Kodėl ir kaip vartoti grybus?
Pirmiausia verta patikslinti, kad grybai, visų pirma, yra gyvosios gamtos karalystė,
Viskas nuo grybų iki pelėsių ant lubų yra grybai.
Bendri tyrimai, kuriuose dalyvauja universitetasVakarų Anglija (UWE Bristolis), „Mogu Srl“, Italijos technologijos institutas (IIT) ir Universitat Oberta de Catalunya (UOC) visi įrodė, kad grybai turi neįtikėtinų savybių. Jie leidžia jiems suvokti ir apdoroti išorinius dirgiklius, tokius kaip šviesa, tempimas, temperatūra, chemikalų buvimas ir net elektriniai signalai.
Mokslininkai yra įsitikinę, kad tai atvers kelią naujų grybelinių medžiagų, turinčių daug įdomių savybių, įskaitant atsparumą, ilgaamžiškumą, priežiūrą ir prisitaikymą, atsiradimui.Tyrinėdamas grybų, kaip nešiojamų prietaisų komponentų, potencialą, tyrimas patvirtino galimybę naudoti šias biomedžiagas kaip veiksmingus jutiklius su begaliniu galimų pritaikymų skaičiumi.Nešiojami įrenginiai yra miniatiūriniai kompiuteriai: apyrankės, akiniai, laikrodžiai ir net drabužių elementai su belaidžiu vietiniu ar nuotoliniu ryšiu su kitais kompiuteriais.Paprastai tokiuose įrenginiuose yra jutikliai, stebintys įvairias fizinio aktyvumo formas ar aplinkos, kurioje yra vartotojas, parametrus.
Grybai išmaniuosius nešiojamus dalykus daro dar protingesnius
Žmonės vargu ar ras grybus kaip tinkamą medžiagą.dalykėlių, ypač išmaniųjų įrenginių, tokių kaip žingsniamačiai ar mobilieji telefonai, gamybai. Nešiojamiems prietaisams reikalingos sudėtingos grandinės, kurios jungiasi prie jutiklių ir turi bent šiek tiek apdorojimo galios. Tai pasiekiama naudojant sudėtingas procedūras ir specialias medžiagas. Apytiksliai tariant, būtent jie ir daro juos „protingais“. Prof. Andrew Adatzki ir Dr.Anna Nicolaidou iš UWE, Anthony Gandia, „Mogu Srl“ technikos vadovo, prof. Alessandro Ciolerio iš IIT ir mokslų daktaro Mohammado Mahdi Dehshibi, UOC mokslininkų bendradarbiavimas parodė, kad grybus galima įtraukti į šių medžiagų sąrašą.
Ką sugeba grybai?
Tiesą sakant, neseniai atliktas tyrimas „Reaktyvus grybelinis nešiojamas“, pristatytas žurnale Biosistemos, austrių grybų gebėjimas pajusti išorędirgikliai, kurie gali atsirasti, pavyzdžiui, iš žmogaus kūno. Norėdami patikrinti grybelio gebėjimą reaguoti kaip biomedžiagą, tyrimas analizuoja ir apibūdina jo kaip biosensoriaus, gebančio atskirti cheminius, mechaninius ir elektrinius dirgiklius, vaidmenį.
„Grybai yra didžiausi, plačiausiailabiausiai paplitusi ir seniausia gyvų organizmų grupė planetoje “, - aiškina dr. Dehshibi ir priduria:„ Jie labai greitai auga ir prisijungia prie substrato “. Pasak UOC tyrinėtojo, grybai netgi gali apdoroti informaciją taip, kaip tai daro kompiuteriai.
Grybų programavimas
Mokslininkas įsitikinęs, kad grybai netgi gali būti„programa“ – būtent jų geometrija ir teorinė-grafinė grybienos tinklų struktūra. Grybų elektrinis aktyvumas gali būti panaudotas skaičiavimo grandinėms įgyvendinti. Skamba nerealiai? Pažiūrėkime, kas yra grybiena.
Grybiena yra vegetatyvinis kūnasgrybelis, turintis galimybę keisti savo struktūrą, kartu formuojant specialius organus, užtikrinančius patikimą prisitvirtinimą prie substrato, mitybą ir vėlesnį dauginimąsi. Tiesą sakant, grybiena yra ne kas kita, kaip visiems pažįstamas grybiena. Čia grybas iš tikrųjų pradeda augti, todėl paėmus, pavyzdžiui, kiaulienos grybo grybieną ar aliejinę skardinę, labai sėkmingai galite juos auginti bet kurioje tam tinkamoje vietoje. Ir pakeisdami jo struktūrą pačioje ištakoje, galite pakeisti „grybų elgesį“.
Beje, grybai ne tik reaguoja į dirgiklius iratitinkamai suveikia signalai. Jų struktūra leidžia mokslininkams manipuliuoti atliekant skaičiavimo užduotis, kitaip tariant, apdoroti informaciją. Todėl galimybė iš grybelinės medžiagos sukurti tikrus kompiuterio komponentus nebėra mokslinė fantastika. Iš tikrųjų grybų komponentai galės paimti ir reaguoti į išorinius signalus kaip niekada anksčiau.
Kodėl verta naudoti grybus?
Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad taipnaudoti grybus yra bloga idėja. Juos reikia prižiūrėti, jie suyra, mažai stabilūs, gali skleisti kvapus ir pan. Tačiau dauguma šių problemų jau išspręstos! Kaip pažymi mokslininkai, darbas su gyvais organizmais „paprastai yra susijęs su tam tikrais sunkumais“. Atsižvelgdama į tai ir išanalizavusi visas galimybes, komanda savo tyrimui galiausiai pasirinko bazidiomicetus, grybų karalystės padalinį.
Grybų rūšis, skirtingai nuo kitų - Basidiomycetes
Šiandien mokslas žino 36 grybų klases,susijungę į keturias dalis – aukštesniąją, netobuląją, žemesnę ir panašią į grybą. Basidiomycetes (lot. Basidiomycetes) arba bazidiomycetes yra viena iš pagrindinių aukštesniųjų grybų klasių. Jie skiriasi nuo kitų savo mityba ir biologija. Jie turi gerai išsivysčiusius hifus su pertvaromis, jų ląstelėse yra du branduoliai, būdingas bazidiomicetų požymis – himenofore susidaro bazidijos. Tai specialūs sporuliaciniai organai, susidedantys iš išsipūtusios galinės ląstelės su dviem ar keturiomis sporomis. Ant jų egzogeniškai, tai yra, veikiant išorinei priežasčiai, gimsta nejudrios bazidiosporos (lytinio dauginimosi sporos).
Grybiena
Šie grybai mažiau siejami su ligomis ir ktjų artimųjų auginimo uždarose patalpose problemos. Be to, grybienos pagrindu pagaminti produktai jau naudojami komerciškai statybose. Šiuos grybus galima formuoti įvairiai. Tokia konstrukcija yra panaši į cemento konstrukciją, tačiau geometrinei erdvei sukurti prireiks tik penkių dienų - dviejų savaičių. Be to, grybai ne tiek kenkia aplinkai, kiek cemento gamyba. Iš tikrųjų, atsižvelgiant į tai, kad jie minta atliekomis, kad augtų, juos galima laikyti ekologiškais.
Iš arti atvaizduotas grybas Amanita muscaria, paprastai žinomas kaip musmirė, yra bazidiomicetinis grybas.
"Grybų architektūra"
Pati „grybų architektūra“ nėra anaujas. Esamos šios srities strategijos apima organizmo auginimą iki norimos formos naudojant mažus modulius, tokius kaip plytos, kaladėlės ar lakštai. Tada jie džiovinami, kad nužudytų kūną, o stabilus junginys lieka bekvapis.
Bet, pasak eksperto, šia kryptimi tai įmanomažengti dar vieną žingsnį išsaugant grybieną ir integruojant į nanodaleles bei polimerus, kad būtų sukurti elektroniniai komponentai. Kompiuterio substratas yra auginamas tekstilės pavidalu, kad jam būtų suteikta papildoma struktūra. Per pastarąjį dešimtmetį profesorius Adamatzki, naudodamasis „Physarum polycephalum“ gleivine forma, sukūrė keletą jutimo ir skaičiavimo prietaisų prototipų, įskaitant įvairius skaičiavimo geometrijos procesorius ir hibridinius elektroninius prietaisus.
Pelėsių Physarum Polycephalum genijus
Iš pirmo žvilgsnio Physarum polycephalum nėrayra ypač įdomus. Šis ryškiai geltonas pelėsis daugiausiai auga dėl skilimo produktų miškuose. Dar mažiau įspūdinga yra organizmo struktūrinė struktūra: jis yra vienaląstis, turi tik likutinį DNR, baltymų ir fermentų kiekį, be to, jis auga nereikšmingu greičiu - tik 1 milimetru per valandą.
Nepaisant visų išvardytų trūkumų,šis plazmodialus šliužų pelėsis yra nepaprastai protingas. Įveikdamas dirbtinius labirintus, atkurdamas sudėtingas, žmogaus sukurtas trajektorijas, išvengdamas polinkio kartotis, šis organizmas dar 2000-ųjų pradžioje sutelkė į save daugelio pasaulio mokslininkų dėmesį.
Gleivinės pelėsių ar miksomicetų Physarum polycephalum vaisiniai kūnai atrodo kaip daugiagalviai grybai.
Problemos sprendimas trumpiausiu būdu
2001 m. Buvo sudaryta mokslininkų komanda iš Hokkaido universiteto (Japonija), siekiant ištirti šio organizmo sugebėjimą prasiskverbti per labirintus.
Formos mėginys buvo padalintas į keletąfragmentai ir tada tolygiai dedami į labirinto lauką. Per kelias valandas pelėsis išaugo, surišdamas visus išsibarsčiusius fragmentus ir užpildydamas beveik visus įmanomus kelius. Kai tyrėjai padėjo mažus avižų gabalėlius prie labirinto įėjimo ir išėjimo, įvyko kažkas nuostabaus.
Lėtai, bet užtikrintai, gleivės išlindo iš visųlabirinto aklavietė ir sutelkta ties efektyviausia trajektorija, vedančia į maistą. „Atskirkite storas į veną panašias formas“, kaip rašė mokslininkai, „sujungdami du taškus su trajektorija kuo arčiau trumpiausio kelio“.
Dėl eksperimento mokslininkai nusprendė, kad šis organizmas turi tam tikrą elementarų intelekto panašumą.
Gebėjimas išmokti ir pakeisti elgesį
Physarum polycephalum studijavo universiteteHokkaido ir po septynerių metų. Tada jie atliko dar vieną tyrimą, kurio tikslas buvo ištirti šliužo organizmo gebėjimą numatyti ir prisiminti įvykius, nepaisant to, kad nėra smegenų.
Eksperimento metu buvo įdėtas pelėsių pavyzdysant plastiko lakšto, po kurio buvo leista augti specialiai sukurtomis idealiomis sąlygomis (aukšta temperatūra, drėgmė). Tada, reguliariais intervalais, mėginys buvo netikėtai paveiktas šalto ir sauso oro, kurio metu pelėsis labai sulėtino augimo greitį.
Virš nukritusio rąsto auga geltonas gleivėtas pelėsis Physarum polycephalum.
Tada įvyko kažkas netikėto:po kelių intervalų šliužo pelėsis pradėjo „numatyti“ momentą, kada jis bus veikiamas šalto oro, ir taupydamas energiją iš anksto sulėtino jo augimą.
Dėl to mokslininkai nustatė, kad tiriamas organizmas turi galimybę mokytis, nepaisant to, kad visiškai nėra smegenų regėjimo.
Tinklo galimybė
2010 m. Japonijos mokslininkai vėl pradėjo tyrinėti „Physarum polycephalum“ - šįkart norėjo išsiaiškinti, ar šis organizmas pajėgus užmegzti efektyvius tinklus.
Jie atkūrė miniatiūrinę grandinės versijąTokijo geležinkeliai, naudojant avižinius dribsnius miestų vietoms pažymėti ir šliužo organizmo mėginį ant avižos gabalo, vaizduojančio Tokiją. Verta paminėti, kad tikrojo geležinkelių tinklo statybą lėmė natūralaus reljefo ypatumai (kalnai, upės ir kt.). Šios kliūtys buvo kruopščiai atkurtos naudojant skirtingus intensyvumo šviesos šaltinius. Faktas yra tas, kad plazmodijos vengia stipraus apšvietimo.
Didžioji geltonoji dėmė reprezentuoja Tokiją ir taitaškas, kuriame iš pradžių buvo įdėtas „Physarum“ egzempliorius; iš čia gleivėtas pelėsis išplito į mažus baltus taškelius (reprezentuojančius pagrindinius netoliese esančius miestus), o toliau plonėjo tik iki pagrindinių jų jungčių. Šis procesas kūną užtruko tik 26 valandas.
Po daugybės bandymų tyrėjaipadarė išvadą, kad liejimo formos „kainos, transporto efektyvumas ir atsparumas buvo panašios į geležinkelių tinklo charakteristikas“, ir tai pasiekė sukūrusi „procesą, kaip pasirinktinai išplėsti pageidaujamus maršrutus, pašalinant nereikalingas jungtis“.
Remdamasi išvadomis, komanda sukūrė biologiškai įkvėptą matematinį modelį adaptyviam tinklo projektavimui.
„Sunku tai, kas žmonėms užtruko daugiau nei 100 metųinžinierių ir miesto planuotojų kuriamą sistemą pelėsiai atkurė per kiek daugiau nei parą “, - TED konferencijoje apie šiuos organizmus sakė biologė Heather Barnett. "Mikomicetai - biologinio kompiuterio analogas".
Darbas į priekį ir iššūkiai
Nepaisant to, kad šis gleivėtas pelėsisdaugybė privalumų - tai, kad jis nuolat kinta - neleidžia iš jo kurti ilgaamžių prietaisų, todėl gleivinės pelėsių skaičiavimo galimybės apsiriboja eksperimentinėmis laboratorijomis.
Tačiau, pasak Dehshibi, bazidiomicetaidėl savo išsivystymo ir elgesio jie yra lengviau prieinami, mažiau jautrūs infekcijoms, didesnio dydžio ir patogesni valdyti nei gleivinės pelėsiai. Be to, su „Pleurotus ostreatus“ galima lengvai eksperimentuoti lauke, atveriant galimybes naujoms programoms. Tai daro grybus idealiu taikiniu būsimiems kompiuteriniams prietaisams ateityje.
Grybų naudojimo problemos
UOC tyrėjas teigė:„Mano nuomone, mes vis dar turime išspręsti dvi pagrindines problemas. Pirmasis yra faktiškai įgyvendinti [grybelinės sistemos] skaičiavimą konkrečiam tikslui; kitaip tariant, prasmingas skaičiavimas. Antrasis - apibūdinti grybelių substratų savybes, naudojant loginius atvaizdavimus, siekiant atskleisti tikrąjį grybienos tinklų potencialą “. Kitaip tariant, nors mes žinome, kad grybai turi potencialo, mokslininkams vis tiek reikia išsiaiškinti, kiek jis eina ir kaip juos galima panaudoti praktiniams tikslams.
Tačiau laukti gali ir neilgai.Pradinis mokslininkų komandos sukurtas prototipas, kuris yra tyrimo dalis, supaprastins būsimų unikalių galimybių turinčių pastatų projektavimą ir statybą grybelinių biomedžiagų dėka. Šis novatoriškas požiūris skatina naudoti gyvą organizmą kaip statybinę medžiagą, kuri taip pat pritaikyta skaičiavimams. Kai 2022 m. Gruodžio mėn. Baigsis grybų, kaip nešiojamų prietaisų medžiagų, tyrimo projektas, FUNGAR projektas pastatys didelį grybų pastatą Danijoje ir Italijoje, taip pat mažesnę versiją UWE Bristol Frenchai miestelyje.
Prototipas FUNGAR.
Tik iki šiolmaži moduliai - plytos ir lakštai. Tačiau NASA taip pat domisi šia idėja ir ieško būdų, kaip pastatyti Mėnulyje ir Marse bazes neaktyviems ginčams siųsti į kitas planetas.
Kokia esmė?
„Jums gali atrodyti gyvenimas grybų vidujekeista, bet kodėl taip keista galvoti, kad galime gyventi kažko gyvo viduje? Tai reikštų labai įdomų ekologinį pokytį, kuris leistų mums atsisakyti betono, stiklo ir medžio. Įsivaizduokite, mokyklos, biurai ir ligoninės nuolat auga ir statosi. Tai yra tvaraus gyvenimo viršūnė “.
Pasak straipsnio autorių, grybelio paskirtiskompiuteriai nėra silicio lustų pakaitalai. Grybelinės reakcijos tam yra per lėtos. Jie, veikiau, mano, kad žmonės gali naudoti ekosistemoje augantį grybį kaip „didelio masto aplinkos jutiklį“. Jų nuomone, grybeliniai tinklai kasdien stebi daugybę duomenų srautų. Jei galėtume prisijungti prie grybienos tinklų ir interpretuoti signalus, kuriuos jie naudoja informacijos apdorojimui, galėtume sužinoti daugiau apie tai, kas vyksta ekosistemoje.
Skaityti daugiau
Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams
Mokslininkai kuria naujo tipo optinius kvantinius kompiuterius
Pavadino augalu, kuris nebijo klimato pokyčių. Tai maitina milijardą žmonių
Gyvų organizmų, kurių ląstelėse yra branduolys, sritis (super-karalystė). Visi organizmai, išskyrus prokariotus (bakterijas ir archėjas), yra branduoliniai.
novatoriško dizaino įmonė
Austrių grybai, austrių grybai arba austrių grybai (lot. Pleurotus ostreatus)
grybų siūlai
sporas turintis sluoksnis