بزرگترین رویداد قارچ شناسی کشور تا کمتر از دو هفته ی دیگر در شهر تبریز آغاز به کار خواهد نمود. این رویداد مهم که با عنوان پنجمین کنگره ی قارچ شناسی ایران مطرح می شود، شعار متفاوت و تأمل برانگیزی را برای خود انتخاب نموده است: قارچ ها برای زندگی بهتر و سیاره ی امن. اما آیا قارچ ها، این موجودات شگفت انگیز فاقد قدرت تفکر و تصمیم گیری، می توانند زندگی بهتر و سیاره ی امن تری برای زندگی انسان ها فراهم کنند؟ با توجه به اهمیت این موضوع، در مقاله ی زیر به بررسی شواهدی در باب انتخاب این شعار خواهیم پرداخت.
بر هیچ کس پوشیده نیست که قارچ ها چه نقش مهمی در زندگی انسان، و سایر موجودات زنده ایفا می کنند؛ از غذا و دارو گرفته تا آفت کش زیستی و بهبود ارزش تغذیه ای در دام و طیور، و یا آثار مخربی مانند ایجاد بیماری در موجودات زنده و یا تخریب و تجزیه ی مواد و عناصر گوناگون. ولی اگر فکر می کنید که دامنه ی فعالیت این موجودات میکروسکوپی (و یا ماکروسکوپی) به همین سطوح محدود می شود، از شما می خواهیم تا انتهای این مقاله ما با ما همراه باشید.
کپک مخاطی Physarum polycephalum که به صورت تک سلولی رشد می کند، آنقدر بزرگ هست که با چشم غیرمسلح بتوان آن را دید. این کپک زمانی که با منابع غذایی که در محیط پراکنده شده اند مواجه شود، اطراف غذا را احاطه نموده و تونل هایی می سازد تا عناصر غذایی را توسط آن ها توزیع کند. در آزمایشی که با هدایت توشی یوکی ناکاگاکی از دانشگاه هوکایدو در ساپوروی ژاپن صورت گرفت، وی دانه های جو پرک که غذای مورد علاقه ی کپک است را در قالب الگویی که پراکندگی شهرهای اطراف توکیو را نشان دهد پخش کرده و سپس کپک مخاطی را در آن رها نمود. در ابتدا کپک مخاطی به طور یکسان در اطراف دانه های جو پراکنده شد و قلمروی جدید خود را مورد کاوش قرار داد؛ اما پس از گذشت چند ساعت، کپک مخاطی شروع به بهبود الگوی خود نمود و تونل های بین دانه ها را قویتر کرد و سایر ارتباطات به تدریج از بین رفتند. پس از سپری شدن یک روز، کپک مخاطی شبکه ای از لوله های به هم پیوسته برای عبور عناصر غذایی را ایجاد نمود (شکل 1). طراحی آن تقریباً مشابه شبکه ی ریلی اطراف توکیو بود، با این تفاوت که تعداد بیشتری تونل های بزرگتر و ارتجاعی تر داشت که جو های واقع در مرکز را به هم مرتبط می کرد. پس از این، محققان با اقتباس از ویژگی های ساده ی رفتار کپک مخاطی، سعی نمودند یک مدل ریاضی الهام گرفته از زیست شناسی برای تشکیل شبکه ابداع نمایند. همانند کپک مخاطی، مدل در ابتدا شبکه ی ظریف توری مانندی را ایجاد می کند که به هر سمت می رود، و سپس به طور مداوم شبکه را اصلاح می کند، به طوری که لوله های حامل بیشترین محموله سریع تر رشد می کنند و لوله های زائد نیز حذف می گردند. دانشمندان معتقدند استفاده از چنین سیستم های انعطاف پذیری برای ایجاد شبکه هایی که در طول زمان به تغییر نیاز دارند، مثل سیستم های بی سیم کوتاه بُرد که اخطار اولیه ی حریق یا سیلاب را صادر می کند، مفید خواهد بود. از آنجایی که این سیستم ها پس از رخداد وقایع و فجایع تخریب می شوند، شبکه نیاز دارد تا به طرز کارآمدی جریان اطلاعات را به سرعت بازیابی نماید. شبکه های غیرمتمرکز و سازگار برای سربازان در میدان های جنگ یا دسته ای از روبات ها که در محیط های خطرناک کاوش می کنند نیز مهم هستند. مدل جدید همچنین ممکن است در پاسخ به سؤالات بیولوژیکی، مانند چگونگی رشد عروق خونی برای حمایت از تومورها نیز به کمک محققان بیاید. شبکه ی عروق تومور به شکل یک درهم تنیدگی متراکم و فاقد ساختار آغاز به کار می کند و سپس اتصالات خود را برای کارآمدتر شدن اصلاح می نماید.
شکل 1
بزرگترین تهدیدی که انسان ها را در مأموریت ها و کاوش های فضایی تهدید میکند، تشعشع است. حفاظت پیشرفته از تشعشعات غیرفعال برای محافظت از فضانوردانی که به خارج از لایه ی محافظ زمین (مگنتوسفر) می روند، بسیار مورد توجه است. قارچ های خاصی در محیط های دارای تشعشع فراوان، مانند مناطق آلوده ی اطراف نیروگاه هسته ای چرنوبیل، زندگی می کنند. این موجودات در فرایندی مشابه فتوسنتز، عمل رادیوسنتز را انجام می دهند. رادیوسنتز که برای اولین بار در سال 2007 میلادی نامگذاری شد، پدیده ای است که در آن از تابش یونیزه کننده استفاده می شود تا انرژی شیمیایی تولید گردد. مشخص شده که جذب تشعشعات، قابل انتساب به رنگدانه ی ملانین است. قارچ Cryptococcus neoformans در ابتدا در سال 1991، یعنی 5 سال پس از انفجار نیروگاه هسته ای چرنوبیل در آنجا پیدا شد (شکل 2)، اما دانشمندان به تازگی دریافتند که این ویژگی می تواند افراد را در برابر تشعشعات محافظت کند. این قارچ اگر به بدن افرادی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند وارد شود، میتواند یک میکروارگانیسم بد برای انسان باشد و منجر به عفونتی به نام کریپتوکوکوز شود؛ اما تحقیقات نشان داده که میتواند مفید هم باشد، به ویژه در فضا. این قارچ دارای سطح بالایی از رنگدانه ی ملانین است که پوست را تیره تر می کند. ملانین، تشعشعات را جذب نموده و طی رادیوسنتز، به انرژی شیمیایی تبدیل می کند. جذب ملانین یک ویژگی جالب است که می تواند برای محافظت از فضانوردان در فضا مورد استفاده قرار گیرد. محققان ناسا، به عنوان یک روش مقرون به صرفه برای تولید یک ضدآفتاب قابل استفاده در فضا، به دنبال امکان استخراج ملانین از Cryptococcus هستند. در سال 2019، دانشمندان دانشگاه جانز هاپکینز، ملانین استخراج شده از قارچ را به ایستگاه فضایی بین المللی فرستادند تا توانایی آن را برای محافظت در برابر تشعشعات فضایی بسنجند. در تحقیق دیگری نیز محققان در یک دوره ی 26 روزه میزان رشد و ظرفیت کاهش تشعشعات قارچ Cladosporium sphaerospermum را در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS)، به عنوان مشابهی برای سکونت در سطح سیاره ی مریخ، مورد مطالعه قرار دادند. نتایج نشان داد که در زمان بلوغ کامل، تابش تحت سطحی به ضخامت 7/1 میلی متر از این قارچ تقریباً 84/0% کمتر از کنترل منفی بود.
شکل 2
موارد ذکرشده تنها دو مورد از شگفتی های غیر قابل انتظار از کاربرد قارچ ها در جهان هستی میباشند. همانطور که دیدید، قارچ ها امروزه پا را فراتر گذاشته و در سیستم هایی به ایفای نقش می پردازند که پیش از این تصور می شد جایگاهی در آن ندارند. شاید کمتر کسی گمان می کرد روزی ژاپنی ها از یک قارچ برای ترسیم نقشه ی ریلی شهر توکیو کمک بگیرند! و یا قارچ ها با تجزیه و تخریب عناصر رادیواکتیو بتوانند امکان حضور ایمن انسان در سیارات دیگر را فراهم کنند.