餐飲服務商擺放在一些番石榴餡餅旁邊的咖啡是溫熱且苦澀的，帶著淡淡的氯氣味。一些客人不願碰它，無論他們多麼渴望咖啡因。站在一個狹窄的陽臺上，面對哥斯大黎加圖裡亞爾瓦灌木叢生的小山，他們啜飲著水或菠蘿汁代替咖啡。他們有權表現出一點咖啡勢利。大約 20 人於今年三月聚集在 CATIE，一所農業大學，討論中美洲咖啡不確定的未來，其中包括人類最受歡迎的飲料的領先專家。
他們聚集在一起討論一個嚴重的威脅：咖啡鏽病，或西班牙語中稱為 roya 的病害。鏽病是一種真菌，會感染植物的葉子，使其無法吸收生存所需的陽光。在過去的幾年裡，它已經摧毀了該地區的作物，影響了中美洲種植的約一百萬英畝土地的一半，並導致 2012 年的產量與 2011 年相比下降了約 20%。
這次爆發仍在蔓延，只是我們這個全球變暖時代籠罩在咖啡之上的危機之一。“今天大多數咖啡品種不太可能能夠耐受疾病和昆蟲的壓力，以及氣候變化帶來的熱量增加和其他環境威脅，” 法國農業和發展研究中心 CIRAD 的遺傳學家和咖啡育種家 Benoît Bertrand 在咖啡休息後在哥斯大黎加告訴該小組。如果作物歉收，咖啡種植者將失去生計。他們可能會拔掉樹木並種植其他作物，或將土地出售給開發商——留下失業的勞動力和環境破壞的痕跡。
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Bertrand 穿著一件搭在肩上的藍色毛衣，看起來更像一位瀟灑的法國電影製作人，而不是一個整天伏在培養皿上的人，他的擔憂是有道理的。事實證明，咖啡無法適應高溫或抵禦疾病，因為它缺乏關鍵的遺傳多樣性。儘管您當地咖啡館提供的咖啡種類繁多，可能讀起來像是一本異國旅行目的地的指南——來自印度尼西亞亞齊的酸性咖啡，來自越南的天鵝絨般柔滑的烘焙咖啡，來自馬達加斯加的醇厚咖啡——但所有這些多樣性都隱藏著一個令人驚訝的事實：人工栽培的咖啡非常單一。事實上，其中 70% 來自單一物種，阿拉比卡咖啡。菌株、生長區域和烘焙方法造就了各種各樣的口味，但也掩蓋了植物的遺傳歷史。過去幾個世紀栽培的幾乎所有咖啡都起源於衣索比亞的少數野生植物，而今天世界各地種植園種植的咖啡所包含的多樣性還不到衣索比亞野生咖啡多樣性的 1%。
儘管咖啡在全球範圍內具有重要意義——對於經濟、政治和環境穩定，更不用說它作為文化生活的核心和必不可少的咖啡因輸送系統的作用——但它是一種“孤兒作物”，在很大程度上被現代研究拋棄。沒有咖啡行業的孟山都，沒有可以靠銷售專利種子發財的農業綜合企業巨頭。這種孤兒地位使貧困國家的小農能夠透過種植咖啡出口來維持體面的生活。但這也意味著科學方面的投資很少，使得作物極易受到自然災害的影響。現在，面對人工栽培咖啡日益增長的威脅，研究人員正在競相推進科學發展，拯救我們的咖啡——以免為時過晚。
利用多樣性
蒂姆·席林 (Tim Schilling) 是一位居住在法國阿爾卑斯山的遺傳學家，最出名的是在 2000 年代初期幫助改造盧安達的咖啡產業，他的使命是將一些急需的科學技術帶入咖啡業務。如今，他負責監督世界咖啡研究組織 (World Coffee Research)，這是一個由咖啡行業資助的新非營利組織，包括 30 家大大小小的公司，包括 Peet's、Allegro 和 Counter Culture。他被稱為咖啡界的印第安納·瓊斯，但在圖裡亞爾瓦的會議上，他身穿牛仔褲和白色長袖襯衫，戴著黑色貓頭鷹框眼鏡和濃密的頭髮，更像安迪·沃霍爾。他問小組目前有多少關於氣候變化和咖啡鏽病的研究。房間裡的一位咖啡育種家舉起他的拇指和食指，大約半英寸遠，這是國際通用的“花生”的標誌。
專家們擔心影響可能是巨大的。咖啡鏽病真菌在溫暖的天氣中茁壯成長，隨著溫度升高，真菌可能會蔓延到更高海拔地區。降雨量的變化——雨水過多甚至過少——也可能助長真菌的蔓延。殺菌劑噴霧劑可以對抗 roya，但化學品價格昂貴，可能對新出現的疾病菌株無效。
對於席林來說，唯一真正的長期解決方案是利用遺傳學。作為第一步，他想利用 C. 阿拉比卡咖啡 和其他栽培咖啡物種 卡內弗拉咖啡 基因庫中已經存在的適應性。卡內弗拉咖啡 在業內被稱為羅布斯塔咖啡，更容易種植且產量更高，但味道苦澀，主要用作低質量咖啡的填充物——就像 CATIE 會議上提供的咖啡一樣。儘管人工栽培的咖啡是同質的，因為它僅屬於這兩個物種，但每個物種的許多菌株確實提供了一些區域遺傳變異，就像人類種群儘管都屬於 智人 但也存在差異一樣。席林的宏偉計劃包括一個相對簡單的專案，目前正在進行中，即在區域和國家之間交換咖啡菌株——例如，將植物從剛果送到巴西，或從哥倫比亞送到宏都拉斯，看看它們是否比當地農民已經種植的菌株生長得更好。三到四年後，農民將能夠說，“嘿，這種來自印度的咖啡豆產量更高”，然後他們可以選擇種植更多的印度種子。科學家們為這項研究確定了來自 10 個國家的 30 個最高產的咖啡菌株。
利用人工栽培咖啡中的遺傳變異可能在短期內有所幫助。但這幾乎肯定不足以拯救作物。商業種植的菌株僅包含 C. 阿拉比卡咖啡 和 卡內弗拉咖啡 總遺傳多樣性的一小部分。然而，它們的野生同類卻非常多樣。咖啡基因組測序的最新進展揭示了 Bertrand 所謂的“大量基因目錄”，這些基因存在於這些野生表親的豆子中，其中許多基因存在於世界各地的基因庫中。他希望利用這種豐富的遺傳湯來使咖啡作物更具彈性、生產力和美味。
CATIE 隨處可見這種遺傳多樣性的證據。穿過校園，沿著一條泥路，一塊漆成黃色的木製標誌上寫著“衣索比亞咖啡收藏 (FAO)”。在這裡，近 10,000 棵 阿拉比卡咖啡 樹木生長，一排又一排地延伸在約 21 英畝的土地上。該收藏館成立於 1940 年代，包括在幾次不同的衣索比亞探險中收集的咖啡植物，第一次是在二戰期間由英國人收集，最近一次是在 1960 年代由聯合國糧食及農業組織和一個法國研究小組收集。該資源庫還包括來自馬達加斯加和非洲其他地區以及葉門的咖啡植物。與玉米等許多其他農作物的種子不同，咖啡種子無法在冷藏庫中的罐子裡生存。相反，它們必須在田間持續種植或冷凍儲存。因此，在 CATIE，世界上最重要的咖啡 DNA 基因庫之一被“儲存”為一個大型、破舊的咖啡園。
Bertrand 正在使用來自類似於 CATIE 的活體咖啡基因庫的有希望的植物培育新的雜交咖啡品系。他十多年前透過將 C. 阿拉比卡咖啡 與其一些野生表親雜交而培育出的一個品種產量提高了 40% 以上。現在，他和席林從 CATIE 以及世界各地咖啡基因庫中選擇了 800 株植物，並將它們送到紐約州伊薩卡的一個實驗室進行 DNA 測序。這些資訊將幫助他評估每種植物可以提供哪些特性。
研究人員正在尋找可能使植物在各個方面都強大的基因：抗鏽病、需水量少、能夠在高溫下茁壯成長。為了找到它們，Bertrand 和 Schilling 正在篩選“充滿了令人難以置信的遺傳多樣性”的植物，正如 Schilling 所說。他們希望在最少數量的植物中獲得最大範圍的特性。“然後我們將把這些材料與我們都喜歡的東西——美味、高產、我們已經知道的抗病材料——進行雜交。”
走進荒野
席林確信，這些育種工作將為咖啡種植者培育出更好的品種，供烘焙商銷售和消費者飲用。但他和他的合作者還有另一個雄心壯志：透過生產新的合成版 C. 阿拉比卡咖啡 來超越大自然。本質上，他們想開發一種具有 C. 阿拉比卡咖啡 的風味和 卡內弗拉咖啡 的習性和產量的植物。該計劃是重新進行最初創造 C. 阿拉比卡咖啡 的雜交（卡內弗拉咖啡 和另一個物種 歐吉尼奧伊德斯咖啡 的雜交），只是這次使用了更多樣化的親本群體。為了完成這一壯舉，他們需要超越基因庫中已有的東西。他們需要回到野外。
地球上已知大約有 125 種咖啡，每種咖啡都包含比基因庫的小樣本可能代表的更多的遺傳變異。而且肯定還有其他物種有待發現——前提是研究人員能在它們消失之前找到它們。
當亞倫·戴維斯 (Aaron Davis) 在 1997 年開始尋找野生咖啡植物時，他並沒有期望找到任何新東西。當時剛獲得博士學位的畢業生有一天在英國邱園皇家植物園喝茶，一位著名的咖啡分類學家碰巧坐在附近。戴維斯問她有多少種咖啡，咖啡在哪裡生長，以及它的自然分佈範圍是什麼。她回答說，所有問題的答案都是“沒人知道”。很快，她就派他去查明真相。戴維斯在接下來的 15 年裡跋涉在馬達加斯加——一個以咖啡多樣性而聞名的國家——在那裡他發現了各種各樣的物種，有些已經編入目錄，但很多對於除了一些當地村民之外的任何人來說都是完全未知的。
在馬達加斯加，他發現了世界上最大的咖啡櫻桃或果實——大約是標準尺寸的三倍——以及世界上最小的咖啡櫻桃或果實——大約是圖釘直徑的一半。他發現了兩個物種，它們的種子是透過水而不是動物傳播的，並且帶有看起來像摺疊絲帶的翅狀果實。他發現了一種名為 安邦咖啡 的物種，其豆子類似於大腦。戴維斯的考察表明，野生咖啡生長在熱帶地區的廣闊區域，從非洲到亞洲，甚至遠至澳大利亞。在衣索比亞，阿拉比卡咖啡 今天的主要領地，一些森林裡長滿了阿拉比卡咖啡植物，每英畝多達 8,000 株。戴維斯認為，這些植物具有巨大的育種潛力。
但這些野生植物，就像它們的人工栽培同類一樣，也遇到了麻煩。多達 70% 的野生植物面臨滅絕的危險。其中 10% 可能會在十年內消失。土地轉換構成了最大的威脅。到 1990 年代後期，衣索比亞 80% 以上的森林已被砍伐。2007 年在馬達加斯加，那裡的人們繼續以驚人的速度砍伐森林，戴維斯的團隊在一個不大於棒球場的森林中發現了一個新物種。他說，就野生咖啡植物而言，在許多情況下，“氣候變化將沒有機會產生影響。” 植物將隨著它們的棲息地一起消失。
戴維斯擔心研究人員過於強調基因庫中已有的東西，而潛在的重要遺傳物質卻在野外衰落——或被推土機推平。“有這種感覺，‘是的，我們擁有一切，我們很好，’”他說。“但那些野生種群是你的遺傳資源庫。”
衣索比亞本身也提出了另一個問題。咖啡的發源地衣索比亞儲存著大量在世界其他任何地方都不存在的咖啡植物。但政府將它們嚴密封鎖，不允許外國研究人員進入。“衣索比亞和咖啡行業之間存在很多不愉快的事情，”戴維斯解釋道。“難怪他們對自己的遺傳資源如此戒備。” 例如，幾年前，衣索比亞與星巴克就該國是否有權將衣索比亞咖啡品種的名稱註冊為商標一事發生了激烈的爭端。
獲得衣索比亞種質——儲存在基因庫中的有機材料——可以極大地推動席林的咖啡育種專案。也許它包含適應更高溫度或在更少土地上種植更多咖啡豆的關鍵基因。席林希望該國能夠讓步。與此同時，科學家們正在利用他們擁有的東西進行研究。
戴維斯在邱園的檔案館中挖掘時，發現記錄顯示，烏干達和其他地方的當地人長期以來一直使用附近生長的野生品種製作咖啡。其中一些咖啡的味道可能很糟糕，但如果你烘焙咖啡豆，所有咖啡都會產生可識別的咖啡香味。而且，戴維斯說，“一些 100 年前使用的咖啡據說是非常好的。我們正在回顧並重新調查其中一些早期的栽培品種，它們本身或在育種計劃中可能具有潛力。”
與時間賽跑
在席林成立世界咖啡研究組織後不久——在美國精品咖啡協會 (Specialty Coffee Association of America) 代表的高品質和精品咖啡行業團體的幫助下，以及來自綠山咖啡 (Green Mountain Coffee) 和咖啡豆國際 (Coffee Bean International) 的初始資金——咖啡鏽病爆發襲擊了中美洲。因此，席林在瓜地馬拉召開了一次小型會議，討論該組織可以做些什麼。幾乎立刻，他就開始收到來自聽說過這次會議並想參加會議的人的請求。“結果變成了大約 200 人，”美國精品咖啡協會執行董事兼席林的主要合作者之一 Ric Rhinehart 回憶道。“我們無法容納所有人。”
感興趣的參與者包括美國國際開發署 (U.S. Agency for International Development)，該機構邀請席林申請咖啡鏽病研究資助。如果中美洲的咖啡產業崩潰，可能會引發一波移民美國的浪潮——因此政府對此很感興趣。世界咖啡研究組織估計，2012 年的鏽病爆發給咖啡種植者造成了 5.48 億美元的損失，並使工人的工資減少了 15% 至 20%。大約 441,000 個工作崗位消失了。如果什麼都不做，中美洲的咖啡產業可能會在 2050 年被徹底摧毀。
儘管 2012 年已經開展了針對鏽病危機的短期“緊急”響應——例如，向農民提供殺菌劑和信貸——但席林認為，需要採取更加協調一致的長期努力。美國國際開發署最終資助了席林的計劃，該計劃將幫助建立一個高科技育種計劃，為農民提供新的抗氣候變化和抗蟲害的咖啡品種。
從許多方面來看，鏽病流行病預示著咖啡在全球範圍內可能遭受的災難，因為新的疾病襲擊了因高溫或極端天氣而變得虛弱的毫無抵抗力的植物。在 CATIE 會議上，星巴克全球農藝總監卡洛斯·馬里奧·羅德里格斯 (Carlos Mario Rodriguez) 提到，中國農民報告說，他們的植物上出現了多達五種新的鏽病菌株。“在高海拔地區，農民不知道鏽病——但現在他們知道了，”羅德里格斯說。
為了讓咖啡生存下去，它必須變得更具彈性。北卡羅來納州反文化咖啡 (Counter Culture Coffee) 總裁佈雷特·史密斯 (Brett Smith) 將 DNA 問題比作“只有少量股票的股票投資組合”。不過，他相信席林和他的合作者團隊能夠勝任保護咖啡的任務。
唯一的問題是他們能否及時做到。“如果我們 10 年前進行這項研究，我們現在就不會面臨這些問題，”萊因哈特說。“如果我們今天不開始，我們等待的每一天都會浪費更多時間。我們可能會面臨生存威脅。”