蘑菇可能会拯救世界——如果它们不先杀死我们的话

关于我们最喜爱的真菌奇迹的一些遐想。

帐篷在消失。制服也在消失。但这些物资并非一夜之间消失不见。那是在第二次世界大战期间,敌人无处不在,但美国在所罗门群岛的营地上却没有什么东西被偷或丢失。

相反,南太平洋的那片区域似乎在迅速瓦解——而且速度很快。仿佛有什么看不见的生物啃食了整个军事营地以及士兵身上的衣服。根据 陆军很快发现,罪魁祸首是一种饥饿的真菌,后来被命名为耐瑞斯木霉(Trichoderma reesei)。但它将以其军事代号 QM6a 而闻名。

虽然这种真菌最初让军队头疼不已,但如今 QM6a 已成为工业界的珍宝,美国军方也不例外。它能够自然降解纤维素,这意味着耐瑞斯木霉在所罗门群岛战役中造成了麻烦,因为它会啃食美国的棉花、木浆和纸张。但如今,它是纤维素酶的主要来源,纤维素酶 被用于加工咖啡豆、将生物质转化为生物燃料等

QM6a 远非近期人类历史上唯一的真菌威胁。但它也不是 真菌 被人类利用的唯一例子。如今,很大程度上依赖于从真菌中分离出的物品的酶工业 价值超过 30 亿美元。市场分析师预测,到 2024 年,这一数字将 达到 95 亿美元

American forces landing at Rendova Island in the South Pacific.
美军登陆南太平洋的伦多瓦岛。维基共享资源

Roy Halling 是纽约植物园的蘑菇专家。作为真菌学(即真菌家族的科学研究,包括蘑菇、霉菌和白粉病)的馆长,他会在实验室和野外之间分配时间。在参观收藏有近 800 万份标本的布朗克斯植物标本馆时,Halling 告诉《PopSci》关于真菌王国令人难以置信的腐烂能力。

“哪里有碳,哪里就有准备降解它的真菌,”Halling 说。真菌并非总是“好家伙”的证据存在于从医药到农业的方方面面。例如,癣,那种令人发痒的皮肤感染,可能由 40 种真菌引起,或者引起类似疾病的数十种其他真菌也会困扰人类。如果这还不够让你惊叹,那就想想香蕉。特别是“大麦克”(Gros Michel)香蕉,它是 20 世纪 50 年代前在美国销售的主要品种,那时它不幸中了 由真菌引起的巴拿马病。种植者用我们今天吃的“卡文迪什”(Cavendish)香蕉取而代之,而 碰巧也易受巴拿马病的影响

但在过去一个世纪左右,我们越来越将这些多样且孢子奇特的物种视为朋友而非敌人。真菌一直帮助我们 发酵啤酒 并让我们的 酸面包充满活力。但在 1928 年,圣玛丽医院的 亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)发现了青霉素,这是一种由普通霉菌制成的、改变世界的抗生素。如今,市面上约有 1600 种抗生素,它们的出现或多或少都归功于这些小小的子实体。而且,正如《PopSci》高级多媒体制作人 Tom McNamara 在他最新的视频“蘑菇或可拯救世界”中所展示的那样,我们也在寻找将蘑菇用作肉类、皮革和聚苯乙烯泡沫塑料的替代品。我们还在测试它们作为治疗 PTSD 患者的方法,并帮助蜜蜂抵抗螨虫、避免蜂群崩溃。

但这并不意味着蘑菇已经停止掠夺碳基宇宙。它们仍然利用其腐蚀性力量来消耗它们遇到的任何东西。只是人类在利用这种力量为自身目的方面做得越来越好。

mushroom illustrations
可食用蘑菇插图。维基共享资源

丹麦生物技术公司 Novozymes 正在使用细菌和真菌的酶来制造 更环保的洗衣粉。Tide 和 Seventh Generation 等公司不再依赖人造化学品,而是尽可能转向天然成分。

“我只是带着我的蘑菇篮走进树林和田野,”Novozymes 的真菌学家 Mikako Sasa 说。如果她发现该公司尚未收集到的真菌,她就会带样本回实验室。“这不是数量的游戏。这是多样性的游戏,”Sasa 继续说道。“我想增加我的多样性,因为我们为如此多的产品向如此多的行业销售如此多的酶。”

Novozymes 在 2016 年创造了 22 亿美元的收入,发现一些真菌酶可以减少洗衣服所需的能量。酶的活化比实验室制造的化学品需要更少的能量,从而减少了洗衣总碳排放量。然而,同样有趣的是,真菌酶在去除污渍方面表现出色。水解酶在与水混合时会断裂化学键。耐瑞斯木霉(T. reesei),啃食了所罗门群岛所有美军帐篷的真菌,会水解纤维素。但其他真菌则擅长分解其他键——包括血液、汗水或污垢与衣物之间的键。

科学家们还在研究真菌酶及其回收垃圾和修复受损土地的能力。2011 年,研究人员 发表了一篇备受关注的关于稀有真菌微孔胶孢(Pestalotiopsis microspora)分离物的论文,这种真菌对聚氨酯有特殊的偏好,聚氨酯是一种出现在 过山车轮现代艺术 以及介于两者之间的大量物品中的耐用塑料。大量研究表明,蘑菇 天然吸收毒素包括重金属,可用于有计划地清理受污染的土壤。

最终,我们必须与我们的蘑菇同胞达成微妙的平衡。它们当然可以帮助我们减少碳足迹,治愈我们痛苦的心灵,但真菌学的历史清楚地表明一件事:真菌可能非常可怕。

文:Eleanor Cummins,视频:Tom McNamara

 

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撰稿人

埃莉诺·卡明斯是一位自由科学记者,撰写关于死亡、灾难和保龄球的文章。在 2017 年至 2019 年期间,她在《大众科学》杂志工作,从实习生一路晋升为助理编辑。她是纽约大学科学、健康和环境报道项目的兼职教授。


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