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蘑菇拯救世界|蘑菇|真菌

真菌学家保罗·史塔曼兹说,真菌可以清理一切有害物质,小到石油泄漏,大到核灾害。

□     王雪/编译

对于保罗·史塔曼兹来说,“搜寻蘑菇”并不代表挎着垫有纸巾的篮子在林间悠闲漫步。一个阴雨连绵的早晨,这位真菌学家在英属哥伦比亚科尔特斯岛上布满杉木与赤杨的森林中快步穿行。虽然脚下青苔湿滑,57岁的史塔曼兹却行动迅速,如同一头嘴馋的灰熊直奔装满蜂蜜的树桩。他脚穿橡胶靴,跳过倒伏的树,爬上泥泞的沟壑,趟过小腿深的积水坑。他从不减慢速度,除非有标本引起注意,他才会突然停下来。

郊游只是真菌(俗称蘑菇)研究工作的一部分——这类生物的细胞壁由于含有一种称作几丁质的分子而变得十分僵硬,不像植物中的纤维素。史塔曼兹在林中找到了一小片鸡油菌,这是以鲜美的味道而闻名的一个种类,不过它的优点远远不止于食用。史塔曼兹那张布满浓密胡子的脸上露出了笑容。

他指着半山腰赤杨树上长着的一片肥美的平菇,说:“这种蘑菇可以清理掉这个星球上所有的漏油。”他在一个腐烂的木头前弯下腰来,上面有一种罕见的蜂巢状的伞菌悬挂着。“它能够防御具有攻击性的天花。”他说。他从土壤里拔出一个灰色的名叫“alcalina”的小菇,拨弄着,放到我们鼻子底下。“闻闻看?它似乎在散发氯气的味道。”对于史塔曼兹而言,这表明它能够分解有毒的氯基多氯联苯或多氯联苯。

大多数美国人认为蘑菇只是煮汤的配料或者精心打理的草坪上的入侵者。然而,史塔曼兹对其抱有远大期望,他在2005年出版的书籍《菌丝体运行》的副标题是:看蘑菇如何能拯救世界。他认为,生产蘑菇的真菌,可以在医药、林业、农药和污染控制等领域成为改变游戏规则者。他在过去的四分之一世纪里一直向人们宣传这个美好的福音。

全球性的网络

尽管史塔曼兹如此诗意化地描述蘑菇,其概念却坚实扎根于生物学基础上。从进化树看,动物和真菌王国萌芽于同一分支,直到植物分化后很久彼此才分离开来。真菌以其独特的方式将植物、动物及地球编织在一起。

地球上大概有150万种真菌,包括食用的大型真菌、酵母菌和霉菌。所有这些真菌都共享动物的一些基本特征:它们吸入氧气,呼出二氧化碳;它们和人类一样,很容易受到许多相同细菌的感染;它们获取能量的方式也是通过消耗其他的生命形式,而不是光合作用。

史塔曼兹不属于任何一个正规的学术机构,他的研究经费主要由其私人公司的利润提供。公司以邮购和对健康食品商店销售美食和药用蘑菇为主。

由于对蘑菇有着深入骨髓的热爱,史塔曼兹给人的感觉更像是一个神秘的嬉皮士,而非冷静的科学家。“我们的身体和周围环境共同栖息于免疫系统中,”他在《菌丝体运行》中写道,真菌是“架设于两者之间的桥梁”。他把菌丝体描述为“大自然的神经网络”,它也是“有感知能力的细胞膜”,拥有“宿主健康的内心环境”。蘑菇就产自这种纤维组织的网络中。对于一些人来说,这样的语言似乎有些形而上学。然而,史塔曼兹的想法已经在主流科学家、环境工程师、联邦官员和硅谷投资者中获得了更多认可。

不过,真菌的身体与动物是截然不同的。酵母菌是单细胞,而霉菌和大型真菌具有菌丝体的形式,即丝状膜的网络,可以侵扰一个腐烂的橙子,渗透到数英亩的林地,或融合在一起产生蘑菇。菌丝从周围环境中吸收营养,并能迅速改变其生长模式,以求适应环境。

当真菌早在数亿年前开始占领地球表面时,它们便逐渐确立了作为地球伟大分解者的地位。他们的菌丝体散发出酶和酸,把岩石变成能被生物吸收的矿物质,把有机物的长链分子化解成易消化的形式。真菌菌丝体将土壤连在一起,帮助它保持水分,生产植被需要的营养成分。

为了抵御病原体,真菌已经开发出一种抗菌和抗病毒的化合物库——一种传统民族以蘑菇茶和食品的形式加以利用的资源。英国细菌学家亚历山大·弗莱明通过更加时尚的方式使用真菌,1929年他从青霉属霉菌里分离出了青霉素,用以杀灭细菌,治疗人类的疾病。真菌也可以寄生并杀死昆虫,包括那些困扰人类的害虫。

几千年来,人类已充分利用微小真菌(霉菌和酵母菌)来生产诸如奶酪、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,蘑菇被贬低为坎贝尔的罐头,或被贱卖、撇弃——直到保罗·史塔曼兹发现自己的菌丝之路。

失足少年的菌丝之路

要了解史塔曼兹为何相信蘑菇可以拯救整个世界,先要了解蘑菇是如何帮助了他的。

1955年,史塔曼兹出生在俄亥俄州塞勒姆,家有四兄弟。他的父亲是一名工程师,拥有一家公司,负责对美国陆军的建设项目。史塔曼兹是一个有严重口吃的害羞孩子,却梦想成为科学家。“我们住在一所大房子里,地下室有一间实验室,”他回忆道,“我做了所有能想到的实验。”有好几次,他在摆弄化学药品时差点把房子炸毁。

史塔曼兹12岁时,他父亲的生意失败,家庭分裂。母亲带着他和他的孪生兄弟搬到俄亥俄州一个小公寓里,生活贫困。最终,她带着孩子们搬到自己父母的靠近西雅图的度假屋,靠奖学金把他们送到宾夕法尼亚州的一所寄宿学校读书。在那所学校的日子里,史塔曼兹感觉很失落,他全身心地投入到武术中,反传统文化情结达到了最高峰。

在高中将要毕业的那一年,史塔曼兹和兄弟因卖大麻给同学被开除。他们搭便车回到西雅图,在那里的一个公共机构里完成了高中学业。在进入俄亥俄州凯尼恩学院之前的整个夏天,史塔曼兹都在一家锯木厂做苦工。在那里他仍然感到不自由,常常一个人在校外的树林里游荡。

直到有一天,他第一次尝试了能够引起幻觉的裸盖菇。他爬上了一棵树,但是太过迷醉已无法爬下来。很快一场暴风雨骤然而至,雨水将他淋了个透。雷电在身旁闪过,他意识到随时可能死去,但此时大自然却呈现出不可思议的美丽。他觉得自己就是森林和宇宙的一部分,这种感觉是从未有过的。他开始反思自己的生活,考虑如何改变它。“现在再也不能口吃了,保罗。”他告诉自己,像口头禅一样重复着这句话。

当天气平静下来之后,他从树上爬了下来,徒步回到家。在街上,他遇见了邻居的女孩,她身上散发出的魅力总会加剧他的结巴程度。“嗨,”她说,“今天好吗?”

“很好,谢谢。”他回答,口气平静得令自己也惊讶,“你呢?”

从那一刻起,史塔曼兹的舌头不再打结,他全身心投入到给他带来声誉的真菌研究中。在一本有关蘑菇鉴定的书籍帮助下,他发现裸盖菇随处可见,与此同时,他开始探索其他种类蘑菇的奥秘。

在接下来的夏天,他辍学了,找了一份测井作业的工作。后来,当三位好哥们在测井作业的事故中丧生后,史塔曼兹再次决定读书,这次是华盛顿奥林匹亚常青州立学院。他想成为一名真菌学家。

常青学院没有真菌系,但它鼓励独立研究。一个名叫迈克尔·贝格的环境化学家给学生们上蘑菇的课,史塔曼兹缠着他成为自己的导师。“我从没遇到过比他更发奋的学生。”贝格说。为了跟上史塔曼兹的速度,贝格加强了对真菌的研究。

贝格还从美国缉毒署获得了允许他本人及学生研究裸盖菇的许可证。史塔曼兹在学校里学会了使用电子显微镜。在上世纪70年代,电子显微镜还是很稀罕的设备,很快,他为美国各地的科学家拍摄了蘑菇的细胞结构、菌丝体和孢子照片。

到1979年毕业时,史塔曼兹已接受了一些领先的真菌学家的指导。他成了多才多艺的实验家和分类学家,发现了一些新的裸盖菇物种,出版了一本有关该属的书。然而,研究工作带来的经济收入却捉襟见肘。史塔曼兹最近娶了一位有三个孩子的女人,他俩也将有自己的第一个孩子。为支持家用,他留在常青学院担任兼职教授,同时在一家研究机构创业。

早在1984年,在亲戚贷款的资助下,史塔曼兹在离奥林匹亚西北部买下了20英亩的农场。就在那里,他开始发现大型真菌具有能够改变行星的强大力量。

用蘑菇处理污水和油污

史塔曼兹的宅子滨临普吉特海湾,他在宅旁的下沉式农舍里养了几头奶牛。搬入后不久,警长就来按他家门铃,说从农舍流出的污水中的大肠杆菌污染了海湾的牡蛎养殖场,责令他必须在两年内更新化粪池系统。

史塔曼兹买不起新系统,但他第一次见到蘑菇菌丝体的微观结构后,就猜测它可以作为天然除污器。在大学里,他曾通过测试菌丝的吸水性来证实自己的理论,结果所有菌丝都击败了棉花。他还知道,菌丝体会散发出抗菌化合物。于是,他决定进行一次现场测试。

沿史塔曼兹土地的缓坡有一段湿软的洼地,也是农舍的污水流经之地。在洼地的顶部,他倾倒了几卡车的木屑,木屑中布满菌丝生长介质。几周之内,菌丝体已完全着床。当年夏天,史塔曼兹第一次收获了大球盖菇,这是一种美味的食用菇。种植大球盖菇一年后,当水质督察再次来检查径流质量时,他们发现史塔曼兹的化粪池系统不再是一个污染源,粪便细菌的水平降到了原来的百分之一。

从县城和国家获得资金后,史塔曼兹开始为一些农民安装菌丝废水过滤系统。他不断改进自己的初步设计,把球盖菇的菌种和木屑装到麻袋里,并放置到沟渠中以控制水流量。

西雅图的一家生物修复公司在闻听史塔曼兹的成功之举后,前来咨询他,问他是否可以用真菌来净化被油污染的土壤。人们早就知道,霉菌和被称为“白腐真菌”的蘑菇可以吃掉木材中的木质素,利用酶把复杂的碳氢化合物转换成营养丰富的碳水化合物。霉菌有时也大量繁殖于油箱中,在那里它们使用相同的酶来消耗石油产品。

在实验室中,有一种白腐霉菌对消化石油特别彻底,但往往在户外条件下失败。史塔曼兹建议他们尝试平菇,它好像一个侵略性极强的白色“无赖”,几乎能够在任何地方生长。他送给他们一些平菇菌种。技术人员用它们覆盖在石油上,发现它们在三个星期内便把大部分石油清除掉了。

1996年,史塔曼兹来到太平洋西北国家实验室,这个实验室以能源和环境问题的技术解决方案而知名。史塔曼兹在这家实验室的资助下,组织团队开始了实验室工作,以便最大限度地提高蘑菇清除石油的效果。他知道即使单的一蘑菇品种,不同的品系也能有迥然不同的化学活性水平。因此,团队在实验室培养皿中种植了几十株平菇,以测试每株的油消化能力。

消耗石油速度最快的菌株被挑选出来,作进一步测试,1998年,团队用消耗石油最佳者进行一项由华盛顿州运输部赞助的实验,地点在贝林汉维修堆场。现场土壤中的柴油浓度高达百万分之20000,污染程度接近埃克森公司在阿拉斯加海滩的漏油事件。史塔曼兹团队向油污的土堆加上菌丝化的木屑层,并用遮阳布覆盖。四周以后,蘑菇们破土而出,有些菌伞直径甚至超过12英寸。昆虫过来吃真菌,它们的幼虫又吸引了鸟类。九周后,土堆被蓬勃生长的植物所覆盖,芳香碳氢化合物下降至不到200 ppm。净化后的土壤很适合用于高速公路的美化。

而没有用菌丝处理的土堆,依旧是死气沉沉,并散发出臭气。蘑菇赢了。

看蘑菇如何拯救世界

史塔曼兹积累了数百个蘑菇菌种的基因库,都是他徒步穿越美国西北以及欧洲、亚洲、南美和澳大利亚的古老森林采集而来的。

美国环保局请求史塔曼兹帮助海岸警卫队清理水运漏油。为此,他发明了一种充满平菇的麻布试管,让它们漂浮在海滩上,用来分解石油。

史塔曼兹与华盛顿州自然资源部联合进行了另一个成功的野外试验,在一条古老的伐木路上种植蘑菇,以防止淤泥和污染物堵塞溪流。

史塔曼兹在土壤中加入菌根真菌,从而提高了农场的作物产量,加快了林地的造林速度。有一次,他把西兰花和榆树平菇一起种植;另一次,又把格拉斯冷杉种子浸入马勃蘑菇孢子浆中。

他发明了生命盒,一种充满树的种子和共生真菌的纸板箱。生命盒在使用后,可以被撕裂成碎片,然后种植,以取代生产它的树木。

史塔曼兹还用真菌来对付害虫。他知道,一些霉菌的孢子能够感染昆虫,并在此过程中杀死它们。(在某些情况下,昆虫尸体的头上会窜出一个小小的蘑菇。)进一步的测试表明,绿僵菌和其他霉菌、球孢白僵菌,也可以用来吸引并除灭各种各样的虫子。2003年,史塔曼兹为其方法申请了专利,并授权给一家公司,计划把它推向市场。

从史塔曼兹家穿过草地,有几间白色的金属棚。在棚内,工人们用舞菇的果实做药茶,塑料袋里塞满平菇菌种作为家庭种植包,在配备气闸和层流长椅的干净房间中传播培养真菌。不过,这些天来,该公司增长最快的业务是蘑菇提取物保健品,产品通过几英里远的另一家公司销售。

根据美国食品和药物管理局(FDA)规定,保健食品制造商不能宣称其产品能够治疗任何特定疾病。但是,蘑菇已经被证实含有大量的抗疾病成分,包括多糖、糖蛋白、麦角脂醇与三萜类化合物,以及抗微生物和抗病毒化合物,不同种类的菌株有所不同。

在过去的十年中,史塔曼兹已开始对十几个从蘑菇中提取的新药物进行实验及临床试验,或者征询意见。他有几个伞菌品系能对抗甲型H1N1流感和H5N1禽流感病毒,以及天花系列病毒,具有较强的活性。

一项由美国国立卫生研究院资助的研究,目的是确定火鸡尾蘑菇是否可以帮助乳腺癌患者,这些患者的免疫系统经过放射治疗后受到破坏。巧合的是,2009年,史塔曼兹83岁的母亲被诊断为IV期转移性乳腺癌。虽然她没有资格参加这一试验,但是史塔曼兹送给她火鸡尾蘑菇胶囊来作为常规化疗药物(紫杉醇和赫赛汀)的补充。六个月后,他母亲的肿瘤消失了,今天她依然远离癌症——虽然这只是单独的一件趣闻,对于蘑菇能恢复健康缺少充分证据。

史塔曼兹还有一个宏大的设想,就是用真菌来挽救日本福岛周围饱受核污染的土地。许多真菌类能够清除和吸收土壤中的重金属,包括放射性同位素。

史塔曼兹的建议很简单。首先,搭建栅栏隔开核反应堆周围的污染区。然后,把受毁建筑物和树木中的木材切成碎片,把它们放到污染区作为铺垫。重新种植原生树木,以及菌根真菌,这将有利于树木生长,同时从土壤中吸取放射性物质。一旦成形就尽快收获蘑菇,并作为核废物迅速处置它们。必要时可以重复几十年甚至上百年,直到盖革计数器停止尖叫。他指出,替代方案是运走数以千万吨的土壤,把它们作为核废料埋掉,这样会占用更多的垃圾填埋场的空间,日本一些最好的耕地和林地将被永远剥夺。

2012年,为了让核森林恢复区变成现实,史塔曼兹与巴特尔的研究人员合作,在位于华盛顿州汉福德能源部以前的核生产设施中,测试各种蘑菇吸收铯的能力。结果预计将在未来几个月内得出。

史塔曼兹是乐观的。“我知道我的一些假想听起来相当奇怪,”他说,“但我宁愿是奇怪和正确的,而不是正常和错误的。”

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