5 mód, ahogy a gombaalapú technológia megváltoztatja a világot

A gomba nem csak egy finom pizzafeltét. Segíthetnek más bolygók elfoglalásában, a műanyagszennyezés leküzdésében, és még a veszélyeztetett méhek megmentésében is. Tudtad, hogy tízszer több gombafaj létezik, mint növény? Hogy minden erdei kirándulással kilométernyi gombafonalat taposunk le? Vagy hogy minden lélegzetvétellel akár 10 gombaspóra is belélegzünk? 

A legtöbben nem ismerik a gombák birodalmát. A gombák nagy része lebontó: táplálékukhoz az elpusztult és pusztuló szervezetek tápanyagainak begyűjtése révén jutnak hozzá, és gyakran a bomlást meglehetősen hátborzongatónak találjuk. Sőt, a gombáknak mindenféle fura dolgokat tulajdonítottak, mint például, hogy néhány nap alatt lebontja a májunkat (nagyon is lehetséges, ha bizonyos fajtát eszel).

Az sem segít, hogy a gombák főként mikroszkopikusak. Amikor a vadonban növekvő gombákat látjuk, akkor csak a szervezet termőtestét látjuk, amely spórákat termel a szaporodáshoz. A többi része a „hifa” nevű gombaszálak tömege, amelyek el vannak rejtve a szem elől és táplálékot keresnek a fában vagy a talajban. Csak akkor tudjuk megérteni az anyagcseréjüket és lesz fogalmunk arról, milyen hatalmas is a gombák birodalma valójában, ha rendelkezünk egy szupererős mikroszkóppal, hogy tisztán lássuk a gombákat.

A gombák minden élőlény mikrobiómájában jelen vannak, sőt még a légkörben is. De főként a talajban és a növényekben élnek, ahol szerves részét képezik az erdei és szántóföldi ökoszisztémák jólétének, a tápanyagok újrahasznosításának és a szén megkötésének.

A gombák számtalan feladatért felelősek a természetben, és az általuk kifejlesztett molekulák, hogy teljesítsék ezeket a feladatokat, számos lehetőséget jelentenek, amelyek segíthetnek megoldani a világ legkeményebb problémáit. Izgalmas időszak ez, amikor a biokutatók, vállalkozók és ökológusok újragondolják, hogyan nézhet ki a jövő. És amit látnak, az az, hogy a jövő a gombáé.

Hogyan menthetik meg a gombák a mezőgazdaságot a felmelegedő világban

Valószínűleg nem tudod, de ha egy növényre nézel, akkor a gombákat is nézed. Ennek az az oka, mert a legtöbb, ha nem is az összes szárazföldi növény sejtjei között fonalszerű gombák vannak. A gombák a növény által előállított cukrokkal táplálkoznak és cserébe segítenek a növényeknek elviselni a stresszes környezeti feltételeket, mint például a sóterhelés, a szárazság és a magas hőmérséklet.

Amikor egy növény ki van téve a szárazságnak, oxidatív stresszben szenved – ami a szabad gyökök és az antioxidánsok egyensúlyának felborulását jelenti –, ami károsíthatja sejtjeit. Viszont a növények nem termelnek hasznos vegyületeket a stresszhatás ellensúlyozására; ehelyett a növények sejtjei között élő endofita gombák teszik ezt.

Ezek a hihetetlenül vékony gombaszálak olyan vegyületek arzenálját bocsátják ki, amelyek csillapítják a növények oxidatív stresszét és részt vesznek abban a folyamatban, hogy a növények hatékonyan használják fel a vizet. Ez segít az aszályproblémával küzdő növényeknek, de azoknak is, akik szélsőséges hőtől vagy sóterheléstől szenvednek.

A kutatók azt találták, hogy a stresszcsökkentő endofita gombák a gazdanövényeikről átkerülhetnek a haszonnövényekre, hogy segítsenek nekik túlélni a felmelegedő világban. Például az a gomba, amely lehetővé teszi a kölesfélék növekedését akár 65 °C-os talajhőmérsékleten is, lehetővé teszi a paradicsom növekedését és termését hasonló meleg körülmények között.

A gomba számára a köles és a paradicsom ugyanaz és a következmények óriásiak: a gyorsan felmelegedő világban az endofita gombák képesek megvédeni élelmiszer-ellátásunkat.

Hogyan alakíthatják át a gombák a mentális egészségügyi kezelést

Évtizedek óta nem volt új pszichiátriai gyógyszer. A manapság használt gyógyszerek többsége az 1950-es években kifejlesztett következő generációs változatai. De az elmúlt 15 évben a gyógyszerek egy régi osztálya ismét új, és ezek közül az egyik legígéretesebb a gombából származik.

Ötven évvel ezelőtt a kutatók világszerte intenzív kutatásba kezdtek a pszilocibin és az LSD azon lehetőségeiről, amelyek segíthetnek egy sor mentális zavarban szenvedő emberen. A kutatás hihetetlenül ígéretes volt, de ahogy ezek a gyógyszerek beszivárogtak az 1960-as évek zaklatott, rendszerellenes ifjúsági kultúrájába, egyre kevesebb tudós volt hajlandó velük dolgozni. 1968-ban az Egyesült Nemzetek Szervezete sürgette az országokat, hogy tiltsák be a pszilocibint és az LSD-t.

De az idők változnak, a merev álláspontok enyhülnek és ma újra kutatják ezeket a gyógyszereket, elképesztő eredményekkel. A kutatók azt találták, hogy terápiával kombinálva a pszilocibin – a Psilocybe gombanemzetség mintegy 200 fajában jelenlévő molekula – hatékony lehet számos rendellenesség enyhítésében, beleértve az obszesszív-kompulzív kényszerbetegséget (OCD), a poszttraumás stressz zavart (PTSD), a depressziót és az életveszélyes betegségek miatti szorongást. Folyamatban vannak a vizsgálatok az anorexia nervosára és az Alzheimer-kórra gyakorolt ​​hatásának vizsgálatára is.

A pszilocibin úgy működhet, hogy bizonyos idegpályákat elnyom, másokat pedig bevon az agyban és eközben megzavarja a merev gondolkodási mintákat, mint a PTSD-s betegnél, aki újra és újra visszajátssza a traumás élményeket. Úgy tűnik, hogy a pszilocibin antidepresszáns és addiktív hatások gyors megjelenéséhez vezet, amelyek idővel tartósak. Az ilyen eredményekre a kormányok odafigyelnek. És a betegek is.

Hogyan forradalmasíthatják a gombák az épület- és terméktervezést

Vegyünk valami olyan egyszerű dolgot, mint a csomagokba tett, térkitöltő polisztirol labdacsok. Értékek szállítás közbeni biztonságban tartására használjuk őket, de biológiailag nem bomlanak le. De mi lenne, ha gombából készült anyagra cserélnénk őket? Ugyanolyan jól védik anyuka porcelánját, és bedobhatod őket a komposztálóba, ha kicsomagoltad.

A gombákban óriási potenciál rejlik, mint a terméktervezés és az építőelemek környezetvédelmi szempontból fenntartható anyaga. Ez a lehetőség azon a tényen alapul, hogy a micélium – a gomba nem termő részét, amely finom szálak hálózatából áll – tetszőleges alakra és méretre növeszthető, majd megsüthető, mint egy edény a kemencében. Az eredmény egy erős, könnyű anyag, amelynek szerkezeti integritása van, de tetszés szerint puha vagy merev. Sőt, a gomba termesztéshez használt táplálékforrás különleges tulajdonságokat kölcsönözhet a végterméknek, például növelheti a tűzállóságot.

Az első cég, amely a gombákat anyagként kutatta, az Egyesült Államok-beli Ecovative volt. Számos terméket készítettek, a csomagolástól kezdve (Dell számítógépekhez hasonló cégek számára) a bőrszerű textíliákig (divattervezők számára, mint Stella McCartney). És ez még csak a kezdet. A gombákból lágyhab alternatívákat, téglákat, forgácslapokat, elektromos áramköri lapokat, tűzálló szigetelést és háztartási tárgyakat, például vázákat, székeket, lámpaernyőket, sőt papucsokat is készítettek már.

De miért gondolkodunk ilyen kicsiben? A kaliforniai Szilícium-völgyben található NASA Ames Kutatóközpontjában a miko-architektúra projekt olyan technológiákon dolgoznak, amelyek gombaalapú élőhelyeket „hozhatnak létre” a holdakon és más bolygókon. Ami a gombákat illeti, a technológia gombamód szaporodik.

Hogyan tisztíthatják meg bolygónkat a gombák

A gombákban nincs klorofill, mint a növényekben, ezért tápanyaghoz jutás érdekében hosszú, vékony hifáikat szétterítik a táplálékukban. Ezután sejtjeikből kiszivárognak az emésztőenzimek, amelyek lebontják a táplálékot összetartó kötéseket, lehetővé téve számukra, hogy olyan ízletes molekulákat vegyenek fel, mint a szén, foszfor, nitrogén és víz. Ez az összetett molekulák egyszerűbbre bontásának képessége a kulcsa a mikomediációnak, a gombák alkalmazásának a szennyezett területek tisztítására.

A poliaromás szénhidrogének szétszedésétől kezdve (gondoljunk csak a kőolaj melléktermékeire, szennyvíziszapra és hamura) számos nitroaromás vegyületig, például robbanóanyagok, színezékek, gyomirtó szerek és rovarölő szerek, a cigarettacsikket megemésztő gombákból készült hamutartókig mindenféle módon felhasználhatók. .

Alapvetően minden szénalapú termék táplálék a gombák számára. A gombák a természetes anyagokkal együtt fejlődtek ki, így tudják, hogyan kell lebontani őket és most megtanulják ugyanezt a műanyagok esetében is. Az elmúlt néhány évben a kutatók azonosítottak egy talajgombát, amely néhány hét alatt képes lebontani a poliuretánt és más, hasonló képességekkel rendelkező fajokat is felfedeztek.

E gombák helyben és költséghatékony alkalmazása kihívást jelent. De vannak izgalmas új megközelítések. Kanadai kutatók felfedeztek egy gombát, amely a kanadai Athabasca olajhomok salakanyagain növő pitypang gyökereiben él. Amikor ezt a gombát más növényekbe is beoltották, szupererővel ruházta fel őket, lehetővé téve számukra, hogy a szennyezett talajon létezzenek, de közben meg is tisztítsák azt.

Más innovációk a downstream iparágakban (feldolgozás és kereskedelem) is megjelenik, mint például a Somersetben működő Onion Collective. Ez a bio-újrahasznosító létesítmény azt reméli, hogy a gombákat műanyaggal táplálhatja és a keletkező micéliumból hasznos termékeket, például bőrpótló anyagokat készíthet.

Hogyan menthetik meg a gombák a méheket

A mézelő méhek beporzása számos növényünk számára fontos. A méhpopuláció azonban világszerte csökken; Kínában a gazdálkodók kénytelenek kézzel beporozni almafáikat. Ez a csökkenés az elnéptelenedési zavar (Colony Collapse Disorder = CCD) számlájára írható, amelyet a dolgozó méhek kaptárban való hirtelen elpusztulása vagy eltűnése jellemez.

Az Egyesült Államokban, Kanadában és Európában elterjedt CCD évente méhek milliárdjait pusztítja el. Miért? Az egyik elmélet szerint a méhek immunrendszerét veszélyezteti a neonikotinoid peszticideknek való kitettség. Ennek eredményeként nem tudnak harcolni a parazita kaptáratka által terjesztett vírusok ellen. És itt jöhet a gomba.

Az 1980-as évek közepén Paul Stamets mikológus és gombadúsító gyártó észrevette, hogy mézelő méhei a faforgácshalomban megtelepedett gombamicélium által kibocsátott folyadékcseppeket kortyolgatják.

Évekig azt feltételezte, hogy a méhek cukrot gyűjtenek. És akkor eszébe jutott, talán a méhek gyógyszert gyűjtenek. Ezt az elképzelést 2018-ban erősítették meg, amikor Stamets a Washingtoni Állami Egyetem kutatóival együtt arra a következtetésre jutott, hogy a bükkfa-taplógomba (Fomes fomentarius) és pecsétviaszgomba (Ganoderma lucidum) kivonatával táplált méhek vírusterhelése jelentősen csökkent, különösen a halálos kimenetelű, deformált szárnyú vírussal szemben.

A kutatók még nem biztosak abban, hogy a kivonatok segítik-e a méhek természetes immunrendszerét a vírus elleni küzdelemben vagy valóban elpusztítják-e a vírust, de a jövőbeli tanulmányok megmondják. Hamarosan a méhek gyógyászati rendelőit is kihelyezzük a madáretetőinkkel együtt.

Source: ScienceFocus