قارچ‌هایی که قرار است زمین را نجات دهند و بیماران روحی را درمان کنند!

به نقل از ساینس فوکوس، آیا می‌دانید گونه‌های قارچی وجود دارند که تعداد آنها تا ۱۰ برابر بیشتر از گیاهان است؟ آیا می‌دانید که با هر بار قدم زدن در جنگل، کیلومترها “جُلینه”(Mycelium) قارچی را زیر پا می‌گذاریم یا این که با هر بار نفس کشیدن، تا ۱۰ هاگ قارچ را تنفس می‌کنیم؟

بسیاری از ما در مورد پادشاهی قارچ‌ها بی‌اطلاع هستیم؛ شاید به این دلیل که این موجودات باورنکردنی برای بسیاری از مردم، عامل بیماری به شمار می‌روند. تعداد زیادی از قارچ‌ها، تجزیه‌کننده هستند. آنها غذای خود را با برداشت مواد مغذی از موجودات مرده و در حال مرگ به دست می‌آورند و ما اغلب هر چیزی را که در ارتباط با پوسیدگی باشد، ترسناک می‌دانیم.

زمانی که قارچ‌ها را در طبیعت مشاهده می‌کنیم، فقط بدنه میوه‌دهنده ارگانیسم را می‌بینیم که برای تولید مثل، هاگ تولید می‌کند. بقیه آن، توده‌ای از رشته‌های قارچی به نام “نَخینه”(hyphae) است که از دید پنهان می‌ماند. تا زمانی که میکروسکوپ‌های قدرتمندی برای دیدن قارچ‌ها در اختیار ما قرار بگیرند، نمی‌توانستیم متابولیسم آنها را درک کنیم و بدانیم که قلمرو قارچ‌ها چقدر بزرگ است.

قارچ‌ها در میکروبیوم همه موجودات زنده وجود دارند و حتی در جو نیز حاضر هستند. در هر حال، آنها عمدتا در خاک و گیاهان زندگی می‌کنند؛ جایی که حضور آنها برای سلامت اکوسیستم‌های جنگلی و مزرعه، بازیافت مواد مغذی و جذب کربن ضروری است.

قارچ‌ها مسئول وظایف بی‌شماری در طبیعت هستند و مولکول‌هایی که برای انجام دادن این وظایف تکامل یافته‌اند، طیف گسترده‌ای از فرصت‌ها را نشان می‌دهند که ممکن است به ما در حل کردن برخی از آزاردهنده‌ترین مشکلات جهان کمک کنند. زمانی که کاوشگران زیستی، کارآفرینان و بوم‌شناسان به این موضوع می‌اندیشند که آینده چگونه خواهد بود، می‌بینند که آینده با قارچ‌ها مرتبط است.

نجات کشاورزی

شاید ندانید که وقتی به یک گیاه نگاه می‌کنید، قارچ‌ها را نیز می‌بینید. این موضوع به این دلیل است که بیشتر گیاهان خشکی‌زی، میزبان قارچ‌های نخ مانندی بین سلول‌های خود هستند. قارچ‌ها از قندهایی که گیاه درست می‌کند، می‌خورند و در عوض به گیاهان کمک می‌کنند تا شرایط محیطی ناملایم مانند طغیان نمک، خشکسالی و دمای بالا را تحمل کنند.

هنگامی که یک گیاه در معرض خشکی قرار می‌گیرد، از استرس اکسیداتیو رنج می‌برد که عدم تعادل رادیکال‌های آزاد و آنتی‌اکسیدان‌ها است و می‌تواند به سلول‌های گیاه آسیب برساند. گیاهان برخلاف ما انسان‌ها، مواد شیمیایی سودمندی را برای مقابله با اثرات استرس اکسیداتیو تولید نمی‌کنند. در عوض، “قارچ‌های اندوفیتی”(endophytic fungi) بین سلول‌های گیاهان زندگی می‌کنند.

این رشته‌های قارچی نازک، ترکیباتی را منتشر می‌کنند که استرس اکسیداتیو را در گیاهان آرام می‌کند و باعث می‌شود که گیاهان به طور موثر از آب استفاده کنند. این قابلیت، به گیاهانی که با مشکل خشکسالی روبه‌رو هستند و همچنین به گیاهانی که از گرمای شدید یا قرار گرفتن در معرض نمک رنج می‌برند، کمک می‌کند.

پژوهشگران دریافته‌اند که قارچ‌های اندوفیتی کاهش‌دهنده استرس را می‌توان از گیاهان میزبان خود به گیاهان زراعی منتقل کرد تا آنها بتوانند در یک جهان گرم‌تر زنده بمانند. به عنوان مثال، قارچی که به ارزن امکان می‌دهد تا در دمای تا ۶۵ درجه سلسیوس خاک رشد کند، به گوجه‌فرنگی نیز امکان می‌دهد تا در شرایط گرم مشابه رشد کند و میوه بدهد.

ارزن و گوجه فرنگی برای قارچ، یکسان هستند و پیامدهای این امر نیز بسیار زیاد است. در دنیایی که به سرعت در حال گرم شدن است، قارچ های اندوفیتی می‌توانند از مواد غذایی ما محافظت کنند.

حفظ سلامت روحی

چندین دهه است که یک داروی روانپزشکی جدید وجود نداشته است. بیشتر داروهایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، نسخه‌های جدید داروهایی هستند که در دهه ۱۹۵۰ کشف شده‌اند اما طی ۱۵ سال گذشته، یک گروه قدیمی از داروها دوباره جدید شده‌اند و یکی از امیدوارکننده‌ترین آنها از قارچ گرفته شده‌اند.

پژوهشگران سراسر جهان حدود پنجاه سال پیش، بررسی‌های بسیاری را در مورد کاربردهای “سیلوسایبین”(Psilocybin) و “ال‌اس‌دی”(LSD) برای کمک به افرادی آغاز کردند که به طیف وسیعی از اختلالات روانی مبتلا هستند. این پژوهش‌ها فوق‌العاده امیدوارکننده بودند اما از آنجا که این داروها به فرهنگ جوانان دهه ۱۹۶۰ نفوذ کردند، دانشمندان کمتر مایل به کار کردن با آنها بودند. سازمان ملل متحد در سال ۱۹۶۸ از کشورها خواست که سیلوسایبین و ال‌اس‌دی را ممنوع کنند.

با وجود این، موقعیت‌های حساس به مرور زمان تغییر می‌کنند؛ به همین دلیل، آن ترکیبات امروزه دوباره مورد بررسی قرار گرفته‌اند و پژوهش در مورد آنها نتایج شگفت‌انگیزی را به همراه دارد. پژوهشگران دریافته‌اند که وقتی سیلوسایبین و ال‌اس‌دی با درمان ترکیب می‌شوند، ممکن است در کاهش تعداد زیادی از اختلالات از جمله اختلال وسواس فکری-عملی، اختلال اضطراب پس از سانحه، افسردگی و اضطراب ناشی از بیماری‌های تهدیدکننده زندگی مؤثر باشند. همچنین، پژوهش‌هایی نیز برای بررسی تأثیر آنها بر بی‌اشتهایی عصبی و آلزایمر در حال انجام شدن است.

سیلوسایبین ممکن است با سرکوب مسیرهای عصبی خاصی در مغز و دخالت در مسیرهای دیگر، الگوهای فکری را مختل کند؛ مانند بیمار مبتلا به اختلال اضطراب پس از سانحه که تجارب آسیب‌زا را بارها و بارها به یاد می‌آورد. از سوی دیگر، به نظر می‌رسد که سیلوسایبین منجر به آغاز سریع اثرات ضد افسردگی و ضد اعتیاد می‌شود که با گذشت زمان پایدار می‌مانند. با در نظر گرفتن نتایجی از این دست، توجه دولت‌ها و بیماران به این موضوع جلب شده است.

هشدار: این نتایج به معنای تایید استفاده از سیلوسایبین و ال‌اس‌دی نیست. سیلوسایبین و ال‌اس‌دی طبق قوانین بریتانیا، داروهای گروه A هستند. هر شخصی که چنین موادی را در اختیار داشته باشد، ممکن است به هفت سال زندان، جریمه نامحدود یا هر دو محکوم شود.

انقلابی در طراحی ساختمان و محصول

ما از موادی مانند ورقه‌های پلی‌استایرن، برای ایمن نگه داشتن اشیای قیمتی طی حمل و نقل استفاده می‌کنیم اما این مواد تجزیه زیستی را پشت سر نمی‌گذارند. اگر آنها را با ورقه‌هایی از قارچ جایگزین کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟ ورقه‌های قارچ به همان اندازه در محافظت از ظروف چینی، خوب هستند و وقتی کار با آنها تمام شود، می‌توان آنها را داخل سطل کمپوست انداخت.

قارچ‌ها به عنوان یک ماده سازگار با محیط زیست، پتانسیل بسیار زیادی برای استفاده در طراحی محصول و اجزای ساختمان دارند. پتانسیل آنها مبتنی بر این واقعیت است که می‌توان جُلینه را در هر شکل یا اندازه‌ای پرورش داد و سپس آن را مانند یک قابلمه در کوره گذاشت. محصول به دست آمده، یک ماده قوی و سبک است که یکپارچگی ساختاری دارد اما می‌تواند به اندازه دلخواه نرم یا سفت باشد. علاوه بر این، منبع غذایی مورد استفاده برای رشد قارچ می‌تواند ویژگی‌های خاصی مانند افزایش مقاومت در برابر آتش را به محصول نهایی بدهد.

نخستین شرکتی که قارچ‌ها را به‌عنوان یک ماده کشف کرد، شرکت “اکوواتیو”(Ecovative) در آمریکا بود. این شرکت، طیف وسیعی از محصولات را تولید کرده‌ است؛ از تولید بسته‌بندی رایانه‌ برای شرکت‌هایی مانند “دل”(Dell) گرفته تا تولید منسوجات شبیه به پوست‌ برای طراحان مد مانند “استلا مک‌کارتنی”(Stella McCartney). این هنوز آغاز کار است. قارچ‌ها می‌توانند جایگزین‌هایی برای مواد سازنده فوم نرم، آجر، نئوپان، تخته مدار الکتریکی، عایق مقاوم در برابر آتش و اشیای خانگی مانند گلدان، صندلی، آباژور و حتی دمپایی باشند.

اما چرا این قدر کوچک فکر کنیم؟ در “مرکز تحقیقات ایمز”(Ames Research Center) ناسا، “پروژه معماری مایکو”(Myco-architecture project) روی فناوری‌هایی کار می‌کند که می‌توانند زیستگاه‌های مبتنی بر قارچ را در قمرها و سیارات دیگر پرورش دهند. وقتی صحبت از قارچ‌ها به میان می‌آید، فناوری مورد نظر، “قارچ‌زایی” است.

پاکسازی سیاره زمین

قارچ‌ها مانند گیاهان، کلروفیل ندارند. بنابراین برای دریافت مواد مغذی، نَخینه‌های بلند و نازک خود را گسترش می‌دهند. سپس سلول‌های آنها، آنزیم‌های گوارشی را به بیرون می‌فرستند. این آنزیم‌ها، پیوندهایی را که غذای آنها را حفظ می‌کنند، می‌شکنند و به آنها امکان می‌دهند تا مولکول‌های خوشمزه‌ای مانند کربن، فسفر، نیتروژن و آب را جذب کنند. قدرت تجزیه مولکول‌های پیچیده به مولکول‌های ساده‌تر، کلید فرآیند “مایکرومدیشن” (Mycoremediation) است که به کارآیی قارچ‌ها در تمیز کردن مکان‌های آلوده گفته می‌شود.

قارچ‌ها را می‌توان به انواع روش‌ها استفاده کرد؛ از جداسازی هیدروکربن‌های پلی‌آروماتیک گرفته تا مجموعه‌ای از ترکیبات نیتروآروماتیک مانند مواد منفجره، رنگ‌ها، علف‌کش‌ها و حشره‌کش‌ها و همچنین، زیرسیگاری‌های ساخته‌شده از قارچ‌هایی که ته‌سیگار را هضم می‌کنند.

اساسا هر محصول مبتنی بر کربن، غذای قارچ است. قارچ‌ها با مواد طبیعی تکامل یافته‌اند؛ بنابراین می‌دانند چگونه آنها را تجزیه کنند و اکنون در حال یادگیری همین کار برای پلاستیک‌ها هستند. پژوهشگران در چند سال اخیر، نوعی قارچ خاکی را شناسایی کرده‌اند که می‌تواند پلی‌اورتان را در عرض چند هفته تجزیه کند و گونه‌های دیگری نیز با قابلیت‌های مشابه کشف شده‌اند.

نوآوری‌های دیگری نیز توسط مراکزی مانند “آنیون کالکتیو”(Onion Collective) در سامرست در حال انجام شدن هستند. این مرکز بازیافت زیستی امیدوار است که قارچ‌ها را با پلاستیک تغذیه کند و محصولات سودمندی مانند مواد جایگزین چرم را با جُلینه حاصل از آنها بسازد.

نجات زنبورها

گرده‌افشانی بو واسطه زنبور عسل، برای بسیاری از محصولات ما مهم به شمار می‌رود اما جمعیت زنبورها در سراسر جهان رو به کاهش است. در چین، کشاورزان مجبور شده‌اند گرده‌افشانی درختان سیب خود را با دست انجام دهند. کاهش جمعیت زنبورها، به دلیل “اختلال فروپاشی کلونی”(CCD) است که با مرگ یا ناپدید شدن ناگهانی زنبورهای کارگر در کندو مشخص می‌شود.

اختلال فروپاشی کلونی که در آمریکا، کانادا و اروپا گسترش یافته است، سالانه میلیاردها زنبور را از بین می‌برد. یک نظریه نشان می‌دهد که سیستم ایمنی زنبورها به خاطر قرار گرفتن در معرض آفت‌کش‌های نئونیکوتینوید به خطر می‌افتد. در نتیجه، آنها نمی‌توانند با ویروس‌های منتشرشده مقابله کنند. اینجاست که قارچ‌ها وارد می‌شوند.

در اواسط دهه ۱۹۸۰، “پاول استامتس”(Paul Stamets)، قارچ‌شناس و تولیدکننده مکمل قارچ متوجه شد که زنبورهای عسل او، قطرات مایعی را می‌نوشند که توسط جُلینه قارچ منتشر می‌شوند.

او سال‌ها تصور می‌کرد که زنبورها مشغول جمع‌آوری قند هستند اما بعد به ذهنش رسید که شاید زنبورها در حال جمع‌آوری دارو باشند. این مفهوم در سال ۲۰۱۸ شکل گرفت؛ زمانی که استمتس به همراه پژوهشگران “دانشگاه ایالتی واشنگتن”(Cougs) دریافتند گروهی از زنبورهای عسل که با عصاره قارچ‌های “Fomes fomentarius” و “Ganoderma lucidum” تغذیه می‌شوند، کاهش قابل‌توجهی را در بار ویروسی خود، به ‌ویژه نوع کشنده آن نشان می‌دهند.

پژوهشگران هنوز مطمئن نیستند که آیا این عصاره‌ها به سیستم ایمنی طبیعی زنبورها کمک می‌کنند تا با ویروس مقابله کند یا واقعا ویروس را از بین می‌برند اما پژوهش‌های آینده، این موضوع را نشان خواهند داد. ممکن است به زودی بتوان داروخانه‌هایی را برای زنبورهای عسل راه‌اندازی کرد.