Paul Stamets nói về 6 cách mà nấm có thể cứu lấy thế giới

Tôi thích thử thách, và cứu lấy Trái đất có lẽ là một thử thách hay. Chúng ta đều biết Trái đất đang gặp rắc rối. Chúng ta đang tiến vào thời kỳ 6X -- đợt tuyệt chủng lớn thứ sáu của hành tinh. Tôi thường tự hỏi liệu có một tổ chức nào là Liên minh của các Sinh vật (United Organization of Organisms) -- hay gọi tắt là "Uh-Oh"-- (Tiếng cười) -- nơi mỗi sinh vật được quyền bỏ phiếu liệu chúng ta có được phép ở lại hành tinh hay bị tống khứ đi? Tôi nghĩ là cuộc bỏ phiếu đó đang diễn ra ngay hiện tại.

Tôi sẽ trình bày với các bạn trọn bộ sáu giải pháp nấm học, sử dụng nấm mốc, và những giải pháp này đều dựa trên sợi nấm. Nấm sợi len lỏi ở mọi địa hình, chúng kết giữ đất lại, chúng cực kì bền bỉ. Sợi nấm này chịu đến 30,000 lần trọng lượng của nó. Chúng là phân tử tháo rời xuất sắc của tự nhiên -- các ảo thuật gia đất. Chúng tạo ra tầng đất mùn trải khắp các lục địa trên Trái đất. Chúng ta đã khám phá rằng có sự vận chuyển đa chiều chất dinh dưỡng giữa các loài thực vật, được trợ giúp bởi sợi nấm -- vì vậy sợi nấm được coi là người mẹ mang dinh dưỡng từ cây tống quân sủi và cây bulô sang cho cây độc cần, tuyết tùng và thông Douglas.

Dusty và tôi, chúng tôi thường đùa rằng, đây là nhà thờ chúng tôi đến mỗi Chủ nhật Tôi yêu những cánh rừng già, và tôi là một người Mỹ yêu nước bởi vì chúng ta có những cánh rừng như thế. Hầu hết các bạn đều quen thuộc với nấm mỡ. Nói thật tình, tôi thường gặp trở ngại lớn khi tôi nhắc đến nấm trước mặt bất cứ ai, họ đều lập tức nghĩ đến nấm mỡ hay mấy loại nấm thần kỳ, mắt họ long lên, và họ nghĩ tôi hơi điên. Vì vậy tôi mong có thể vĩnh viễn phá bỏ định kiến của nhóm người này. Chúng tôi gọi đó là "mycophobia", nỗi sợ hãi vô cớ không giải thích được khi gặp nấm mốc.

Nấm sinh trưởng rất nhanh. Ngày thứ 21, ngày 23, ngày 25. Nấm sản sinh ra chất kháng sinh mạnh. Trên thực tế, chúng ta có họ hàng gần với nấm mốc hơn bất kì loài nào khác trong giới động vật. Một nhóm 20 nhà nghiên cứu về vi sinh vật nhân chuẩn đã xuất bản một tờ báo 2 năm trước, trong đó dựng ra opisthokonta -- một siêu giới nối liền Động vật và Nấm. Cả hai đều có chung những mầm bệnh. Nấm không thích bị vi khuẩn làm mục rữa, và vì vậy những thứ kháng sinh tốt nhất đều xuất phát từ nấm, Và đây là một cây nấm đã qua thời huy hoàng của nó. Sau khi hình thành bào tử, chúng vẫn mục rữa. Nhưng tôi cho các bạn hay, chu trình sống của các loài vi sinh vật diễn ra trên những cây nấm mục có liên quan mật thiết đến sức khoẻ của cả khu rừng. Chúng giúp cây lớn mọc lên, chúng tạo ra cánh đồng đất mục nuôi dưỡng sợi nấm.

Và đây chúng ta thấy một cây nấm đang tạo bào tử. Và các bào tử đang nảy mầm. rồi sợi (thân) nấm hình thành và lan toả xuống đất. Mỗi inch vuông (6.5 cm vuông) đất có thể có đến 8 dặm (13 km) những tế bào như thế này. Bàn chân tôi đang bao phủ khoảng 300 dặm (480 km) thể sợi của nấm.

Đây là một bức ảnh hiển vi do Nick Read và Patrick Hickey chụp. Và hãy chú ý là khi sợi nấm phát triển, nó chiếm lấy một vùng đất rồi bắt đầu hình thành mạng lưới. Tôi làm công việc chụp ảnh hiển vi điện tử trong nhiều năm, tôi có hàng ngàn bức ảnh hiển vi điện tử như thế, và khi tôi chăm chú quan sát sợi nấm, tôi nhận ra chúng là những màng tế bào lọc siêu nhỏ. Chúng ta thở ra khí cacbon dioxit, sợi nấm cũng thế. Chúng hấp thụ oxi cũng như chúng ta. Nhưng đây là những dạ dày và phổi thiết yếu nằm ở ngoại biên. Và tôi cho các bạn biết một khái niệm mới, chúng là những màng tế bào thần kinh nối dài. Và giữa những khoảng trống này là những lỗ hổng siêu nhỏ, và khi chúng neo giữ đất, những lỗ này hấp thụ nước. Chúng là những giếng nước nho nhỏ. Trong những giếng nước này, các cộng đồng vi sinh bắt đầu hình thành. Như vậy lớp đất xốp không chỉ kháng được xói mòn, mà còn tạo ra một hệ vũ trụ vi sinh tạo điều kiện cho hàng loạt những sinh vật khác phát triển ồ ạt.

Tôi đề xuất lần đầu vào đầu những năm 90 rằng hệ sợi chính là Internet tự nhiên của Trái đất. Khi bạn nhìn vào sợi nấm, chúng đâm nhánh tua tủa. Và nếu có một nhánh bị gãy, thì rất nhanh, nhờ những mấu nối -- có lẽ các kỹ sư Internet gọi chúng là các điểm nóng -- vẫn còn nhiều con đường khác để vận chuyển chất dinh dưỡng và thông tin. Sợi nấm là vật có tri giác. Nó biết là bạn đang ở đấy. Khi bạn bước qua những khu vực địa hình, nó nhảy đến nơi dấu chân để lại, cố chiếm được mớ tàn dư. Tôi tin rằng sự phát minh ra Internet máy tính là một hệ quả không tránh khỏi của một mô hình sinh học đã được chứng minh thành công từ trước. Trái đất phát minh ra Internet cho lợi ích của riêng nó, và chúng ta hiện giờ, sinh vật tối cao trên hành tinh này, đang tìm cách sử dụng tài nguyên để bảo vệ sinh quyển.

Đi xa hơn nữa, vật chất tối cũng dựa theo mô hình của sợi nấm. Tôi tin rằng vật chất sinh ra cuộc sống, cuộc sống trở thành tế bào, tế bào trở thành sợi, chuỗi trở thành mạng lưới, hệ thống mạng lưới. Và đây chính là mô hình chúng ta sẽ thấy xuyên suốt cả vũ trụ.

Hầu hết các bạn có lẽ không biết rằng nấm là những sinh vật đầu tiên tiến lên đất liền. Chúng lên đất liền 1.3 tỉ năm trước, và thực vật cũng nối gót vài trăm triệu năm sau đó. Làm sao có thể như thế được? Có thể, bởi vì sợi nấm sản sinh ra axit oxalic và nhiều loại axit và enzym khác, làm đá trở nên lỗ rỗ, hấp thụ canxi và những khoáng chất khác và tạo nên canxi oxalat. Khiến cho đá vỡ vụn, và là bước đầu tiên trong quá trình hình thành đất. Axit oxalic là 2 nguyên tử cacbon dioxit kết hợp với nhau. Vì thế nấm và thể sợi tách riêng cacbon dioxit ra dưới dạng canxi oxalat. Và tất cả các hợp chất oxalat khác cũng đều tách được cacbon dioxit từ những muối vô cơ đang hình thành và được đưa ra khỏi nền đá.

Điều này được khám phá lần đầu năm 1859. Đây là một bức hình do Franz Hueber chụp. Bức hình này chụp Ả rập Saudi những năm 1950. 420 triệu năm trước, sinh vật này đã xuất hiện. Nó có tên là Prototaxites. Prototaxites, nếu đặt nằm xuống, dài khoảng 3 feet (90 cm). Những loài thực vật cao nhất trên Trái đất thời bấy giờ cũng chưa tới 2 feet (60 cm). Tiến sĩ Boyce, tại Đại học Chicago, xuất bản một bài báo trong Tập san Địa chất học năm ngoái, xác định Prototaxites là một loài nấm khổng lồ, một cây nấm khổng lồ. Xuyên khắp các địa hình trên Trái đất lác đác những cây nấm khổng lồ này. Xuyên khắp mọi lục địa. Và chúng đã tồn tại trong hàng chục triệu năm.

Chúng ta đã có vài đợt tuyệt chủng, và khi chúng ta tiến lên -- 65 triệu năm trước -- hầu hết quý vị biết về sự kiện này -- chúng ta có một vụ va chạm thiên thạch. Trái đất bị một thiên thạch va phải, vô số mảnh vụn rơi vào khí quyển. Ánh sáng mặt trời bị che khuất, và nấm mốc ngự trị Trái đất. Những sinh vật gắn bó với nấm được đền đáp xứng đáng, bởi nấm không cần ánh sáng. Gần đây hơn, ở Đại học Einstein, người ta vừa chứng minh được nấm dùng phóng xạ như một nguồn năng lượng, cũng giống như thực vật dùng ánh sáng. Vì vậy, viễn cảnh nấm xuất hiện ở một hành tinh nào đó, theo tôi là một kết luận khả quan, ít nhất là trong suy nghĩ của tôi.

Sinh vật lớn nhất trên Trái đất nằm ở phía Đông Oregon. Tôi không thể quên được nó. Nó rộng 2,200 mẫu Anh (900 hécta). 2,200 mẫu. 2,000 năm tuổi, Sinh vật lớn nhất trên hành tinh này là một tấm thảm sợi nấm, dày chỉ một lớp tế bào. Làm thế nào sinh vật này có thể to đến dường ấy, mà chỉ dày có một lớp tế bào, trong khi chúng ta có đến 5-6 lớp da bảo vệ cơ thể? Sợi nấm, trong điều kiện thích hợp, sẽ sinh ra một cây nấm -- chúng mọc lên mạnh mẽ đến nỗi có thể xuyên thủng nhựa đường. Chúng tôi tham gia vào nhiều thí nghiệm, tôi sẽ cho bạn xem 6, nếu tôi có thể, biện pháp cứu lấy thế giới. Phòng thí nghiệm Battelle và tôi hợp tác ở Bellingham, Washington, có 4 đống hỗn hợp chứa đầy diesel và các chất thải từ dầu khác. Một đống được dùng làm đối chứng, một được xử lý bằng enzym, một được xử lý bằng vi khuẩn, và đống này được chúng tôi tiêm vào sợi nấm. Sợi nấm hấp thụ dầu. Sợi nấm đang tạo ra enzyme -- peroxydases -- giúp bẻ gãy các liên kết cacbon-hydro. Đây là những liên kết gắn kết hydrocacbon lại với nhau. Vây là sợi nấm bị bão hoà bởi dầu, và rồi, kihi chúng tôi trở lại 6 tuần sau đó, khi giở hết những tấm vải dầu ra, tất cả những đống kia đều đã chết, đen sạm và bốc mùi. Chúng tôi nhìn lại đống của mình, nó được bao trùm bởi hàng trăm cân nấm bào ngư -- và màu sắc đã nhạt hẳn đi. Các enzyme đã tái sản xuất hydrocacbon thành cacbonhydrat -- đường của nấm.

Một số cây nấm là những cây nấm vui vẻ. Chúng rất to. Chúng cho chúng tôi thấy mình đã hấp thụ được bao nhiêu chất dinh dưỡng. Nhưng còn một chuyện khác mới chính là Chúng tạo bào tử, những bào tử này thu hút côn trùng, côn trùng đẻ trứng, trứng nở ra ấu trùng. Rồi chim cũng đến, mang theo hạt giống, và đống dầu trở thành một ốc đảo của sự sống. Trong khi ba đống còn lại đã chết, đen sạm và bốc mùi, và chỉ số PAH -- hydrocacbon thơm -- từ 10,000 phần triệu giảm xuống còn chưa tới 200 trong 8 tuần. Hình ảnh cuối cùng chúng tôi chưa có -- cả đống dầu là một bờ hào xanh của sự sống. Đây là những sinh vật mở đường. Những loài vật tiên phong mở cửa cho những cộng đồng sinh học khác.

Tôi đã phát minh ra những bao vải bố -- hào chắn từ sợi nấm, và cho vào đó sợi nấm -- dùng những gạch đá vỡ vụn do bão bạn có thể thả các bao vải bố này xuôi dòng từ một nông trại thải ra E. coli, hay những chất thải khác, hay một nhà máy với nhiều chất độc hoá học, và nó sẽ giúp cải tạo môi trường sống. Chúng tôi lập một vùng thử nghiệm ở Hạt Mason, Washington, và chúng tôi thấy số lượng trực khuẩn giảm đáng kể. Và tôi sẽ cho bạn xem một biểu đồ ở đây. Biểu đồ này theo thang loga, 10 mũ 8. Có hơn 100 triệu tập đoàn mỗi gam, và 10 mũ 3 ở vào khoảng 1,000. Trong 48-72 giờ, ba chủng nấm này đã giảm số lượng trực khuẩn xuống 10,000 lần. Hãy nghĩ đến hiệu quả của nó. Đây là một biện pháp tiết kiệm đất sử dụng vật liệu vỡ vụn từ bão -- và chúng ta có thể yên tâm rằng năm nào cũng đều có bão.

Và cây nấm này, đặc biệt hơn, đã thu hút chúng tôi qua thời gian. Đây là vợ tôi Dusty với một cây nấm mang tên Fomitopsis officinalis -- Agaricon. Đây là một loài nấm chỉ có ở rừng già, được Dioscorides miêu tả lần đầu vào năm 65 sau Công nguyên. như một phương thuốc chữa lao phổi. Loài nấm này mọc ở bang Washington, Oregon, Bắc California, British Columbia, giờ có lẽ đã tuyệt chủng ở châu Âu. Có thể trông không to lắm -- hãy đến gần hơn. Đây là một loài nấm cực hiếm. Nhóm chúng tôi -- chúng tôi có một nhóm chuyên gia -- chúng tôi thám hiểm rừng già 20 lần vào năm ngoái. Chúng tôi đã tìm thấy một mẫu vật để có thể nuôi cấy.

Bảo tồn gien của những loài nấm trong rừng già theo tôi là tuyệt đối quan trọng đối với sức khoẻ con người. Tôi đã từng tham gia vào chương trình BioShield của Bộ Quốc phòng Mỹ. Chúng tôi đã giao về hơn 300 mẫu nấm được luộc trong nước nóng, và sợi nấm thu hoạch các chất chuyển hoá ngoại bào này. Vài năm trước, chúng tôi đã thu về kết quả. Chúng tôi có ba giống nấm Agaricon khác nhau chúng có công hiệu rất cao đối với virut đậu mùa. tiến sĩ Earl Kern, của Bộ Quốc phòng Mỹ, cho biết bất kỳ hợp chất nào có chỉ số chọn lọc từ 2 trở lên được xem là công hiệu. Từ 10 trở lên là rất công hiệu. Nấm của chúng tôi nằm trong khoảng rất hiệu nghiệm. Có một bài báo đã kiểm định bạn có thể xem qua -- nó được kiểm định bởi DOD, nếu bạn Google "Stamets" hay "đậu mùa". Hay bạn có thể vào trang NPR.org và nghe một bài phỏng vấn trực tiếp.

Vì vậy, phấn khởi trước điều này, tự nhiên chúng tôi hướng đến virut cúm. Đây là lần đầu tôi cho xem thông tin này. Chúng tôi có ba chủng nấm Agaricon có công hiệu cao đối với virut cúm. Đây là chỉ số chọn lọc -- đối với đậu mùa, bạn thấy hàng 10 và 20 -- giờ đối với virut cúm, đối chứng với ribavirin, chúng ta có độ hoạt động đặc biệt cao. Và chúng tôi sử dụng tinh chất thiên nhiên với liều lượng tương đương với dược phẩm nguyên chất. Chúng tôi thử nghiệm với virut tuýp A -- H1N1, H3N2 -- cũng như virut tuýp B. Chúng tôi lại thử nghiệm với hỗn hợp và với hỗn hợp này chúng tôi thử nghiệm với H5N1, và chúng tôi đạt được chỉ số chọn lọc hơn 1,000. (Vỗ tay) Lúc đó tôi đã nghĩ rằng chúng tôi sẽ có lý khi cho rằng chúng ta phải cứu lấy cánh rừng già để góp phần vào việc bảo vệ đất nước. (Vỗ tay)

Tôi có hứng thú với những loại nấm kí sinh trên côn trùng -- chúng giúp diệt côn trùng. Nhà của chúng tôi đang bị phá hoại bởi kiến đục gỗ. Nên tôi đã vào trang chủ của EPA, họ đang giới thiệu những nghiên cứu về loài metarhizium của một nhóm nấm giúp diệt kiến đục gỗ và mối. Tôi đã làm một việc chưa ai từng làm. Tôi đã lấy sợi nấm khi nó ngừng sinh bào tử. Đây là những bào tử -- bên trong những bào tử đó, Tôi đã tái tạo lại mẻ cấy biến chúng thành dạng không bào tử. Vậy là ngành công nghiệp đã tốn hơn 100 triệu đôla chỉ để sản xuất mồi nhử để ngăn không cho mối đục khoét ngôi nhà bạn. Nhưng chúng cũng chẳng phải tay vừa, và chúng sẽ tránh xa những bào tử này khi chúng đến gần. vì thế tôi đã biến mẻ cấy thành dạng không bào tử. Và tôi lấy chiếc đĩa búp bê Barbie của con gái tôi. Tôi đặt nó ngay nơi đàn kiến đục gỗ dùng làm bãi đục khoét mỗi ngày trong nhà tôi, và bọn kiến bị thu hút đến sợi nấm, vì ở đó không có bào tử. Chúng mang đến cho kiến chúa. Một tuần sau, tôi không còn thấy bất kỳ đống mùn cưa nào cả.

Và thế là -- một điệu nhảy tinh tế giữa bữa ăn tối và cái chết -- sợi nấm bị những con kiến ăn đi, chúng trở thành xác ướp và, bùm, cây nấm mọc ra từ ngay đầu. (Tiếng cười) Giờ thì sau khi hình thành, những bào tử cự tuyệt. Căn nhà không còn thích hợp để xâm chiếm nữa. Và bạn đã có một giải pháp gần như vĩnh cửu ngăn không cho mối trở lại. Và khi nhà tôi xuống cấp, tôi đã nhận được bằng sáng chế đầu tiên đối với kiến đục gỗ, mối và kiến lửa. Chúng tôi thử dùng tinh chất, và trông lạ chưa kìa, chúng tôi có thể dẫn côn trùng đi nhiều hướng khác nhau. Đây là một hứa hẹn lớn. Tôi nhận được bằng sáng chế thứ hai -- và đây là một phát minh lớn. Nó được mệnh danh là sáng chế Alexander Graham Bell -- Nó bao trùm hơn 200,000 loài. Và đây là công nghệ có sức huỷ diệt lớn nhất, theo lời các quản trị viên ngành công nghiệp thuốc trừ sâu, họ từng được chứng kiến. Nó có thể cải cách hoàn toàn ngành công nghiệp thuốc trừ sâu trên cả thế giới. Bạn có thể đào tạo 100 tiến sĩ với tư tưởng này, bởi vì giả thuyết của tôi là nấm kí sinh trên côn trùng, trước khi tạo bào tử, thu hút những loài côn trùng mà sau này sẽ bị tiêu diệt bởi chính những bào tử này.

Thế là tôi nảy ra ý tưởng về Hộp Sự Sống (Life Box) vì tôi cần một hệ thống sinh dưỡng. Hộp Sự Sống -- bạn sẽ được nhận một đĩa DVD từ Hội nghị TED -- bạn thêm đất, thêm nước, bạn sẽ có địa y và nấm kí sinh cùng với bào tử, ví dụ như nấm Agaricon. Hạt giống sẽ được nuôi sống bởi sợi nấm này. Và khi bạn cho hạt giống vào đây, bạn sẽ trồng được -- rất có thể -- cả một khu rừng già trong một chiếc hộp cạc-tông.

Tôi muốn tái dựng lại hệ thống sinh dưỡng, và sử dụng bìa cạc tông trên toàn thế giới, và đó sẽ trở thành những dấu chân sinh thái. Nếu bạn có thể tạo một trang web như Youtube, với giao diện tương tác, chỉ số bưu điện riêng biệt -- nơi mọi người cùng nhau tham gia, và với hệ thống ảnh vệ tinh, như Virtual Earth hay Google Earth, bạn có thể xác định lượng cacbon đang được lọc bởi những cây trồng từ Hộp Sự Sống.

Bạn có thể lấy một đôi giày sinh dưỡng từ cạc-tông, bạn có thể thêm nước -- tôi chế tạo thứ này dành cho người tị nạn -- bắp, đậu, bí hoặc hành. Tôi thử với vài thùng chứa -- vợ tôi bảo nếu tôi làm được thì ai cũng có thể -- và cuối cùng tôi đã trồng một khu vườn hạt giống. Và rồi bạn thu hoạch hạt giống -- nhân tiện xin cảm ơn Eric Rasmussen vì sự giúp đỡ của anh -- bạn đang thu hoạch cả một khu vườn hạt giống. Bạn có thể thu hoạch hạt, và bạn chỉ cần một vài hạt bắp -- tôi cho sợi nấm vào, và tôi ghép hạt đó vào lõi bắp. Đây, ba lõi bắp, không cần loại ngũ cốc nào khác -- hàng loạt những cây nấm sẽ mọc lên. Sử dụng quá nhiều từ ngân hàng carbon, đáng lẽ cộng đồng này sẽ phải chết đi. Những hãy xem chuyện gì xảy ra. Những cây nấm này sẽ được thu hoạch, nhưng quan trọng hơn, sợi nấm đã chuyển đổi cellulose thành đường nấm. Tôi đã nghĩ, làm thế nào để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng ở đất nước này? Và chúng tôi đã cho ra đời Econol.

Sản xuất ethanol từ cellulose sử dụng sợi nấm làm trung gian -- bạn sẽ thu được mọi lợi ích tôi vừa miêu tả. Nhưng đi từ cellulose để có ethanol vẫn không khôn ngoan về mặt sinh thái, và tôi nghĩ là chúng ta cần phải tỏ ra khôn ngoan về việc sản xuất năng lượng. Vì thế chúng tôi đã tạo những ngân hàng carbon trên hành tinh, tái tạo đất -- có nhiều loài động vật chúng ta phải kết hợp. Tôi nghĩ rằng sử dụng sợi nấm có thể giúp cứu lấy thế giới. Cảm ơn rất nhiều. (Vỗ tay)