Mitä sienet ajattelevat?
- Vuonna 2000 professori Toshiyuki Nakagaki, biologi ja fyysikko Japanin Hokkaidon yliopistosta, otti näytteen keltaisesta muotista ja asetti sen sokkelon sisäänkäynnille, jota käytetään hiirien älykkyyden ja muistin testaamiseen. Sokkelon toiseen päähän hän sijoitti sokerikuutio.
Physarum polycephalum näytti haistavan sokeria ja alkoi lähettää itujaan etsimään sitä. Sienen hämähäkinverkot haarautuivat sokkelon jokaiseen risteykseen, ja umpikujaan pudonnut kääntyi ympäri ja alkoi katsoa muihin suuntiin. Muutamassa tunnissa sieniverkot täyttivät sokkelokohdat, ja päivän loppuun mennessä yksi heistä löysi tiensä sokeriin.
Sen jälkeen Toshiyuki ja hänen tutkijaryhmänsä ottivat palan ensimmäiseen kokeeseen osallistuneen sienen hämähäkinverkosta ja panivat sen saman sokkelon kopion sisäänkäynnille, myös sokerikuutio toisessa päässä. Tapahtunut hämmästytti kaikkia. Ensimmäisellä hetkellä hämähäkinverkko haarautui kahteen: yksi verso matkasi sokeriin ilman yhtä ylimääräistä käännöstä, toinen nousi labyrintin seinälle ja ylitti sen suoraan kattoa pitkin suoraan maaliin. Sieniverkko ei vain muistanut tietä, vaan muutti myös pelisääntöjä.
Uskallin vastustaa taipumusta kohdella näitä olentoja kuten kasveja. Kun tutkit sieniä useita vuosia, alat huomata kahta asiaa. Ensinnäkin sienet ovat lähempänä eläinkuntaa kuin näyttää. Toiseksi heidän tekonsa näyttävät joskus johtuvan tietoisesta päätöksestä. Ajattelin, että sienille tulisi antaa mahdollisuus yrittää ratkaista arvoituksia … - Toshiyuki Nakagaki
Toshiyukin jatkotutkimuksessa havaittiin, että sienet voivat suunnitella kuljetusreittejä samoin ja paljon nopeammin kuin ammattimiehet. Toshiyuki otti Japanin kartan ja sijoitti ruokapaloja maan suurimpia kaupunkeja vastaaviin paikkoihin. Hän laittoi sienet "Tokioon". 23 tunnin kuluttua he rakensivat lineaarisen hämähäkinverkon kaikkiin ruokapaloihin. Tuloksena on lähes tarkka kopio Tokion ympärillä olevasta rautatieverkosta.
Useiden kymmenien pisteiden yhdistäminen ei ole niin vaikeaa; mutta niiden yhdistäminen tehokkaasti ja taloudellisesti ei ole ollenkaan helppoa. Uskon, että tutkimuksemme auttaa meitä ymmärtämään infrastruktuurin parantamisen lisäksi myös tehokkaampien tietoverkkojen rakentamisen. - Toshiyuki Nakagaki
Mainosvideo:
TOISEN OLEMISEN MALLI
Konservatiivisten arvioiden mukaan maapallolla on noin 160 tuhatta sienikantaa, joista suurimmalla on vaikuttavia kykyjä.
Esimerkiksi Tšernobylissä löydettiin sieni, joka ruokkii radioaktiivisia tuotteita ja puhdisti samalla sen ympärillä olevan ilman. Tämä sieni löydettiin tuhoutuneen ydinvoimalaitoksen seinältä, joka tuotti katastrofin jälkeen useita vuosia säteilyä, joka tuhosi kaiken elämän useiden kilometrien säteellä.
Tutkiessaan Amazonin metsää kaksi Yalen yliopiston biologian opiskelijaa löysi sienen Pestalotiopsis microspora, joka voi hajottaa muovia. Tämä kyky havaittiin, kun sieni söi petrimaljan, jossa sitä kasvatettiin.
Tähän asti tiede ja tekniikka eivät kykene tähän. Muovikontaminaatio on yksi suurimmista teknologisista ongelmista. Tänään meillä on suuret toiveet tästä sienestä. - Professori Scott A. Strobl.
American Bioenergy -instituutin geenitieteilijät ovat onnistuneet saamaan sienikannan sulattamaan luonnollisen soker ksyloosin nopeammin. Tämän löydön mahdollinen merkitys on uuden, halvan ja nopean tavan luoda puhdas biopolttoaine.
Näyttää siltä, kuinka "primitiivinen" organismi, jolla ei ole aivoja ja rajoitettu liikkuvuus, tekee ihmeitä, joita tiede ei voi valvoa?
Jos haluat yrittää ymmärtää sienen maailmaa, sinun on ensin selitettävä jotain. Shiitake, portobello ja samppanja ei ole vain syötävien sienien nimiä. Jokainen niistä on elävä organismi, joka edustaa miljoonien ohuimpien hämähäkinverkkojen verkkoa maan alla. Maasta kurkistavat sienet ovat vain näiden hämähäkinverkkojen”sormenpäitä”,”työkaluja”, joilla keho levittää siemeniään. Jokainen tällainen “sormi” sisältää tuhansia itiöitä. Tuuli ja eläimet kantavat heitä. Kun itiöt putoavat maahan, ne luovat uusia verkkoja ja itävät uusilla sienillä.
Tämä olento hengittää happea. Se on biologisesta näkökulmasta niin epätavallinen, että se kuuluu omaan valtakuntaansa erillään eläimistä ja kasveista.
Mutta mitä me todella tiedämme tästä elämänmuodosta?
Emme tiedä, mikä saa maanalaisen hämähäkinverkoston tietyn hetken aikaan vapauttamaan sieniä maan pinnalle; miksi yksi sieni kasvaa kohti yhtä puuta ja toinen kohti toista; ja miksi jotkut niistä tuottavat tappavia myrkkyjä, kun taas toiset ovat maukkaita, terveellisiä ja tuoksuvia. Joissakin tapauksissa emme voi edes ennustaa niiden kehityksen aikataulua. Sienet voivat ilmestyä kolme vuotta myöhemmin tai 30 vuotta sen jälkeen, kun niiden itiöt ovat löytäneet sopivan puun. Toisin sanoen, emme tiedä edes alkeellisimpia asioita sienistä. - Michael Pollan, tutkija.
KUOLEMAN KUNINGATAR
Meidän on vaikea ymmärtää sieniä niiden anatomisen rakenteen vuoksi. Kun otat tomaatin käteen, pidät koko tomaattia kädessäsi sellaisenaan. Mutta et voi kynsiä sieniä ja tutkia sen rakennetta. Sieni on vain suuren ja monimutkaisen organismin hedelmä. Seitti on liian ohut, jotta se voidaan puhdistaa maasta vahingoittamatta sitä. - Sgula Motspi, mikrobiologi.
Toinen ongelma on, että useimpia metsäsieniä ei voida kesyttää ja että niitä on erittäin vaikea kasvattaa sekä tutkimukseen että teollisiin tarkoituksiin.
He valitsevat vain tietyn pentueen, he itse päättävät, milloin itävät. Usein heidän valintansa kuuluu vanhoille puille, joita ei voida siirtää toiseen paikkaan. Ja vaikka istutamme satoja sopivia puita metsään ja suihkutettaisiin miljardeja itiöitä maahan, ei ole takeita sienien saamisesta kohtuullisessa ajassa. - Michael Pollan, tutkija.
Sienien ravitsemus-, kasvu-, lisääntymis- ja energiantuotantojärjestelmät ovat täysin erilaiset kuin eläimillä. Heillä ei ole klorofylliä, joten toisin kuin kasvit, he eivät käytä suoraan auringon energiaa. Esimerkiksi samppanjat, shiitake ja portobello kasvavat kuivuneiden kasvien pentueella.
Eläinten tavoin sienet sulattavat ruoan, mutta toisin kuin ne, ne sulavat ruoan kehonsa ulkopuolella: sienet erittävät entsyymejä, jotka hajottavat orgaanisen aineen komponentteihinsa ja imevät sitten nämä molekyylit.
Jos maaperä on maapallon vatsa, sienet ovat sen ruoansulatuskanavan mehuja. Ilman heidän kykyään hajottaa ja käsitellä orgaanista ainetta, maa olisi tukehtunut kauan sitten. Kuolleita aineita kertyy loputtomasti, hiilen kierto keskeytyy ja kaikki elävät jäävät ilman ruokaa.
Keskitymme tutkimukseen elämään ja kasvuun, mutta luonnossa kuolema ja rappeutuminen ovat yhtä tärkeitä. Sienet ovat kiistattomia kuoleman valtakunnan hallitsijoita. Siksi, muuten, heitä on niin paljon hautausmailla. Mutta suurin salaisuus on sienien valtava energia. On sieniä, jotka voivat murtaa asfaltin, hehkua pimeässä, käsitellä koko joukon petrokemian jätteitä yön yli ja muuttaa siitä syötävän ja ravinteikkaan tuotteen. Coprinopsis atramentaria -sieni kykenee kasvamaan hedelmällisen rungon muutamassa tunnissa ja muuttuu sitten yhdessä päivässä mustan musteen lätäkköksi.
Hallusinogeeniset sienet muuttavat ihmisten mieltä. On myrkyllisiä sieniä, jotka voivat tappaa norsun. Ja paradoksi on, että ne kaikki sisältävät pieniä määriä kaloreita, joita tutkijat yleensä käyttävät energian mittaamiseen. Tapa, jolla mitataan energiaa, ei näytä sopivan tähän. Kalorit kuvaavat kasveihin varastoitua aurinkoenergiaa. Mutta sienet liittyvät heikosti aurinkoon. Ne itävät yöllä ja kuihtuvat päivällä. Heidän energiansa on jotain aivan erilaista.
- Michael Pollan, tutkija.
INTERNET MAAN ALLA
Rihmasto on monimutkainen infrastruktuuri, jolla kaikki maailman kasvit sijaitsevat. Kymmenestä kuutiosenttimetristä maaperää löytyy kahdeksan kilometriä seittiä. Ihmisen jalka peittää noin puoli miljoonaa kilometriä läheisiä hämähäkinverkkoja. - Paul Stemets, mykologi.
Mitä näissä verkoissa tapahtuu?
1990-luvun alussa syntyi ensimmäistä kertaa ajatus, että näiden hämähäkinverkkojen verkko ei vain kuljettaa ruokaa ja kemikaaleja, vaan se oli myös älykäs ja itseoppiva viestintäverkko. Tuttu rakenne on helppo tunnistaa katsomalla pieniäkin osia verkosta. Internetin graafiset kuvat näyttävät täsmälleen samoilta. Verkko haarautuu, ja jos yksi haaroista epäonnistuu, se korvataan nopeasti kiertoteillä. Sen strategisilla alueilla sijaitsevat solmut saavat paremmin virtaa vähemmän aktiivisten paikkojen vuoksi ja ovat laajentuneet. Näillä hämähäkinverkoilla on herkkyys. Ja jokainen verkko voi välittää tietoa koko verkolle.
Ja ei ole "keskuspalvelinta". Jokainen hämähäkinverkko on riippumaton, ja sen keräämät tiedot voidaan siirtää verkkoon kaikkiin suuntiin. Internetin perusmalli on siis ollut olemassa koko ajan, vain se piiloutui maahan. - Paul Stemec, mykologi
Itse verkosto näyttää pystyvän kasvamaan loputtomiin. Esimerkiksi Michiganin osavaltiossa löydettiin sienirihmasto, joka on kasvanut maan alle yhdeksän neliökilometrin alueella. Sen arvioidaan olevan noin 2000 vuotta vanha.
Milloin verkosto päättää kasvattaa sieniä?
Joskus syy on verkon tulevaisuuden vaara. Jos verkkoa ruokkiva metsä palaa, myseeli lakkaa saamasta sokereita puun juurista. Sitten hän itää sieniä pisimmistä päistä niin, että ne levittävät sieni-itiöitä, "vapauttavat" hänen geeninsä ja antavat heille mahdollisuuden löytää uusi paikka. Näin ilmestyi ilmaisu "sienet sateen jälkeen". Sade pesee orgaanisen mätän maasta ja käytännössä riistää verkolta virtalähteen - sitten verkko lähettää "pelastusjoukkoja" erimielisyyksillä etsimään uutta turvapaikkaa.
YÖNTARVIKKEET hyönteisille
"Uuden kodin löytäminen" on toinen asia, joka erottaa sienet eläin- ja kasvikunnasta. On sieniä, jotka levittävät itiönsä kuten hedelmät levittävät siemeniään. Toiset tuottavat feromoneja, jotka tekevät elävistä oloista nälkäisiä. Valkoisten tryffelien kerääjät käyttävät sitä sikojen etsimiseen, koska näiden sienien haju on samanlainen kuin alfasian.
On kuitenkin monimutkaisempia ja julmimpia tapoja levittää sieniä. Megaloponera foetens -lajin Länsi-Afrikan muurahaisia tarkkailemalla todettiin, että he kiipeävät korkeita puita joka vuosi, ja lävistävät leuat sellaisella voimalla runkoon, että sen jälkeen he eivät voi vapautua itsestään ja kuolla. Aikaisemmin ei ollut tapauksia, joissa muurahaisia olisi tehty itsemurhaan.
Kävi ilmi, että hyönteiset toimivat vastoin heidän tahtoaan, ja joku muu lähettää heidät kuolemaan. Syynä on הטומנטלה-sienen pienimmät itiöt, jotka joskus onnistuvat pääsemään muurahaisen suuhun. Hyönteisen päähän itiö lähettää kemikaaleja aivoihinsa. Sen jälkeen muurahainen alkaa kiivetä lähimpään puuhun ja työntää leuat kuoreen. Täällä, ikään kuin herääminen painajaisesta, hän alkaa yrittää vapauttaa itseään ja lopulta uupuneena kuolee. Noin kahden viikon kuluttua sienet itävät hänen päästään.
Kamerunin puilla näet satoja sieniä, jotka kasvavat muurahaisista. Sienille tämä voima aivojen yli on lisääntymiskeino: he käyttävät muurahaisen jalkoja kiipeämään puuhun, ja korkeus auttaa niiden itiöitä leviämään tuulessa; joten he löytävät itselleen uudet kodit ja …. uudet muurahaiset.
Thaimaalainen "zombie-sieni" Ophiocordyceps unilateralis kannustaa sitä ruokkivia muurahaisia kiipeämään tiettyjen kasvien lehtiä. Etäisyys, jonka tartunnan saaneet muurahaiset tekevät tämän vuoksi, on paljon suurempi kuin normaalin elämän matkan, ja siksi hyönteiset, saavuttaessaan lehdet, kuolevat väsymykseen ja nälkään, ja kahden viikon kuluttua sienet itävät ruumiistaan.
Nämä olennot ovat ehkä upeimpia kaikista nähtyistäni. Uskomme, että ne tuottavat LSD: n kaltaisia kemikaaleja, mutta emme ole vielä törmänneet lääkkeisiin, jotka aiheuttavat käyttäytymistä jonkun edun mukaisesti. - Professori David Hughes.
Hughes löysi sieniä, jotka hallitsevat hämähäkkien, täiden ja kärpästen aivoja.
Tämä ei ole sattumaa, luonnollista valintaa tai toisen prosessin sivutuotteita. Nämä hyönteiset lähetetään vastoin heidän tahtoaan sinne, missä heidän ei pitäisi olla, mutta sienet pitävät. Kun siirrimme tartunnan saaneet muurahaiset muille lehdille, sienet eivät yksinkertaisesti itäneet. - Professori David Hughes
Kuinka antibiootit keksittiin
Positiivisella puolella on se, että sienet voivat tuottaa voimakkaita myrkkyjä. Jotkut näistä myrkkyistä ovat tehokkaita aseita yhteisiä vihollisiamme vastaan. Esimerkiksi mikrobit.
Parhaat antibiootit löytyvät sienistä. - Paul Stemets, mykologi.
160 tuhannesta sienilajista, joiden rungot sisältävät monimutkaisia kemiallisia yhdisteitä, tiede pystyi tulkitsemaan ja jäljentämään vain 20, ja joukosta löydettiin useita tärkeimpiä lääkkeitä.
Sienet tuottavat lääkkeitä. Ne kasvavat aina pahin paikoissa, kosteassa, kuumassa, paikoissa, jotka ovat "mikrobien ja virusten tehtaita". Useimmilla kasveilla ei ole suojaa näiltä tekijöiltä, mutta sienet vastustavat. Tunnettu huume Lipitor, joka on yksi harvoista tunnetuista kolesterolin ja diabeteksen ratkaisuista, on löydetty punaisesta kiinalaisesta sienestä. Ja enoki- ja shiitake-sienet sisältyvät Japanin syöpäpotilaiden saamaan lääkekoriin. - Elinor Shavit, mikrologi.
Valitettavasti sienilääkkeiden valikoima vähenee jatkuvasti. Syynä on metsäisten metsien tuhoutuminen, erityisesti Amazonin altaalla.
Muiden elämänmuotojen ohella tuhoamme myös sieniä. Niiden lajikkeiden määrä vähenee jatkuvasti, ja tämä huolestuttaa minua puhtaasti itsekkäistä syistä. Maailma on esittänyt upean lahjan - valtavan luonnonlaboratorion huumeiden valmistukseen. Penisilliinistä syövän, aidsin, flunssan ja seniilien sairauksien lääkkeisiin. Muinaiset egyptiläiset kutsuivat sieniä syystä "kuoleman jumalaksi". Tänään tuhomme jatkuvasti tätä laboratoriota … - Paul Stemets, mykologi.
Stemets puhuu fomitopsis-sienestä. Vuonna 1965 löydetty sieni on osoittautunut tehokkaaksi tuberkuloosilääkkeeksi, ja nykyään se kasvaa vain viidessä paikassa Yhdysvalloissa. Euroopassa tämä sieni on jo kadonnut kokonaan.
Asiantuntijaryhmän kanssa kävimme kymmeniä kertoja metsissä yrittäen löytää vielä useita samanlaisia sieniä. Paljon vaivaa löysimme vihdoin yhden näytteen, jonka onnistuimme kasvattamaan laboratoriossa. Kuka tietää, kuinka monta ihmistä tämä sieni säästää tulevaisuudessa. - Paul Stemets, mykologi.
Viime vuonna Stemets liittyi Yhdysvaltain puolustusministeriön biologiseen puolustusohjelmaan ja auttoi etsimään ja suojelemaan 300 harvinaista sienilajia.
Teimme kokeen: keräsimme neljä kasa roskaa. Yhtä käytimme kontrollina; kahdessa muussa lisäsimme kemikaaleja ja biologisia aineita, jotka hajottavat jätteet; jälkimmäisen päälle sieni-itiöt ruiskutettiin. Palattuaan kaksi kuukautta myöhemmin, löysimme kolme tummaa haisulohkoa ja yhden kirkkaan, joka on täynnä satoja kiloja sieniä … Jotkut myrkyllisistä aineista muuttuivat orgaanisiksi. Sienet houkuttelivat hyönteisiä, he munivat munia, joista toukkia kuoriutui, ja sitten linnut ilmestyivät - ja koko kasa muuttui vihreäksi kukkulaksi täynnä elämää. Kun yritimme tehdä samoin saastuneissa jokissa, huomasimme puhdistusprosessin myrkkyistä. Tässä on mitä tutkia! Ehkä kaikki saastumisongelmamme voidaan ratkaista oikeilla sienillä. - Paul Stemets, mykologi.
Missä aivot ovat?
"Yksi arvio on, että se toimii samalla tavalla sienillä", Toshiyuki sanoo. "Puhtaasti biologisesta näkökulmasta kukin hämähäkinverkko vastaanottaa erikseen kemiallisia signaaleja siitä, mihin liikkua ja mitä välttää. Näiden signaalien summa luo eräänlaisen päätöksentekojärjestelmän. Toisin sanoen sienen älykkyys on sen verkossa. Lisää tähän miljoonien vuosien kehitys vaikeimmissa olosuhteissa, kerrottuna sadoilla tuhansilla eri lajeilla, ja sinulla on jotain, jonka pitäisi olla tarpeeksi älykäs joka tapauksessa."
- Ja tämä on selityksesi siitä, mitä tapahtuu?
- Tämä on alku.
Ignat neilikka