Ciupercile, nu doar în salate sau tocane: Cum funcționează ca armă împotriva poluării în epidemia de case abandonate dintr-un oraș american

În lupta pentru combaterea poluării și a schimbărilor climatice, un număr tot mai mare de oameni de știință încep să se orienteze către una dintre cele mai vechi biotehnologii ale naturii: ciupercile, scrie BBC.

Orașul Cleveland se confruntă cu o epidemie de case abandonate. Casele dărăpănate se numără cu miile. Aceste structuri dărăpănate sunt pline de toxine, cum ar fi plumbul, și sunt dărăpănate până la punctul în care nu mai pot fi recuperate. Și dacă demolarea și eliminarea în siguranță a deșeurilor unei astfel de case sună descurajator, imaginați-vă mii de case.

Printre numeroasele probleme care apar, o întrebare esențială implică deșeurile. Ce se face cu deșeurile provenite de la atât de multe structuri demolate, în condițiile în care o mare parte dintre acestea sunt toxice?

„Toate materialele provenite din demolări – stâlpii, podelele, masa celulozică [componenta structurală primară a plantelor] și chiar și lucruri precum țiglele de tavan și materialele asfaltice, cum ar fi șindrila de acoperiș, pot fi amestecate în substrat care devine apoi bun pentru creșterea ciupercilor”, spune Chris Maurer, fondatorul firmei de arhitectură Redhouse Studio din Cleveland. Prin intermediul firmei sale, Maurer a pledat pentru utilizarea substratului pentru a rezolva criza locuințelor din Cleveland, care este, de asemenea, o criză de sănătate pentru locuitorii orașului.

Substratul este orice material pe care miceliul – partea vegetativă și filiformă a ciupercilor – îl folosește pentru a se hrăni. Cu alte cuvinte, ciupercile pot mânca deșeurile nocive din casele abandonate. Metalele grele și alte toxine sunt extrase și capturate în ciupercile care cresc, în timp ce resturile de substrat, inclusiv miceliul, sunt compactate și încălzite pentru a crea cărămizi curate pentru construcții noi. „Micoblocurile” rezultate au o consistență asemănătoare lemnului de esență tare și, în funcție de specificul procesului de fabricație, s-a demonstrat că sunt semnificativ mai rezistente decât betonul.

Acesta este programul Biocycler al Redhouse, care este unul dintre numeroasele și diversele eforturi din întreaga lume menite să elimine poluarea, să combată schimbările climatice și să atenueze efectele deja iminente ale acestora prin intermediul uneia dintre cele mai vechi biotehnologii ale naturii: ciupercile.

„Practic, ceea ce facem noi este să deviem tonele de deșeuri de la depozitele de deșeuri”, spune Joanne Rodriguez, fondator și director executiv al unei organizații similare, Mycocycle, care se ocupă de reciclarea deșeurilor din construcții pentru clienți corporatiști. „[Pentru că] 11% din carbonul mondial provine din materialele din mediul urban. Până în 2027, doar prin devierea deșeurilor de către Mycocyle, Rodriguez anticipează reduceri ale emisiilor de carbon „de aproape 160.000 de tone metrice”.

Ce mai pot face ciupercile? În timp ce digerarea unor case întregi poate părea o sarcină dificilă pentru umila ciupercă, capacitatea unor specii de a devora deșeuri și de a eradica poluanții – printre alte caracteristici – înseamnă că ele reprezintă o oportunitate imensă de a extrage toxinele dăunătoare atât din mediul nostru construit, cât și din cel natural.

Pe parcurs, ele pot contribui la rezolvarea unui spectru de probleme ecologice suplimentare. Acesta este domeniul emergent al micoremedierii, despre care cercetătorii afirmă că ar putea crea, de asemenea, o „bioeconomie circulară” în care se produc mai puține deșeuri și contaminanți.

Aplicațiile sale sunt numeroase. În Delhi, India, se speră că ciupercile vor ajuta la curățarea aerului infamat de poluare. În Noua Zeelandă, ciupercile au fost folosite pentru a filtra uleiul dintr-un canal. În întreaga Europă, proiectul LIFE MySOIL a folosit micoremedierea pentru a reduce cu 90% cantitatea totală de hidrocarburi petroliere din sol în trei situri pilot. Și lista poate continua.

„În calitate de descompunători primari în mediul înconjurător, multe specii de ciuperci sunt concepute pentru a descompune moleculele complexe ale lanțului de carbon, cum ar fi lemnul, compus din lignină și celuloză”, spune ecologistul Brendan O’Brien, director executiv al CoRenewal, o organizație non-profit de bioremediere. Pentru a face acest lucru, ele produc enzime pentru a rupe legăturile acestor molecule complexe, spune el.

„Prin urmare, ele sunt adesea capabile să descompună alți poluanți organici persistenți cu structuri chimice similare”.

Au fost observate ciuperci care descompun poluanți precum petrolul, „substanțe chimice veșnice” cunoscute sub numele de PFAS, erbicide și pesticide. Prin sechestrarea și imobilizarea în țesuturile lor a unor contaminanți precum metalele grele, ciupercile pot contribui chiar la eliminarea plumbului.

Aceste metode de curățare s-ar putea dovedi un avantaj pentru comunitățile minorităților etnice, care tind să fie afectate în mod disproporționat de toxinele din mediul înconjurător. Cercetările au arătat o corelație directă între statutul de minoritate și prezența contaminării solului.

CoRenewal lucrează la dezvoltarea și implementarea de soluții durabile pentru refacerea ecosistemelor deteriorate, de la regenerarea după incendii de pădure, la curățarea deversărilor de petrol și la reducerea toxinelor din mediul construit. Organizația a început cu misiunea de a curăța poluarea cu țiței din Amazonul ecuadorian folosind ciuperci de stridii, care sunt bine cunoscute pentru capacitatea lor de a descompune petrolul și hidrocarburile.

În urma incendiilor din nordul Californiei, în 2017, și-au mutat eforturile către curățarea post-incendiu, aplicând materiale fungice pentru a împiedica scurgerea cenușii toxice să pătrundă în cursurile de apă dulce și pentru a regenera ecosistemele afectate de incendii. În prezent, ei testează eficiența acestui tratament în cinci zone fierbinți de incendii de vegetație de-a lungul coastei de vest a SUA și se așteaptă să aibă rezultate până la începutul anului 2024.

În timp ce capacitatea unor ciuperci de a elimina petrolul este bine documentată, există numeroase studii în curs de desfășurare pentru a descoperi ce mai pot face aceste micelii misterioase. Impactul lor asupra PFAS, substanțe chimice utilizate în articole de zi cu zi, cum ar fi produsele de curățare și hainele impermeabile, despre care s-a constatat că au un impact negativ asupra sănătății noastre, a fost mai mult speculativ – până de curând. În 2022, cercetătorii de la Universitatea A&M din Texas au dezvoltat o tehnică care permite ciupercilor de putregai alb să descompună cu succes PFAS.

„Bioremedierea este mai sustenabilă și mai eficientă din punct de vedere al costurilor decât multe alte mijloace de tratare a PFAS”, spune Susie Dai, profesor de patologie vegetală și microbiologie la Texas A&M University și unul dintre cercetătorii care au realizat studiul. „De exemplu, distrugerea termică este disponibilă în comerț, dar necesită foarte multă energie”.

Ea subliniază că utilizarea căldurii pentru a descompune substanțele chimice poate fi mai rentabilă pentru cantitățile condensate de PFAS, dar că „bioremedierea este mai viabilă pentru a fi aplicată la scări mai mari”. În prezent, echipa sa caută tulpini de ciuperci care au capacități mai puternice de a elimina și de a descompune substanțele chimice PFAS.

Eliminarea acestor substanțe chimice persistente și din ce în ce mai răspândite se poate dovedi benefică pentru sănătatea umană și de mediu pe termen lung. În timp ce juriul nu a stabilit cu exactitate ce riscuri prezintă PFAS pentru sănătatea umană, „studiile pe modele animale au sugerat că unele PFAS pot afecta creșterea și dezvoltarea la doze mari”, spune Dai. „Alte studii pe animale au sugerat riscuri pentru sănătate în ceea ce privește reproducerea, funcția tiroidiană, sistemul imunitar și ficatul”. Și, ca și în cazul solului contaminat, comunitățile de culoare sunt mai susceptibile de a fi expuse la niveluri nocive de PFAS.

Pericolele potențiale au făcut ca eliminarea PFAS să devină o prioritate pentru mulți cercetători în domeniul bioremedierii. De exemplu, o echipă de cercetători de la Universitatea din Minnesota pregătește în prezent o lucrare științifică despre activitatea sa de demonstrare a faptului că anumite specii de ciuperci pot „defluoriza” substanțele chimice dăunătoare, ceea ce le reduce toxicitatea.

„Legătura de carbon fluorurat este, din punct de vedere chimic, cea mai puternică legătură din lume”, explică Jiwei Zhang, profesor asistent de mediu și microbiologie industrială la Universitatea din Minnesota. „De aceea este atât de dificil de tratat. Dar cercetarea noastră – care este încă preliminară – a constatat că unele specii de ciuperci pot descompune această legătură rezistentă. Aceasta, prin ea însăși, este o realizare fundamentală. Următorul nostru pas este să încercăm să înțelegem mecanismele care stau la baza acesteia.”

Pe măsură ce cercetările continuă, experții sunt încrezători că potențialele aplicații ale micoremedierii se vor extinde. „Am zgâriat doar suprafața capacităților miceliului. Cred că miceliul va fi eroul necunoscut al schimbărilor climatice”, prezice Rodriguez.

Dar, avertizează Zhang, ar fi înțelept să procedăm cu prudență. „Folosind ciupercile ca tehnologie de remediere a mediului, s-ar putea să rupeți echilibrul ecologic, deoarece introduceți noi condiții biologice în ecosistem. Așadar, trebuie să fiți foarte atenți. Cultivăm o mulțime de ciuperci în acest moment și acestea sunt eliberate în mediul forestier natural, iar de obicei ciupercile eliberate din ferme sunt foarte competitive. Ele pot alunga alte ciuperci. Este o mare îngrijorare pentru conservarea speciilor naturale de ciuperci.”

În ciuda îngrijorărilor lui Zhang, ciupercile se pot dovedi a fi un avantaj pentru eforturile umanității de a trăi mai conștient de mediu.

De exemplu, Maurer experimentează, de asemenea, cu micoremedierea și micoconstrucția în Namibia, unde casele construite din micoblocuri oferă o soluție potențială la criza galopantă de locuințe din această țară, care este alimentată în mare parte de problema tot mai mare a strămutării climatice. De fapt, Maurer a construit recent ceea ce ar putea fi prima casă construită în întregime din materiale micoremediate.

În timp ce lucra în Namibia, Maurer a aflat despre relația dintre termite și o specie de ciuperci namibiene numită omajowa. Termitele adună frunze în movilele lor, pe care le folosesc pentru a cultiva miceliul de omajowa la două capete. În primul rând, miceliul ajută la descompunerea materialului din frunze pentru o digestie mai ușoară. În al doilea rând, creează un mediu umed prin care circulă aerul și, datorită răcirii prin evaporare, acesta oferă în esență un aparat de aer condiționat pentru movilă. În fiecare an, când ciupercile omajowa răsar din movile, namibienii le colectează și le mănâncă.

Aceasta este o metaforă perfectă pentru diversele eforturi myco-eforturi: colaborarea cu o tehnologie naturală, aproape primordială, în scopuri extrem de practice. Ceva vechi – mai vechi decât umanitatea însăși – devine ceva nou.

Ei bine, poate nou pentru oameni. Acele termite care cultivă miceliu ar putea fi de altă părere.