Dołącz do czytelników
Brak wyników

Ekologia

11 maja 2021

NR 44 (Maj 2021)

Grzyby też mają sekrety – co je łączy z technologią?

111

Niezwykłym wydaje się fakt, że grzyby, które pojawiły się na Ziemi miliard lat temu, mogą być źródłem innowacji technologicznych. Stopniowo odkrywa się ich potencjał oraz odsłania zdolności, których jeszcze wiele mają w zanadrzu.

Niepozorne organizmy? Nic bardziej mylnego, przecież mają swoje królestwo! Zawdzięczają je poniekąd Robertowi Whittakerowi, który w 1969 r. dokonał nowej klasyfikacji organizmów. Poprzednio bowiem grzyby znajdowały się pod rządami roślin. Wydawać by się mogło, że ich odłączenie nastąpiło dosyć późno, niemniej stało się możliwe wraz z rozwojem odpowiednich technik badawczych. Jednak już wcześniej grzyby zyskały sławę. Odkrycie penicyliny przez Alexandra Fleminga w 1928 r. całkowicie zrewolucjonizowało świat. W centrum uwagi znalazł się pędzlak – Penicillium notatum – z którego wyizolowano pierwszy antybiotyk. Zaczęto przyglądać się grzybom i ich właściwościom, które mogłyby być przydatne w medycynie. W miarę postępu cywilizacji tworzono nowe narzędzia umożliwiające czerpanie coraz większej korzyści z natury. Współcześnie grzyby wykorzystywane są na wielu płaszczyznach, a liczba zastosowań rośnie w zawrotnym tempie. Organizmy zdążyły się zaaklimatyzować w medycynie, architekturze, ochronie środowiska, a nawet w modzie. Struktura, którą przyjmują, inspiruje oraz zapewnia szeroki wachlarz zastosowań dla wielu twórców. 

POLECAMY

Jaki jest związek architektury z grzybami?

Neri Oxman, amerykańsko-izraelska architektka, jest autorką projektu drukowanych w 3D rzeźb wypełnionych melaniną – pigmentem ukazującym różnorodność naturalnego piękna oczu, włosów i skóry każdego z nas. To właśnie melaniny chronią naszą skórę przed szkodliwym wpływem promieni UV. Jednym z procesów ich pozyskania była ekstrakcja z grzybów tyrozynazy, czyli enzymu, który przekształca aminokwas tyrozynę w melaninę. Melanina u grzybów pełni funkcję ochronną oraz umożliwia pobieranie i akumulowanie jonów metali. Pozwala im także przetrwać w niekorzystnych warunkach, a niektóre grzyby wykorzystują ją do absorpcji ciepła i tym samym gromadzenia życiowej energii. Rzeźby wykonane przez zespół Neri Oxman dowodzą, że jest możliwe wykorzystanie tego pigmentu w budownictwie. Być może w przyszłości budynki zdobędą właściwości skóry, a w celu ochrony przed promieniami słonecznymi będą mogły się opalać. Architektka twierdzi, że takie zastosowanie melaniny mogłoby pomóc w wytwarzaniu energii, a także wchłanianiu szkodliwych metali ze środowiska. Obserwując strukturę grzyba, można również dojść do bardzo ciekawych wniosków. Zastanawiano się nad stworzeniem ekologicznej dzielnicy w Portland, takiej, by praktyki w niej wdrożone rozprzestrzeniły się także do dzielnic sąsiednich. Problem został powierzony firmie architektonicznej, która miała za zadanie zastanowić się nad koncepcją granic sąsiedztwa oraz łatwości wymiany informacji pomiędzy nimi. Inspiracji zaczęto szukać w  naturze, w której przecież organizmy łączą się w większą całość, by współdziałać dla dobra ogółu. Kluczem do sukcesu okazała się obserwacja życia grzybów. Ciało grzyba – grzybnia – tworzy bowiem złożoną sieć powiązań między nimi. Zwrócono szczególną uwagę na krąg, który formułują te organizmy wokół drzew lub na polanach, gdzie zazwyczaj jest duża ilość nierozłożonej materii organicznej, z której czerpią substancje pokarmowe. Przepływ energii, składników odżywczych oraz wszelkich informacji w glebie jest bardzo złożony. Sieć tworzona przez silnie wydłużone, nitkowate strzępki umożliwia komunikację podobną do połączeń, które miałyby występować pomiędzy dzielnicami. Kolejnym pomysłem zaczerpniętym z życia grzybów jest fakt, że rozsiewają one zarodniki daleko poza obszar, w którym się znajdują. Ma to na celu zakładanie nowych społeczności na dużych dystansach. Okazuje się, że różne działania mogłyby się odbywać poza wyznaczonym rejonem, by postawić na samoorganizację przynależnych sąsiedztw. Tego typu rozwiązanie prowadziłoby do zwiększenia rozwoju systemów rozprzestrzeniających się pomiędzy nimi. Tym sposobem stworzono wzór ekologicznej przestrzeni, w której następuje łatwy przepływ zasobów, takich jak żywność, woda czy energia. Możliwe stałoby się budowanie zielonych budynków na większą skalę oraz przejść umożliwiających zachowanie różnorodności siedliskowej zwierząt. Takie podejście architektoniczne przyniosłoby wiele pożytku dla naszej planety (rys. 1).
 

Rys. 1. Plan przebudowy dzielnic w Portland i rozprzestrzeniania się wprowadzonych zmian na pobliskie rejony. Autor: Radosław Mazgaj

Przyjaźń grzybów z modą 

Coraz więcej marek stawia na materiał wyhodowany z grzybni, który imituje skórę naturalną. Tradycyjna skóra jest pozyskiwana ze zwierząt, natomiast jej zamienniki z syntetycznych polimerów. Oba podejścia nie są przyjazne dla środowiska. Uzyskanie skóry ze zwierząt wiąże się z wylesianiem w celu wypasu, stosowaniem niebezpiecznych substancji w procesie garbowania oraz emisją gazów cieplarnianych. W przypadku skóry syntetycznej stosuje się polimery nieulegające biodegradacji. Ulegają jej natomiast materiały skóropodobne pochodzące z grzybów. Ponadto są neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla. Tworzenie tego typu materiału jest możliwe dzięki strzępkom skupiających się i tworzących sieć bardzo mocnych włókien. Z MycoWorks, firmą, która za cel stawia dostarczanie nowych materiałów z grzybni, współpracę podjęły: Adidas, Kering, Lululemon, Stella McCartney, a nawet francuski luksusowy dom mody Hermès. Owoce tej współpracy będą dostępne w sklepach od tego roku. Pierwszym projektem firmy Hermès, który został wyprodukowany z grzybni, jest słynna podróżna torba Victoria. Tak tworzy się bardziej zrównoważona przyszłość dla mody, a materiał z grzybni może stać się jednym z najlepszych substytutów skóry pod względem trwałości i kosztów, jak twierdzi profesor Alexander Bismarck z Wydziału Chemii Uniwersytetu Wiedeńskiego. Materiał ten może przybierać dowolny kolor, teksturę i wytłoczenie. Proces rozpoczyna się od wzrostu milionów komórek grzybni tworzących połączoną sieć. Jest ona następnie przetwarzana, opalana i barwiona. Zostaje wyhodowana w zaledwie kilka tygodni, co znacznie kontrastuje z wieloletnią hodowlą bydła. Inspiracje modowe można czerpać również z jej wyglądu. Holenderska projektantka mody Iris van Herpen zaprezentowała swoją najnowszą kolekcję na wiosnę/lato 2021 inspirowaną strzępkami i zarodnikami grzybów. Jak powiedziała, kolekcja nawiązuje do „zawiłości grzybów i plątaniny życia, które oddycha pod naszymi stopami”. Gdy podczas pokazu modelki chodzą po wybiegu, wokół nich można zauważyć drobne cząsteczki, które mają na celu odniesienie do ogromnej liczby zarodników uwalnianych w czasie rozmnażania grzybów. Wygląda na to, że te organizmy na stałe zagoszczą w modowym świecie.

Co wspólnego mają grzyby z internetem i ekonomią?

Grzyby to naprawdę dobrzy inwestorzy, którzy bardzo strategicznie wymieniają niezbędne zasoby, przeprowadzając miliony transakcji jednocześnie. Podejmują współpracę z około 80% wszystkich gatunków roślin. Otrzymują od nich węglowodany, tłuszcze oraz węgiel. Grzyby natomiast pomagają im pobierać z gleby wodę oraz składniki mineralne, między innymi fosfor i azot. Co ciekawe, grzyby alokują swoje zasoby w te rośliny, które, będąc w lepszej kondycji, mogą dać im więcej węgla. Co więcej, rośliny te muszą podzielić się swoimi dobrami, by uzyskać dostęp do zasobów znajdujących się wokół ich własnych korzeni. Dzieje się tak, ponieważ grzyby wydobywają substancje odżywcze z gleby, co przychodzi im łatwiej niż roślinom, a następnie gromadzą je w swojej sieci. Im bardziej ograniczą pobieranie składników mineralnych przez rośliny, tym więcej mogą „żądać” w zamian. Przykład nietrudno znaleźć w ekonomii, gdzie płaci się więcej, gdy dostęp do danych dóbr jest utrudniony. Rośliny natomiast nie pozostają grzybom dłużne. Niektóre storczyki potrafią wniknąć do sieci strzępek i odebrać im węgiel, nie dając nic w zamian. Okazało się, że rozwijanie partnerstwa handlowego w przyrodzie sprawia, że niepewność wobec dostępności zasobów maleje. Zwrócono także uwagę na fakt, że grzyby transportują zapasy z bardziej zaopatrzonej części sieci do części wybrakowanej, nie po to, by ją wspomóc, ale dlatego, że im większe zapotrzebowanie na zasoby, tym więcej zyskują. Być może grzyby o...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy