blgo image

神奇的真菌

  • Time:2019-08-16

前言:10年前,传闻一个叫中本聪的大神,缔造出备受各界争议的加密“货币”BTCBTC赖以自豪的一点是去中心化。然而,去中心化网络早在人类出现之前就已经存在了。事实上,真菌已成功实施了去中心化网络系统长达13亿年之久!这使其创建了我们这个星球上最成功的王国。真菌具有独特的适应性,在大规模灭绝事件中,它们可以继续存活。

跨学科说明:正如中本聪将不同的学科结合到了一起,组合成了一门我们称之为比特币的Franken技术一样我们相信每个人都有责任探索一些和自己有着紧密关联的独特的知识领域。

介绍

真菌主要由菌丝体组成,一种被Paul Stamets描述为地球自然互联网的地下去中心化情报网络。

 “我相信菌丝体是大自然的神经网络。菌丝体的交错镶嵌为栖息地注入信息共享膜,这些共享膜对外界变化有感知和反应,并共同考虑宿主环境的长期健康。菌丝体与环境保持恒定的分子交流,设计出对复杂环境挑战的各种酶和化学反应。

——Paul Stamets:《蘑菇如何拯救世界》

真菌就像植物和动物一样,它们在各自的王国里。真菌种类比动植物加起来还要多!

动物与真菌的关系,比我们与植物的关系要更密切。

真菌和动物都能吸入氧气和呼出二氧化碳。

植物通过光合作用(自养)产生自己的食物,而动物和真菌必须找到自己的食物(异养)。

动物进化成具有内部胃/脑,而真菌则追求外部胃/脑。

真菌事实1

人类与真菌共享50%以上的DNA。科学家们提出了一个名为Opisthokon的新超级王国,其将真菌和动物结合了起来。

真菌可以有多种形式。大多数组织在一个被称为菌丝体的地下根结构中,在这个星球上,它们几乎随处可见。

当条件合适时,真菌会产生蘑菇,然后释放孢子(种子),试图在附近的地方殖民生活。蘑菇只是生殖器官,蘑菇之于菌丝体,就好比苹果之于苹果树。

真菌对地球上的生命至关重要:

地球上最大的生物网络是真菌网络;真菌是地球上最好的“化学家”,我们的许多药物都来自真菌;没有地下真菌盟友,树木就无法生存;真菌已经生存了13亿年,经历了5次自然界的大灭绝事件依然繁荣!

真菌是去中心化的智能网络

真菌网络并没有一个中心化的大脑,而是有一个单细胞壁的根系统,叫做菌丝体。这种地下情报网络能够在长距离甚至跨物种线路上双向发送信息。这些真菌网络根据其环境的反馈不断优化、不断发展。

在任何一点上,真菌网络都包含数百万个端点,每个端点都在寻找食物、保护自己的领土、或者发明新的分子来防御或者破坏它们的竞争对手(其他真菌,细菌等)。这些网络形成了一种去中心化的共识,即如何使用资源、何时繁殖以及什么策略最能保护生物体。

去中心化网络的历史远比人类更久远

去中心化网络早在人类出现之前就已经存在了。事实上,真菌已成功实施了去中心化网络系统长达13亿年之久,这使其创建了我们这个星球上最成功的生物王国。

除了真菌,还有一些分布在自然界中的网络原型(菌丝体、暗物质、神经元等)。显然,这个策略是有效的,否则自然不会坚持去复制它。

经历数十亿年的进化,真菌已成为生存大师

真菌具有独特的适应性,在大规模灭绝事件中,它们可以继续存活。

6500万年前,一颗巨型小行星撞击了我们的星球,杀死了我们星球上的大多数生命(包括恐龙)。这次撞击产生了大量烟雾,以至于许多年来阻挡了阳光到达地表。而没有阳光,植物就会枯死,大多数动物也会随之死亡。然而真菌并不依赖阳光生存,它们可以快速适应,并且可以找到自己的食物。

在每次灭绝事件之后,真菌缓慢重建地球,直到条件稳定后,生命才可以再次继续发展。

让我们来看看东京地铁系统的例子,以说明去中心化网络的力量。

科学家们进行了一项实验,在这个实验中,一种古老的真菌(黏菌)被激励着重建东京地铁系统。每个地铁站(节点)都被设有黏菌最喜欢的食物(燕麦片)。

经过短时间的发展,黏菌有效地连接了所有节点/站点,其比日本政府雇佣的中央计划工程师委员会的设计更有效。

黏液菌设计的东京地铁系统

来自摘要:交通网络在社会和生物系统中普遍存在。强大的网络性能涉及复杂的权衡,包括成本,传输效率和容错。生物网络已遭遇进化选择压力循环的磨砺,并且很可能为这种组合优化问题提供合理的解决方案。此外,它们在没有集中控制的情况下进行开发,可能代表了一种用于一般网络增长易于扩展的解决方案。我们发现黏菌多头体形成的网络,具有与现实基础设施网络相当的效率、容错性和成本,在这种情况下,就是东京铁路系统。自适应网络形成所需的核心机制可以用生物启发的数学模型来捕获,该数学模型可能有助于指导其他领域的网络构建。

当你想到这样一个基础设施项目所涉及的成本和复杂性时,意识到黏菌可以在一天内设计出更好的网络,这是相当清醒的。

没有中心故障点的生命

菌丝体没有控制中心,任何单一部分都可以被移除,但整个系统仍会存在。

面对敌意,真菌变得更强

菌丝体可以在我们这个星球上最具竞争的生态系统中生存,并且必须不断适应。它们非常坚强,并因敌意而变得更强。

真菌在一个7*24小时的竞争环境当中,它们经常与与各种细菌、微生物和竞争真菌进行小型地下战斗。

如果一个菌丝体节点感觉到捕食者或猎物,它会向蘑菇科学家发送信息,然后蘑菇科学家创造一种新的酶来瞄准捕食者或猎物。真菌网络在需要时就会分配这种新酶。

随着时间的推移,真菌发展出一个化学库,其既能作为一个强大的免疫系统发挥作用,又能提高真菌作为捕食者的能力,从而实现更大的生态。

难怪真菌能在任何地方生存,并继续在我们的星球上保持统治地位。真菌是抗脆弱的。

真菌事实2

作为人类,我们受益于真菌产生的药用化合物。其中最著名的就是青霉素,它是亚历山大·弗莱明偶然发现的。青霉素已被用来抗击细菌性传染病,这种传染病在历史上曾导致人类大量死亡。自从发现青霉素以来,我们的人口增加了两倍。

随着时间的推移,真菌会不断加强防御,并学会消耗新的食物来源。这有一个复合效应,其增加了抗脆弱性和预期寿命。

在一个极端的例子中,让我们来看看我们星球上最大的有机体 - 蜂蜜蘑菇(Armillaria sp)。这个单一的生物体位于俄勒冈州东部的蓝山,该单体生物直径超过2.4英里(3.8公里)。据估计,它的年龄在1900年到8650年之间,目前正在消耗整个森林。

应对竞争

首先,我们需要了解一些基本的遗传学。基因通常通过所谓的垂直基因转移从父母传递给后代。

有趣的是,真菌进行的是水平基因转移” - 其有效地从同一生态系统中竞争的不同物种中汲取遗传信息。

真菌从同一生态系统中竞争的其他物种身上获取有用的东西。这一现象可以通过研究喜粪类真菌来观察,这些菌类间的联系,要比它们的遗传祖先会更紧密。

激励以及寻找生态位置

真菌在这个星球上扮演两个生态角色:(1)它们将所有物质回收到基本元素中,(2)充当我们星球的免疫系统。

菌丝体是大自然的重要拆解者” -Paul Stamets

真菌整天在静静地分解有机物。它们将岩石、树枝、落叶、死动物和石油泄漏物转化为基本元素(碳、氮、氧等)。然后真菌将这些有价值的元素与附近的有机体进行交换。

真菌事实3

如果真菌没有分解并重新分配营养物质,我们的森林将被掩埋在数百英尺厚的树叶和树枝中。

换句话说,真菌解锁了搁浅的资源。由于碳//磷以一种不可用的形式被锁住,因此树木不能再利用自己的叶子或树枝。真菌利用了生态系统中的套利机会。

真菌事实4

真菌侵蚀岩石是我们拥有表土的主要原因,而表土使得我们能够种植食物。真菌花了10多亿年的时间,才产生了我们现在拥有的约18英寸的表层土。

真菌是生态免疫系统

真菌是其生活生态系统乃至整个地球的免疫系统。

真菌产生药用化合物,并通过复杂的共生关系保护其生态系统。真菌通过菌丝体介导地下资源,确保整个生态系统的健康。

简而言之,真菌在地下开采矿物质,以换取树木通过光合作用所产生的糖(食物)。树木得到了更大的保护,免受入侵者和他们自己无法找到的重要矿物质的侵害。有没有想过,为什么小橡树可以在没有阳光的森林地面上生存?

参与这一共享激励系统的每一个有机体,都能改善森林的进化适应性。我相信森林是由多种不同物种组成的活的超级有机体。

 

 

如此神奇的真菌王国,您是否有兴趣进一步认识真菌和人类的深层关系?请继续关注清生元生物的相关资讯。

其他信息

养生知识

搜索查询更多信息