zonder dat je er pesticiden op hoeft te spuiten?", zei Powell. "Natuurlijk is de rest van de wereld het daar niet mee eens."
Toen Powell in 1983 aan de研究生opleiding van de Utah State University begon, vond hij dat niet erg. Hij kwam echter terecht in het laboratorium van een bioloog die werkte aan een virus dat de schimmelziekte kon verzwakken. Hun pogingen om dit virus te gebruiken verliepen niet bepaald succesvol: het verspreidde zich niet vanzelf van boom tot boom, dus moest het worden aangepast voor tientallen verschillende schimmelsoorten. Desondanks was Powell gefascineerd door het verhaal van de omgevallen grote boom en bood hij een wetenschappelijke oplossing voor het ontstaan ​​van door mensen veroorzaakte tragische fouten. Hij zei: "Door het slechte beheer van onze goederen die over de hele wereld worden vervoerd, hebben we per ongeluk ziekteverwekkers geïmporteerd." "Ik dacht: Wauw, dit is interessant. Er is een kans om het terug te brengen."
Powell was niet de eerste poging om verliezen te beperken. Nadat duidelijk was geworden dat de Amerikaanse kastanjebomen gedoemd waren te mislukken, probeerde het Amerikaanse ministerie van landbouw (USDA) Chinese kastanjebomen te planten, een verwante soort die beter bestand is tegen verwelking, om te onderzoeken of deze soort de Amerikaanse kastanjebomen kon vervangen. Kastanjebomen groeien echter vooral in de breedte en lijken meer op fruitbomen dan op fruitbomen. Ze werden in het bos overschaduwd door eiken en andere Amerikaanse reuzen. Hun groei werd belemmerd of ze stierven simpelweg. Wetenschappers probeerden ook kastanjebomen uit de Verenigde Staten en China met elkaar te kruisen, in de hoop een boom te creëren met de positieve eigenschappen van beide. De pogingen van de overheid mislukten en werden gestaakt.
Powell ging uiteindelijk werken aan de State University of New York School of Environmental Science and Forestry, waar hij Chuck Maynard ontmoette, een geneticus die bomen in het laboratorium plantte. Slechts enkele jaren eerder hadden wetenschappers het eerste genetisch gemodificeerde plantenweefsel gecreëerd – door een gen toe te voegen dat tabak resistent maakt tegen antibiotica, puur voor technische demonstraties en niet voor commercieel gebruik. Maynard begon te experimenteren met nieuwe technologieën, terwijl hij op zoek was naar nuttige toepassingen. In die tijd had Darling wat zaadjes en een uitdaging: het herstellen van Amerikaanse kastanjebomen.
In duizenden jaren van traditionele plantenveredeling hebben boeren (en recentelijk ook wetenschappers) variëteiten met gewenste eigenschappen gekruist. Vervolgens worden de genen op natuurlijke wijze met elkaar vermengd, en kiezen mensen veelbelovende combinaties voor een hogere kwaliteit – grotere, smakelijkere vruchten of ziekteresistentie. Meestal duurt het meerdere generaties om een ​​product te produceren. Dit proces is traag en enigszins verwarrend. Darling vroeg zich af of deze methode een boom zou opleveren die net zo goed was als de wilde natuur. Hij zei tegen me: "Ik denk dat we het beter kunnen doen."
Genetische manipulatie betekent meer controle: zelfs als een specifiek gen afkomstig is van een niet-verwante soort, kan het voor een specifiek doel worden geselecteerd en in het genoom van een ander organisme worden ingevoegd. (Organismen met genen van verschillende soorten worden "genetisch gemodificeerd" genoemd. Recent hebben wetenschappers technieken ontwikkeld om het genoom van doelorganismen rechtstreeks te bewerken.) Deze technologie belooft ongekende precisie en snelheid. Powell is van mening dat dit zeer geschikt lijkt voor Amerikaanse kastanjebomen, die hij "bijna perfecte bomen" noemt: sterk, hoog en rijk aan voedselbronnen, die slechts een zeer specifieke correctie nodig hebben: resistentie tegen bacteriële bladvlekkenziekte.
Ik ben het er helemaal mee eens. Hij zei: "We moeten ingenieurs in ons bedrijf hebben." "Van bouw tot bouw is dit gewoon een vorm van automatisering."
Powell en Maynard schatten dat het wel tien jaar kan duren om de genen te vinden die resistentie verlenen, technologie te ontwikkelen om ze aan het kastanjegenoom toe te voegen en ze vervolgens te kweken. "We gokken maar wat", zei Powell. "Niemand heeft genen die resistentie tegen schimmels verlenen. We zijn echt helemaal vanaf nul begonnen."
Darling zocht steun bij de American Chestnut Foundation, een non-profitorganisatie die begin jaren tachtig was opgericht. De leider van de stichting vertelde hem dat hij eigenlijk verloren was. Ze waren voorstander van hybridisatie en bleven waakzaam ten aanzien van genetische manipulatie, wat op verzet stuitte van milieuactivisten. Daarom richtte Darling zijn eigen non-profitorganisatie op om genetisch manipulatieonderzoek te financieren. Powell zei dat de organisatie de eerste cheque uitschreef aan Maynard en Powell voor een bedrag van $30.000. (In 1990 werd de nationale organisatie hervormd en accepteerde Darlings afscheidingsgroep als eerste afdeling op staatsniveau, maar sommige leden bleven sceptisch of ronduit vijandig tegenover genetische manipulatie.)
Maynard en Powell gingen aan de slag. Vrijwel meteen bleek hun geschatte tijdschema onrealistisch. Het eerste obstakel was uitzoeken hoe je kastanjes in het laboratorium kunt kweken. Maynard probeerde kastanjebladeren en groeihormoon te mengen in een ronde, ondiepe plastic petrischaal, een methode die gebruikt wordt om populieren te kweken. Het bleek echter onrealistisch. Nieuwe bomen zouden geen wortels en scheuten ontwikkelen uit gespecialiseerde cellen. Maynard zei: "Ik ben wereldleider in het doden van kastanjebomen." Een onderzoeker van de Universiteit van Georgia, Scott Merkle, leerde Maynard uiteindelijk hoe hij van bestuiving naar de volgende stap moest gaan: het planten van kastanjebomen in embryo's in het ontwikkelingsstadium.
Het vinden van het juiste gen – Powells werk – bleek ook een uitdaging. Hij besteedde jaren aan onderzoek naar een antibacteriële verbinding op basis van kikkergenen, maar gaf het onderzoek op omdat hij bang was dat het publiek bomen met kikkers niet zou accepteren. Hij zocht ook naar een gen tegen bacteriële bladvlekkenziekte bij kastanjes, maar ontdekte dat de bescherming van de boom vele genen vereist (ze identificeerden er minstens zes). In 1997 kwam een ​​collega terug van een wetenschappelijke bijeenkomst en noteerde een samenvatting en presentatie. Powell zag een titel: "Expressie van oxalaatoxidase in transgene planten biedt resistentie tegen oxalaat en oxalaatproducerende schimmels". Uit zijn virusonderzoek wist Powell dat verwelkingsschimmels oxaalzuur afscheiden om de bast van kastanjes te doden en verteerbaar te maken. Powell realiseerde zich dat als de kastanjeboom zijn eigen oxalaatoxidase (een speciaal eiwit dat oxalaat kan afbreken) kan produceren, hij zichzelf zou kunnen verdedigen. Hij zei: "Dat was mijn eureka-moment."
Het bleek dat veel planten een gen bezitten waarmee ze oxalaatoxidase kunnen produceren. Van de onderzoeker die de lezing gaf, kreeg Powell een variant van tarwe. Promovendus Linda Polin McGuigan verbeterde de "genkanon"-technologie om genen in kastanje-embryo's te brengen, in de hoop dat ze in het DNA van het embryo konden worden ingevoegd. Het gen bleef tijdelijk in het embryo aanwezig, maar verdween vervolgens. Het onderzoeksteam gaf deze methode op en stapte over op een bacterie die al lang geleden een methode had ontwikkeld om het DNA van andere organismen te knippen en hun genen in te voegen. In de natuur voegen micro-organismen genen toe die de gastheer dwingen om bacterieel voedsel te produceren. Genetici manipuleerden deze bacterie zodat deze elk gewenst gen kan invoegen. McGuigan verkreeg zo de mogelijkheid om op betrouwbare wijze tarwegenen en markerproteïnen aan kastanje-embryo's toe te voegen. Wanneer het eiwit onder een microscoop wordt bestraald, zendt het groen licht uit, wat wijst op een succesvolle invoeging. (Het team stopte al snel met het gebruik van markerproteïnen - niemand wilde een boom die kon oplichten.) Maynard noemde de methode "het meest elegante ter wereld."
In de loop der tijd bouwden Maynard en Powell een soort assemblagelijn voor kastanjebomen, die zich nu uitstrekt over meerdere verdiepingen van een prachtig bakstenen onderzoeksgebouw voor bosbouw uit de jaren 60, evenals de gloednieuwe "Biotech Accelerator"-faciliteit buiten de campus. Het proces begint met het selecteren van embryo's die ontkiemen uit genetisch identieke cellen (de meeste in het laboratorium gemaakte embryo's doen dit niet, dus het is zinloos om klonen te maken) en het inbrengen van tarwegenen. Embryonale cellen zijn, net als agar, een puddingachtige substantie die uit algen wordt gewonnen. Om het embryo tot een boom te laten uitgroeien, voegden de onderzoekers groeihormoon toe. Honderden kubusvormige plastic bakjes met kleine, wortelloze kastanjeboompjes passen op een plank onder een krachtige tl-lamp. Ten slotte brachten de wetenschappers wortelhormoon aan, plantten hun oorspronkelijke boompjes in potten gevuld met aarde en plaatsten ze in een temperatuurgecontroleerde groeikamer. Het is niet verwonderlijk dat de bomen in het laboratorium er buiten slecht aan toe zijn. Daarom koppelden de onderzoekers ze aan wilde bomen om hardere, maar nog steeds resistente exemplaren te produceren voor veldproeven.
Twee zomers geleden liet Hannah Pilkey, een promovenda in Powells lab, me zien hoe dit moest. Ze kweekte de schimmel die bacteriële bladvlekkenziekte veroorzaakt in een klein plastic petrischaaltje. In deze afgesloten vorm ziet de lichtoranje ziekteverwekker er goedaardig en bijna mooi uit. Het is moeilijk voor te stellen dat het de oorzaak is van massale sterfte en verwoesting.
De giraffe op de grond knielde neer, markeerde een deel van vijf millimeter van een jonge boom, maakte drie precieze sneetjes met een scalpel en smeerde de schimmelziekte op de wond. Ze plakte de sneetjes af met een stukje plastic folie. Ze zei: "Het is net een pleister." Omdat dit een niet-resistente "controle"-boom is, verwacht ze dat de oranje infectie zich snel vanuit de inoculatieplek zal verspreiden en uiteindelijk de kleine stengels zal omringen. Ze liet me enkele bomen zien die tarwegenen bevatten en die ze eerder had behandeld. De infectie is beperkt tot de snee, zoals de dunne oranje randjes vlak bij de kleine opening.
In 2013 kondigden Maynard en Powell hun succes in genetisch gemodificeerd onderzoek aan: 109 jaar na de ontdekking van de Amerikaanse kastanjeziekte hadden ze bomen gecreëerd die zich schijnbaar zelf konden verdedigen, zelfs tegen grote hoeveelheden verwelkingsschimmels. Ter ere van hun eerste en meest genereuze donor, die ongeveer $250.000 investeerde, hebben onderzoekers bomen naar hem vernoemd. Een van deze bomen heet Darling 58.
De jaarlijkse bijeenkomst van de New Yorkse afdeling van de American Chestnut Foundation werd gehouden in een bescheiden hotel buiten New Paltz op een regenachtige zaterdag in oktober 2018. Ongeveer vijftig mensen waren bijeengekomen. Deze bijeenkomst was deels een wetenschappelijke bijeenkomst en deels een bijeenkomst om kastanjes uit te wisselen. Achter in een kleine vergaderruimte wisselden de leden Ziploc-zakjes vol kastanjes uit. Dit was de eerste keer in 28 jaar dat Darling of Maynard niet aanwezig waren. Gezondheidsproblemen hielden hen beiden tegen. "We doen dit al zo lang, en bijna elk jaar houden we een stilte voor de overledenen", vertelde Allen Nichols, de voorzitter van de vereniging, me. Desondanks heerst er nog steeds een optimistische stemming: de genetisch gemodificeerde boom heeft jarenlange, zware veiligheids- en werkzaamheidstests doorstaan.
De leden van de afdeling gaven een gedetailleerde inleiding over de conditie van elke grote kastanjeboom in de staat New York. Pilkey en andere promovendi legden uit hoe je stuifmeel verzamelt en bewaart, hoe je kastanjebomen kweekt onder kunstlicht en hoe je de grond die besmet is met kastanjeziekte kunt behandelen om de levensduur van de bomen te verlengen. De mensen met kastanjebomen, van wie velen hun eigen bomen bestuiven en kweken, stelden vragen aan de jonge wetenschappers.
Powell ging op de grond zitten, gekleed in wat een onofficieel uniform voor dit hoofdstuk leek te zijn: een overhemd met kraag in zijn spijkerbroek. Zijn vastberaden streven – een dertigjarige carrière gewijd aan Herb Darlings doel om de kastanjeboom terug te winnen – is zeldzaam onder academische wetenschappers, die doorgaans onderzoek doen in een financieringscyclus van vijf jaar, waarna de veelbelovende resultaten aan anderen worden overgedragen voor commercialisering. Don Leopold, een collega van Powell op de afdeling Milieuwetenschappen en Bosbouw, vertelde me: "Hij is zeer attent en gedisciplineerd." "Hij trekt de gordijnen dicht. Hij laat zich niet afleiden door zoveel andere dingen." Toen het onderzoek eindelijk vooruitgang boekte, namen de bestuurders van de State University of New York (SUNY) contact met hem op en vroegen een patent aan voor zijn boom, zodat de universiteit er profijt van kon hebben, maar Powell weigerde. Hij zei dat genetisch gemodificeerde bomen net als primitieve kastanjebomen zijn en de mens dienen. Powells mensen zijn in deze kamer aanwezig.
Maar hij waarschuwde hen: Na de meeste technische obstakels te hebben overwonnen, staan ​​genetisch gemodificeerde bomen nu mogelijk voor de grootste uitdaging: de Amerikaanse overheid. Enkele weken geleden diende Powell een dossier van bijna 3000 pagina's in bij de Animal and Plant Health Inspection Service van het Amerikaanse ministerie van landbouw, die verantwoordelijk is voor de goedkeuring van genetisch gemodificeerde planten. Hiermee begint het goedkeuringsproces van het agentschap: de aanvraag beoordelen, publieke reacties verzamelen, een milieueffectrapportage opstellen, opnieuw publieke reacties verzamelen en een besluit nemen. Dit werk kan meerdere jaren duren. Als er geen besluit wordt genomen, kan het project stil komen te liggen. (De eerste openbare inspraakronde is nog niet geopend.)
De onderzoekers zijn van plan om nog meer verzoeken in te dienen bij de Food and Drug Administration (FDA) om de voedselveiligheid van genetisch gemodificeerde noten te laten controleren. Ook zal de Environmental Protection Agency (EPA) de milieueffecten van deze boom beoordelen in het kader van de federale pesticidenwetgeving, die van toepassing is op alle genetisch gemodificeerde planten. "Dit is ingewikkelder dan wetenschap!" riep iemand uit het publiek.
“Ja,” beaamde Powell. “Wetenschap is interessant. Het is frustrerend.” (Hij vertelde me later: “Toezicht door drie verschillende instanties is overdreven. Het remt innovatie in de milieubescherming echt af.”)
Om te bewijzen dat hun boom veilig is, voerde het team van Powell verschillende tests uit. Ze gaven oxalaatoxidase aan het stuifmeel van bijen. Ze maten de groei van nuttige schimmels in de bodem. Ze lieten de bladeren in water liggen en onderzochten de invloed ervan. In geen van de onderzoeken werden nadelige effecten waargenomen – sterker nog, de prestaties van het genetisch gemodificeerde dieet waren zelfs beter dan die van de bladeren van sommige ongemodificeerde bomen. Wetenschappers stuurden de noten naar het Oak Ridge National Laboratory en andere laboratoria in Tennessee voor analyse en vonden geen verschillen met noten geproduceerd door ongemodificeerde bomen.
Dergelijke resultaten zullen toezichthouders wellicht geruststellen. Ze zullen activisten die zich tegen GGO's verzetten echter vrijwel zeker niet tevreden stellen. John Dougherty, een gepensioneerd wetenschapper van Monsanto, verleende Powell gratis advies. Hij noemde deze tegenstanders de "oppositie". Al decennia waarschuwen milieuorganisaties dat het overbrengen van genen tussen verre verwante soorten onbedoelde gevolgen kan hebben, zoals het creëren van een "superonkruid" dat natuurlijke planten overtreft, of het introduceren van vreemde genen die schadelijke mutaties in het DNA van de gastheer kunnen veroorzaken. Ze vrezen ook dat bedrijven genetische manipulatie gebruiken om patenten te verkrijgen en organismen te controleren.
Powell verklaarde dat hij geen geld rechtstreeks van de industrie had ontvangen en benadrukte dat de donatie aan het laboratorium "niet aan bepaalde bronnen was gekoppeld". Brenda Jo McManama, organisator van het "Indigenous Environmental Network", wees echter op een overeenkomst uit 2010 waarin Monsanto de Chestnut Foundation en haar partnerorganisatie in New York twee patenten voor genetische modificatie verleende. (Powell zei dat bijdragen van de industrie, waaronder Monsanto, minder dan 4% van het totale werkkapitaal uitmaken.) McManama vermoedt dat Monsanto (overgenomen door Bayer in 2018) in het geheim een ​​patent probeert te verkrijgen door een toekomstig project te steunen. "Monsan is puur kwaad", zei ze openhartig.
Powell zei dat het patent in de overeenkomst uit 2010 is verlopen en dat hij door de details van zijn boom in de wetenschappelijke literatuur openbaar te maken, ervoor heeft gezorgd dat de boom niet gepatenteerd kan worden. Hij besefte echter dat dit niet alle zorgen zou wegnemen. Hij zei: "Ik weet dat iemand zal zeggen dat je gewoon een lokvogel bent voor Monsanto." "Wat kun je eraan doen? Er is niets wat je kunt doen."
Ongeveer vijf jaar geleden concludeerden de leiders van de American Chestnut Foundation dat ze hun doelen niet alleen met hybridisatie konden bereiken, en daarom accepteerden ze Powells genetische modificatieprogramma. Deze beslissing leidde tot enige onenigheid. In maart 2019 nam Lois Breault-Melican, de voorzitter van de afdeling Massachusetts-Rhode Island van de Foundation, ontslag, onder verwijzing naar het argument van het Global Justice Ecology Project (GJEC), een anti-genetische modificatieorganisatie gevestigd in Buffalo; haar echtgenoot Denis Melican verliet ook het bestuur. Dennis vertelde me dat het echtpaar zich vooral zorgen maakte dat Powells kastanjebomen een "Trojaans paard" zouden blijken te zijn, dat de weg zou vrijmaken voor andere commerciële bomen om door middel van genetische modificatie te worden verbeterd.
Susan Offutt, een landbouweconoom, is voorzitter van de commissie van de National Academy of Sciences, Engineering and Medicine die in 2018 onderzoek deed naar bosbiotechnologie. Ze wees erop dat het regelgevingsproces van de overheid zich richt op de beperkte kwestie van biologische risico's en dat bredere maatschappelijke zorgen, zoals die van anti-GMO-activisten, vrijwel nooit in overweging worden genomen. "Wat is de intrinsieke waarde van het bos?", vroeg ze, als voorbeeld van een probleem dat het proces niet heeft opgelost. "Hebben bossen hun eigen waarde? Hebben we een morele verplichting om hiermee rekening te houden bij het nemen van beslissingen over ingrepen?"
De meeste wetenschappers met wie ik heb gesproken, hebben weinig reden tot bezorgdheid over de bomen van Powell, omdat het bos al veel schade heeft geleden: houtkap, mijnbouw, bebouwing en talloze insecten en ziekten die bomen vernietigen. Kastanjeverwelking is daar een van de meest voorkomende. "We introduceren voortdurend nieuwe, complete organismen", aldus Gary Lovett, bosecoloog bij het Cary Ecosystem Institute in Millbrook, New York. "De impact van genetisch gemodificeerde kastanjes is veel kleiner."
Donald Waller, een bosecoloog die onlangs met pensioen is gegaan aan de Universiteit van Wisconsin-Madison, ging nog een stap verder. Hij vertelde me: "Aan de ene kant schets ik een evenwicht tussen risico en beloning. Aan de andere kant blijf ik me afvragen welke risico's er zijn." Deze genetisch gemodificeerde boom kan een bedreiging vormen voor het bos. Daarentegen "staat de pagina onder de beloning vol met inkt." Hij zei dat een kastanjeboom die niet snel verwelkt, uiteindelijk de overwinning zal behalen in dit belegerde bos. Mensen hebben hoop nodig. Mensen hebben symbolen nodig.
Powell blijft doorgaans kalm, maar sceptici van genetische manipulatie kunnen hem wel van zijn stuk brengen. Hij zei: "Het slaat nergens op." "Het is niet gebaseerd op wetenschap." Als ingenieurs betere auto's of smartphones maken, klaagt niemand, dus hij wil weten wat er mis is met beter ontworpen bomen. "Dit is een hulpmiddel dat kan helpen," zei Powell. "Waarom zeggen jullie dat we dit hulpmiddel niet mogen gebruiken? We kunnen een kruiskopschroevendraaier gebruiken, maar geen gewone schroevendraaier, en andersom?"
Begin oktober 2018 vergezelde ik Powell naar een veldstation in een rustig gebied ten zuiden van Syracuse. Hij hoopte dat de Amerikaanse kastanjesoort daar een betere toekomst zou hebben. Het terrein is vrijwel verlaten en het is een van de weinige plekken waar bomen mogen groeien. De hoge dennen- en lariksenplantages, het resultaat van een lang geleden stopgezet onderzoeksproject, hellen naar het oosten, weg van de overheersende wind, waardoor het gebied een ietwat griezelige sfeer heeft.
Onderzoeker Andrew Newhouse van het laboratorium van Powell werkt al aan een van de beste bomen voor wetenschappers: een wilde kastanjeboom uit het zuiden van Virginia. De boom is ongeveer 7,5 meter hoog en groeit in een willekeurig aangelegde kastanjeboomgaard, omgeven door een 3 meter hoog hertenhek. Aan de uiteinden van enkele takken van de boom was een schooltas vastgebonden. Newhouse legde uit dat de plastic tas aan de binnenkant gevangen zat in Darling 58-pollen, waar wetenschappers in juni om hadden gevraagd, terwijl de metalen netzak aan de buitenkant de eekhoorns weghield van de groeiende klitten. De hele opstelling staat onder strikt toezicht van het Amerikaanse ministerie van Landbouw; vóór de deregulering moesten pollen of noten van bomen met genetisch toegevoegde genen in het hek of in het laboratorium van de onderzoeker worden geïsoleerd.
Newhouse manipuleerde de takken met een intrekbare snoeischaar. Door aan een touw te trekken, brak het blad en viel de zak eraf. Newhouse ging snel naar de volgende tak met een zak en herhaalde het proces. Powell verzamelde de gevallen zakken en deed ze in een grote plastic vuilniszak, net zoals bij het omgaan met biologisch gevaarlijke materialen.
Na terugkomst in het laboratorium maakten Newhouse en Hannah Pilkey de zak leeg en haalden ze snel de bruine noten uit de groene klitten. Ze letten er goed op dat de stekels niet in hun huid prikken, wat een beroepsrisico is bij onderzoek naar kastanjes. In het verleden waren ze dol op alle kostbare genetisch gemodificeerde noten. Deze keer hadden ze er eindelijk een heleboel: meer dan 1000. "We zijn allemaal dolblij", zei Pilkey.
Later die middag bracht Powell de kastanjes naar het kantoor van Neil Patterson in de lobby. Het was Indigenous Peoples Day (Columbusdag), en Patterson, adjunct-directeur van het Center for Indigenous Peoples and the Environment van ESF, was net terug van een bezoek aan een deel van de campus, waar hij een demonstratie over inheemse voeding had gegeven. Zijn twee kinderen en nichtje speelden op de computer in het kantoor. Iedereen pelde en at de kastanjes op. "Ze zijn nog een beetje groen," zei Powell met spijt.
Powells gift is veelzijdig. Hij verspreidt zaden in de hoop Pattersons netwerk te gebruiken om kastanjebomen in nieuwe gebieden te planten, waar ze binnen enkele jaren genetisch gemodificeerd stuifmeel kunnen ontvangen. Daarnaast heeft hij zich ook beziggehouden met behendige kastanjediplomatie.
Toen Patterson in 2014 bij ESF in dienst trad, ontdekte hij dat Powell experimenteerde met genetisch gemodificeerde bomen, op slechts enkele kilometers afstand van het woongebied van de Onondaga Nation. Dit gebied ligt in een bos een paar kilometer ten zuiden van Syracuse. Patterson besefte dat als het project zou slagen, ziekteresistentiegenen uiteindelijk in het land terecht zouden komen en zich zouden vermengen met de overgebleven kastanjebomen, waardoor het bos, dat essentieel is voor de identiteit van Onondaga, zou veranderen. Hij hoorde ook over de zorgen die activisten, waaronder leden van inheemse gemeenschappen, ertoe drijven zich elders tegen genetisch gemodificeerde organismen te verzetten. Zo verbood de Yurok-stam in 2015 bijvoorbeeld GMO-reservaten in Noord-Californië vanwege de vrees voor mogelijke besmetting van hun gewassen en zalmvisserij.
“Ik besef dat dit ons hier is overkomen; we zouden er op zijn minst over moeten praten,” vertelde Patterson me. Tijdens de bijeenkomst van het Environmental Protection Agency (EPA) in 2015, georganiseerd door ESF, hield Powell een goed voorbereide toespraak voor leden van de inheemse bevolking van New York. Na de toespraak herinnerde Patterson zich dat verschillende leiders zeiden: “We moeten bomen planten!” Hun enthousiasme verraste Patterson. Hij zei: “Ik had het niet verwacht.”
Latere gesprekken lieten echter zien dat maar weinigen zich de rol van de kastanjeboom in hun traditionele cultuur nog echt herinnerden. Pattersons vervolgonderzoek wees uit dat, in een tijd waarin sociale onrust en ecologische vernietiging samenvielen, de Amerikaanse overheid een uitgebreid plan voor gedwongen demobilisatie en assimilatie uitvoerde, en de epidemie uitbrak. Net als veel andere dingen is ook de lokale kastanjecultuur in het gebied verdwenen. Patterson ontdekte ook dat de meningen over genetische manipulatie sterk uiteenlopen. Alfie Jacques, de fabrikant van lacrosse-sticks in Onoda, wil graag sticks van kastanjehout maken en steunt het project. Anderen vinden het risico te groot en verzetten zich daarom tegen de bomen.
Patterson begrijpt deze twee standpunten. Hij zei onlangs tegen me: "Het is net als een mobiele telefoon en mijn kind." Hij wees erop dat zijn kind vanwege de coronapandemie weer thuis is van school. "De ene dag deed ik er alles aan om ze in contact te houden, zodat ze konden leren. De volgende dag dacht ik: laten we die dingen maar wegdoen." Maar jarenlange gesprekken met Powell hebben zijn scepsis afgezwakt. Niet lang geleden vernam hij dat de gemiddelde nakomeling van 58 Darling-bomen de geïntroduceerde genen niet zal hebben, wat betekent dat de oorspronkelijke wilde kastanjebomen in het bos zullen blijven groeien. Patterson zei dat dit een groot probleem oploste.
Tijdens ons bezoek in oktober vertelde hij me dat de reden waarom hij het GM-project niet volledig kon steunen, was dat hij niet wist of Powell zich bekommerde om de mensen die met de boom omgingen, of om de boom zelf. "Ik weet niet wat hij eraan heeft", zei Patterson, terwijl hij op zijn borst tikte. Hij zei dat het alleen nodig is om deze boom terug te krijgen als de relatie tussen mens en kastanjeboom hersteld kan worden.
Hij zei dat hij daarom van plan is de noten die Powell hem gaf te gebruiken om kastanjepudding en -olie te maken. Hij zal deze gerechten meenemen naar het Onondaga-gebied en mensen uitnodigen om de eeuwenoude smaken te herontdekken. Hij zei: "Ik hoop het, het is alsof ik een oude vriend begroet. Je hoeft alleen maar weer in de bus te stappen vanaf waar je de vorige keer bent uitgestapt."
Powell ontving in januari een schenking van 3,2 miljoen dollar van de Templeton World Charity Foundation. Dit stelt hem in staat om verder te gaan met zijn onderzoek, waarbij hij de regelgeving moet doorlopen en zijn focus kan verbreden van genetica naar de daadwerkelijke realisatie van het gehele landschapsherstel. Als de overheid hem groen licht geeft, zullen Powell en wetenschappers van de American Chestnut Foundation het project laten ontplooien. Stuifmeel en de extra genen zullen via de wind of borstel op de wachtende containers met andere bomen worden verspreid, waarna het lot van de genetisch gemodificeerde kastanjebomen zich onafhankelijk van de gecontroleerde experimentele omgeving zal ontvouwen. Ervan uitgaande dat het gen zowel in het veld als in het laboratorium behouden kan blijven, is dit onzeker. Het zal zich bovendien verspreiden in het bos – een ecologisch punt waar wetenschappers naar streven, maar waar radicalen bang voor zijn.
Als een kastanjeboom eenmaal ontspannen is, kun je er dan een kopen? Ja, zei Newhouse, dat was het plan. Onderzoekers wordt elke week gevraagd wanneer er bomen beschikbaar zijn.
In de wereld waarin Powell, Newhouse en hun collega's leven, is het gemakkelijk om het gevoel te krijgen dat het hele land op hun boom wacht. Maar een korte rit noordwaarts vanaf de onderzoeksboerderij door het centrum van Syracuse herinnert je eraan hoe ingrijpend de veranderingen in het milieu en de samenleving zijn geweest sinds het verdwijnen van de Amerikaanse kastanjebomen. Chestnut Heights Drive ligt in een klein stadje ten noorden van Syracuse. Het is een gewone woonstraat met brede opritten, keurig onderhouden gazons en af ​​en toe een kleine sierboom in de voortuin. Het houtbedrijf heeft geen behoefte aan de herintroductie van kastanjebomen. De zelfvoorzienende landbouweconomie gebaseerd op kastanjes is volledig verdwenen. Bijna niemand haalt de zachte, zoete noten meer uit de extreem harde schillen. De meeste mensen weten misschien niet eens dat er niets meer ontbreekt in het bos.
Ik stopte en hield een picknickdiner aan het Onondaga-meer in de schaduw van de grote witte es. De boom was aangetast door felgroene, grijze houtwormen. Ik kon de gaten zien die de insecten in de schors hadden gemaakt. De boom begint zijn bladeren te verliezen en zal over een paar jaar misschien wel afsterven en instorten. Alleen al om hier vanuit mijn huis in Maryland te komen, ben ik langs duizenden dode essen gereden, met kale, hooivorkachtige takken die langs de kant van de weg omhoog staken.
In Appalachia heeft het bedrijf bomen gekapt in een groot gebied rond Bitlahua om de onderliggende steenkool te winnen. Het hart van het steenkoolgebied valt samen met het hart van het voormalige kastanjebos. De American Chestnut Foundation werkte samen met organisaties die bomen plantten op verlaten kolenmijnen, en kastanjebomen groeien nu op duizenden hectares land die door de ramp zijn getroffen. Deze bomen zijn slechts een deel van de hybriden die resistent zijn tegen de kastanjebladerziekte, maar ze zouden wel eens synoniem kunnen worden met een nieuwe generatie bomen die op een dag kunnen concurreren met de oeroude reuzen van het woud.
Afgelopen mei bereikte de concentratie koolstofdioxide in de atmosfeer voor het eerst 414,8 deeltjes per miljoen. Net als andere bomen bestaat het gewicht van Amerikaanse kastanjebomen, exclusief water, uit ongeveer de helft van de koolstof. Weinig gewassen die je op een stuk land kunt verbouwen, kunnen koolstof sneller uit de lucht opnemen dan een groeiende kastanjeboom. Met dat in gedachten opperde een artikel in de Wall Street Journal vorig jaar: "Laten we nog een kastanjeplantage beginnen."