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蘑菇拯救世界|蘑菇|真菌

 木子824 2014-01-29

真菌學(xué)家保羅·史塔曼茲說,真菌可以清理一切有害物質(zhì),小到石油泄漏,大到核災(zāi)害。

□     王雪/編譯

對于保羅·史塔曼茲來說,“搜尋蘑菇”并不代表挎著墊有紙巾的籃子在林間悠閑漫步。一個陰雨連綿的早晨,這位真菌學(xué)家在英屬哥倫比亞科爾特斯島上布滿杉木與赤楊的森林中快步穿行。雖然腳下青苔濕滑,57歲的史塔曼茲卻行動迅速,如同一頭嘴饞的灰熊直奔裝滿蜂蜜的樹樁。他腳穿橡膠靴,跳過倒伏的樹,爬上泥濘的溝壑,趟過小腿深的積水坑。他從不減慢速度,除非有標(biāo)本引起注意,他才會突然停下來。

郊游只是真菌(俗稱蘑菇)研究工作的一部分——這類生物的細胞壁由于含有一種稱作幾丁質(zhì)的分子而變得十分僵硬,不像植物中的纖維素。史塔曼茲在林中找到了一小片雞油菌,這是以鮮美的味道而聞名的一個種類,不過它的優(yōu)點遠遠不止于食用。史塔曼茲那張布滿濃密胡子的臉上露出了笑容。

他指著半山腰赤楊樹上長著的一片肥美的平菇,說:“這種蘑菇可以清理掉這個星球上所有的漏油?!彼谝粋€腐爛的木頭前彎下腰來,上面有一種罕見的蜂巢狀的傘菌懸掛著?!八軌蚍烙哂泄粜缘奶旎ā!彼f。他從土壤里拔出一個灰色的名叫“alcalina”的小菇,撥弄著,放到我們鼻子底下?!奥劼効??它似乎在散發(fā)氯氣的味道?!睂τ谑匪澏裕@表明它能夠分解有毒的氯基多氯聯(lián)苯或多氯聯(lián)苯。

大多數(shù)美國人認為蘑菇只是煮湯的配料或者精心打理的草坪上的入侵者。然而,史塔曼茲對其抱有遠大期望,他在2005年出版的書籍《菌絲體運行》的副標(biāo)題是:看蘑菇如何能拯救世界。他認為,生產(chǎn)蘑菇的真菌,可以在醫(yī)藥、林業(yè)、農(nóng)藥和污染控制等領(lǐng)域成為改變游戲規(guī)則者。他在過去的四分之一世紀里一直向人們宣傳這個美好的福音。

全球性的網(wǎng)絡(luò)

盡管史塔曼茲如此詩意化地描述蘑菇,其概念卻堅實扎根于生物學(xué)基礎(chǔ)上。從進化樹看,動物和真菌王國萌芽于同一分支,直到植物分化后很久彼此才分離開來。真菌以其獨特的方式將植物、動物及地球編織在一起。

地球上大概有150萬種真菌,包括食用的大型真菌、酵母菌和霉菌。所有這些真菌都共享動物的一些基本特征:它們吸入氧氣,呼出二氧化碳;它們和人類一樣,很容易受到許多相同細菌的感染;它們獲取能量的方式也是通過消耗其他的生命形式,而不是光合作用。

史塔曼茲不屬于任何一個正規(guī)的學(xué)術(shù)機構(gòu),他的研究經(jīng)費主要由其私人公司的利潤提供。公司以郵購和對健康食品商店銷售美食和藥用蘑菇為主。

由于對蘑菇有著深入骨髓的熱愛,史塔曼茲給人的感覺更像是一個神秘的嬉皮士,而非冷靜的科學(xué)家?!拔覀兊纳眢w和周圍環(huán)境共同棲息于免疫系統(tǒng)中,”他在《菌絲體運行》中寫道,真菌是“架設(shè)于兩者之間的橋梁”。他把菌絲體描述為“大自然的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,它也是“有感知能力的細胞膜”,擁有“宿主健康的內(nèi)心環(huán)境”。蘑菇就產(chǎn)自這種纖維組織的網(wǎng)絡(luò)中。對于一些人來說,這樣的語言似乎有些形而上學(xué)。然而,史塔曼茲的想法已經(jīng)在主流科學(xué)家、環(huán)境工程師、聯(lián)邦官員和硅谷投資者中獲得了更多認可。

不過,真菌的身體與動物是截然不同的。酵母菌是單細胞,而霉菌和大型真菌具有菌絲體的形式,即絲狀膜的網(wǎng)絡(luò),可以侵擾一個腐爛的橙子,滲透到數(shù)英畝的林地,或融合在一起產(chǎn)生蘑菇。菌絲從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng),并能迅速改變其生長模式,以求適應(yīng)環(huán)境。

當(dāng)真菌早在數(shù)億年前開始占領(lǐng)地球表面時,它們便逐漸確立了作為地球偉大分解者的地位。他們的菌絲體散發(fā)出酶和酸,把巖石變成能被生物吸收的礦物質(zhì),把有機物的長鏈分子化解成易消化的形式。真菌菌絲體將土壤連在一起,幫助它保持水分,生產(chǎn)植被需要的營養(yǎng)成分。

為了抵御病原體,真菌已經(jīng)開發(fā)出一種抗菌和抗病毒的化合物庫——一種傳統(tǒng)民族以蘑菇茶和食品的形式加以利用的資源。英國細菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明通過更加時尚的方式使用真菌,1929年他從青霉屬霉菌里分離出了青霉素,用以殺滅細菌,治療人類的疾病。真菌也可以寄生并殺死昆蟲,包括那些困擾人類的害蟲。

幾千年來,人類已充分利用微小真菌(霉菌和酵母菌)來生產(chǎn)諸如奶酪、面包、啤酒和葡萄酒等美食。但在西方文化中,大型真菌的力量在很大程度上被忽略了,蘑菇被貶低為坎貝爾的罐頭,或被賤賣、撇棄——直到保羅·史塔曼茲發(fā)現(xiàn)自己的菌絲之路。

失足少年的菌絲之路

要了解史塔曼茲為何相信蘑菇可以拯救整個世界,先要了解蘑菇是如何幫助了他的。

1955年,史塔曼茲出生在俄亥俄州塞勒姆,家有四兄弟。他的父親是一名工程師,擁有一家公司,負責(zé)對美國陸軍的建設(shè)項目。史塔曼茲是一個有嚴重口吃的害羞孩子,卻夢想成為科學(xué)家。“我們住在一所大房子里,地下室有一間實驗室,”他回憶道,“我做了所有能想到的實驗?!庇泻脦状?,他在擺弄化學(xué)藥品時差點把房子炸毀。

史塔曼茲12歲時,他父親的生意失敗,家庭分裂。母親帶著他和他的孿生兄弟搬到俄亥俄州一個小公寓里,生活貧困。最終,她帶著孩子們搬到自己父母的靠近西雅圖的度假屋,靠獎學(xué)金把他們送到賓夕法尼亞州的一所寄宿學(xué)校讀書。在那所學(xué)校的日子里,史塔曼茲感覺很失落,他全身心地投入到武術(shù)中,反傳統(tǒng)文化情結(jié)達到了最高峰。

在高中將要畢業(yè)的那一年,史塔曼茲和兄弟因賣大麻給同學(xué)被開除。他們搭便車回到西雅圖,在那里的一個公共機構(gòu)里完成了高中學(xué)業(yè)。在進入俄亥俄州凱尼恩學(xué)院之前的整個夏天,史塔曼茲都在一家鋸木廠做苦工。在那里他仍然感到不自由,常常一個人在校外的樹林里游蕩。

直到有一天,他第一次嘗試了能夠引起幻覺的裸蓋菇。他爬上了一棵樹,但是太過迷醉已無法爬下來。很快一場暴風(fēng)雨驟然而至,雨水將他淋了個透。雷電在身旁閃過,他意識到隨時可能死去,但此時大自然卻呈現(xiàn)出不可思議的美麗。他覺得自己就是森林和宇宙的一部分,這種感覺是從未有過的。他開始反思自己的生活,考慮如何改變它?!艾F(xiàn)在再也不能口吃了,保羅?!彼嬖V自己,像口頭禪一樣重復(fù)著這句話。

當(dāng)天氣平靜下來之后,他從樹上爬了下來,徒步回到家。在街上,他遇見了鄰居的女孩,她身上散發(fā)出的魅力總會加劇他的結(jié)巴程度?!班?,”她說,“今天好嗎?”

“很好,謝謝?!彼卮?,口氣平靜得令自己也驚訝,“你呢?”

從那一刻起,史塔曼茲的舌頭不再打結(jié),他全身心投入到給他帶來聲譽的真菌研究中。在一本有關(guān)蘑菇鑒定的書籍幫助下,他發(fā)現(xiàn)裸蓋菇隨處可見,與此同時,他開始探索其他種類蘑菇的奧秘。

在接下來的夏天,他輟學(xué)了,找了一份測井作業(yè)的工作。后來,當(dāng)三位好哥們在測井作業(yè)的事故中喪生后,史塔曼茲再次決定讀書,這次是華盛頓奧林匹亞常青州立學(xué)院。他想成為一名真菌學(xué)家。

常青學(xué)院沒有真菌系,但它鼓勵獨立研究。一個名叫邁克爾·貝格的環(huán)境化學(xué)家給學(xué)生們上蘑菇的課,史塔曼茲纏著他成為自己的導(dǎo)師。“我從沒遇到過比他更發(fā)奮的學(xué)生?!必惛裾f。為了跟上史塔曼茲的速度,貝格加強了對真菌的研究。

貝格還從美國緝毒署獲得了允許他本人及學(xué)生研究裸蓋菇的許可證。史塔曼茲在學(xué)校里學(xué)會了使用電子顯微鏡。在上世紀70年代,電子顯微鏡還是很稀罕的設(shè)備,很快,他為美國各地的科學(xué)家拍攝了蘑菇的細胞結(jié)構(gòu)、菌絲體和孢子照片。

到1979年畢業(yè)時,史塔曼茲已接受了一些領(lǐng)先的真菌學(xué)家的指導(dǎo)。他成了多才多藝的實驗家和分類學(xué)家,發(fā)現(xiàn)了一些新的裸蓋菇物種,出版了一本有關(guān)該屬的書。然而,研究工作帶來的經(jīng)濟收入?yún)s捉襟見肘。史塔曼茲最近娶了一位有三個孩子的女人,他倆也將有自己的第一個孩子。為支持家用,他留在常青學(xué)院擔(dān)任兼職教授,同時在一家研究機構(gòu)創(chuàng)業(yè)。

早在1984年,在親戚貸款的資助下,史塔曼茲在離奧林匹亞西北部買下了20英畝的農(nóng)場。就在那里,他開始發(fā)現(xiàn)大型真菌具有能夠改變行星的強大力量。

用蘑菇處理污水和油污

史塔曼茲的宅子濱臨普吉特海灣,他在宅旁的下沉式農(nóng)舍里養(yǎng)了幾頭奶牛。搬入后不久,警長就來按他家門鈴,說從農(nóng)舍流出的污水中的大腸桿菌污染了海灣的牡蠣養(yǎng)殖場,責(zé)令他必須在兩年內(nèi)更新化糞池系統(tǒng)。

史塔曼茲買不起新系統(tǒng),但他第一次見到蘑菇菌絲體的微觀結(jié)構(gòu)后,就猜測它可以作為天然除污器。在大學(xué)里,他曾通過測試菌絲的吸水性來證實自己的理論,結(jié)果所有菌絲都擊敗了棉花。他還知道,菌絲體會散發(fā)出抗菌化合物。于是,他決定進行一次現(xiàn)場測試。

沿史塔曼茲土地的緩坡有一段濕軟的洼地,也是農(nóng)舍的污水流經(jīng)之地。在洼地的頂部,他傾倒了幾卡車的木屑,木屑中布滿菌絲生長介質(zhì)。幾周之內(nèi),菌絲體已完全著床。當(dāng)年夏天,史塔曼茲第一次收獲了大球蓋菇,這是一種美味的食用菇。種植大球蓋菇一年后,當(dāng)水質(zhì)督察再次來檢查徑流質(zhì)量時,他們發(fā)現(xiàn)史塔曼茲的化糞池系統(tǒng)不再是一個污染源,糞便細菌的水平降到了原來的百分之一。

從縣城和國家獲得資金后,史塔曼茲開始為一些農(nóng)民安裝菌絲廢水過濾系統(tǒng)。他不斷改進自己的初步設(shè)計,把球蓋菇的菌種和木屑裝到麻袋里,并放置到溝渠中以控制水流量。

西雅圖的一家生物修復(fù)公司在聞聽史塔曼茲的成功之舉后,前來咨詢他,問他是否可以用真菌來凈化被油污染的土壤。人們早就知道,霉菌和被稱為“白腐真菌”的蘑菇可以吃掉木材中的木質(zhì)素,利用酶把復(fù)雜的碳氫化合物轉(zhuǎn)換成營養(yǎng)豐富的碳水化合物。霉菌有時也大量繁殖于油箱中,在那里它們使用相同的酶來消耗石油產(chǎn)品。

在實驗室中,有一種白腐霉菌對消化石油特別徹底,但往往在戶外條件下失敗。史塔曼茲建議他們嘗試平菇,它好像一個侵略性極強的白色“無賴”,幾乎能夠在任何地方生長。他送給他們一些平菇菌種。技術(shù)人員用它們覆蓋在石油上,發(fā)現(xiàn)它們在三個星期內(nèi)便把大部分石油清除掉了。

1996年,史塔曼茲來到太平洋西北國家實驗室,這個實驗室以能源和環(huán)境問題的技術(shù)解決方案而知名。史塔曼茲在這家實驗室的資助下,組織團隊開始了實驗室工作,以便最大限度地提高蘑菇清除石油的效果。他知道即使單的一蘑菇品種,不同的品系也能有迥然不同的化學(xué)活性水平。因此,團隊在實驗室培養(yǎng)皿中種植了幾十株平菇,以測試每株的油消化能力。

消耗石油速度最快的菌株被挑選出來,作進一步測試,1998年,團隊用消耗石油最佳者進行一項由華盛頓州運輸部贊助的實驗,地點在貝林漢維修堆場。現(xiàn)場土壤中的柴油濃度高達百萬分之20000,污染程度接近??松驹诎⒗辜雍┑穆┯褪录J匪潏F隊向油污的土堆加上菌絲化的木屑層,并用遮陽布覆蓋。四周以后,蘑菇們破土而出,有些菌傘直徑甚至超過12英寸。昆蟲過來吃真菌,它們的幼蟲又吸引了鳥類。九周后,土堆被蓬勃生長的植物所覆蓋,芳香碳氫化合物下降至不到200 ppm。凈化后的土壤很適合用于高速公路的美化。

而沒有用菌絲處理的土堆,依舊是死氣沉沉,并散發(fā)出臭氣。蘑菇贏了。

看蘑菇如何拯救世界

史塔曼茲積累了數(shù)百個蘑菇菌種的基因庫,都是他徒步穿越美國西北以及歐洲、亞洲、南美和澳大利亞的古老森林采集而來的。

美國環(huán)保局請求史塔曼茲幫助海岸警衛(wèi)隊清理水運漏油。為此,他發(fā)明了一種充滿平菇的麻布試管,讓它們漂浮在海灘上,用來分解石油。

史塔曼茲與華盛頓州自然資源部聯(lián)合進行了另一個成功的野外試驗,在一條古老的伐木路上種植蘑菇,以防止淤泥和污染物堵塞溪流。

史塔曼茲在土壤中加入菌根真菌,從而提高了農(nóng)場的作物產(chǎn)量,加快了林地的造林速度。有一次,他把西蘭花和榆樹平菇一起種植;另一次,又把格拉斯冷杉種子浸入馬勃蘑菇孢子漿中。

他發(fā)明了生命盒,一種充滿樹的種子和共生真菌的紙板箱。生命盒在使用后,可以被撕裂成碎片,然后種植,以取代生產(chǎn)它的樹木。

史塔曼茲還用真菌來對付害蟲。他知道,一些霉菌的孢子能夠感染昆蟲,并在此過程中殺死它們。(在某些情況下,昆蟲尸體的頭上會竄出一個小小的蘑菇。)進一步的測試表明,綠僵菌和其他霉菌、球孢白僵菌,也可以用來吸引并除滅各種各樣的蟲子。2003年,史塔曼茲為其方法申請了專利,并授權(quán)給一家公司,計劃把它推向市場。

從史塔曼茲家穿過草地,有幾間白色的金屬棚。在棚內(nèi),工人們用舞菇的果實做藥茶,塑料袋里塞滿平菇菌種作為家庭種植包,在配備氣閘和層流長椅的干凈房間中傳播培養(yǎng)真菌。不過,這些天來,該公司增長最快的業(yè)務(wù)是蘑菇提取物保健品,產(chǎn)品通過幾英里遠的另一家公司銷售。

根據(jù)美國食品和藥物管理局(FDA)規(guī)定,保健食品制造商不能宣稱其產(chǎn)品能夠治療任何特定疾病。但是,蘑菇已經(jīng)被證實含有大量的抗疾病成分,包括多糖、糖蛋白、麥角脂醇與三萜類化合物,以及抗微生物和抗病毒化合物,不同種類的菌株有所不同。

在過去的十年中,史塔曼茲已開始對十幾個從蘑菇中提取的新藥物進行實驗及臨床試驗,或者征詢意見。他有幾個傘菌品系能對抗甲型H1N1流感和H5N1禽流感病毒,以及天花系列病毒,具有較強的活性。

一項由美國國立衛(wèi)生研究院資助的研究,目的是確定火雞尾蘑菇是否可以幫助乳腺癌患者,這些患者的免疫系統(tǒng)經(jīng)過放射治療后受到破壞。巧合的是,2009年,史塔曼茲83歲的母親被診斷為IV期轉(zhuǎn)移性乳腺癌。雖然她沒有資格參加這一試驗,但是史塔曼茲送給她火雞尾蘑菇膠囊來作為常規(guī)化療藥物(紫杉醇和赫賽?。┑难a充。六個月后,他母親的腫瘤消失了,今天她依然遠離癌癥——雖然這只是單獨的一件趣聞,對于蘑菇能恢復(fù)健康缺少充分證據(jù)。

史塔曼茲還有一個宏大的設(shè)想,就是用真菌來挽救日本福島周圍飽受核污染的土地。許多真菌類能夠清除和吸收土壤中的重金屬,包括放射性同位素。

史塔曼茲的建議很簡單。首先,搭建柵欄隔開核反應(yīng)堆周圍的污染區(qū)。然后,把受毀建筑物和樹木中的木材切成碎片,把它們放到污染區(qū)作為鋪墊。重新種植原生樹木,以及菌根真菌,這將有利于樹木生長,同時從土壤中吸取放射性物質(zhì)。一旦成形就盡快收獲蘑菇,并作為核廢物迅速處置它們。必要時可以重復(fù)幾十年甚至上百年,直到蓋革計數(shù)器停止尖叫。他指出,替代方案是運走數(shù)以千萬噸的土壤,把它們作為核廢料埋掉,這樣會占用更多的垃圾填埋場的空間,日本一些最好的耕地和林地將被永遠剝奪。

2012年,為了讓核森林恢復(fù)區(qū)變成現(xiàn)實,史塔曼茲與巴特爾的研究人員合作,在位于華盛頓州漢福德能源部以前的核生產(chǎn)設(shè)施中,測試各種蘑菇吸收銫的能力。結(jié)果預(yù)計將在未來幾個月內(nèi)得出。

史塔曼茲是樂觀的?!拔抑牢业囊恍┘傧肼犉饋硐喈?dāng)奇怪,”他說,“但我寧愿是奇怪和正確的,而不是正常和錯誤的。”

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