O čemu razmišljaju gljive?
- 2000. godine profesor Toshiyuki Nakagaki, biolog i fizičar s japanskog sveučilišta Hokkaido, uzeo je uzorak žutog kalupa i stavio ga na ulaz u labirint koji se koristi za testiranje inteligencije i pamćenja miševa. Na drugi kraj labirinta stavio je kocku šećera.
Činilo se da Physarum polycephalum osjeća miris šećera i počeo je slati svoje klice u potragu za njim. Paukove mreže gljive razdvojile su se na svakom raskrižju labirinta, a oni koji su upali u slijepu ulicu okrenuli su se i počeli gledati u drugim smjerovima. Nekoliko sati mreže gljiva ispunjavale su prolaze labirinta, a do kraja dana jedna od njih našla je put do šećera.
Nakon toga, Toshiyuki i njegov tim istraživača uzeli su komadić paukove mreže gljive koja je sudjelovala u prvom eksperimentu i stavili ga na ulaz kopije istog labirinta, također s kockom šećera na drugom kraju. Ono što se dogodilo zaprepastilo je sve. U prvom se trenutku paučina razgranila na dva dijela: jedan se izdanak probio do šećera, bez i jednog dodatnog zavoja, drugi - popeo se na zid labirinta i prešao ga izravno, uz strop, ravno do cilja. Mreža gljiva ne samo da se sjećala puta, već je i promijenila pravila igre.
Usudio sam se odoljeti tendenciji da se prema tim bićima ponašam kao prema biljkama. Kada nekoliko godina istražujete gljive, počinjete primjećivati dvije stvari. Prvo, gljive su bliže životinjskom carstvu nego što se čini. Drugo, čini se da su njihovi postupci ponekad rezultat svjesne odluke. Mislio sam da gljivama treba pružiti priliku da pokušaju riješiti zagonetke … - Toshiyuki Nakagaki
Daljnja istraživanja Toshiyukija otkrila su da gljive mogu planirati transportne rute isto tako i puno brže od profesionalnih inženjera. Toshiyuki je uzeo kartu Japana i stavio komade hrane na mjesta koja odgovaraju glavnim gradovima te zemlje. Gljive je stavio "u Tokio". Nakon 23 sata izgradili su linearnu mrežu od paučine na sve komade hrane. Rezultat je gotovo točna preslika željezničke mreže oko Tokija.
Nije tako teško povezati nekoliko desetaka točaka; ali njihovo učinkovito i najekonomičnije povezivanje nije nimalo lako. Vjerujem da će nam naša istraživanja pomoći ne samo da razumijemo kako poboljšati infrastrukturu, već i kako izgraditi učinkovitije informacijske mreže. - Toshiyuki Nakagaki
Promotivni video:
ZAGONETKA OSTALOG BIĆA
Prema konzervativnim procjenama, na Zemlji postoji oko 160 tisuća sojeva gljiva, od kojih većina ima impresivne sposobnosti.
Primjerice, u Černobilu je otkrivena gljiva koja se hrani radioaktivnim proizvodima i istodobno čisti zrak oko sebe. Ova je gljiva pronađena na zidu uništene nuklearke, koja je dugi niz godina nakon katastrofe nastavila stvarati zračenje koje uništava sav život u radijusu od nekoliko kilometara.
Tijekom istraživanja amazonskih šuma, dva studenta biologije sa sveučilišta Yale pronašla su gljivu Pestalotiopsis microspora koja može razgraditi plastiku. Ta je sposobnost otkrivena kada je gljiva pojela petrijevku u kojoj je uzgajana.
Do sada ni naša znanost ni tehnologija nisu sposobne za to. Onečišćenje plastikom jedan je od najvećih tehnoloških problema. Danas se velike nade polažemo u ovu gljivicu. - Profesor Scott A. Strobl.
Genetičari s Američkog instituta za bioenergiju uspjeli su učiniti da soj gljiva brže probavi prirodnu ksilozu šećera. Potencijalni značaj ovog otkrića leži u stvaranju novog, jeftinog i brzog načina proizvodnje čistog biogoriva.
Čini se kako "primitivni" organizam, bez mozga i ograničen u pokretu, čini čuda izvan kontrole znanosti?
Da biste pokušali razumjeti svijet gljiva, prvo morate nešto objasniti. Shiitake, portobello i šampinjoni nisu samo nazivi jestivih gljiva. Svaki od njih živi je organizam koji predstavlja mrežu milijuna najtanjih paučinskih mreža pod zemljom. Gljive koje vire iz zemlje samo su "vrhovi prstiju" ove paučine, "alati" kojima tijelo širi sjeme. Svaki takav "prst" sadrži tisuće spora. Nose ih vjetar i životinje. Kad spore padnu u zemlju, one stvaraju nove mreže i niču s novim gljivama.
Ovo stvorenje udiše kisik. S biološkog je gledišta toliko neobično da pripada vlastitom kraljevstvu, odvojeno od životinja i biljaka.
Ali što zapravo znamo o ovom obliku života?
Ne znamo što potiče podzemni sustav paučine u određenom trenutku da pušta gljive na površinu zemlje; zašto jedna gljiva raste prema jednom drvetu, a druga prema drugom; i zašto neki od njih proizvode smrtonosne otrove, dok su drugi ukusni, zdravi i mirisni. U nekim slučajevima ne možemo ni predvidjeti vremensku crtu njihovog razvoja. Gljive se mogu pojaviti tri godine kasnije, ili 30 godina nakon što je njihova spora pronašla prikladno stablo. Drugim riječima, ne znamo ni najosnovnije stvari o gljivama. - Michael Pollan, istraživač.
KRALJICA MRTVIH
Teško nam je razumjeti gljive zbog njihove anatomske građe. Kad uzmete rajčicu u ruku, u ruci držite cijelu rajčicu takvu kakva jest. Ali gljivu ne možete iščupati i ispitati njezinu strukturu. Gljiva je samo plod velikog i složenog organizma. Mreža paučine je pretanana da bi se očistila od zemlje, a da je ne ošteti. - Sgula Motspi, mikrobiolog.
Drugi je problem što se većina šumskih gljiva ne može pripitomiti i vrlo ih je teško uzgajati, kako u istraživačke, tako i u industrijske svrhe.
Odabiru samo određeno leglo, sami odlučuju kada će klijati. Često njihov izbor pada na stara stabla koja se ne mogu prenijeti na drugo mjesto. Pa čak i ako u šumu zasadimo stotine prikladnih stabala i na zemlju poprskamo milijarde spora, ne postoji jamstvo da ćemo gljive dobiti u razumnom roku. - Michael Pollan, istraživač.
Sustavi prehrane, rasta, razmnožavanja i proizvodnje energije u gljivama potpuno se razlikuju od onih kod životinja. Oni nemaju klorofil i zato, za razliku od biljaka, ne koriste izravno sunčevu energiju. Na primjer, šampinjoni, šitake i portobello rastu na leglu uvelih biljaka.
Poput životinja, i gljive probavljaju hranu, ali, za razliku od njih, probavljaju hranu izvan svog tijela: gljive izlučuju enzime koji razgrađuju organsku tvar na njezine komponente, a zatim apsorbiraju te molekule.
Ako je tlo želudac zemaljske kugle, tada su gljive probavni sok. Bez njihove sposobnosti razgradnje i obrade organske tvari, zemlja bi se već odavno ugušila. Mrtve bi se materije beskrajno nakupljale, ciklus ugljika bi bio prekinut i sva bi živa bića ostala bez hrane.
U našim istraživanjima fokusiramo se na život i rast, ali u prirodi su smrt i propadanje jednako važni. Gljive su nesporni vladari kraljevstva smrti. Stoga ih je, usput, toliko puno na grobljima. No, najveća tajna je ogromna energija gljiva. Postoje gljive koje mogu ispucati asfalt, zasjati u mraku, preko noći preraditi cijelu hrpu petrokemijskog otpada i pretvoriti ga u jestiv i hranjiv proizvod. Gljiva Coprinopsis atramentaria u stanju je za nekoliko sati izrasti plodište, a zatim se za jedan dan pretvoriti u lokvu crne tinte.
Halucinogene gljive mijenjaju mišljenje ljudi. Postoje otrovne gljive koje mogu ubiti slona. A paradoks je u tome što svi oni sadrže sitne količine kalorija koje istraživači obično koriste za mjerenje energije. Čini se da naš način mjerenja energije ovdje ne odgovara. Kalorije karakteriziraju sunčevu energiju pohranjenu u biljkama. Ali gljive su slabo povezane sa suncem. Proklijaju noću, a danju uvenu. Njihova energija je nešto sasvim drugo.
- Michael Pollan, istraživač.
INTERNET ISPOD ZEMLJE
Micelij je složena infrastruktura na kojoj su smještene sve biljke na svijetu. U deset kubnih centimetara tla možete pronaći osam kilometara njegove paučine. Ljudsko stopalo pokriva oko pola milijuna kilometara usko razmaknutih paučina. - Paul Stemets, mikolog.
Što se događa u tim mrežama?
Početkom 1990-ih prvi se put pojavila ideja da mreža tih paučinskih mreža ne samo da prenosi hranu i kemikalije, već je također inteligentna i samouka komunikacijska mreža. Lako je prepoznati poznatu strukturu promatrajući čak i male dijelove ove mreže. Grafički prikazi interneta izgledaju potpuno isto. Mreža se grana, a ako jedna od grana zakaže, brzo se zamjenjuje zaobilaznim rješenjima. Njegovi čvorovi, smješteni u strateškim područjima, bolje su opskrbljeni električnom energijom zbog manje aktivnih mjesta i povećani su. Te mreže imaju osjetljivost. I svaki web može prenijeti informacije na cijelu mrežu.
I ne postoji "središnji poslužitelj". Svaka paukova mreža neovisna je, a informacije koje prikuplja mogu se prenositi na mrežu u svim smjerovima. Dakle, osnovni model Interneta postojao je u svako doba, samo što se skrivao u zemlji. - Paul Stemec, mikolog
Čini se da sama mreža može rasti unedogled. Primjerice, u državi Michigan pronađen je micelij koji je izrastao pod zemljom na površini od devet četvornih kilometara. Procjenjuje se da je star oko 2000 godina.
Kada mreža odlučuje uzgajati gljive?
Razlog je ponekad opasnost za budućnost mreže. Ako šuma koja napaja mrežu izgori, micelij prestaje primati šećere iz korijena drveća. Tada klija gljive na najudaljenijim krajevima, tako da šire gljivične spore, "oslobađaju" joj gene i pružaju im priliku da pronađu novo mjesto. Tako se pojavio izraz "gljive nakon kiše". Kiša ispire organsku trulež iz zemlje i, u osnovi, oduzima mrežu izvoru energije - tada mreža šalje "spasilačke jedinice" sa sporovima u potrazi za novim utočištem.
NOĆNA MORA ZA INSEKTE
"Pronalaženje novog doma" još je jedna stvar koja razlikuje gljive od životinjskog i biljnog carstva. Postoje gljive koje šire spore kao što plodovi šire sjeme. Drugi proizvode feromone zbog kojih su živa bića gladna za njima. Skupljači bijelog tartufa koriste ga za potragu za svinjama, jer je miris ovih gljiva sličan mirisu alfa vepra.
Međutim, postoje složeniji i brutalniji načini širenja gljivica. Promatranje zapadnoafričkih mrava vrste Megaloponera foetens zabilježilo je da se svake godine penju na visoka stabla i takvom silom probijaju čeljusti u deblo da se nakon toga ne mogu osloboditi i umrijeti. Prije toga nije bilo slučajeva masovnog samoubojstva mrava.
Pokazalo se da insekti djeluju protiv svoje volje, a netko drugi ih šalje na smrt. Razlog su najmanje spore gljive הטומנטלה, koje ponekad uspiju ući u usta mrava. Jednom u glavi insekta, spora šalje kemikalije u svoj mozak. Nakon toga, mrav se počinje penjati na najbliže stablo i uranja čeljustima u koru. Ovdje, kao da se budi iz noćne more, počinje se pokušavati osloboditi i na kraju, iscrpljen, umire. Nakon otprilike dva tjedna, iz njegove glave niču gljive הומנטלה.
Na drveću u Kamerunu možete vidjeti stotine gljiva koje rastu iz tijela mrava. Za gljivice je ova moć nad mozgom sredstvo za razmnožavanje: koriste se nogama mrava da se penju na drvo, a visina pomaže da njihove spore širi vjetar; pa pronalaze nove domove i …. novi mravi.
Tajlandska "zombi gljiva" Ophiocordyceps unilateralis potiče mrave koji se njome hrane da se penju na lišće određenih biljaka. Udaljenost koju zaraženi mravi prijeđu zbog toga mnogo je veća od udaljenosti u njihovom normalnom životu, pa stoga, dosegnuvši lišće, kukci umiru od umora i gladi, a nakon dva tjedna gljive niču iz njihovih tijela.
Ta su bića možda najnevjerojatnija od svih koje sam vidio. Vjerujemo da proizvode kemikalije slične LSD-u, ali još nismo naišli na lijekove koji potiču ponašanje u nečijim interesima. - Profesor David Hughes.
Hughes je otkrio gljivice koje kontroliraju mozak pauka, uši i muha.
To nije slučajnost, prirodna selekcija ili nusproizvodi drugog postupka. Ti su insekti protiv svoje volje poslani tamo gdje ne bi trebali biti, ali poput gljiva. Kad smo zaražene mrave prebacili na drugo lišće, gljive jednostavno nisu klijale. - Profesor David Hughes
KAKO SU IZUMENI ANTIBIOTICI
Postoji pozitivna strana činjenice da gljive mogu stvoriti jake otrove. Neki od tih otrova učinkovito su oružje protiv naših zajedničkih neprijatelja. Na primjer, mikrobi.
Najbolji se antibiotici nalaze u gljivama. - Paul Stemets, mikolog.
Od 160 tisuća vrsta gljiva, čija tijela sadrže složene kemijske spojeve, znanost je uspjela dešifrirati i razmnožiti samo 20, a među njima je pronađeno nekoliko esencijalnih lijekova.
Postoji razlog što gljive proizvode lijekove. Uvijek rastu na najgorim mjestima, na vlažnim, vrućim, na mjestima koja su "tvornice mikroba i virusa". Većina biljaka nema zaštitu od ovih čimbenika, ali gljive se opiru. Poznati lijek Lipitor, koji je jedno od rijetkih poznatih rješenja za kolesterol i dijabetes, pronađen je u crvenoj kineskoj gljivi. A enoki i shiitake gljive uključeni su u košaricu lijekova koje su pacijenti s rakom primili u Japanu. - Elinor Shavit, mikrologinja.
Nažalost, raznolikost lijekova od gljiva neprestano se smanjuje. Razlog je uništavanje šumovitih šuma, posebno u slivu Amazone.
Zajedno s drugim oblicima života uništavamo i gljive. Broj njihovih sorti neprestano se smanjuje i to me brine iz čisto sebičnih razloga. Svijet je predstavio zapanjujući dar - ogroman prirodni laboratorij za proizvodnju lijekova. Od penicilina do lijekova za rak, AIDS, gripu i senilne bolesti. Stari Egipćani su s razlogom gljive nazivali "bogom smrti". Danas neprestano uništavamo ovaj laboratorij … - Paul Stemets, mikolog.
Stemets govori o gljivi fomitopsis. Otkrivena 1965. godine, ova se gljiva pokazala učinkovitim lijekom protiv tuberkuloze, a danas raste na samo pet mjesta u Sjedinjenim Državama. U Europi je ova gljiva već potpuno nestala.
S grupom stručnjaka išli smo na desetke puta u šume, pokušavajući pronaći još nekoliko sličnih gljiva. Nakon mnogo truda, napokon smo pronašli jedan uzorak koji smo uspjeli uzgojiti u laboratoriju. Tko zna koliko će ljudi ova gljiva spasiti u budućnosti. - Paul Stemets, mikolog.
Prošle se godine Stemets pridružio programu biološke obrane američkog Ministarstva obrane i pomogao u potrazi i očuvanju 300 rijetkih vrsta gljiva.
Napravili smo eksperiment: skupili smo četiri gomile smeća. Jedan smo koristili kao kontrolu; u druga dva smo dodali kemikalije i biološke tvari koje razgrađuju otpad; preko potonjeg su raspršene spore gljiva. Vraćajući se dva mjeseca kasnije, pronašli smo tri tamne gnojne hrpe i jednu svijetlu, obraslu stotinama kilograma gljiva … Neke su se otrovne tvari pretvorile u organske. Gljive su privlačile insekte, snijele su jaja iz kojih su se izlegle gusjenice, a zatim su se pojavile ptice - i cijela se hrpa pretvorila u zeleno brdo puno života. Kad smo pokušali učiniti isto u zagađenim rijekama, primijetili smo postupak čišćenja od otrova. Evo što treba istražiti! Možda se svi naši problemi sa zagađenjem mogu riješiti pravim gljivama. - Paul Stemets, mikolog.
GDJE JE MOZAK?
„Jedna je procjena da djeluje na sličan način kod gljivica", kaže Toshiyuki. „S čisto biološkog gledišta, svaka paukova mreža pojedinačno prima kemijske signale o tome kamo se treba kretati i što treba izbjegavati. Zbroj ovih signala stvara svojevrsni sustav odlučivanja. Drugim riječima, inteligencija gljive je u njenoj mreži. Dodajte tome milijune godina evolucije pod najtežim uvjetima, pomnoženim sa stotinama tisuća različitih vrsta, i vi ćete imati nešto što bi ionako trebalo biti dovoljno pametno."
- I ovo je vaše objašnjenje što se događa?
- Ovo je početak.
Ignat Karanfil
