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    自然科普:你碗中的蘑菇,是他眼中的人類未來
    來源:環球科學
    發布時間:2021-09-10
    瀏覽次數:578

    版權歸原作者所有,如有侵權,請聯系我們

    保羅·斯坦茨(Paul Stamets),圖片來源: Trav Williams?Broken Banjo Photography

    真菌學和航天似乎是相去甚遠的兩個學科。但是在猜想性質的太空科學中,也有真菌學家的一席之地。在地面上不起眼的蘑菇,可能會在未來的太空事業中幫我們對其他星球進行地球化改造,并建立人類棲息地。

    撰文|Nick Hilden

    翻譯|鄭昱虹

    審校|王昱

    能在真菌領域之外聞名的真菌學家少之又少,而保羅·斯坦茨(Paul Stamets)就是其中之一。他長期居住在長滿苔蘚和霉菌的、泥濘的太平洋西北地區(包括美國西北部和加拿大的西南部地區),在那里接受教育。斯坦茨在過去幾十年里取得了不少成就——在他2005年出版的《菌絲體的奔跑:蘑菇如何拯救世界》(Mycelium Running: How Mushrooms Can Help Save the World)一書中可以找到對這些成果最好的總結?,F在,他的視野超出了地球,正在尋找蘑菇助力探索太空的新方法。

    在與美國航空航天局(NASA)聯合發起的一項全新的“天體真菌學”項目中,斯坦茨和多個研究團隊正在研究如何利用真菌來建造地外棲息地,也許有一天甚至可以對其它行星進行地球化改造。這并非斯坦茨在職業生涯中第一次與猜想性質的太空科學打交道。他最近還獲得了一項在許多研究人員眼中僅次于諾貝爾獎的殊榮:以他的名字命名《星際迷航》(Star Trek)中的一個角色。??

    《科學美國人》(Scientific American)對斯坦茨進行了采訪,請他探討新興的天體真菌學領域的非凡影響力。

    以下是經過編輯的采訪文字記錄。

    《科學美國人》:首先是一個先有雞還是先有蛋的問題:?是因為你正在探索天體真菌學,所以《星際迷航:發現號》才會以你的名字命名一個角色,還是說你研究天體真菌學的想法受到了《星際迷航》的啟發?

    斯坦茨:當時哥倫比亞廣播公司(CBS)找到我,說《星際迷航》的編劇們想和我談談。他們說:“我們接到了《星際迷航:發現號》的任務,但我們十幾個人都完全沒有頭緒,直到我們看到了你的TED演講?!痹谀菆鲅葜v中,我提到過利用真菌對其他星球進行地球化改造。

    《星際迷航》與其他科幻作品的不同之處在于,它倡導包容的重要性,頌揚社會的多樣性帶給我們力量。事實上,這也是我作為真菌學家學到的:生態系統中的生物多樣性給了生態系統恢復力。

    蘑菇,圖片來源:pixabay

    我告訴他們,用真菌改造其他星球是很有可能實現的。真菌是第一批來到陸地、“咀嚼”巖石的生物。大約6.5億年前,從真菌中誕生了動物。我們也是真菌的后代。

    我說:“我是個《星際迷航》迷,你可以免費使用所有這些概念。但是,我一直希望成為第一位天體真菌學家?!彼麄冋f:“天體真菌學家,多好的名字!我們會用到它?!?/span>

    《科學美國人》:脫離科幻作品的語境,你如何定義“天體真菌學”? ?

    斯坦茨:天體生物學是研究地外有機生物的學科,而宇宙中的生物包括真菌。所以,天體真菌學研究的是整個宇宙中的真菌生物學。我認為,未來我們一定也會在其他星球上也發現真菌。

    《科學美國人》:地球上的真菌如何幫助我們在其他星球上建立人類棲息地,甚至發展整個生態系統呢?

    斯坦茨:那些可以幫助我們對其他行星進行地球化改造的植物需要礦物質。將真菌與人類的殘羹剩飯結合,使它們分解后產生肥沃的土壤,就能用于種植宇航員需要的食物。帶一顆種子總比帶一噸食物到太空容易得多,對吧?就有效載荷而言,大自然的效率高到難以置信。讓大自然產生食物比用火箭攜帶食物要好得多。

    人工養殖的蘑菇,圖片來源:pixabay

    《科學美國人》:你目前在NASA的研究計劃分為兩個階段。第一個階段是找到用于分解小行星風化層的最佳真菌種類。你目前有沒有候選的真菌呢?

    斯坦茨:大體上說,風化層就是小行星的塵埃。一些研究小組制造出了用于模擬小行星和火星表面的合成風化層,我們現在在和他們合作。在我的數據庫中有大約700種真菌。我隆重向大家介紹,平菇是迄今為止在實驗中表現最好的一種。

    最近,我們還發現了一些意想不到的協同作用。我們選取一種真菌,觀察它在風化層中的覆蓋范圍,而后把不同種類的真菌結合起來——發現它們形成的覆蓋范圍是任何單一種類的真菌都無法達到的,遠遠超出預期。在某種程度上,這也證明了生物多樣性有多重要。

    《科學美國人》:研究計劃的第二階段是,選擇了最合適的菌種后,還需要找到最有效的使用方法。這是什么意思,可以給我們講講嗎? ??

    斯坦茨:宇宙中富含碳氫化合物。而菇能很好地分解碳氫化合物,并將它們重組成為真菌的碳水化合物,也就是糖類。就我所知道的地球上的所有生命形式來說,糖類都是一種必需的營養物質。因此,將碳氫化合物用作平菇的“食物”的想法是很有道理的。

    平菇,圖片來源:pixabay

    我們有了原料和目標,但如果缺乏其他必需的營養投入,就只能進行到這一步了。真菌不只需要碳氫化合物——它們需要推動力,也就是我們需要額外提供的物質。不過,一旦反應開始,真菌就可以自我催化。供給的催化反應越多,生物多樣性就越高。其他生物也在生長和死亡,它們會提供維生素、礦物質,也許還有其他可供分解的有機化合物,如纖維素或木質素。這些物質為真菌提供食物,使它們生長得更大,再支持更多的植物生長。然后它們死亡,分解,這些淺色、通常呈圓形的菌絲菌落逐漸增多。所以,我們創建的綠洲,最初可能只是一個微小的點,但是它會壯大。隨著生物群落變得更加多樣和復雜,形成足夠大的綠洲時,就能養活人類了。

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    《科學美國人》:除了讓真菌產生土壤,一些團隊還在研究如何用真菌在其他星球上 “種”出建筑。你能講講真菌建筑是怎么一回事嗎?

    斯坦茨:比如說,我們種植了很多靈芝菌絲體。我們想把種出的靈芝塊壓碎,變成土壤或其他產品??墒钱斘覀兏稍镞@些靈芝塊,卻發現無法壓碎它們。用鋸條可以把它們鋸斷,但如果用錘子或其他物體擊打,靈芝塊不會破碎。有位工程師給我們造了一個不銹鋼液壓機,我給靈芝塊施加了14 MPa(相當于近140個大氣壓)的壓力,結果不銹鋼彎了。靈芝塊完好無損,壞掉的卻是機器。要知道這個液壓機可以整天碾碎巖石,卻不能碾碎菌絲。

    靈芝,圖片來源:pixabay

    靈芝塊不僅結構堅固,還善于保溫,有著驚人的隔熱性能。此外,它還可以用作電池。在火星上,我們能擁有基于菌絲體的太陽能電池板。(整個菌絲體大約85%是碳,而研究表明多孔碳是一種很好的電容。)我們可以預先培養它,并使其以某種形式排列,形成納米電池。這些靈芝塊不僅能讓你在火星或小行星表面遠離寒冷,還能讓房子本身成為一個巨大的電池,因為它富含碳纖維。在我看來,這是一件很酷的事。

    《科學美國人》:你對未來有什么展望?你的這些設想是我們在十年后或一個世紀后能看到的嗎?

    斯坦茨:我的答案是,明天。這一切正在進行中。我猜它將在10到20年內在太空中實現。

    原文鏈接:

    https ://www.scientificamerican.com/article/space-travels-most-surprising-future-ingredient-mushrooms/?

    《環球科學》


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