Дизайнер вырастил лампу из грибницы и мочалки-люффы
Люффа знакома многим как растительная мочалка для душа, но для дизайнера она стала полноценным конструкционным материалом. У плода люффы есть два слоя с разными свойствами: пористая внешняя оболочка хорошо рассеивает свет, а плотная внутренняя сердцевина — прочная и жёсткая, поэтому годится в качестве каркаса. Получается, что одно и то же растение может одновременно выполнять роль и структуры, и светового фильтра.
К этому дизайнер добавил мицелий — грибницу вешенки, которую сначала вырастили на смеси измельчённых волокон люффы, кокосовой скорлупы, кукурузных зёрен и древесной щепы. Такое сочетание субстратов подбиралось экспериментально — важно было найти состав, на котором грибница развивается лучше всего.
После заражения спорами вешенки материал инкубируют около двух недель, пока грибница полностью не прорастёт сквозь субстрат. Затем колонизированную массу измельчают, смешивают со свежим субстратом и сердцевиной люффы и формуют в основании будущей лампы. Финальный штрих — мягкий внешний слой люффы оборачивают вокруг грибного основания, получая проницаемый абажур, через который свет проходит сквозь естественную клеточную структуру материала.
Получившийся объект светится тёплым янтарным светом, а благодаря живой природе материала каждая лампа выходит немного разной — со своим уникальным рисунком поверхности.
Проект продолжает более раннюю работу автора с люффой и мицелием и вписывается в растущее направление, где грибница используется не как замена привычным материалам, а как самостоятельный процесс формообразования. Рост здесь — не побочный эффект, а сам метод производства: свойства, форма и внешний вид объекта складываются в процессе культивирования, а не задаются заранее чертежом.
Название GOURDO происходит от испанского слова «gordo» — ласкового обозначения чего-то «пухлого» или «большого», что хорошо описывает округлый, почти живой силуэт светильника.
Подобные материалы на основе мицелия сегодня всё активнее исследуют дизайнеры по всему миру — как способ использовать сельскохозяйственные и пищевые отходы вместо традиционного пластика и других ресурсоёмких материалов.
Posted in Среда, Технологии, Человек by Экосфера with comments disabled.
Обычные пластиковые бутылки помогли сократить прилов дельфинов на 88 процентов
Пластиковые бутылки с воздухом внутри, закреплённые на сетях, работают как акустические отражатели — они делают сеть более «заметной» для эхолокации дельфинов. Стеклянные бутылки с металлическими болтами внутри при движении издают характерный звон, который также помогает животным вовремя обнаружить препятствие и обойти его.
Специалисты опубликовали два научных исследования, посвящённых этому подходу. Первое было опробовано в прибрежных рыболовных хозяйствах Бразилии и показало обнадёживающие результаты. Опираясь на них, команда провела более масштабный эксперимент, результаты которого вышли в журнале Marine Mammal Science. С 2020 по 2025 год специалисты проследили за 318 выходами рыбаков в море, сравнивая сети с бутылками-отражателями и обычные сети без модификаций.
Итог: сети с бутылками сократили случайную гибель дельфинов на 88 процентов, при этом улов промысловой рыбы у рыбаков не изменился — то есть метод не мешает основной работе рыбного промысла.
Один из авторов работы отметил, что эффективность метода зависит от типа сетей: у донных сетей результат оказался выше, чем у поверхностных, — вероятно, из-за более высокого уровня фонового шума у поверхности воды, который снижает работу акустических отражателей.
Метод привлекателен ещё и тем, что не требует дорогостоящего оборудования — в отличие от специализированных акустических пингеров, которые применяются в некоторых странах, но недоступны по цене для мелких рыболовецких хозяйств. Использование уже выброшенных бутылок превращает отход в полезный инструмент защиты морской фауны.
Сейчас похожие испытания проходят в рыболовных хозяйствах Камбоджи и Конго — исследователи хотят проверить, насколько метод работает в разных условиях и для разных видов сетей.
Posted in Биоразнообразие, В мире, События, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Таракан-акванавт: инженеры создали первый в мире гидрокостюм для насекомого
Кибернасекомые — не новость сама по себе. Учёные уже больше десяти лет учатся подключаться к нервной системе тараканов: анестезируют насекомое, аккуратно закрепляют электроды на его сенсорных органах, а затем с помощью небольшого пульта посылают сигналы, которые мягко корректируют направление движения. При этом таракан не превращается в безвольного «зомби» — он сохраняет собственную способность огибать препятствия и обходить опасный мусор, а оператор лишь удерживает его на нужном курсе. Именно поэтому такие киборги требуют куда меньше энергии и вычислительной мощности, чем полноценные роботы: не нужно тратить заряд батареи на моторы и актуаторы, всю тяжёлую работу берёт на себя естественная биология насекомого.
Но у живого «спасателя» есть уязвимое место — ему нужен кислород. Затопленные подвалы, залитые водой тоннели метро, обрушенные после ливней участки — именно там, где кибертараканы особенно пригодились бы, они быстро захлёбывались.
Чтобы решить эту проблему, инженеры напечатали на 3D-принтере крошечный гибкий рюкзак размером всего 10 на 10 миллиметров — примерно как кусочек жевательной резинки. Внутри спрятан миниатюрный химический генератор кислорода: катализатор из диоксида марганца медленно разлагает перекись водорода, высвобождая кислород. Дальше по четырём тонким силиконовым трубочкам он поступает прямо к дыхальцам насекомого — небольшим отверстиям по бокам тела, через которые тараканы дышат.
Всю конструкцию таракан носит буквально как экипировку для подводных приключений. Управление осталось прежним — беспроводной пульт в руках оператора.
Испытания устроили по всем правилам: инженеры напечатали серию трубчатых полос препятствий, имитирующих затопленные завалы, и отправили туда кибертаракана. Результат превзошёл ожидания — насекомое преодолело каждый участок трассы, потеряв в скорости совсем немного по сравнению с передвижением по суше. А главное, время его жизни под водой выросло с нескольких минут до трёх часов.
Пока речь идёт о неглубоких лужах и залитых водой участках в несколько сантиметров — никто не отправляет тараканов покорять океанские глубины. Но для задач поисково-спасательных операций и обследования труб этого более чем достаточно.
Идея не в том, чтобы удивить публику необычным гаджетом. Кибернасекомые уже применяются при обследовании трубопроводов и в поисково-спасательных операциях — там, где робот может застрять или сломаться, а маленькое насекомое проберётся в щель. Расширение их возможностей на подводную среду напрямую увеличивает шансы найти людей под завалами после наводнений, когда счёт идёт на часы.
Авторы работы также отмечают, что тот же принцип в перспективе применим и к другим средам с недостатком кислорода — включая космос. Так что тараканы-космонавты — это уже не такая уж далёкая фантастика.
Posted in Среда, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Опасный бетон. Почему главному строительному материалу нужна альтернатива
Бетон — самый широко используемый строительный материал планеты. Каждый день мы проходим среди бетонных зданий и гуляем по заасфальтированным дорогам. Человечество настолько привыкло к этому, что большинство даже не задумывается о количестве бетона, сопровождающего нас в повседневной жизни. Простой пример: если разделить массу этого материала, используемого каждый год в строительстве, на население планеты, то окажется, что на одного человека приходится около 3 тонн бетона. Таким образом, бетон — это второй по объему потребления ресурс после воды.
С точки зрения экологии, бетон представляет собой одну из самых больших угроз для планеты и климата на каждом шаге его производства, использования и даже на протяжении многих лет после строительства. Но обо всем по порядку.
Минус вода и песок
Основными компонентами бетона являются цемент, щебень, песок и вода. Казалось бы, всего этого на Земле в избытке. Но количество производимого бетона означает, что многие ресурсы оказываются под угрозой.
Дело в том, что для бетона не подойдет любой песок — необходим именно морской его вариант. Он обкатан водой, а не ветром, и такие песчинки лучше крепятся друг к другу. Тогда как пустынный песок более округлый и не подходит для производства бетона. Человечество использует морской песок гораздо быстрее, чем волны океанов успевают пополнить запасы — со временем это неизбежно приводит к его нехватке. Правда, в России в основном используется не морской, а карьерный песок, но эта оговорка не умаляет глобальную проблему.
С водой дела обстоят не лучше. В 2012 году 9% всей использованной человечеством воды ушло исключительно на производство бетона. Согласно прогнозам журнала Nature Sustainability к 2050 году 75% всей воды, необходимой для производства бетона, будет использоваться в развивающихся странах. Например, в Индии, где жителям мегаполисов воды уже сейчас не всегда хватает даже для питья.
Цемент значит CO2
Цемент для производства бетона создается путем измельчения клинкера и гипса. Для того чтобы из глины и известняка сделать клинкер, их необходимо нагреть до 1400°C. Такие температуры требуют больших затрат энергии, а это значит, что в атмосферу попадает огромное количество углекислого газа. За 2015 год 8% всего высвобожденного человечеством CO2 пришлось исключительно на производство клинкера. Если бы бетон был страной, он занимал бы третье место по уровню выбросов — после США и Китая.
Итак, с экологическими проблемами при производстве разобрались. Но что же происходит после того, как бетон уже залит, здания построены, и шоссе забетонированы? Казалось бы, худшее уже позади, но на самом деле проблемы только начинаются.
От потепления до наводнений: как бетон меняет климат городов
Дело в том, что наши бетонные города в жаркие дни нагреваются гораздо быстрее, чем деревни, где этот материал почти не используется. Этот феномен — городской остров тепла — хорошо изучен географами и урбанистами. В частности известно, что разница температур в городах с населением более миллиона человек и за их пределами может достигать 5°C. Это приводит к проблемам со здоровьем у жителей, ухудшению качества питьевой воды, а также повышает потребление электричества для вентиляторов и кондиционеров — т.е. возникают дополнительные выбросы CO2. Возникает петля обратной связи, хорошо известная климатологам: повышение температуры приводит к еще большему повышению температуры.
Одно из самых заметных следствий глобального потепления — увеличивающееся с каждым годом число природных катастроф: цунами, землетрясений, торнадо, наводнений… Список можно продолжать бесконечно, но, в случае с бетоном, больше всего нас должны волновать наводнения. Забетонированные дороги и шоссе не позволяют пришедшей воде быстро уходить в землю. Так, наводнения становятся более разрушительными. Они приносят с собой больший экономический ущерб, уносят большее количество человеческих жизней и затрудняют восстановление разрушенных городов.
В 2017 году американский мегаполис Хьюстон пережил самое мощное наводнение в своей истории. Оно унесло не менее 80 жизней, а экономический ущерб был оценен в 70 миллиардов долларов. Ученые сходятся во мнении, что основной причиной разрушений стал именно бетон, так как Хьюстон — один из самых забетонированных городов континента.
Экологичные альтернативы бетону
Бетонный кризис действительно существует. Но правда ли все настолько плохо? И да, и нет.
За последние 20 лет количество углекислого газа, попадающего в атмосферу из-за бетона, уменьшилось в среднем на 18% благодаря увеличению энергоемкости технологий производства. Более того, стали появляться компании, занимающиеся разработкой более экологичных альтернатив привычным строительным материалам.
Множество предприятий по всему миру сегодня работают над тем, чтобы сделать бетон более «зеленым». Правда, большинство из них останавливаются на вторичном использовании элементов бетона: это помогает экономить ресурсы и затраты на производство. Но есть и те, кто идет дальше.
Например, компания SolidiaTech разработала собственную технологию Solidia, которая позволяет снизить количество высвобождаемого CO2 до 60%, и не требует при этом установки нового оборудования. Также у них есть второй вариант производства цемента, при котором затвердевание происходит не с добавлением воды, а при использовании углекислого газа. Это существенно снижает стоимость и длительность процесса, и, самое главное, сокращает концентрацию CO2 в атмосфере.
(столько же, сколько 1 дерево поглощает за год). Фото: SolidiaTech
Кто-то идет еще дальше, и предлагает полностью отказаться от использования цемента в строительстве в пользу, например, дерева или железного камня Ferrock, созданного из отходов металлургической промышленности. Пока сложно сказать, чем конкретно человечество заменит бетон. Большинство существующих альтернатив не обладают таким же набором качеств (твердость, морозостойкость, теплопроводность и простота создания), или требуют значительно больших денежных затрат на этапе производства и ухода.
Мы еще очень далеки от решения проблемы бетона. По самым оптимистичным оценкам, при существующих темпах развития миру потребуется около 20 лет, чтобы новые материалы полностью заменили собой стандартный бетон. Также экологичных разработок может оказаться недостаточно — многие считают, что без строгого регулирования со стороны государства на уровне законодательства отказаться от бетона не получится.
Бетон предоставил нашей цивилизации возможность развиться до того уровня, на котором мы сейчас находимся. Его дешевизна, стойкость и простота производства позволили забыть о проблемах, преследующих человечество на протяжении всего хода истории — недостаток жилья и его недолговечность. Но настоящее ставит перед нами новые вызовы, и если мы предпочтем их игнорировать в угоду экономической выгоды, условия жизни на планете могут необратимо измениться.
Posted in Взгляд, Вода, Земля, Климат, Обзор, Технологии by Экосфера with comments disabled.
В Канаде испытали технологию искусственного утолщения морского льда
Зимой команда пробурила скважины во льду и в течение 1080 часов закачивала морскую воду на поверхность ледового поля площадью около 450 на 450 метров. Вода замерзала почти мгновенно: за счёт того, что снежный покров превращается в лёд, холодный воздух эффективнее проникает вглубь и стимулирует дополнительный рост льда снизу. По данным свежих измерений, толщина льда в тестовом районе увеличилась примерно на 50 сантиметров — на 20 больше, чем годом ранее.
Специалисты также заметили неожиданный эффект: искусственно намороженный лёд оказался светлее и лучше отражает солнечный свет, чем естественный — вероятно, из-за того, что при быстром замерзании в нём остаётся больше пузырьков воздуха. Этот параметр отдельно проверяют независимые полярные исследователи из Университета Вашингтона, работающие на площадке.
Морской лёд отражает около 70% солнечного тепла обратно в космос, тогда как открытая вода — всего около 7%. Чем быстрее лёд исчезает, тем сильнее прогревается океан, а это ускоряет дальнейшее таяние. Специалисты допускают, что летний ледовый покров Арктики может практически исчезать уже в 2030-х годах.
Параллельно команда испытывает второй метод — просверливание небольших дренажных отверстий, через которые талая вода стекает подо лёд, обнажая более светлую поверхность и повышая отражающую способность льда. Отверстия быстро расширяются под действием тёплой воды, поэтому метод рассматривают как дополнение к пампингу, а не замену.
Для масштабирования технологии компания совместно с итальянским Институтом биоробототехники разрабатывает автономные подводные дроны, способные проделывать такие отверстия самостоятельно — испытания прототипа уже прошли в Финском заливе Ботнического моря.
Работы ведутся при участии охотничье-промысловой организации коренных жителей и с одобрения местных властей. Представители инуитской общины, для которых лёд остаётся важной частью транспортной и промысловой инфраструктуры, оценивают вовлечённость команды Real Ice положительно и отмечают, что за последние годы лёд стал заметно тоньше, а сезоны замерзания и таяния сместились.
Идея намеренного утолщения морского льда остаётся предметом дискуссии в научном сообществе. Часть полярных исследователей ранее опубликовала критический анализ, назвав подход труднореализуемым в масштабе и потенциально рискованным для экосистемы, а также предостерегая от того, чтобы такие эксперименты отвлекали внимание от главной задачи — сокращения выбросов парниковых газов. Директор Центра климатического восстановления Кембриджского университета, участвующий в проекте, соглашается с тем, что снижение выбросов остаётся безусловным приоритетом, но считает важным изучать и дополнительные варианты — по аналогии с клиническими испытаниями новых методов лечения, которые проводятся постепенно и с оценкой всех рисков.
Отдельный предмет изучения — воздействие закачки солёной воды на местную экосистему: пробы льда сейчас анализируют биологи Кембриджского университета, чтобы понять, как это может сказаться на местной флоре и фауне подо льдом.
Авторы проекта подчёркивают, что пока речь идёт исключительно о научных испытаниях: следующий этап — оценка того, можно ли применять технологию в куда большем масштабе и насколько это будет экономически оправданно.
Posted in В мире, Климат, События, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Спутники и нейросети нашли на дне океана 148 тысяч квадратных километров подводных лугов
Учёные из Университета штата Аризона и их коллеги проанализировали 4,75 миллиона спутниковых снимков Sentinel-2, полученных за два периода наблюдений — 2019–2020 и 2023–2024 годы. Для распознавания подводной растительности на снимках использовался классификатор глубокого обучения, обученный на данных полевых обследований. Разрешение итоговой карты составило 10 метров — это позволило впервые увидеть морские луга с такой детализацией в глобальном масштабе.
Общая площадь обнаруженных морских лугов составила около 148,5 тысячи квадратных километров, из которых порядка 6 тысяч приходится на приливную зону, а остальное — на постоянно затопленные мелководья. Почти 70% этой площади сосредоточено всего в пяти регионах — на Багамах, Кубе, в США, Австралии и Индонезии.
Отдельное внимание исследователи уделили динамике: за четыре года наблюдений около 4% лугов было утрачено, ещё примерно столько же деградировало — перешло из плотного состояния в разреженное, преимущественно в тропических регионах. При этом лишь пятая часть всех известных морских лугов находится в границах морских охраняемых территорий.
Морские травы играют заметную роль в прибрежных экосистемах: они служат средой обитания для рыб и беспозвоночных, укрепляют донные отложения, защищают берега от эрозии и накапливают углерод. Несмотря на эти функции, до последнего времени морские луга оставались одной из наименее изученных прибрежных экосистем — точных данных об их площади и распределении попросту не хватало.
В сопроводительном комментарии к исследованию учёные Карлос Дуарте и Дорте Краузе-Йенсен отмечают, что появление такой карты — важный шаг вперёд для охраны этих экосистем: теперь у природоохранных организаций и государств появился инструмент для точного мониторинга состояния морских лугов и планирования мер по их защите.
Полученные данные уже размещены в открытом доступе и интегрированы в платформу Allen Coral Atlas, что должно облегчить их использование специалистами по всему миру.
Posted in Биоразнообразие, В мире, События, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Вулканическая лава Этны превращается в дизайнерскую плитку
За дизайн коллекции отвечали архитекторы Маттео Тун и Бенедетто Фашана. В основе — вулканический камень с Этны, а именно обрезки природных плит, которые остаются после производства на сицилийских предприятиях. Их соединили с переработанным стеклом от старых мониторов — оно наносится на базовый слой лавового камня и создаёт устойчивое цветное покрытие. Таким образом, в одной плитке сочетаются два вида отходов: природные и техногенные.
Цветовая палитра коллекции буквально повторяет жизненный цикл извержения. Белые и слоновой кости оттенки передают раскалённую лаву в момент максимальной температуры, тёмно-серые и чёрные тона — уже застывшую, плотную породу. Всё это дополняют яркие вкрапления жёлтого и тёмно-красного — переклички с жаром магмы. Плитка выпускается в трёх фактурах: bugnato, crosta и rigatino — каждая создана так, чтобы поверхность хотелось не только разглядывать, но и трогать руками.
Главный экологический смысл проекта — не только в переработке отходов, но и в отказе от транспортировки сырья издалека. Камень и стекло добываются и перерабатываются на месте, на Сицилии, что снижает углеродный след производства. Для дизайна интерьеров, где плитка традиционно требует энергоёмкого обжига и добычи натурального камня, такой локальный замкнутый цикл — заметный шаг к более ответственному производству.
SensiEtna — не первый проект, где вулканический материал становится основой для дизайна. Ранее нидерландская студия Formafantasma совместно с брендом Dzek уже создавала плитку, глазурованную вулканическим пеплом той же Этны. Похожие идеи развивают дизайнеры по всему миру: строительные и интерьерные материалы всё чаще делают из того, что раньше считалось геологическим или промышленным мусором — будь то вулканическая порода, текстильные отходы или переработанный кирпич.
Проект Florim показывает, что даже такой стихийный и неудобный материал, как лава действующего вулкана, можно приручить и превратить в осознанный выбор для дома — красивый, локальный и куда более экологичный, чем привычная плитка из карьерного камня.
Posted in Земля, Среда, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Из пивных отходов делают белок и шоколад
Барда — твёрдый остаток от солода, который образуется после варки пива, — составляет до 85% всех отходов пивоваренной отрасли. В масштабах планеты это огромный объём: около 36,4 миллиона тонн в год. Большая часть идёт на корм скоту, часть — на биотопливо и компост, но значительная доля всё равно оказывается на свалках, где, разлагаясь, выделяет метан и углекислый газ.
Проблема в том, что барда — это далеко не мусор. В ней остаётся много белка, клетчатки и полезных сахаров, которые при промышленной варке просто не используются.
За технологию переработки взялась канадская компания Terra Bioindustries совместно с пивоварней Great Western Brewing Company. Проект стоимостью 1,1 млн канадских долларов частично профинансировало государство — через инновационный кластер Protein Industries Canada, который вложил 486 тысяч долларов.
Технология мягко расщепляет зерновую оболочку барды, превращая её в сахара, а отдельно выделяет протеиновую фракцию. В результате получаются четыре новых ингредиента:
— высокобелковый концентрат с хлебным вкусом для выпечки, пасты и снеков;
— мука с высоким содержанием клетчатки и лёгким солодовым привкусом;
— заменитель какао для растущего рынка альтернативного шоколада;
— ячменный солодовый сироп с карамельным вкусом, который пивоварня уже планирует использовать для выпуска безалкогольного пива — сироп снижает содержание сбраживаемого сахара и тем самым тормозит образование алкоголя при ферментации.
Особенность подхода в том, что барда используется полностью — ничего не выбрасывается. Белок, клетчатка, сахара и вкусовые соединения разделяются и концентрируются отдельно, что делает каждый компонент более функциональным и повышает эффективность всего производства.
Для самой пивоварни это ещё и прямая экономия: побочный продукт, за утилизацию которого раньше приходилось платить, превращается в источник дохода, который можно направить на развитие производства и поддержку локальных рабочих мест.
Канадский проект — часть более широкого тренда. Швейцарский стартап Yeastup уже запустил промышленный завод по переработке пивных дрожжей в протеин, французская компания Yeasty научилась убирать горечь из дрожжей для производства муки, а сингапурские учёные из Наньянского технологического университета разработали метод извлечения свыше 80% белка из пивной барды.
Для Канады это уже не первый шаг в сторону альтернативных белков: государство планирует направить 353 млн канадских долларов на развитие отрасли в течение десяти лет, и параллельно поддерживает другие проекты — например, производство растительных аналогов цельных кусков мяса и морепродуктов.
Если подобные технологии масштабируются, у пивоваренной промышленности может появиться совершенно новая экономическая модель — там, где раньше видели только отходы, теперь ищут сырьё для белковой промышленности будущего.
Posted in Среда, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Свет городов делает рыб тревожнее и менее активными
Учёные изучили молодь гуппи, содержавшуюся в условиях естественного цикла «день — ночь» и при постоянном ночном освещении, имитирующем городскую засветку. Уже через несколько недель рыбы, жившие при искусственном свете, стали заметно менее активными, чаще демонстрировали признаки тревожности и избегали исследования новой среды.
Исследователи предполагают, что постоянная засветка нарушает циркадные ритмы животных — внутренние биологические часы, регулирующие сон, обмен веществ, выработку гормонов и поведение. В результате у рыб меняется реакция на потенциальную опасность, ухудшается поиск пищи и способность адаптироваться к изменениям окружающей среды.
Авторы отмечают, что проблема выходит далеко за рамки лаборатории. Свет от уличных фонарей, дорог, промышленных объектов и прибрежной инфраструктуры проникает в реки, озёра и пруды, особенно вблизи городов. Для многих водных организмов ночная темнота служит важным сигналом, определяющим время кормления, размножения и укрытия от хищников.
По мнению исследователей, световое загрязнение следует рассматривать как полноценный экологический фактор наряду с химическим загрязнением, шумом и изменением климата. Более продуманное освещение — например, использование направленных светильников, снижение яркости и отключение лишнего света ночью — может помочь уменьшить воздействие на водные экосистемы.
Posted in Биоразнообразие, В мире, События, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Как мицелий становится материалом будущего
Фото: canva
В последние несколько лет вокруг грибов возник настоящий культ: дизайнеры посвящают им модные коллекции, шеф-повара изобретают новые ферментированные блюда и напитки, психологи рекомендуют их для лечения депрессивных состояний, а диетологи — для усиления иммунитета и борьбы с хроническими заболеваниями.
Грибы спасают нас не первый раз. Египтяне упоминали лечебные свойства плесневых грибов еще в папирусах XV века до н.э., хотя официальная медицина признала эти свойства лишь в 1928 году, когда Александр Флеминг открыл пенициллин. Этот антибиотик совершил настоящий переворот в истории современной медицины и спас миллионы человеческих жизней.
Сегодня же многочисленных представителей царства грибов (большинство которых по-прежнему не исследованы или не известны науке) все чаще призывают себе на помощь экологи.
Пожиратели мусора
Разнообразие грибов, их умение приспосабливаться к окружающим условиям и хитросплетения образуемых ими систем поражает: чтобы заглянуть в этот мир, достаточно почитать книгу «Запутанная жизнь. Как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее» Мерлина Шелдрейка.
Правда, грибы нередко обладают токсичными свойствами, но правда и в том, что многие из них имеют способность расщеплять ядовитые вещества и перерабатывать их в более безопасные. Этот процесс называется микоремедиацией, и сегодня экологи находят пути ее использования в борьбе с загрязнениями природы.
Вот лишь некоторые варианты применения. Питер МакКой, миколог-самоучка с 16-летним стажем и основатель движения Radical Mycology, обнаружил, что при помощи обыкновенных вешенок можно утилизировать сигаретные окурки — самый распространенный в мире мусор. За несколько недель мицелий поглощает ацетат целлюлозы, из которого сделан фильтр, так как по своей структуре он схож с органическим целлюлозным волокном — любимой питательной средой вешенок. Наличие в окурках токсичных смол, как оказалось, не является проблемой для грибов. Как утверждает Питер, грибницу можно «приучить» к любому питательному рациону — главное, знакомить ее с новой субстанцией постепенно.
Дизайнер из Бельгии Одри Шпейер используя те же научные выводы основала стартап PuriFungi и разработала пепельницу из грибов. Окурки, оставленные в такой пепельнице, за 1-2 месяца перерабатываются мицелием, а из оставшегося после этого биоматериала можно создавать новые такие же пепельницы.
С 2017-го года ведутся исследования плесневого гриба Aspergillus tubingensis, который прославился своей способностью за несколько недель разлагать полиуретан, а в настоящее время широко используется для производства ферментов и аскорбиновой кислоты. Ученым предстоит узнать, сможет ли этот гриб стать решением мировой проблемы загрязнения пластиком.
Грибы способны очищать воду и почву после разливов нефти и утечки тяжелых металлов — уже сейчас для этих целей можно использовать специальные ферменты грибкового происхождения. Фильтры из мицелия применяется для очистки воды — этот процесс получил название микофильтрация. Их устанавливают в дренажных трубах для того, чтобы избежать заражения водоемов тяжелыми металлами или фекальными колиформными бактериями.
А кроме того экологи пытаются поставить супер-способности грибов на борьбу с радиацией: оказалось, что грибковые колонии Cryptococcus neoformans, разросшиеся на стенах энергоблока Чернобольской АЭС, «питаются» энергией гамма-излучения и превращают ее в химическую энергию — этот процесс схож с фотосинтезом у растений.
Микоремедиация проникает даже в сферу ритуальных услуг — в Нидерландах, например, изобрели гробы на основе мицелия, которые преобразуют тело умершего в питательные вещества для растений.
Целительная сила
Антибактериальные свойства грибов используются не только в медицине (для производства антибиотиков), в нутрициологии (в качестве БАДов и супер-фудов) и в косметологии (в виде экстрактов и ферментов в составе кремов).
Сейчас ученые пытаются с их помощью остановить массовую гибель пчел. Вымирание пчел — одна из самых острых проблем современной экологии, побочный эффект интенсивного развития сельского хозяйства с постоянным использованием инсектицидов. Но кроме того, колонии пчел по всему миру поражают различные вирусные заболевания. Возможность использования грибов для борьбы с вирусами подсказали сами пчелы — они частенько употребляют в пищу мицелий. Во время экспериментов в корм пчелам добавляли экстракт трутовика Ganoderma resinaceum, и результаты оказались оптимистичными: пчелы стали в 79 раз реже заражаться вирусом деформированного крыла и в 45 тысяч раз — вирусом Лейк Синай (LSV).
О микофабрикации — создании новых материалов на основе мицелия — мы уже писали. Новые экологичные в производстве, биоразлагаемые ткани, строительные и упаковочные материалы постепенно проникают практически во все сферы нашей жизни. Сейчас их взяла на вооружение индустрия косметических средств: в продаже появились одноразовые маски для лица, патчи для век и спонжи для макияжа, созданные по технологии MycoFlex™.
Существуют и не совсем очевидные пути, как грибы могут улучшить экологию планеты. Например, экологи считают, что грибы способны защитить от гибели тропические леса, если начать использовать их… для производства альтернативного корма для рыбных хозяйств. Финская компания EniferBio в этом году опубликовала исследование, согласно которому гриб Paecilomyces varioti и извлекаемый из него белок под названием Pekilo смогут заменить сою. В XX веке Pekilo активно использовался для корма свиней и кур в Финляндии, но в 1991-м году его производство прекратилось.
Рыбная промышленность напрямую зависит от выращивания соевых бобов — основного компонента корма для рыб. Спрос на продукты аквакультуры и потребление рыбы в мире постоянно растут (за последние полвека они почти удвоились), а вместе с ними расширяются и плантации бобов. Это одна из причин обезлесения: ради плантаций сои уничтожаются огромные площади дождевых лесов Амазонии.
Инженеры экосистем
Но самые главные суперспособности грибов скрыты от нас под поверхностью земли — в колоссальной подземной сети, которые ученые иногда называют wood-wide web. Масштабы этой сети и удивительные ее способности мы по-прежнему знаем очень мало. Но самое важное нам уже известно: эти сети могут стать ключом к решению климатических проблем, вызванных выбросами диоксида углерода — ежегодно они поглощают около 5 млрд. тонн углекислого газа. Речь, конечно же, о микоризных сетях, без которых существование растительного мира на земле было бы невозможно.
Микориза — это симбиотическая связь мицелия с корневой системой растений, и примерно 90% всех известных науке сосудистых растений состоят в отношениях такого симбиоза с грибами.
Грибы и растения обмениваются питательными и минеральными веществами, влагой и химическими сигналами. Растения благодаря грибам получают необходимые для них фосфорные соединения и азот, а также цинк и медь, в ответ снабжая грибы углеродом. Но грибы не только «кормят» растения, но и обеспечивают защиту от болезней, помогают поддерживать связь одного растения с другим. Этот процесс начался около 500 миллионов лет назад — как показали исследования, именно грибница обеспечила необходимые условия для того, чтобы морские растения смогли переселиться на сушу и начать эволюционировать самостоятельно. Это вызвало сокращение уровня диоксида углерода в атмосфере планеты на 90%.
Сегодня микоризные сети все так же поглощают гигантские объемы углерода и помогают уменьшить последствия самой большой экологической проблемы современности. Благодаря грибнице, не все углеродные выбросы отправляются в атмосферу — треть из них оседает в почве — деревья поглощают СО2 в процессе фотосинтеза и «передают» его через корни под землю (около 75% всего углерода на планете оседает в почве). Ученые установили, что в лесах с развитыми микоризными сетями деревья поглощают диоксид углерода особенно эффективно. Кроме того, микоризные грибы поддерживают плодородный слой почвы, уберегая его от эрозии и вымывания. Благодаря им питательные вещества не вымываются вместе с дождями.
При этом микоризные сети по-прежнему очень мало изучены. Ученым сложно постичь эти живые организмы во всем их немыслимом масштабе: достаточно вспомнить гиганта из Орегона, самый огромный организм на планете — грибница опенка темного из заповедника Малур разрослась на площади почти в 9 гектаров.
Почему микоризные сети умирают?
Одной из главных причин уничтожения микоризных грибов стало сельское хозяйство, набравшее в XX веке немыслимые прежде обороты. От микоризы во многом зависит плодородие почвы, и знания об этом тысячелетиями использовались в традиционном земледелии. Но современное сельское хозяйство сделало свою ставку не на уникальные способности грибов, а на минеральные удобрения и интенсивное вспахивание. Из-за этого грибные сети, формировавшиеся столетиями, гибнут.
Ситуацию усугубляют такие признаки глобального экологического кризиса, как пожары, засуха и обезлесивание. Кроме того уничтожение грибницы связывают с загрязнением атмосферы кислотными оксидами и оксидами азота. Исследования показывают, что в лесах, где выпадают кислотные осадки, вырастает меньше деревьев, образующих микоризные связи.
С гибелью микоризных грибов нарушается привычный баланс в природе. И главные последствия, конечно же, отражаются на изменениях климата: высвобождение даже 0,1% процента углерода из почвы на территории Европы будет равнозначно объему выхлопных газов от 100 млн. автомобилей.
Как защитить грибы?
Ответить на этот вопрос сложно, так как большинство грибов не изучены (из 3,8 млн видов грибов науке не известны более 90%), масштабы микоризных сетей сложно оценить, а их исчезновение никак не задокументировано.
В 2018-м году ученые из Великобритании опубликовали отчет, посвященный проблеме защиты грибов. Исследователи сравнили статистику по животным, растениям и грибам, упомянутым в Красной книге Международного союза охраны природы и природных ресурсов, МСОП. В этом списке указаны виды, находящиеся под угрозой исчезновения — 68 тысяч животных, более 25 тысяч растений и… всего лишь 56 грибов. В актуальной версии Красной книги грибов уже 280, но это все еще капля в море.
Чтобы попытаться защитить микоризные сети ученые по всему миру занялись созданием глобальной карты мицелия. Определить масштаб и расположение грибницы по всему миру непросто, поэтому на сайте Общества защиты подземных сетей SPUN, инициировавшего проект, привлекают к участию волонтеров. Общество запустило бесплатное обучение для «миконавтов» — тех, кто будет заниматься сбором почвенных проб. Это позволит создать новое мировое сообщество защитников грибов — как профессиональных ученых, так и обычных людей. Кроме того, на сайте организации публикуются простые советы, как помочь микоризным грибам. Главный из них: не оголять почву, прикрывать ее листьями и высаживать растительность, чтобы мицелий получал питательные вещества.
Более глубокое понимание микоризных сетей позволит со временем не только создать законодательную базу для их защиты, но и, вероятно, откроет новые способы борьбы с проблемой парниковых газов. Уже сейчас исследователи говорят о том, что микоризные сети могут стать альтернативой техногенным средствам очистки воздуха от диоксида углерода.
Тем более, что существующие технологии улавливания CO2 на данный момент повышают загрязнение атмосферы, а производство подобных машин неизбежно нарушает экологическое равновесие — добыча металлов, строительство и транспортировка оставляют свой углеродный след. В отличие от грибов — которые незаметно делают свое дело в тесной связи с окружающими организмами.
Но какой бы безграничный потенциал в борьбе с парниковым эффектом не скрывал в себе таинственный и хрупкий мир грибов, реализоваться он сможет лишь в том случае, если мы снизим свои скорости — производства, потребления и перемещений по планете и научимся жить в симбиозе с окружающей природой — как грибы.
Posted in Биоразнообразие, Взгляд, Климат, Наука, Технологии by Экосфера with comments disabled.