Going Bananas
A. The world’s favourite fruit could disappear forever in 10 years’ time. The banana is among the world’s oldest crops. Agricultural scientists believe that the first edible banana was discovered around ten thousand years ago. It has been at an evolutionary standstill ever since it was first propagated in the jungles of South-East Asia at the end of the last ice age. Normally the wild banana, a giant jungle herb a mass of hard seeds that make the fruit virtually inedible. But now and then, hunter-gatherers must have discovered rare mutant plants that produced seed-less, edible fruits. Geneticists now know that the vast majority of these soft-fruited plants resulted from genetic accidents that gave their cells three copies of each chromosome instead of the usual two. This imbalance prevents seeds and pollen from developing normally, rendering the mutant plants sterile. And that is why some scientists believe the world’s most popular fruit could be doomed. It lacks the genetic diversity to fight off pests and diseases that are invading the banana plantations of Central America and the small-holdings of Africa and Asia alike.
Loại trái cây được ưa chuộng nhất thế giới có thể biến mất vĩnh viễn trong vòng 10 năm nữa. Chuối thuộc nhóm cây trồng cổ xưa nhất thế giới. Các nhà khoa học nông nghiệp tin rằng quả chuối ăn được đầu tiên được phát hiện cách đây khoảng mười nghìn năm. Kể từ khi lần đầu được nhân giống trong các khu rừng rậm Đông Nam Á vào cuối Kỷ băng hà gần nhất, nó hầu như đứng yên về mặt tiến hoá. Bình thường, chuối hoang — một loại “thảo mộc” rừng khổng lồ — có một khối hạt cứng khiến quả hầu như không ăn được. Nhưng đôi khi, những người săn bắt hái lượm hẳn đã bắt gặp các cây đột biến hiếm cho trái không hạt, ăn được. Các nhà di truyền học nay biết rằng phần lớn các cây quả mềm này là kết quả của những “tai nạn” di truyền khiến tế bào của chúng có ba bản sao của mỗi nhiễm sắc thể thay vì hai như thường lệ. Sự mất cân bằng này ngăn cản hạt và phấn hoa phát triển bình thường, khiến cây đột biến trở nên vô sinh. Và đó là lý do vì sao một số nhà khoa học tin rằng loại trái cây phổ biến nhất thế giới có thể đang bị kết án diệt vong: nó thiếu đa dạng di truyền để chống chọi sâu bệnh và dịch bệnh đang xâm nhập các đồn điền chuối ở Trung Mỹ cũng như những nông trại nhỏ tại châu Phi và châu Á.
B. In some ways, the banana today resembles the potato before blight brought famine to Ireland a century and a half ago. But “it holds a lesson for other crops, too”, says Emile Frison, top banana at the International Network for the Improvement of Banana an4 Plantain in Montpellier, France. “The state of the banana”, Frison warns, “can teach a broader lesson the increasing standardisation of food crops round the world is threatening their ability to adapt and survive.”
Ở một số khía cạnh, chuối ngày nay giống như khoai tây trước khi bệnh bạc lá mang nạn đói đến Ireland cách đây một thế kỷ rưỡi. Nhưng “nó cũng mang bài học cho các cây trồng khác,” Emile Frison — “sếp chuối” tại Mạng lưới Quốc tế Cải thiện Chuối và Chuối già ở Montpellier, Pháp — nhận xét. Frison cảnh báo: “Tình trạng của cây chuối có thể dạy một bài học rộng hơn — việc tiêu chuẩn hoá ngày càng tăng đối với các cây lương thực trên toàn thế giới đang đe doạ khả năng thích ứng và tồn tại của chúng.”
C. The first Stone Age plant breeders cultivated these sterile freaks by replanting cuttings from their stems. And the descendants of those original cuttings are the bananas we still eat today. Each is a virtual clone, almost devoid of genetic diversity. And that uniformity makes it ripe for disease like no other crop on Earth. Traditional varieties of sexually reproducing crops have always had a much broader genetic base, and the genes will recombine in new arrangements in each generation. This gives them much greater flexibility in evolving responses to disease-and far more genetic resources to draw on in the face of an attack. But that advantage is fading fast, as growers increasingly plant the same few, high-yielding varieties. Plant breeders work feverishly to maintain resistance in these standardized crops. Should these efforts falter, yields of even the most productive crop could swiftly crash. “When some pest or disease comes along, severe epidemics can occur,” says Geoff Hawtin, director of the Rome-based International Plant Genetic Resources Institute.
Những “nhà chọn giống” thời đồ đá đầu tiên đã trồng các cá thể vô sinh kỳ lạ này bằng cách giâm cành từ thân của chúng. Và hậu duệ của những cành giâm ban đầu ấy chính là các cây chuối ta vẫn ăn ngày nay. Mỗi cây gần như là một bản sao vô tính, gần như không có đa dạng di truyền. Sự đồng nhất đó khiến chuối dễ mắc bệnh hơn bất kỳ cây trồng nào khác trên Trái Đất. Các giống cây sinh sản hữu tính truyền thống luôn có nền tảng di truyền rộng hơn nhiều, các gen tái tổ hợp theo các sắp xếp mới qua mỗi thế hệ. Điều đó cho chúng khả năng linh hoạt hơn nhiều trong việc tiến hoá đáp ứng trước bệnh hại — và có nhiều nguồn lực di truyền hơn để dựa vào khi bị tấn công. Nhưng lợi thế ấy đang phai nhạt nhanh chóng khi nông dân ngày càng trồng cùng vài giống năng suất cao. Các nhà lai tạo phải làm việc cật lực để duy trì tính kháng trong những giống cây đã chuẩn hoá này. Nếu những nỗ lực ấy chững lại, năng suất ngay cả của giống cây hiệu quả nhất cũng có thể sụt giảm nhanh chóng. “Khi sâu hại hay bệnh hại xuất hiện, có thể xảy ra dịch bệnh nghiêm trọng,” Geoff Hawtin, giám đốc Viện Tài nguyên Di truyền Thực vật Quốc tế đặt tại Rome, nói.
D. The banana is an excellent case in point. Until the 1950s, one variety, the Gros Michel, dominated the world’s commercial banana business. Found by French botanists in Asian the 1820s, the Gros Michel was by all accounts a fine banana, richer and sweeter than today’s standard banana and without the latter’s bitter aftertaste when green. But it was vulnerable to a soil fungus that produced a wilt known as Panama disease. “Once the fungus gets into the soil it remains there for many years. There is nothing farmers can do. Even chemical spraying won’t get rid of it,” says Rodomiro Ortiz, director of the Inter-national Institute for Tropical Agriculture in Ibadan, Nigeria. So plantation owners played a running game, abandoning infested fields and moving so “clean” land—until they ran out of clean land in the 1950s and had to abandon the Gros Michel. Its successor, and still the reigning commercial king, is the Cavendish banana, a 19th-century British discovery from southern China. The Cavendish is resistant to Panama disease and, as a result, it literally saved the international banana industry. During the 1960s, it replaced the Gros Michel on supermarket shelves. If you buy a banana today, it is almost certainly a Cavendish. But even so, it is a minority in the world’s banana crop.
Chuối là một ví dụ điển hình. Cho đến thập niên 1950, một giống — Gros Michel — thống trị ngành kinh doanh chuối thương mại toàn cầu. Được các nhà thực vật học Pháp phát hiện ở châu Á vào những năm 1820, Gros Michel được coi là giống chuối ngon, đậm và ngọt hơn tiêu chuẩn ngày nay, lại không có vị đắng khi còn xanh. Nhưng nó dễ tổn thương trước một loại nấm đất gây bệnh héo rũ gọi là bệnh Panama. “Khi nấm đã vào đất, nó sẽ tồn tại ở đó trong nhiều năm. Nông dân không thể làm gì. Ngay cả phun hoá chất cũng không loại bỏ được,” Rodomiro Ortiz, giám đốc Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế tại Ibadan, Nigeria, nói. Vì thế chủ đồn điền phải chơi trò “chạy trốn”, bỏ những thửa ruộng bị nhiễm và chuyển sang đất “sạch” — cho đến khi hết đất sạch vào thập niên 1950 và buộc phải bỏ giống Gros Michel. Kẻ kế vị — và đến nay vẫn là “vua” thương mại — là chuối Cavendish, một phát hiện của người Anh hồi thế kỷ 19 từ miền nam Trung Quốc. Cavendish kháng bệnh Panama và nhờ đó đã thực sự cứu ngành chuối quốc tế. Trong thập niên 1960, nó thay thế Gros Michel trên kệ siêu thị. Nếu bạn mua chuối ngày nay, gần như chắc đó là Cavendish. Tuy nhiên, nó vẫn chỉ là thiểu số trong toàn bộ sản lượng chuối thế giới.
E. Half a billion people in Asia and Africa depend on bananas. Bananas provide the largest source of calories and are eaten daily. Its name is synonymous with food. But the day of reckoning may be coming for the Cavendish and its indigenous kin. Another fungal disease, black Sigatoka, has become a global epidemic since its first appearance in Fiji in 1963. Left to itself, black Sigatoka—which causes brown wounds on leaves and premature fruit ripening—cuts fruit yields by 50 to 70 per cent and reduces the productive lifetime of banana plants from 30 years to as little as 2 or 3. Commercial growers keep Sigatoka at bay by a massive chemical assault. Forty sprayings of fungicide a year is typical. But despite the fungicides, diseases such as black Sigatoka are getting more and more difficult to control. “As soon as you bring in a new fungicide, they develop resistance,” says Frison. “One thing we can be sure of is that the Sigatoka won’t lose in this battle.” Poor farmers, who cannot afford chemicals, have it even worse. They can do little more than watch their plants die. “Most of the banana fields in Amazonia have already been destroyed by the disease,” says Luadir Gasparotto, Brazil’s leading banana pathologist with the government research agency EMBRAPA. Production is likely to fall by 70 percent as the disease spreads, he predicts. The only option will be to find a new variety.
Nửa tỷ người ở châu Á và châu Phi phụ thuộc vào chuối. Chuối cung cấp nguồn calo lớn nhất và được ăn hàng ngày. Tên gọi của nó gần như đồng nghĩa với “thức ăn”. Nhưng ngày phán xét có thể đang đến với Cavendish và những họ hàng bản địa của nó. Một bệnh nấm khác — Sigatoka đen — đã trở thành đại dịch toàn cầu kể từ lần xuất hiện đầu tiên ở Fiji năm 1963. Nếu để mặc, Sigatoka đen — gây các vết nâu trên lá và làm quả chín sớm — sẽ cắt giảm 50–70% sản lượng quả và rút ngắn vòng đời khai thác từ 30 năm xuống chỉ còn 2–3 năm. Các nhà trồng thương mại giữ Sigatoka “ở yên” bằng một cuộc tấn công hoá chất ồ ạt. Việc phun thuốc diệt nấm tới 40 lần mỗi năm là điều điển hình. Nhưng bất chấp thuốc, các bệnh như Sigatoka đen ngày càng khó kiểm soát. “Vừa đưa vào một loại thuốc diệt nấm mới là chúng phát triển tính kháng,” Frison nói. “Điều chắc chắn là Sigatoka sẽ không thua trong cuộc chiến này.” Những nông dân nghèo không đủ tiền mua hoá chất còn tệ hơn: họ chỉ biết nhìn cây chết dần. “Hầu hết các cánh đồng chuối ở Amazon đã bị bệnh phá huỷ,” Luadir Gasparotto — chuyên gia bệnh chuối hàng đầu Brazil thuộc cơ quan nghiên cứu nhà nước EMBRAPA — cho biết. Ông dự đoán sản lượng có thể giảm 70% khi bệnh lan rộng. Lựa chọn duy nhất sẽ là tìm một giống mới.
F. But how? Almost all edible varieties are susceptible to the diseases, so growers cannot simply change to a different banana. With most crops, such a threat would unleash an army of breeders, scouring the world for resistant relatives whose traits they can breed into commercial varieties. Not so with the banana. Because all edible varieties are sterile, bringing in new genetic traits to help cope with pests and diseases is nearly impossible. Nearly, but not totally. Very rarely, a sterile banana will experience a genetic accident that allows an almost normal seed to develop, giving breeders a tiny window for improvement. Breeders at the Honduran Foundation of Agricultural Research have tried to exploit this to create disease-resistant varieties. Further backcrossing with wild bananas yielded a new seedless banana resistant to both black Sigatoka and Panama disease.
Nhưng bằng cách nào? Hầu như tất cả các giống chuối ăn đều mẫn cảm với bệnh, vì vậy người trồng không thể đơn giản chuyển sang giống khác. Với hầu hết cây trồng, mối đe doạ như thế sẽ khiến một “đội quân” nhà lai tạo vào cuộc, lùng sục khắp thế giới để tìm các loài họ hàng có tính kháng nhằm lai tạo đưa đặc tính đó vào giống thương mại. Không phải với chuối. Vì tất cả các giống ăn được đều vô sinh, việc đưa các đặc tính di truyền mới giúp đối phó sâu bệnh gần như không thể. Gần như — nhưng không hoàn toàn. Rất hiếm khi, một cây chuối vô sinh sẽ gặp “tai nạn” di truyền cho phép một hạt gần như bình thường phát triển — mở ra một khe cửa rất nhỏ để cải thiện. Các nhà lai tạo tại Quỹ Nghiên cứu Nông nghiệp Honduras đã cố khai thác điều này để tạo ra những giống kháng bệnh. Lai ngược thêm với chuối hoang đã cho một giống chuối không hạt mới kháng cả Sigatoka đen và bệnh Panama.
G. Neither Western supermarket consumers nor peasant growers like the new hybrid. Some accuse it of tasting more like an apple than a banana. Not surprisingly, the majority of plant breeders have till now turned their backs on the banana and got to work on easier plants. And commercial banana companies are now washing their hands of the whole breeding effort, preferring to fund a search for new fungicides instead. “We supported a breeding programme for 40 years, but it wasn’t able to develop an alternative to Cavendish. It was very expensive and we got nothing back,” says Ronald Romero, head of research at Chiquita, one of the Big Three companies that dominate the international banana trade.
Cả người tiêu dùng siêu thị phương Tây lẫn nông dân đều không chuộng giống lai mới. Có người chê nó “vị giống táo hơn chuối”. Không ngạc nhiên khi đến nay đa số nhà chọn giống đã quay lưng với chuối và chuyển sang các loài “dễ” hơn. Các công ty chuối thương mại cũng đang phủi tay với toàn bộ nỗ lực lai tạo, thích rót tiền cho việc tìm thuốc diệt nấm mới hơn. “Chúng tôi đã hỗ trợ một chương trình lai tạo suốt 40 năm, nhưng không thể phát triển được lựa chọn thay thế cho Cavendish. Nó rất tốn kém và chúng tôi không thu lại được gì,” Ronald Romero, giám đốc nghiên cứu của Chiquita — một trong “Big Three” thống trị thương mại chuối quốc tế — nói.
H. Last year, a global consortium of scientists led by Frison announced plans to sequence the banana genome within five years. It would be the first edible fruit to be sequenced. Well, almost edible. The group will actually be sequencing inedible wild bananas from East Asia because many of these are resistant to black Sigatoka. If they can pinpoint the genes that help these wild varieties to resist black Sigatoka, the protective genes could be introduced into laboratory tissue cultures of cells from edible varieties. These could then be propagated into new, resistant plants and passed on to farmers.
Năm ngoái, một liên danh khoa học gia toàn cầu do Frison dẫn dắt công bố kế hoạch giải trình tự bộ gen chuối trong vòng 5 năm. Đây sẽ là loại trái cây ăn được đầu tiên được giải trình tự. À mà… gần như ăn được: nhóm thực ra sẽ giải trình tự các loài chuối hoang không ăn được ở Đông Á vì nhiều loài trong số này kháng Sigatoka đen. Nếu họ xác định chính xác các gen giúp các loài hoang dại ấy kháng Sigatoka, các gen bảo vệ đó có thể được đưa vào nuôi cấy mô tế bào của các giống ăn được. Từ đó có thể nhân giống thành các cây kháng bệnh mới và chuyển tới tay nông dân.
I. It sounds promising, but the big banana companies have, until now, refused to get involved in GM research for fear of alienating their customers. “Biotechnology is extremely expensive and there are serious questions about consumer acceptance,” says David McLaughlin, Chiquita’s senior director for environmental affairs. With scant funding from the companies, the banana genome researchers are focusing on the other end of the spectrum. Even if they can identify the crucial genes, they will be a long way from developing new varieties that smallholders will find suitable and affordable. But whatever biotechnology’s academic interest, it is the only hope for the banana. Without banana production worldwide will head into a tailspin. We may even see the extinction of the banana as both a lifesaver for hungry and impoverished Africans and as the most popular product on the world’s supermarket shelves.
Nghe có vẻ hứa hẹn, nhưng cho tới nay các hãng chuối lớn vẫn từ chối tham gia nghiên cứu biến đổi gen vì sợ làm khách hàng xa lánh. “Công nghệ sinh học cực kỳ đắt đỏ và có những câu hỏi nghiêm trọng về sự chấp nhận của người tiêu dùng,” David McLaughlin, giám đốc cấp cao phụ trách môi trường của Chiquita, nói. Do các công ty tài trợ ít ỏi, những nhà nghiên cứu bộ gen chuối đang tập trung vào “đầu kia quang phổ”. Ngay cả khi xác định được các gen then chốt, vẫn còn rất xa mới có thể phát triển ra những giống mới mà tiểu nông thấy phù hợp và vừa túi tiền. Nhưng dẫu giá trị học thuật của công nghệ sinh học ra sao, đó vẫn là hy vọng duy nhất cho cây chuối. Nếu không, sản xuất chuối toàn cầu sẽ lao dốc mất kiểm soát. Ta thậm chí có thể chứng kiến sự biến mất của chuối — vừa là “phao cứu sinh” cho người châu Phi đói nghèo, vừa là sản phẩm phổ biến nhất trên các kệ siêu thị thế giới.