Ko domā sēnes?
- 2000. gadā Japānas Hokaido universitātes biologs un fiziķis profesors Toshiyuki Nakagaki paņēma dzeltenas veidnes paraugu un novietoja to pie labirinta ieejas, ko izmanto, lai pārbaudītu peles inteliģenci un atmiņu. Labirinta otrajā galā viņš ievietoja cukura kubu.
Likās, ka Physarum polycephalum smaržo cukuru un sāka sūtīt savus asnus tā meklējumos. Sēņu zirnekļa tīkli sadalījās katrā labirinta krustojumā, un tie, kas iekrita strupceļā, apgriezās un sāka lūkoties citos virzienos. Vairākas stundas sēņu tīkli aizpildīja labirinta ejas, un dienas beigās viens no viņiem atrada ceļu uz cukuru.
Pēc tam Toshiyuki un viņa pētnieku komanda paņēma gabalu no sēnes zirnekļa tīkla, kas piedalījās pirmajā eksperimentā, un nolika to pie tā paša labirinta kopijas ieejas, arī ar cukura kubu otrā galā. Notikušais visus pārsteidza. Jau pirmajā brīdī zirnekļtīkls sazarojās divās daļās: viens asns devās ceļā uz cukuru, bez neviena papildu pagrieziena, otrs uzkāpa labirinta sienā un šķērsoja to tieši, gar griestiem, tieši uz mērķi. Sēņu tīkls ne tikai atcerējās ceļu, bet arī mainīja spēles noteikumus.
Es uzdrošinājos pretoties tendencei pret šīm radībām izturēties kā pret augiem. Veicot sēņu izpēti vairākus gadus, jūs sākat pamanīt divas lietas. Pirmkārt, sēnes ir tuvāk dzīvnieku valstībai, nekā šķiet. Otrkārt, viņu rīcība dažreiz izskatās kā apzināta lēmuma rezultāts. Es domāju, ka sēnēm jādod iespēja mēģināt atrisināt mīklas … - Toshiyuki Nakagaki
Turpmākie Toshiyuki pētījumi atklāja, ka sēnes var plānot transporta maršrutus arī daudz ātrāk nekā profesionāli inženieri. Toshiyuki paņēma Japānas karti un ievietoja pārtikas gabalus vietās, kas atbilst valsts lielākajām pilsētām. Viņš sēnes ielika "Tokijā". Pēc 23 stundām viņi uzcēla lineāru zirnekļu tīklu tīmekli visiem pārtikas gabaliem. Rezultāts ir gandrīz precīza dzelzceļa tīkla kopija ap Tokiju.
Savienot vairākus desmitus punktu nav tik grūti; taču tos efektīvi un ekonomiski savienot nebūt nav viegli. Es uzskatu, ka mūsu pētījumi ne tikai palīdzēs mums saprast, kā uzlabot infrastruktūru, bet arī to, kā veidot efektīvākus informācijas tīklus. - Toshiyuki Nakagaki
Reklāmas video:
CITAS BŪTNES MĪKSTĪBA
Saskaņā ar konservatīvām aplēsēm uz Zemes ir aptuveni 160 tūkstoši sēņu celmu, no kuriem lielākajai daļai ir iespaidīgas spējas.
Piemēram, Černobiļā tika atklāta sēne, kas barojas ar radioaktīviem produktiem un tajā pašā laikā attīra apkārt esošo gaisu. Šī sēne tika atrasta uz iznīcinātas atomelektrostacijas sienas, kas daudzus gadus pēc katastrofas turpināja radīt starojumu, kas iznīcina visu dzīvību vairāku kilometru rādiusā.
Izpētot Amazones mežu, divi Jeilas universitātes bioloģijas studenti atrada sēnīti Pestalotiopsis microspora, kas var noārdīt plastmasu. Šī spēja tika atklāta, kad sēne apēda Petri trauciņu, kurā tā tika audzēta.
Līdz šim ne mūsu zinātne, ne tehnoloģija to nespēj. Plastmasas piesārņojums ir viena no lielākajām tehnoloģiskajām problēmām. Šodien mēs ļoti ceram uz šo sēnīti. - profesors Skots A. Strobls.
Amerikas Bioenerģijas institūta ģenētiķiem ir izdevies panākt, lai sēņu celms ātrāk sagremotu dabisko cukura ksilozi. Šī atklājuma potenciālā nozīme ir jauna, lēta un ātra tīras biodegvielas ražošanas veida radīšanā.
Varētu šķist, kā "primitīvs" organisms bez smadzenēm un ierobežotas kustības dara brīnumus, kurus nevar kontrolēt zinātne?
Lai mēģinātu izprast sēņu pasauli, vispirms kaut kas jāpaskaidro. Šitake, portobello un šampinjoni ir ne tikai ēdamo sēņu nosaukumi. Katrs no tiem ir dzīvs organisms, kas pārstāv miljoniem plānāko zirnekļu tīklu tīklu zem zemes. Sēnes, kas lūr no zemes, ir tikai šo zirnekļu tīklu “pirkstu gali”, “instrumenti”, ar kuriem ķermenis izklāj sēklas. Katrs šāds “pirksts” satur tūkstošiem sporu. Viņus nes vējš un dzīvnieki. Kad sporas nokrīt zemē, tās izveido jaunus tīklus un dīgst ar jaunām sēnēm.
Šī radība elpo skābekli. Tas ir tik neparasts no bioloģiskā viedokļa, ka pieder savai valstībai, atdalīts gan no dzīvniekiem, gan augiem.
Bet ko mēs īsti zinām par šo dzīves formu?
Mēs nezinām, kas pamudina zirnekļu tīklu pazemes sistēmu noteiktā brīdī atbrīvot sēnes uz zemes virsmas; kāpēc viena sēne aug pret vienu koku un otra pret otru koku; un kāpēc daži no tiem rada nāvējošas indes, bet citi ir garšīgi, veselīgi un smaržīgi. Dažos gadījumos mēs pat nevaram paredzēt to attīstības grafiku. Sēnes var parādīties trīs vai pat 30 gadus pēc tam, kad to spora ir atradusi piemērotu koku. Citiem vārdiem sakot, mēs nezinām pat visvienkāršākās lietas par sēnēm. - Maikls Polans, pētnieks.
NOMIRTĀS KARALIENE
Mums ir grūti saprast sēnes to anatomiskās struktūras dēļ. Paņemot rokā tomātu, jūs visu tomātu turat rokā tādu, kāds tas ir. Bet jūs nevarat noplūkt sēni un pārbaudīt tās struktūru. Sēne ir tikai liela un sarežģīta organisma auglis. Zirnekļu tīkls ir pārāk plāns, lai to notīrītu no zemes, to nesabojājot. - Sgula Motspi, mikrobioloģe.
Vēl viena problēma ir tā, ka lielāko daļu meža sēņu nevar pieradināt un tās ir ļoti grūti audzēt gan pētniecības, gan rūpnieciskiem mērķiem.
Viņi izvēlas tikai noteiktu metienu, viņi paši izlemj, kad dīgt. Bieži vien viņu izvēle krīt uz veciem kokiem, kurus nevar pārvietot uz citu vietu. Un pat tad, ja mēs iestādām simtiem piemērotu koku mežā un izsmidzinām miljardiem sporu uz zemes, nav garantijas, ka saprātīgā laikā varēsim iegūt sēnes. - Maikls Polans, pētnieks.
Uztura, augšanas, vairošanās un enerģijas ražošanas sistēmas sēnītēs ir pilnīgi atšķirīgas no dzīvniekiem. Viņiem nav hlorofila, tāpēc, atšķirībā no augiem, tie tieši neizmanto saules enerģiju. Piemēram, šampinjoni, šitake un portobello aug uz novītušu augu pakaišu.
Tāpat kā dzīvnieki, sēnes sagremo pārtiku, bet, atšķirībā no tām, tās sagremo pārtiku ārpus ķermeņa: sēnes izdala fermentus, kas sadala organisko vielu tā sastāvdaļās, un pēc tam absorbē šīs molekulas.
Ja augsne ir pasaules kuņģis, tad sēnes ir tās gremošanas sulas. Bez viņu spējas sadalīties un apstrādāt organisko vielu zeme jau sen būtu nosmakusi. Nāves viela bezgalīgi uzkrāsies, oglekļa cikls tiktu pārtraukts un visas dzīvās būtnes paliktu bez ēdiena.
Pētījumos mēs koncentrējamies uz dzīvi un izaugsmi, taču dabā vienlīdz svarīga ir nāve un sabrukšana. Sēnes ir neapstrīdami nāves valstības valdnieki. Tāpēc, starp citu, kapsētās viņu ir tik daudz. Bet lielākais noslēpums ir sēņu milzīgā enerģija. Ir sēnes, kas var sašķelt asfaltu, mirdzēt tumsā, vienā naktī apstrādāt veselu kaudzi naftas ķīmijas atkritumu un pārvērst tos ēdamā un barojošā produktā. Coprinopsis atramentaria sēne dažu stundu laikā spēj izaugt augļķermeni un pēc tam vienā dienā pārvērsties par melnas tintes peļķi.
Halucinogēnās sēnes maina cilvēku domas. Ir indīgas sēnes, kas var nogalināt ziloni. Un paradokss ir tāds, ka tie visi satur niecīgu daudzumu kaloriju, kuras pētnieki parasti izmanto enerģijas mērīšanai. Šķiet, ka mūsu enerģijas mērīšanas veids šeit neder. Kalorijas raksturo augos uzkrāto saules enerģiju. Bet sēnes ir vāji saistītas ar sauli. Naktī tie dīgst un dienā nokalst. Viņu enerģija ir kaut kas pilnīgi atšķirīgs.
- Maikls Polans, pētnieks.
Internets zem zemes
Micēlijs ir sarežģīta infrastruktūra, uz kuras atrodas visi augi pasaulē. Desmit kubikcentimetros augsnes jūs varat atrast astoņus kilometrus no tās zirnekļu tīkliem. Cilvēka pēda aptver apmēram pusmiljonu kilometru cieši izvietotu zirnekļu tīklu. - Pols Stemets, mikologs.
Kas notiek šajos tīklos?
Deviņdesmito gadu sākumā vispirms radās ideja, ka šo zirnekļu tīklu tīkls ne tikai pārvadā pārtiku un ķīmiskās vielas, bet arī ir inteliģents un pašmācīgs saziņas tīkls. Apskatot pat nelielas šī tīkla sadaļas, ir viegli atpazīt pazīstamu struktūru. Interneta grafiskie attēli izskatās tieši tāpat. Tīkls sazarojas, un, ja kāds no atzarojumiem neizdodas, to ātri aizstāj ar risinājumiem. Tās mezgli, kas atrodas stratēģiskajās zonās, ir mazāk apgādāti ar strāvu mazāk aktīvo vietu dēļ un ir palielināti. Šiem tīkliem ir jutīgums. Un katrs tīmeklis var nodot informāciju visam tīklam.
Un nav "centrālā servera". Katrs zirnekļa tīkls ir neatkarīgs, un tā apkopoto informāciju var pārsūtīt tīklam visos virzienos. Tādējādi interneta pamatmodelis pastāvēja visu laiku, tikai tas slēpās zemē. - Pols Stemecs, mikologs
Šķiet, ka pats tīkls var augt bezgalīgi. Piemēram, Mičiganas štatā tika atrasts micēlijs, kas deviņu kvadrātkilometru platībā ir izaudzis pazemē. Tiek lēsts, ka tā vecums ir aptuveni 2000 gadu.
Kad tīkls nolemj audzēt sēnes?
Dažreiz iemesls ir tīkla nākotnes apdraudējums. Ja mežs, kas baro tīklu, izdeg, micēlijs pārtrauc cukuru saņemšanu no koku saknēm. Tad viņa diedzē sēnes vistālākos galos, lai tās izplatītu sēnīšu sporas, "atbrīvotu" viņas gēnus un dotu viņiem iespēju atrast jaunu vietu. Tā parādījās izteiciens "sēnes pēc lietus". Lietus mazgā organisko puvi no zemes un būtībā atņem tīklam strāvas avotu - tad tīkls sūta "glābēju komandas" ar strīdiem, meklējot jaunu patvērumu.
NAKTISKĀ INFORMĀCIJA Kukaiņiem
"Jaunas mājas atrašana" ir vēl viena lieta, kas atšķir sēnes no dzīvnieku un augu valsts. Ir sēnes, kas izplata savas sporas kā augļi - sēklas. Citi ražo feromonus, kas liek dzīvām būtnēm piespiedu kārtā alkt pēc tām. Balto trifeļu savācēji to izmanto cūku meklēšanai, jo šo sēņu smarža ir līdzīga alfa kuiļa smaržai.
Tomēr ir sarežģītāki un nežēlīgāki sēnīšu izplatīšanās veidi. Novērojot Megaloponera foetens sugas Rietumāfrikas skudras, tika reģistrēts, ka tās katru gadu kāpj augstos kokos un ar tādu spēku iedur žokļus stumbrā, ka pēc tam vairs nevar atbrīvoties un iet bojā. Iepriekš nebija skudru masveida pašnāvības gadījumu.
Izrādījās, ka kukaiņi rīkojas pretēji viņu gribai, un kāds cits tos nosūta uz nāvi. Iemesls ir mazākās הטומנטלה sēnītes sporas, kurām dažkārt izdodas iekļūt skudru mutē. Sporai nonākot kukaiņa galvā, smadzenes sūta ķīmiskas vielas. Pēc tam skudra sāk kāpt tuvākajā kokā un iegremdē žokļus mizā. Šeit viņš, it kā pamostoties no murgiem, sāk mēģināt atbrīvoties un galu galā pārguris nomirst. Pēc apmēram divām nedēļām no viņa galvas dīgst sēnes.
Uz kokiem Kamerūnā var redzēt simtiem sēņu, kas aug no skudru ķermeņiem. Sēnītēm šī vara pār smadzenēm ir vairošanās līdzeklis: viņi izmanto skudras kājas, lai uzkāptos kokā, un augstums palīdz vēja izplatīt viņu sporas; tāpēc viņi atrod sev jaunas mājas un …. jaunas skudras.
Taizemes "zombiju sēne" Ophiocordyceps unilateralis mudina skudras, kas barojas ar to, kāpt dažu augu lapās. Attālums, ko inficētās skudras šim nolūkam veic, ir daudz lielāks nekā attālums viņu parastajā dzīvē, un tāpēc, sasniedzot lapas, kukaiņi mirst no noguruma un bada, un pēc divām nedēļām no viņu ķermeņa izdīgst sēnes.
Šīs radības, iespējams, ir pārsteidzošākās no visām, ko esmu redzējis. Mēs uzskatām, ka viņi ražo LSD līdzīgas ķīmiskas vielas, taču mums vēl nav nācies sastapties ar zālēm, kas izraisa uzvedību kāda interesēs. - profesors Deivids Hjūzs.
Hjūzs atklāja sēnītes, kas kontrolē zirnekļu, utu un mušu smadzenes.
Tā nav nejaušība, dabiska atlase vai cita procesa blakusprodukti. Šie kukaiņi tiek sūtīti pret viņu gribu uz turieni, kur viņiem nevajadzētu būt, bet sēnēm patīk. Kad inficētās skudras pārnesām uz citām lapām, sēnes vienkārši neizdīgušas. - profesors Deivids Hjūzs
KĀ ANTBIOTIKU IZGUDROŠANA
Pozitīvā puse ir faktam, ka sēnes var radīt spēcīgas indes. Dažas no šīm indēm ir efektīvi ieroči pret mūsu kopīgajiem ienaidniekiem. Piemēram, mikrobi.
Labākās antibiotikas ir sēnēs. - Pols Stemets, mikologs.
No 160 tūkstošiem sēņu sugu, kuru ķermeņi satur sarežģītus ķīmiskos savienojumus, zinātne spēja atšifrēt un pavairot tikai 20, un starp tām tika atrastas vairākas svarīgākās zāles.
Ir iemesls, kāpēc sēnes ražo zāles. Viņi vienmēr aug vissliktākajās vietās, mitrā, karstā vietā, kas ir "mikrobu un vīrusu rūpnīcas". Lielākajai daļai augu nav pasargāta no šiem faktoriem, bet sēnītes pretojas. Ķīniešu sarkanajā sēnē tika atrasts labi pazīstamais medikaments Lipitor, kas ir viens no nedaudzajiem zināmajiem holesterīna un diabēta problēmu risinājumiem. Un enoki un šitake sēnes ir iekļautas zāļu grozā, ko saņem vēža slimnieki Japānā. - Elinors Šavits, mikrologs.
Diemžēl sēņu zāļu daudzveidība pastāvīgi samazinās. Iemesls ir koksnes mežu iznīcināšana, īpaši Amazonā.
Kopā ar citām dzīvības formām mēs iznīcinām arī sēnes. Viņu šķirņu skaits pastāvīgi samazinās, un tas mani satrauc tīri savtīgu apsvērumu dēļ. Pasaule ir pasniegusi satriecošu dāvanu - milzīgu dabas laboratoriju narkotiku ražošanai. Sākot ar penicilīnu un beidzot ar vēža, AIDS, gripas un senils slimību zālēm. Senie ēģiptieši sava iemesla dēļ sēnes sauca par “nāves dievu”. Šodien mēs konsekventi iznīcinām šo laboratoriju … - Pauls Stemets, mikologs.
Stemets runā par fomitopsis sēni. Šī sēne, kas tika atklāta 1965. gadā, ir izrādījusies efektīvs līdzeklis pret tuberkulozi, un šodien tā aug tikai piecās vietās Amerikas Savienotajās Valstīs. Eiropā šī sēne jau ir pilnībā izzudusi.
Ar speciālistu grupu desmitiem reižu devāmies uz mežiem, mēģinot atrast vēl vairākas līdzīgas sēnes. Pēc lielām pūlēm mēs beidzot atradām vienu paraugu, kuru mums izdevās audzēt laboratorijā. Kas zina, cik daudz cilvēku šī sēne ietaupīs nākotnē. - Pols Stemets, mikologs.
Pagājušajā gadā Stemets pievienojās ASV Aizsardzības departamenta bioloģiskās aizsardzības programmai un palīdzēja atrast un saglabāt 300 retas sēņu sugas.
Mēs veicām eksperimentu: savācām četrus atkritumu kaudzes. Vienu mēs izmantojām kā kontroli; divos pārējos mēs pievienojām ķīmiskās un bioloģiskās vielas, kas noārda atkritumus; pāri pēdējam tika izsmidzinātas sēņu sporas. Pēc diviem mēnešiem atgriežoties, mēs atradām trīs tumšas smalkas kaudzes un vienu spilgtu, apaugušas ar simtiem kilogramu sēņu … Dažas toksiskās vielas pārvērtās par organiskām. Sēnes piesaistīja kukaiņus, tās dēja olas, no kurām izšķīlušies kāpuri, un tad parādījās putni - un visa kaudze pārvērtās par zaļu, dzīvības pilnu kalniņu. Kad mēs centāmies darīt to pašu piesārņotajās upēs, mēs atzīmējām attīrīšanas procesu no indēm. Lūk, ko izpētīt! Varbūt visas mūsu piesārņojuma problēmas var atrisināt ar pareizajām sēnēm. - Pols Stemets, mikologs.
KUR IR smadzenes?
"Viens aprēķins ir tāds, ka tas darbojas līdzīgi sēnītēs," saka Toshiyuki. "No tīri no bioloģiskā viedokļa katrs zirnekļa tīkls atsevišķi saņem ķīmiskus signālus par to, kur pārvietoties un no kā izvairīties. Šo signālu summa rada sava veida lēmumu pieņemšanas sistēmu. Citiem vārdiem sakot, sēnes inteliģence ir tās tīklā. Pievienojiet tam miljoniem gadu ilgu evolūciju vissarežģītākajos apstākļos, kas reizināti ar simtiem tūkstošu dažādu sugu, un jums ir kaut kas tāds, kam tik un tā vajadzētu būt pietiekami gudram."
- Un tas ir jūsu skaidrojums par notiekošo?
- Tas ir sākums.
Ignat neļķu