Vad tänker svampar?
- År 2000 tog professor Toshiyuki Nakagaki, biolog och fysiker vid det japanska universitetet i Hokkaido, ett prov av en gul mögel och placerade den vid ingången till labyrinten, som används för att testa mössens intelligens och minne. I andra änden av labyrinten placerade han en sockerbit.
Physarum polycephalum tycktes lukta socker och började skicka sina groddar på jakt efter det. Svampens spindelvev splittrades vid varje korsning av labyrinten, och de som föll i en återvändsgränd vände sig om och började titta i andra riktningar. I flera timmar fyllde svampbanorna labyrintpassagerna och i slutet av dagen hittade en av dem vägen till socker.
Därefter tog Toshiyuki och hans forskargrupp en bit av svampens spindelväv som deltog i det första experimentet och lade den vid ingången till en kopia av samma labyrint, också med en sockerkub i andra änden. Det som hände förvånade alla. I det allra första ögonblicket grenade sig spindelnätet i två: den ena spiran tog sig fram till sockret utan en enda extra sväng, den andra klättrade upp i labyrintväggen och korsade den direkt, längs taket, rakt mot målet. Svampbanan kom inte bara ihåg vägen, utan ändrade också spelreglerna.
Jag vågade motstå tendensen att behandla dessa varelser som växter. När du undersöker svampar i flera år börjar du märka två saker. För det första är svampen närmare djurriket än det verkar. För det andra ser deras handlingar ibland ut som resultatet av ett medvetet beslut. Jag trodde att svamparna borde ges möjlighet att försöka lösa gåtorna … - Toshiyuki Nakagaki
Ytterligare forskning från Toshiyuki visade att svampar också kan planera transportvägar och mycket snabbare än professionella ingenjörer. Toshiyuki tog en karta över Japan och placerade matbitar på platser som motsvarar landets större städer. Han lade svamparna "i Tokyo". Efter 23 timmar byggde de ett linjärt nät av spindelnät till alla livsmedelsbitarna. Resultatet är en nästan exakt kopia av järnvägsnätet runt Tokyo.
Det är inte så svårt att ansluta flera dussin punkter; men att ansluta dem effektivt och mest ekonomiskt är inte alls lätt. Jag tror att vår forskning inte bara hjälper oss att förstå hur vi kan förbättra infrastrukturen utan också hur vi bygger effektivare informationsnätverk. - Toshiyuki Nakagaki
Kampanjvideo:
RÅDET FÖR EN ÖVRIGT VARA
Enligt konservativa uppskattningar finns det cirka 160 tusen svampstammar på jorden, varav de flesta har imponerande förmågor.
I Tjernobyl upptäcktes till exempel en svamp som matar på radioaktiva produkter och samtidigt rengör luften runt den. Denna svamp hittades på väggen i ett förstört kärnkraftverk, som under många år efter katastrofen fortsatte att producera strålning som förstör allt liv inom en radie av flera kilometer.
Under utforskningen av Amazonas skogar hittade två biologistudenter från Yale University svampen Pestalotiopsis microspora, som kan bryta ner plasten. Denna förmåga upptäcktes när svampen åt petriskålen där den odlades.
Hittills har varken vår vetenskap eller vår teknik kapacitet för detta. Plastföroreningar är ett av de största tekniska problemen. Idag har vi stora förhoppningar för denna svamp. - Professor Scott A. Strobl.
Genetiker från American Institute of Bioenergy har lyckats få svampstammen att smälta det naturliga sockerxylosen snabbare. Den potentiella betydelsen av denna upptäckt ligger i skapandet av ett nytt, billigt och snabbt sätt att producera rent biobränsle.
Det verkar som om en "primitiv" organism utan hjärna och begränsad rörelse, gör underverk som ligger utanför vetenskapens kontroll?
För att försöka förstå svampens värld måste du först förklara något. Shiitake, portobello och champignon är inte bara namnen på ätliga svampar. Var och en av dem är en levande organism som representerar ett nätverk av miljoner tunnaste spindelnät under marken. Svamparna som kikar ut ur marken är bara "spetsarna" på dessa spindelnät, "verktyg" som kroppen sprider sina frön med. Varje sådant "finger" innehåller tusentals sporer. De bärs av vinden och djuren. När sporerna faller i marken skapar de nya banor och groddar med nya svampar.
Denna varelse andas syre. Det är så ovanligt ur biologisk synvinkel att det tillhör sitt eget rike, skilt från både djur och växter.
Men vad vet vi egentligen om denna livsform?
Vi vet inte vad som uppmanar det underjordiska systemet med spindelnät vid ett visst ögonblick att släppa ut svampar till jordens yta; varför en svamp växer mot ett träd och en annan mot ett annat; och varför vissa av dem producerar dödliga gifter, medan andra är välsmakande, friska och doftande. I vissa fall kan vi inte ens förutsäga tidslinjen för deras utveckling. Svamp kan förekomma på tre år, eller till och med 30 år efter att deras spor har hittat ett lämpligt träd. Med andra ord vet vi inte ens de mest grundläggande sakerna om svamp. - Michael Pollan, forskare.
DÖDENS DROTNING
Det är svårt för oss att förstå svamp på grund av deras anatomiska struktur. När du tar en tomat i handen håller du hela tomaten i handen som den är. Men du kan inte plocka en svamp och undersöka dess struktur. En svamp är bara frukten av en stor och komplex organism. Spindelnätet är för tunt för att rensas från jorden utan att skada det. - Sgula Motspi, mikrobiolog.
Ett annat problem är att de flesta skogsvampar inte kan tämjas och är mycket svåra att odla, både för forskning och industriella ändamål.
De väljer bara en viss kull, de bestämmer själva när de ska gro. Ofta faller deras val på gamla träd som inte kan överföras till någon annan plats. Och även om vi planterar hundratals lämpliga träd i skogen och sprutar miljarder sporer på marken, finns det ingen garanti för att få svamp på en rimlig tid. - Michael Pollan, forskare.
Systemen för näring, tillväxt, reproduktion och energiproduktion i svampar är helt annorlunda än hos djur. De har inte klorofyll och därför, till skillnad från växter, använder de inte solenergin direkt. Champignons, shiitake och portobello, till exempel, växer på en kull av vissna växter.
Precis som djur smälter svamp mat, men till skillnad från dem smälter de mat utanför kroppen: svamp utsöndrar enzymer som bryter ner organiskt material i dess komponenter och absorberar sedan dessa molekyler.
Om jord är jordens mage är svamp dess matsmältningsjuicer. Utan deras förmåga att bryta ner och bearbeta organiskt material hade jorden kvävts för länge sedan. Död materia skulle ackumuleras oändligt, kolcykeln skulle avbrytas och alla levande saker skulle lämnas utan mat.
Vi fokuserar på liv och tillväxt i vår forskning, men i naturen är död och förfall lika viktigt. Svamp är de obestridda härskarna i dödsriket. Därför är det förresten så många av dem på kyrkogårdar. Men den största hemligheten är svampens enorma energi. Det finns svampar som kan knäcka asfalten, glöda i mörkret, bearbeta en hel massa petrokemiskt avfall över natten och förvandla det till en ätbar och näringsrik produkt. Coprinopsis atramentaria-svampen kan odla en fruktkropp på några timmar och sedan på en dag förvandlas till en pöl med svart bläck.
Hallucinogena svampar förändrar människors åsikter. Det finns giftiga svampar som kan döda en elefant. Och paradoxen är att de alla innehåller små mängder kalorier som forskare vanligtvis använder för att mäta energi. Vårt sätt att mäta energi verkar inte passa här. Kalorier kännetecknar solenergi som lagras i växter. Men svamp är svagt associerad med solen. De groddar på natten och vissnar under dagen. Deras energi är något helt annat.
- Michael Pollan, forskare.
INTERNET UNDER JORDEN
Myceliet är den komplexa infrastrukturen som alla anläggningar i världen ligger på. På tio kubikcentimeter mark kan du hitta åtta kilometer av dess spindelnät. Den mänskliga foten täcker ungefär en halv miljon kilometer tätt placerade spindelnät. - Paul Stemets, mykolog.
Vad händer i dessa banor?
I början av 1990-talet uppstod för första gången tanken att nätet för dessa spindelnät inte bara förmedlade mat och kemikalier utan också var ett intelligent och självlärande kommunikationsnätverk. Det är lätt att känna igen en välkänd struktur genom att titta på även små delar av detta nätverk. De grafiska bilderna på internet ser exakt likadana ut. Nätverksgrenarna, och om en av filialerna misslyckas ersätts den snabbt med lösningar. Dess noder, som ligger i strategiska områden, får bättre ström på grund av mindre aktiva platser och förstoras. Dessa spindelnät har känslighet. Och varje webb kan förmedla information till hela nätverket.
Och det finns ingen "central server". Varje webb är oberoende och informationen som den samlar in kan överföras till nätverket i alla riktningar. Således har internetmodellen alltid funnits, bara den gömde sig i marken. - Paul Stemec, mykolog
Nätverket i sig verkar kunna växa på obestämd tid. Till exempel i delstaten Michigan hittades ett mycelium som har vuxit under jorden till ett område på nio kvadratkilometer. Det beräknas vara cirka 2000 år gammalt.
När bestämmer nätverket att odla svamp?
Ibland är orsaken faran för nätverkets framtid. Om skogen som matar nätverket bränner ut slutar myceliet att ta emot socker från trädrötterna. Sedan spirar hon svamp i de mest avlägsna ändarna, så att de sprider svampsporer, "frigör" hennes gener och ger dem möjlighet att hitta en ny plats. Så här framträdde uttrycket”svamp efter regn”. Regnet tvättar bort organisk ruttna från marken och berövar i huvudsak nätverket sin kraftkälla - då skickar nätverket "räddningsgrupper" med tvister på jakt efter en ny fristad.
NATTMARKNAD FÖR INSEKTER
"Att hitta ett nytt hem" är en annan sak som skiljer svamp från djur- och växtriket. Det finns svampar som sprider sina sporer som frukter sprider sina frön. Andra producerar feromoner som gör levande saker hungriga för dem. Vita tryffelsamlare använder den för att söka efter grisar, eftersom lukten av dessa svampar liknar en alfa-vildsvin.
Det finns dock mer komplexa och brutala sätt att sprida svampar. Observation av de västafrikanska myrorna av arten Megaloponera foetens registrerade att de klättrar upp höga träd varje år, och med sådan kraft genomborrar de sina käftar i bagageutrymmet att de därefter inte kan frigöra sig och dö. Tidigare fanns det inga fall av myrsmassa.
Det visade sig att insekterna agerar mot deras vilja och att någon annan skickar dem till döds. Anledningen är de minsta sporerna av svampen הטומנטלה, som ibland lyckas komma in i myrorna på myrorna. En gång i insektshuvudet skickar sporen kemikalier till hjärnan. Därefter börjar myran klättra upp i närmaste träd och kastar käftarna i barken. Här, som om han vaknade upp från en mardröm, börjar han försöka befria sig själv och slutligen utmattad dör. Efter ungefär två veckor grodde svamp הטומנטלה från hans huvud.
På träd i Kamerun kan du se hundratals svampar växa från myrarnas kroppar. För svampar är denna kraft över hjärnan ett reproduktionsmedel: de använder benen på en myra för att klättra i ett träd, och höjden hjälper spridningen av deras sporer av vinden; så de hittar sig nya hem och …. nya myror.
Den thailändska "zombiesvampen" Ophiocordyceps unilateralis uppmuntrar myrorna som matar på den att klättra upp i vissa växters löv. Avståndet som de infekterade myrorna reser för detta är mycket större än avstånden i deras normala liv, och när de nått bladen dör insekterna av trötthet och hunger, och efter två veckor groddar svamp från sina kroppar.
Dessa varelser är kanske de mest fantastiska av allt jag har sett. Vi tror att de producerar LSD-liknande kemikalier, men vi har ännu inte stött på droger som inducerar beteende i någons intresse. - Professor David Hughes.
Hughes upptäckte svampar som styr hjärnan hos spindlar, löss och flugor.
Detta är inte en tillfällighet, naturligt urval eller biprodukter av en annan process. Dessa insekter skickas mot sin vilja dit de inte borde vara, men svampar gillar. När vi överförde de infekterade myrorna till andra löv, grodde helt enkelt inte svampen. - Professor David Hughes
HUR ANTIBIOTIKEN UPPFÖNDES
Det är en positiv sida att svampar kan producera starka gifter. Några av dessa gifter är effektiva vapen mot våra gemensamma fiender. Till exempel mikrober.
De bästa antibiotika finns i svamp. - Paul Stemets, mykolog.
Av de 160 tusen svamparterna, vars kroppar innehåller komplexa kemiska föreningar, kunde vetenskapen endast dechiffrera och reproducera 20, och bland dem hittades flera av de viktigaste läkemedlen.
Det finns en anledning till att svampar producerar läkemedel. De växer alltid på de värsta platserna, fuktiga, heta, på platser som är "fabriker av mikrober och virus." De flesta växter har inget skydd mot dessa faktorer, men svampar motstår. Det välkända läkemedlet Lipitor, som är en av få kända lösningar på kolesterol och diabetes, har hittats i den röda kinesiska svampen. Och enoki och shiitake-svamp ingår i korgen med läkemedel som cancerpatienter i Japan får. - Elinor Shavit, mikroolog.
Tyvärr minskar antalet svampmediciner ständigt. Anledningen är förstörelsen av skogskogar, särskilt i Amazonasbassängen.
Tillsammans med andra livsformer förstör vi också svamp. Antalet av deras sorter minskar ständigt och det oroar mig av rent själviska skäl. Världen har presenterat en fantastisk gåva - ett stort naturlaboratorium för tillverkning av läkemedel. Från penicillin till läkemedel mot cancer, AIDS, influensa och senila sjukdomar. De forntida egyptierna kallade svampar "dödsguden" av en anledning. Idag förstör vi konsekvent detta laboratorium … - Paul Stemets, mykolog.
Stemets talar om fomitopsis svamp. Denna svamp upptäcktes 1965 och har visat sig vara ett effektivt botemedel mot tuberkulos, och idag växer den bara på fem platser i USA. I Europa har denna svamp redan försvunnit helt.
Med en grupp specialister åkte vi dussintals gånger till skogarna och försökte hitta flera liknande svampar. Efter mycket ansträngning hittade vi äntligen ett prov som vi lyckades växa i laboratoriet. Vem vet hur många människor denna svamp kommer att spara i framtiden. - Paul Stemets, mykolog.
Förra året gick Stemets med i det amerikanska försvarsdepartementets biologiska försvarsprogram och hjälpte till att hitta och bevara 300 sällsynta svamparter.
Vi gjorde ett experiment: vi samlade fyra massor av skräp. En användes av oss som kontroll; i de andra två tillsatte vi kemiska och biologiska ämnen som sönderfaller avfall. över det senare sprutades svampsporer. När vi återvände två månader senare, hittade vi tre mörka fetida högar och en ljus en, bevuxen med hundratals kilo svamp … Några av de giftiga ämnena blev till organiska. Svamparna lockade till sig insekter, de lade ägg från vilka larverna kläckte ut, och sedan dök upp fåglarna - och hela högen förvandlades till en grön kulle full av liv. När vi försökte göra detsamma i förorenade floder noterade vi processen att rensa från gifter. Här är vad du ska utforska! Kanske kan alla våra föroreningsproblem lösas med rätt svamp. - Paul Stemets, mykolog.
VAR ÄR HJÄRNAN?
”En uppskattning är att det fungerar på liknande sätt i svampar,” säger Toshiyuki.”Ur en rent biologisk synpunkt får varje spindelväv individuellt kemiska signaler om vart man ska gå och vad man ska undvika. Summan av dessa signaler skapar ett slags beslutssystem. Med andra ord finns svampens intelligens i dess nätverk. Lägg till det miljontals år av utveckling under de svåraste förhållandena, multiplicerat med hundratusentals olika arter, och du har något som ändå borde vara smart nog."
- Och detta är din förklaring till vad som händer?
- Det här är början.
Ignat Carnation
