Mga lihim ng mundo ng kabute: utak ng gagamba bilang isang analogue ng tao

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Noong 2000, si Propesor Toshiyuki Nakagaki, isang biologist at physicist sa Japanese University of Hokkaido, ay kumuha ng sample ng isang dilaw na amag at inilagay ito sa pasukan ng isang maze na ginagamit upang subukan ang katalinuhan at memorya ng mga daga. Sa kabilang dulo ng maze, naglagay siya ng sugar cube. Ang kabute ay hindi lamang nakahanap ng isang landas sa asukal, ngunit ginamit din ang pinakamaikling landas para dito.

Ano ang iniisip ng mga kabute?

Ang Physarum polycephalum ay amoy asukal at nagsimulang magpadala ng mga sprout nito sa paghahanap nito. Ang mga sapot ng gagamba ng kabute ay naghiwa-hiwalay sa bawat intersection ng maze, at ang mga nahulog sa dead end ay umikot at nagsimulang tumingin sa ibang direksyon. Sa loob ng ilang oras, napuno ng mga sapot ng kabute ang mga daanan ng maze, at sa pagtatapos ng araw isa sa kanila ay nakahanap ng daan patungo sa asukal.

Pagkatapos nito, kinuha ni Toshiyuki at ng kanyang pangkat ng mga mananaliksik ang isang piraso ng spider's web ng mushroom na lumahok sa unang eksperimento, at inilagay ito sa pasukan ng isang kopya ng parehong labirint, na may isang sugar cube sa kabilang dulo nito. Ang nangyari ay namangha sa lahat. Sa unang sandali, ang sapot ng gagamba ay nagsanga sa dalawa: ang isang usbong ay pumunta sa asukal, nang walang dagdag na pagliko, ang isa naman ay umakyat sa dingding ng labirint at direktang tumawid dito, sa kahabaan ng kisame, diretso sa layunin. Hindi lamang naalala ng mushroom web ang kalsada, ngunit binago din ang mga patakaran ng laro.

Naglakas-loob akong pigilan ang hilig na tratuhin ang mga nilalang na ito na parang halaman. Kapag gumawa ka ng mushroom research sa loob ng ilang taon, magsisimula kang mapansin ang dalawang bagay. Una, ang mga mushroom ay mas malapit sa kaharian ng hayop kaysa sa tila. Pangalawa, ang kanilang mga aksyon kung minsan ay lumilitaw na resulta ng isang sinasadyang desisyon. Naisip ko na ang mga kabute ay dapat bigyan ng pagkakataon na subukang lutasin ang mga bugtong.

Nalaman ng karagdagang pananaliksik ni Toshiyuki na ang mga kabute ay maaaring magplano ng mga ruta ng transportasyon at mas mabilis kaysa sa mga propesyonal na inhinyero. Kumuha si Toshiyuki ng mapa ng Japan at naglagay ng mga piraso ng pagkain sa mga lugar na katumbas ng mga pangunahing lungsod sa bansa. Inilagay niya ang mga mushroom "sa Tokyo". Pagkatapos ng 23 oras, gumawa sila ng linear web ng mga pakana sa lahat ng mga piraso ng pagkain. Ang resulta ay halos eksaktong kopya ng network ng tren sa paligid ng Tokyo.

Hindi ganoon kahirap ikonekta ang ilang dosenang puntos; ngunit ang pagkonekta sa kanila nang mahusay at pinaka-ekonomiko ay hindi madali. Naniniwala ako na ang aming pananaliksik ay hindi lamang makakatulong sa amin na maunawaan kung paano pagpapabuti ng imprastraktura, kundi pati na rin kung paano bumuo ng mas mahusay na mga network ng impormasyon.

BUGTONG NG IBANG NILANG

Ayon sa mga konserbatibong pagtatantya, mayroong halos 160 libong mga strain ng fungi sa Earth, karamihan sa mga ito ay may mga kahanga-hangang kakayahan.

Halimbawa, sa Chernobyl, natuklasan ang isang kabute na kumakain ng mga radioactive na produkto at, sa parehong oras, nililinis ang hangin sa paligid nito. Ang kabute na ito ay natagpuan sa dingding ng isang nawasak na planta ng nuclear power, na sa loob ng maraming taon pagkatapos ng sakuna ay patuloy na gumagawa ng radiation na sumisira sa lahat ng buhay sa loob ng radius ng ilang kilometro.

Habang ginalugad ang kagubatan ng Amazon, nakita ng dalawang estudyante ng biology sa Yale University ang fungus na Pestalotiopsis microspora, na maaaring magpababa ng plastic. Natuklasan ang kakayahang ito nang kainin ng fungus ang petri dish kung saan ito lumaki.

Hanggang ngayon, hindi ito kayang gawin ng ating agham o teknolohiya. Ang kontaminasyon ng plastik ay isa sa mga pinakamalaking problema sa teknolohiya. Ngayon ay mayroon tayong mataas na pag-asa para sa fungus na ito. - Propesor Scott A. Strobl.

Nagtagumpay ang mga geneticist mula sa American Institute of Bioenergy na gawing mas mabilis ang pagtunaw ng mushroom strain sa natural na asukal na xylose. Ang potensyal na kahalagahan ng pagtuklas na ito ay nakasalalay sa paglikha ng isang bago, mura at mabilis na paraan ng paggawa ng malinis na biofuels.

Tila, paano ang isang "primitive" na organismo, na walang utak at limitado sa paggalaw, ay nagsasagawa ng mga himala na lampas sa kontrol ng agham?

Upang subukang maunawaan ang mundo ng kabute, kailangan mo munang linawin ang isang bagay. Ang Shiitake, portobello at champignon ay hindi lamang mga pangalan ng nakakain na kabute. Ang bawat isa sa kanila ay isang buhay na organismo, na kumakatawan sa isang network ng milyun-milyong pinakamanipis na sapot sa ilalim ng lupa. Ang mga kabute na sumilip sa lupa ay "mga daliri" lamang ng mga pakana na ito, ang "mga kasangkapan" kung saan ikinakalat ng katawan ang mga buto nito. Ang bawat naturang "daliri" ay naglalaman ng libu-libong spore. Dinadala sila ng hangin at mga hayop. Kapag nahuhulog ang mga spores sa lupa, lumilikha sila ng mga bagong web at tumubo ng mga bagong kabute.

Ang nilalang na ito ay humihinga ng oxygen. Ito ay hindi pangkaraniwan mula sa isang biyolohikal na pananaw na ito ay kabilang sa sarili nitong kaharian, na hiwalay sa mga hayop at halaman.

Ngunit ano nga ba ang alam natin tungkol sa anyo ng buhay na ito?

Hindi natin alam kung ano ang nag-uudyok sa underground system ng mga pakana sa isang tiyak na sandali upang palabasin ang mga kabute sa ibabaw ng lupa; bakit tumutubo ang isang kabute patungo sa isang puno at ang isa pa patungo sa isa pa; at kung bakit ang ilan sa kanila ay gumagawa ng mga nakamamatay na lason, habang ang iba ay masarap, malusog at mabango. Sa ilang mga kaso, hindi natin mahuhulaan ang timeline para sa kanilang pag-unlad. Ang mga mushroom ay maaaring lumitaw sa loob ng tatlong taon, o kahit na 30 taon pagkatapos ng kanilang spore ay makahanap ng isang angkop na puno. Sa madaling salita, hindi natin alam kahit ang pinakapangunahing mga bagay tungkol sa mga kabute. - Michael Pollan, mananaliksik.

REYNA NG MGA PATAY

Nahihirapan kaming maunawaan ang mga mushroom dahil sa kanilang anatomical structure. Kapag kumuha ka ng isang kamatis sa iyong kamay, hawak mo ang buong kamatis sa iyong kamay bilang ito ay. Ngunit hindi ka makakabunot ng kabute at suriin ang istraktura nito. Ang kabute ay bunga lamang ng isang malaki at kumplikadong organismo. Ang sapot ng mga pakana ay masyadong manipis para alisin sa lupa nang hindi ito nasisira. - Sgula Motspi, microbiologist.

Ang isa pang problema ay ang karamihan sa mga kabute sa kagubatan ay hindi maaaring amuhin at napakahirap palaguin, kapwa para sa pananaliksik at para sa mga layuning pang-industriya.

Pinipili lamang nila ang isang tiyak na magkalat, sila mismo ang nagpapasya kung kailan tumubo. Kadalasan ang kanilang pinili ay nahuhulog sa mga lumang puno na hindi maaaring ilipat sa ibang lugar. At kahit na magtanim tayo ng daan-daang angkop na puno sa kagubatan at mag-spray ng bilyun-bilyong spore sa lupa, walang garantiya na makukuha natin ang mga kabute sa makatwirang oras. - Michael Pollan, mananaliksik.

Ang mga sistema ng nutrisyon, paglago, pagpaparami at produksyon ng enerhiya sa fungi ay ganap na naiiba mula sa mga hayop. Wala silang chlorophyll at samakatuwid, hindi katulad ng mga halaman, hindi nila direktang ginagamit ang enerhiya ng araw. Ang mga champignon, shiitake at portobello, halimbawa, ay tumutubo sa magkalat ng mga lantang halaman.

Tulad ng mga hayop, ang mga kabute ay natutunaw ng pagkain, ngunit, hindi katulad nila, sila ay natutunaw ng pagkain sa labas ng kanilang mga katawan: ang mga kabute ay naglalabas ng mga enzyme na nagbubulok ng mga organikong bagay sa mga bahagi nito, at pagkatapos ay sumisipsip ng mga molekula na ito.

Kung ang lupa ay ang tiyan ng mundo, kung gayon ang mga kabute ang mga katas ng pagtunaw nito. Kung wala ang kanilang kakayahang mabulok at magproseso ng mga organikong bagay, matagal na sana ang lupa. Ang mga patay na bagay ay maiipon nang walang hanggan, ang carbon cycle ay maaantala, at lahat ng nabubuhay na bagay ay maiiwan nang walang pagkain.

Nakatuon kami sa buhay at paglago sa aming pananaliksik, ngunit sa kalikasan, ang kamatayan at pagkabulok ay pantay na mahalaga. Ang mga kabute ay ang hindi mapag-aalinlanganang mga pinuno ng kaharian ng kamatayan. Kaya pala, napakarami nila sa mga sementeryo. Ngunit ang pinakamalaking lihim ay ang napakalaking enerhiya ng mga kabute. May mga mushroom na maaaring pumutok sa aspalto, kumikinang sa dilim, magproseso ng isang buong bungkos ng petrochemical waste sa magdamag at gawin itong isang nakakain at masustansyang produkto. Ang Coprinopsis atramentaria fungus ay nagagawang lumaki ang isang namumungang katawan sa loob ng ilang oras at pagkatapos, sa isang araw, maging isang puddle ng itim na tinta.

Binabago ng mga hallucinogenic na kabute ang isip ng mga tao. May mga makamandag na kabute na maaaring pumatay ng isang elepante. At ang kabalintunaan ay lahat sila ay naglalaman ng maliliit na halaga ng mga calorie na karaniwang ginagamit ng mga mananaliksik upang sukatin ang enerhiya. Ang aming paraan ng pagsukat ng enerhiya ay tila hindi magkasya dito. Ang mga calorie ay nagpapakilala sa solar energy na nakaimbak sa mga halaman. Ngunit ang mga mushroom ay mahinang nauugnay sa araw. Tumutubo sila sa gabi at nalalanta sa araw. Ang kanilang enerhiya ay isang bagay na ganap na naiiba.

- Michael Pollan, mananaliksik.

INTERNET SA ILALIM NG LUPA

Ang mycelium ay ang kumplikadong imprastraktura kung saan matatagpuan ang lahat ng mga halaman sa mundo. Sa sampung kubiko sentimetro ng lupa, mahahanap mo ang walong kilometro ng mga pakana nito. Sinasaklaw ng paa ng tao ang humigit-kumulang kalahating milyong kilometro ng magkalapit na mga sapot ng gagamba. - Paul Stemets, mycologist.

Ano ang nangyayari sa mga web na ito?

Noong unang bahagi ng 1990s, unang lumitaw ang ideya na ang web ng mga pakana na ito ay hindi lamang naghahatid ng pagkain at mga kemikal, ngunit isa ring matalino at self-learning na network ng komunikasyon. Sa pamamagitan ng pagtingin sa kahit na maliliit na seksyon ng network na ito, madaling makilala ang isang pamilyar na istraktura. Ang mga graphic na larawan ng internet ay eksaktong pareho. Ang mga sangay ng network, at kung nabigo ang isa sa mga sangay, pagkatapos ay mabilis itong mapapalitan ng mga workaround. Ang mga node nito, na matatagpuan sa mga madiskarteng lugar, ay mas mahusay na binibigyan ng kapangyarihan dahil sa hindi gaanong aktibong mga lugar, at pinalaki. Ang mga web na ito ay may sensitivity. At ang bawat web ay maaaring maghatid ng impormasyon sa buong network.

At walang "central server". Ang bawat web ay independyente, at ang impormasyong kinokolekta nito ay maaaring maipadala sa network sa lahat ng direksyon. Kaya, ang pangunahing modelo ng Internet ay umiral sa lahat ng oras, tanging ito ay nagtatago sa lupa. - Paul Stemec, mycologist

Ang network mismo ay tila maaaring lumago nang walang katiyakan. Halimbawa, sa estado ng Michigan, natagpuan ang isang mycelium, na lumaki sa ilalim ng lupa sa isang lugar na siyam na kilometro kuwadrado. Ito ay tinatayang nasa 2,000 taong gulang.

Kailan nagpasya ang network na magtanim ng mga kabute?

Minsan ang dahilan ay ang panganib sa kinabukasan ng network. Kung ang kagubatan na nagpapakain sa network ay masunog, ang mycelium ay hihinto sa pagtanggap ng mga asukal mula sa mga ugat ng puno. Pagkatapos ay pinatubo niya ang mga kabute sa pinakamalayong dulo nito, upang kumalat sila ng mga spore ng fungal, "libre" ang kanyang mga gene at bigyan sila ng pagkakataong makahanap ng bagong lugar. Ganito lumitaw ang expression na "mushrooms after rain". Inaalis ng ulan ang organikong bulok mula sa lupa at, sa esensya, inaalis ang network ng pinagmumulan ng kuryente nito - pagkatapos ay nagpapadala ang network ng "mga rescue team" na may mga hindi pagkakaunawaan sa paghahanap ng bagong kanlungan.

BANGUNGOT PARA SA MGA INSEKTO

Ang "Paghahanap ng bagong tahanan" ay isa pang bagay na nagpapaiba sa mga kabute sa kaharian ng hayop at halaman. May mga mushroom na kumakalat ng kanilang mga spore tulad ng mga prutas na nagkakalat ng kanilang mga buto. Ang iba ay gumagawa ng mga pheromones na nagpapahirap sa kanila ng mga nabubuhay na bagay. Ginagamit ito ng mga white truffle gatherers para maghanap ng mga baboy, dahil ang amoy ng mga mushroom na ito ay katulad ng amoy ng alpha boar.

Gayunpaman, may mga mas kumplikado at malupit na paraan ng pagkalat ng fungi. Ang pagmamasid sa mga West African ants ng species Megaloponera foetens ay naitala na umaakyat sila sa matataas na puno bawat taon, at sa gayong puwersa ay tinusok nila ang kanilang mga panga sa puno na pagkatapos nito ay hindi na nila mapalaya ang kanilang sarili at mamatay. Dati, walang kaso ng malawakang pagpapakamatay ng mga langgam.

Lumalabas na ang mga insekto ay kumikilos nang labag sa kanilang kalooban, at may ibang nagpadala sa kanila sa kamatayan. Ang dahilan ay ang pinakamaliit na spore ng הטומנטלה fungus, na kung minsan ay nakakapasok sa bibig ng mga langgam. Kapag nasa ulo ng insekto, ang spore ay nagpapadala ng mga kemikal sa utak nito. Pagkatapos nito, ang langgam ay nagsimulang umakyat sa pinakamalapit na puno at ibinaon ang mga panga nito sa balat nito. Dito, na parang nagising mula sa isang bangungot, sinimulan niyang subukang palayain ang kanyang sarili at, sa huli, pagod, namatay. Pagkaraan ng halos dalawang linggo, ang mga mushroom na הטומנטלה ay umusbong mula sa kanyang ulo.

Sa mga puno sa Cameroon, makikita mo ang daan-daang mushroom na tumutubo mula sa katawan ng mga langgam. Para sa fungi, ang kapangyarihang ito sa utak ay isang paraan ng pagpaparami: ginagamit nila ang mga binti ng langgam upang umakyat sa isang puno, at ang taas ay nakakatulong sa pagkalat ng kanilang mga spores sa pamamagitan ng hangin; kaya nakahanap sila ng kanilang sarili ng mga bagong tahanan at…. bagong langgam.

Hinihikayat ng Thai na "zombie mushroom" na Ophiocordyceps unilateralis ang mga langgam na kumakain dito na umakyat sa mga dahon ng ilang partikular na halaman. Ang distansya na nilalakbay ng mga nahawaang langgam para dito ay higit na mas malaki kaysa sa mga distansya sa kanilang normal na buhay, at samakatuwid, sa pag-abot sa mga dahon, ang mga insekto ay namamatay sa pagod at gutom, at pagkatapos ng dalawang linggo ang mga kabute ay umusbong mula sa kanilang mga katawan.

Ang mga nilalang na ito ay marahil ang pinakakahanga-hanga sa lahat ng nakita ko. Naniniwala kami na gumagawa sila ng mga kemikal na tulad ng LSD, ngunit hindi pa kami nakakatagpo ng mga gamot na nag-uudyok sa pag-uugali sa interes ng isang tao. - Propesor David Hughes.

Natuklasan ni Hughes ang mga fungi na kumokontrol sa utak ng mga gagamba, kuto at langaw.

Hindi ito nagkataon, natural selection, o byproducts ng ibang proseso. Ang mga insekto na ito ay ipinadala laban sa kanilang kalooban sa kung saan hindi sila dapat, ngunit tulad ng mga kabute. Kapag inilipat namin ang mga nahawaang langgam sa ibang mga dahon, ang mga kabute ay hindi tumubo. - Propesor David Hughes

PAANO NAIMBENTO ANG ANTIBIOTICS

Mayroon ding isang positibong panig sa katotohanan na ang mga kabute ay maaaring makagawa ng malakas na lason. Ang ilan sa mga lason na ito ay mabisang sandata laban sa ating mga karaniwang kaaway. Halimbawa, microbes.

Sa 160 libong mga species ng kabute, ang mga katawan na naglalaman ng mga kumplikadong compound ng kemikal, ang agham ay nakapag-decipher at nagparami lamang ng 20, at kasama ng mga ito ang ilan sa mga pinakamahalagang gamot ay natagpuan.

May dahilan ang mushroom na gumagawa ng mga gamot. Palagi silang lumalaki sa pinakamasamang lugar, mamasa-masa, mainit, sa mga lugar na "mga pabrika ng mga mikrobyo at mga virus." Karamihan sa mga halaman ay walang proteksyon laban sa mga salik na ito, ngunit lumalaban ang fungi. Ang kilalang gamot na Lipitor, na isa sa ilang kilalang solusyon sa mga problema ng kolesterol at diabetes, ay natagpuan sa pulang Chinese mushroom. At ang enoki at shiitake mushroom ay kasama sa basket ng mga gamot na natatanggap ng mga pasyente ng cancer sa Japan. - Elinor Shavit, microologist.

Sa kasamaang palad, ang iba't ibang mga gamot sa kabute ay patuloy na bumababa. Ang dahilan ay ang pagkasira ng makahoy na kagubatan, lalo na sa Amazon basin.

Kasama ng iba pang mga anyo ng buhay, sinisira din natin ang mga kabute. Ang bilang ng kanilang mga varieties ay patuloy na bumababa at ito ay nag-aalala sa akin para sa mga pansariling dahilan. Ang mundo ay nagpakita ng isang nakamamanghang regalo - isang malaking natural na laboratoryo para sa paggawa ng mga gamot. Mula sa penicillin hanggang sa mga gamot para sa cancer, AIDS, trangkaso at mga sakit sa senile. Tinawag ng mga sinaunang Egyptian ang mga kabute na "diyos ng kamatayan" para sa isang dahilan. Ngayon ay patuloy nating sinisira ang laboratoryo na ito … - Paul Stemets, mycologist.

Ang Stemets ay nagsasalita tungkol sa fomitopsis mushroom. Natuklasan noong 1965, ang mushroom na ito ay napatunayang isang mabisang lunas para sa tuberculosis, at ngayon ito ay tumutubo lamang sa limang lokasyon sa Estados Unidos. Sa Europa, ang kabute na ito ay ganap na nawala.

Kasama ang isang grupo ng mga espesyalista, nagpunta kami ng dose-dosenang beses sa mga kagubatan, sinusubukang makahanap ng higit pang mga katulad na kabute. Pagkatapos ng maraming pagsisikap, sa wakas ay nakahanap kami ng isang sample na nagawa naming palaguin sa laboratoryo. Sino ang nakakaalam kung gaano karaming mga tao ang ililigtas ng kabute na ito sa hinaharap. - Paul Stemets, mycologist.

Noong nakaraang taon, sumali si Stemets sa biological defense program ng US Department of Defense at tumulong sa paghahanap at pag-iingat ng 300 bihirang species ng mushroom.

Gumawa kami ng eksperimento: nakakolekta kami ng apat na tambak ng basura. Ang isa ay ginamit namin bilang isang kontrol; sa iba pang dalawa, nagdagdag kami ng mga kemikal at biyolohikal na sangkap na nabubulok ng basura; sa huli, ang mga spore ng kabute ay na-spray. Pagbalik makalipas ang dalawang buwan, nakakita kami ng tatlong maitim na mabangong tambak at isang maliwanag, tinutubuan ng daan-daang kilo ng kabute … Ang ilan sa mga nakakalason na sangkap ay naging mga organiko. Ang mga kabute ay umaakit ng mga insekto, nangitlog sila, kung saan napisa ang mga uod, at pagkatapos ay lumitaw ang mga ibon - at ang buong bunton na ito ay naging isang berdeng burol na puno ng buhay. Nang sinubukan naming gawin ang parehong sa mga maruming ilog, napansin namin ang proseso ng paglilinis mula sa mga lason. Narito ang dapat tuklasin! Marahil lahat ng ating problema sa polusyon ay malulutas sa tamang kabute. - Paul Stemets, mycologist.

NASAAN ANG UTAK?

"Ang isang pagtatantya ay gumagana ito sa katulad na paraan sa mga kabute," sabi ni Toshiyuki. "Mula sa isang biyolohikal na pananaw, ang bawat spider web ay indibidwal na tumatanggap ng mga kemikal na senyales tungkol sa kung saan pupunta at kung ano ang dapat iwasan. Ang kabuuan ng mga signal na ito ay lumilikha ng isang uri ng sistema ng paggawa ng desisyon. Sa madaling salita, nasa network nito ang katalinuhan ng mushroom. Idagdag sa milyun-milyong taon ng ebolusyon sa ilalim ng pinakamahirap na mga kondisyon, na pinarami ng daan-daang libong iba't ibang mga species, at mayroon kang isang bagay na dapat na sapat na matalino pa rin."

- At ito ang iyong paliwanag kung ano ang nangyayari?

- Ito ang simula.