Будущее за мицелием: как используют грибы в строительстве, дизайне и медицине

Кто такой гриб

Царство грибов так же велико и многообразно, как животные и растения, а отдельные его представители даже обладают признаками примитивного интеллекта. В ходе эксперимента, проведенного в 2000 году, японские ученые доказали, что мицелий способен производить клеточные вычисления: собирать и систематизировать данные об окружающей среде, определять свое местоположение в пространстве и передавать полученную информацию другим частям грибниц.

Чего вы не знали о грибах

— Орегонский монстр. Грибница опенка темного считается крупнейшим живым организмом на планете. Она развивается в лесном заповеднике «Малур» в штате Орегон, США. Ее площадь — более 880 га, а возраст — приблизительно 2,4 тыс. лет. Этот гигантский организм нашли благодаря массовой гибели деревьев: мицелий окутывает корни растений и заражает их медовым грибком.

— Тяжесть земли. Общий вес углерода, содержащегося во всех живых организмах планеты, составляет около 550 гигатонн (Гт). Больше всего этой массы приходится на растительный мир — 450 Гт (80%), на втором месте бактерии — 70 Гт (около 13%), а на третьем — царство грибов, 12 Гт (2%). Для сравнения: общий вес людей — жалкие 0,06 Гт (приблизительно 0,01%).

— Зомби-грибы. Наиболее изобретательные манипуляторы, управляющие поведением животных, — группы грибов, обитающие в телах насекомых.

Например, Ophiocordyceps unilateralis селится в муравьях-плотниках. Заразившись грибком, те лишаются инстинктивного страха высоты, покидают свои относительно безопасные гнезда и взбираются на ближайшее растение в зоне с подходящей температурой и влажностью, чтобы позволить новому хозяину плодоносить. Со временем паразит заставляет муравья сжимать челюсти вокруг растения. В этом необычном положении жертва умирает, а мицелий прорастает сквозь ее ноги, приковывая ту к поверхности. Затем гриб переваривает тело насекомого, и из его головы пробивается стебель, из которого споры осыпаются на сородичей погибшего, пробегающих внизу по земле.

Грибы и люди

Мы уже писали об искусственной коже и наушниках из мицелия, но это лишь малая часть его уникальных и разнообразных суперспособностей. С помощью грибов можно создавать и разрушать мир вокруг нас, спасать людей и путешествовать в другую реальность. Микофабрикация — перспективное направление, связанное с применением грибов в разных сферах жизни: текстильной промышленности, строительстве, дизайне и т. д.

Грибы в медицине

О лечебных свойствах грибов известно давно. Например, коренные народы Австралии обрабатывали раны плесенью, собранной с тенистой стороны эвкалиптовых деревьев, да и в египетских папирусах XV века до н. э. тоже говорится о ее целительном эффекте.

И только в 1928 году Александр Флеминг обнаружил, что плесень производит особое бактериостатическое вещество. Его назвали «пенициллин», и оно стало первым современным антибиотиком, спасшим бесчисленное количество жизней.

Открытие Флеминга считается одним из эпохальных событий в истории медицины.

На молекулярном уровне грибы и люди достаточно похожи, и оказалось, что пенициллин способен защищать от бактериальной инфекции и нас тоже. 15% всех современных вакцин производят инженерные штаммы дрожжей.

Псилоцибин всё чаще применяют при лечении депрессии. В ходе клинических испытаний, проводившихся в 2016 году, состояние 19 добровольцев с таким диагнозом улучшилось спустя неделю после двух процедур. Сейчас тестирование прогрессивного метода лечения продолжается на более широкой выборке. В России псилоцибин внесен в список наркотических средств, оборот которых в стране запрещен.

Грибы в экологии

— Индустрия красоты. Поштучно упакованные маски и прочие косметические товары такого рода обычно сделаны из пластика или вспененных пенопластовых полимеров. Экологичной альтернативой им могут стать патчи, спонжи для нанесения макияжа, маски для лица, разделители для пальцев ног и спа-тапочки из мицелия.

Технология MycoFlex™ позволяет без вреда для окружающей среды ухаживать за собой. После использования продукты можно отправить в компост.

— Упаковка. Американская компания Ecovative Design выращивает новые устойчивые материалы из корневой структуры грибов. К мицелию для повышения плотности продукта добавляют различные органические отходы сельскохозяйственного производства — шелуху от зерен овса, гречихи и хлопка. Упаковка растет до нужного размера, затем ее извлекают из формы и высушивают.

Технологии такого производства позволяют «настроить» структуру мицелия с учетом желаемых эксплуатационных характеристик материала. Выбор пористости, текстуры, прочности, упругости, ориентации волокон и формы остается за заказчиком. Новый продукт позиционируется как экологичный аналог пластмассы. Так, компания ИКЕА решила заменить всю пенополистирольную упаковку своих товаров мицелиальной.

— Утилизация окурков. Грибы можно «заставить» есть сигаретные окурки, использованные подгузники, разливы нефти и даже радиацию. Миколог-самоучка и основатель организации Radical Mycology Питер Маккой разрабатывает технологии для решения многих технологических и экологических проблем, с которыми сталкивается человечество.

Например, он научил гриб Pleurotus переваривать, возможно, самый распространенный в мире мусор — сигаретные окурки, а это примерно 6,5 трлн штук каждый год, или 18 млрд в день. Токсичные остатки препятствуют процессу естественного разложения.

Со временем гриб научился использовать сигаретные отходы в качестве единственного источника пищи. Мицелий неуклонно просачивался вверх через банку, наполненную смятыми, испачканными смолой окурками. И вскоре даже выбрался наружу.

Жительница Брюсселя Одри Шпейер основала стартап PuriFungi и разработала «живую» пепельницу из грибов, которые переваривают окурки быстрее, чем это может сделать природа, — от 2 до 8 недель.

Грибы в дизайне

— Лампы из мицелия. Промышленный дизайнер Джонас Эдвард создал лампы MYX из растительного волокна и грибного мицелия. Они «зреют» в форме в течение 2–3 недель, пока накапливается гибкая и мягкая живая ткань. После чего можно собирать урожай здоровых вешенок, а лампу — высушить и использовать по назначению. Органический предмет интерьера экологичен и легко компостируется.

Мицелий стабилизирует конструкцию и «склеивает» ее. MYX состоит из отходов: грибной организм поступает с коммерческой фермы, а растительные волокна — это остаточный материал текстильной промышленности.

— Мебель из мицелия. Исследовательская группа по архитектуре и дизайну Terreform создала мебель, сегменты которой выращены из штаммов грибов. Изобретатели используют полипористые виды (в данном случае — Ganoderma lucidum), вырабатывающие ферменты для быстрого переваривания сельскохозяйственных побочных продуктов на основе целлюлозы.

Наполнитель состоит из мицелия, выброшенной древесной щепы, гипса, овсяных отрубей, которые потребляются грибами и затем затвердевают, образуя жесткий, прочный и функциональный материал. Внешняя часть — биополимер, смесь грибницы и целлюлозы.

Такое низкотехнологичное и неэнергоемкое производство не наносит вреда окружающей среде. В конце жизненного цикла грибную мебель можно компостировать, и она будет естественным образом разлагаться, не загрязняя почву.

Дизайнер Эрик Кларенбек разработал стул, напечатанный на 3D-принтере, с использованием живого гриба, воды и порошкообразной соломы, которая выступала питательной средой для желтой вешенки.

Мицелий развивался внутри каркаса, «замещая» воду и создавая твердый, но чрезвычайно легкий материал. Грибы начали расти на поверхности, и в тот момент, когда стул полностью сформировался, всю конструкцию высушили.

Этот материал может использоваться для изготовления не только мебели, но и всего интерьера или даже целого дома.

Грибы в строительстве

Продукция из мицелия ничем не уступает кирпичу, ДСП и другим стройматериалам: она легкая, водо- и огнестойкая, прочнее бетона при внешних воздействиях и превосходит пенопласт по изоляционным качествам.

Компания Ecovative выращивает устойчивый высокоэффективный продукт Myco Board для замены инженерной древесины. Вместо агрессивных веществ, которые используют при производстве обычных блоков, здесь применяется естественный, быстро возобновляемый мицелий.

Затем этот материал сжимается с помощью тепла и давления в доски или другие формы. Его можно вырастить за несколько дней в неограниченном количестве, а в конце использования компостировать или пустить на удобрения.

Грибы в пищевой промышленности

На основе грибов можно производить аналоги животной пищи.

Компания Atlast с помощью твердотельной ферментации (культивирование микроорганизмов на субстрате с низким содержанием влаги) дает мицелию вырасти в целостную структуру. Такой продукт требует минимальной обработки и по текстуре напоминает нарезанное мясо.

Ему можно придать практически любую форму и вкус. Например, для производства бекона свежий кусок нарезают на полоски, готовят специальный рассол и маринуют в дымчатом соусе. Вкус и аромат получившегося продукта практически идентичны оригиналу.

Веганский стейк, куриную грудку и бекон наполняют белком, питательными веществами и жирами.

Михаил Вишневский, кандидат биологических наук, миколог: «Грибы давно стали неотъемлемой частью разных инновационных технологий. Без них не работает ни одна современная отрасль промышленности: производство тканей, древесины, получение лекарственных препаратов, биохимия, начиная от лимонной кислоты и заканчивая любой сложной органикой. Развитие шло десятилетиями и сейчас достигло своего пика. За последнее время были открыты многие функции и свойства, о которых раньше даже не подозревали.

Грибы стали использовать в новых направлениях. Например, они выходят на первое место в борьбе с загрязнениями окружающей среды любого рода, в том числе радиоактивными элементами и тяжелыми металлами. Очистка почвы и воды без грибов теперь вообще немыслима: из мицелия делают тончайшие фильтры.

Живые дрожжи также убирают органику из различных сливов.

Грибы начинают активно использовать в экостроительстве. Из них делают предметы быта и интерьера, а порой и целые дома на основе мицелия, который сращивают с определенным субстратом. Далее он запекается и становится прочным, твердым и легким. А надоевший предмет можно выбросить прямо под дождь — он полностью разложится, не нанося вреда окружающей среде.

Уже ведутся разработки умного бетона (пусть пока и не в промышленных масштабах): если возникает трещина или повреждение, такой материал сам себя затягивает.

Мицелий активно используют в сельском хозяйстве, потому что определенные грибы уничтожают вредных насекомых, растения и даже другие грибы. Они могут служить полноценной заменой животного мяса (за исключением витамина B12).

Я думаю, что в ближайшие десятилетия в результате научно-технического прогресса область использования грибов значительно расширится и они будут играть еще более заметную роль в нашей жизни.

В массовое производство такие решения пока не внедряются по нескольким причинам.

Во-первых, экономические факторы. Одно дело — запустить крафтовое производство, а другое — выйти на промышленные объемы. Для этого требуются крупные вложения, а также грандиозные рекламные кампании и прочие инструменты маркетинга.

Эко- и биоориентированных людей не так много, а состоятельных среди них еще меньше. Подавляющее большинство будет считать деньги, а пока такие продукты дороже своих обычных аналогов. Глобальных изменений в этой отрасли не произойдет, пока всё не встанет на промышленные рельсы с невысокой себестоимостью и приемлемой ценой для основной массы населения.

Например, искусственное мясо уже существует и производится, но стоит дороже натурального. Когда оно подешевеет, многие с удовольствием перейдут на такую продукцию.

Во-вторых, тормозит этот процесс косность мышления потребителей и сила привычки. Не каждый рискнет купить себе ботинки из искусственной грибной кожи или стул из мицелия».

Читайте также

Мясо без мяса: могут ли котлеты из лаборатории заменить обычные

Правда ли, что грибы сделали из обезьяны человека?

Активный ингредиент многих видов «волшебных» грибов классифицируется как психоделик. Он относится к энтеогенам — группе веществ растительного происхождения, которые могут вызвать глубокие переживания сродни религиозному экстазу. Его употребление изменяет сознание и восприятие. Эффекты варьируются от слуховых, зрительных и сновидческих галлюцинаций до сильных сдвигов в когнитивном и эмоциональном состоянии, потери чувства времени и пространства.

Эксцентричный писатель, философ и этноботаник Теренс Маккенна отмечал ключевую роль галлюциногенных грибов в истории человеческого общества. По его мнению, их потребление обусловило биологическую, культурную и духовную эволюцию нашего вида.

Религия, сложная социальная организация, торговля и самое раннее искусство появляются в течение относительно короткого периода истории — примерно 50–70 тыс. лет назад. Гипотез, объясняющих, что послужило причиной этого культурного прорыва, много. Но Маккенна считает, что именно грибы спровоцировали первые проблески человеческой рефлексии, языка и духовности.

В своей книге «Пища богов» исследователь предположил, что примерно в то же самое время, когда Homo erectus эволюционировал в Homo sapiens, изменение климата в Африке лишило древних людей некоторых основных источников пищи. Маккенна полагал, что первобытные племена следовали по миграционным путям диких стад скота, производившего навоз. В нем хорошо растут грибы, а еще на продукты жизнедеятельности крупных животных слетались насекомые, которые, размножаясь, попадали в пищу и становились частью новой диеты кочевников. Так произошло невольное знакомство человека с психоделиками.

По мнению Маккенны, гриб стимулировал мозг ранних людей, а это, в свою очередь, привело к появлению языка, изобразительного искусства, музыки, танца и религии. В качестве доказательства он указывал на «психоделические» наскальные рисунки и другие иллюстрации с грибами, созданные нашими далекими предками.

Может быть интересно

Теория упоротой обезьяны: как грибы (предположительно) сделали из нас Homo sapiens

Михаил Вишневский: «И с эволюционной, и с биологической точки зрения теория Теренса Маккенны в том виде, в каком ее сформулировал сам автор, не выдерживает никакой критики.

Он опирался на исследование Рональда Фишера, где тот утверждал, что грибной галлюциноген влияет (иногда даже положительно) на некоторые характеристики зрения. Маккенна же на основании этого тезиса категорично заключил, что люди, евшие такую пищу, стали в целом лучше видеть.

И как следствие — эффективнее охотиться и развивать материальную и духовную культуру. Они сделались добрее и отзывчивее, у них уменьшилось эго, и в итоге получилось современное человечество. Маккенна считал, что благодаря галлюциногенным грибам сформировалось гуманное общество.

Но достаточно посмотреть на цивилизации ацтеков или майя, жрецы которых тоже активно употребляли эти вещества, чтобы убедиться в обратном: кровь с жертвенных пирамид текла круглый год бурным потоком, а зверства, пытки и казни были нормой общественного поведения.

Впрочем, если вынести за скобки чересчур экстравагантные и не вполне научные утверждения об улучшении зрения и гуманизации человека, есть в теории Теренса Маккенны и рациональное зерно. Например, мы действительно можем предположить, что активное вещество галлюциногенных грибов усиливало когнитивные способности и мозговую деятельность приматов вообще и Homo sapiens в особенности.

Не так давно выяснилось, что наш вид значительно чувствительнее реагирует на подобные органические соединения, чем шимпанзе, гориллы и прочие ближайшие родственники человека по эволюционному древу. Эта черта была нам присуща на протяжении нескольких миллионов лет.

Грибные галлюциногены действительно способствуют возникновению новых нейронных связей в мозгу, а значит, могли повлиять на эволюцию Homo sapiens как разумного существа. Такой эффект, несомненно, привел бы к возникновению и развитию ранних форм верований, например шаманизма во всех его видах. А бурная мыслительная деятельность и формирование религиозных представлений на основе видений однозначно способствовали бы прогрессу общества».