اختر قارچ‌شناسی: راهکارهای عجیب برای مشکلات حوزه فضا

اخیرا «پاول استامتس»، قارچ‌شناس آمریکایی در همکاری با ناسا به مطالعه جدیدی پرداخته است. در این مطالعه «اختر قارچ‌شناسی»، آن‌ها به بررسی امکان ساخت اسکان‌های فضایی، زمینی‌سازی (Terraforming) سیارات دیگر و سیلوسایبین‌تراپی فضانوردان با قارچ‌ها می‌پردازند. باید گفت این اولین باری نیست که استامتس مطالعه‌ای در زمینه علوم فضایی انجام می‌دهد و اهمیت او به قدری زیاد است که شخصیتی در Star Trek به اسم او نام‌گذاری شده است.

زمین‌سازی سیارات فرازمینی

اختر قارچ‌شناسی زیرشاخه‌ای از اختر زیست‌شناسی است و خود اختر زیست‌شناسی، مطالعه ارگانیسم‌های زیستی در فضای بیرون از زمین است. بنابراین، در این زمینه به مطالعه زیستی جهان می‌پردازیم و در این جهان ما قارچ‌هایی وجود دارند که با اختر قارچ‌شناسی می‌توانیم به مطالعه آن‌ها در تمام کیهان بپردازیم. استامتس معتقد است که روزی در سیاره‌ای دیگر قارچ پیدا می‌کنیم و چنین اتفاقی اجتناب ناپذیر است.

قارچ‌های زمینی می‌توانند به ساخت اسکان و حتی اکوسیستمی جدید یا زمینی‌سازی سیارات دیگر کمک کنند. زمینی‌سازی در واقع مراحلی هستند که برای تبدیل اکوسیستم سیاره‌ای دیگر به اکوسیستمی مانند زمین انجام می‌شوند. گیاهانی که می‌توانند در پروسه زمینی‌سازی سیارات دیگر استفاده شوند، به مواد معدنی نیاز دارند که قارچ‌ها می‌توانند در این مرحله به ما کمک کنند.

قارچ‌ها از باقی‌مانده گیاهان و زباله‌های انسان‌ها استفاده می‌کنند و به ماده‌ای تبدیل می‌شوند که خاک حاصلخیزی به وجود می‌آورد. حالا پس از تجزیه زباله‌ها، این خاک مناسب می‌تواند در تولید غذا برای فضانوردان استفاده شود. حمل چند دانه گیاه بسیار راحت‌تر از حمل هزاران کیلوگرم غذا به سیاره‌ای دیگر است. طبیعت همواره راه‌حل کارآمدی را ارائه می‌کند. برای مثال در این زمینه تولید غذا برای طبیعت راحت‌تر از حمل آن با راکت‌هاست.

اختر قارچ‌شناسی در ناسا

مطالعات اخترقارچ‌شناسی استامتس با ناسا دو مرحله اصلی دارد. در مرحله اول باید گونه‌ای از قارچ‌ها را شناسایی و انتخاب کنند که توانایی تجزیه سنگ و خاک‌های فضایی مثل خاک سیارک‌ها را داشته باشد. تیم‌های تحقیقاتی خاکی را شبیه‌سازی کردند که ترکیبات شیمیایی موجود در سیارک‌ها و حتی مریخ را دارد.

استامتس در کتابخانه خود مجموعه‌ای از حدود ۷۰۰ نژاد مختلف قارچ دارد و تاکنون چندین مورد از آن‌ها را مورد مطالعه قرار داده. در حال حاضر، در مطالعات اولیه مشخص شده که قارچ صدفی یکی از بهترین گونه‌هایی است که روی خاک فضایی تاثیر داشته است.

علاوه بر این، آن‌ها در مطالعه‌ای دیگر چند قارچ را با یکدیگر پیوند دادند تا تاثیر آن را مشاهده کنند. در ابتدا گونه‌ای از قارچ‌ها را روی خاک فضایی پرورش دادند و طول میسلیوم یا ریشه‌های قارچی آن‌ها را اندازه‌گیری کردند. در مرحله بعد، چنین آزمایشی را روی گونه‌های دیگری نیز انجام دادند. تمام گونه‌هایی که در این مرحله مورد مطالعه قرار گرفتند، میسلیوم‌های بلندی نداشتند. پس از این اندازه‌گیری‌ها، از همه این گونه‌ها همزمان استفاده کردند و نتایج بسیار بهتری رخ داد. میسلیوم قارچ‌ها بسیار بلندتر از چیزی بود که انتظار داشتند. می‌توان گفت که تنوع زیستی در این آزمایش نیز قدرت و توانایی خود را نشان داد.

پس از انتخاب بهترین نژاد قارچ و پایان مرحله اول، محققان به سراغ یافتن بهترین راه برای پرورش آن خواهند رفت. برای این کار، باید بدانیم که جهان ما پر از کربوهیدرات‌هاست. یکی از کارهایی که قارچ‌های صدفی انجام می‌دهند، تجزیه کربوهیدرات‌ها و تبدیل آن‌ها به شکر است. باید گفت که شکر یکی از ضروری‌ترین مواد مغذی مورد نیاز تمام اشکال حیات روی زمین است. بنابراین، یکی از روش‌های پرورش قارچ صدفی می‌تواند استفاده از کربوهیدرات‌ها به عنوان ماده غذایی اولیه آن‌ها باشد.

با این حال، نمی‌توان گفت که قارچ‌ها فقط به کربوهیدرات‌ها نیاز دارند. آن‌ها به ماده مکمل دیگری برای افزایش سرعت رشد احتیاج دارند. وقتی ماده مکمل به سیستم اضافه می‌شود، مثل یک کاتالیزور عمل می‌کند و رشد قارچ خودپایدار (Self-Sustaining) می‌شود. هر چه مکمل بیشتری اضافه شود، تنوع زیستی بیشتری به وجود می‌آید.

در این پروسه، دوباره ارگانیسم‌هایی وجود خواهند داشت که رشد می‌کنند و می‌میرند. آن‌ها خود به منابعی تبدیل می‌شوند که ویتامین و سایر مواد معدنی مورد نیاز برای رشد سایر قارچ‌ها را تامین می‌کنند. این مواد معدنی دیگر می‌تواند ترکیباتی زیستی مثل سلولز یا لیگنین باشند و به قارچ‌ها کمک کنند تا بزرگتر شوند و به گیاهان بیشتری کمک کنند تا سلولز بیشتری تولید کنند.

بعد از همه این مراحل، قارچ‌ها می‌میرند و تجزیه می‌شوند و لنز‌های میسلیوم شروع به رشد می‌کنند. لنز میسلیوم کلونی سطحی دایره‌ای شکلی از میسلیوم‌هاست که محیطی واحه‌ای ایجاد می‌کند و ممکن است به اندازه ذره‌ای کوچک باشد. پس از آن، اجتماع این قارچ‌ها پیچیده‌تر و متنوع‌تر و لنز‌های میسلیوم بزرگتر می‌شود. وقتی که محیط واحه‌ها به اندازه کافی رشد کرد، می‌تواند از انسان‌ها نیز محافظت کند.

خانه‌های قارچی در فضا

گروه‌های تحقیقاتی علاوه بر تولید خاک حاصلخیر، روی ساخت سازه‌هایی با قارچ‌ها نیز مطالعه می‌کنند. در این مرحله، محققان قارچ‌های ریشی (Reishi Mycelium) پرورش دادند و بلوک‌های ریشی ساختند. هدف آن‌ها از ساخت این بلوک‌ها، خرد کردن و تبدیل آن‌ها به خاک و تولید محصولی با ارزش افزوده بود. بنابراین، تیم تحقیقاتی این بلوک‌ها را خشک کرد تا بتواند آن‌ها را خرد کند.

اما محققان نتوانستند آن‌ها را خرد کنند. آن‌ها تنها می‌توانستند با تیغ اره این بلوک‌ها را تکه تکه کنند، ولی ضربه زدن به آن‌ها بی‌فایده بود. پس از آن، محققان تصمیم گرفتند تا این بلوک‌ها را در پرس هیدرولیک فولادی با فشار ۱۴۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع قرار دهند تا بلکه بتوانند آن‌ها را خرد کنند. اما بر خلاف انتظار تیم تحقیقاتی، این بلوک‌های ریشی دستگاه پرس را خم کردند.

این بلوک‌های ریشی ساختار محکمی دارند و در برابر حرارت مقاوم‌اند، بنابراین عایق‌های گرمایی خوبی هستند. به علاوه، می‌توان از آن‌ها به عنوان باتری استفاده کرد. نتایج مطالعات نشان می‌دهند که ۸۵ درصد از کل ترکیبات قارچ‌های ریشی کربن است. همچنین می‌دانیم که کربن‌های متخلخل خازن‌های بسیار خوبی به شمار می‌روند. بنابراین، می‌توان این قارچ‌ها را به فرمی پرورش داد که بعدا به عنوان نانوباتری نیز استفاده شوند. پس می‌توانیم روزی روی مریخ خانه‌هایی قارچی داشته باشیم که هم عایق خوبی هستند و هم انرژی پاک تولید می‌کنند. استامتس احتمال می‌دهد که چنین سازه‌هایی را در ۱۰ تا ۲۰ سال آینده در فضا خواهیم دید.

سیلوسایبین‌تراپی

استامتس معتقد است که استفاده از قارچ‌های سیلوسایبین در سفرهای فضایی لازم است. بیش از ۶۵ مقاله معتبر علمی در وب‌سایت ClinicalTrials.gov وجود دارد که نشان می‌دهند این نوع قارچ‌ها در بهبود افسردگی، اختلال اضطراب پس از سانحه (PTSD) و تنهایی در افراد نقش بزرگی ایفا کرده‌اند. فضانوردان در ماموریت‌های خود در محیطی قرار می‌گیرند که افسردگی، PTSD و تنهایی اجتناب ناپذیر است و کمک زیادی نمی‌توان به آن‌ها کرد. اما سیلوسایبین می‌تواند تاثیر مثبتی در روحیه آن‌ها داشته باشد.

در شرایط تحت کنترل، فضانوردان می‌توانند در فضا از سیلوسایبین استفاده کنند و به کیهانی بنگرند که بخشی از آن – بخشی از این آگاهی عظیم هستند و چنین شرایطی از لحاظ احساسی و روانی به فضانوردان کمک می‌کند تا احساس تنهایی نکنند.

استامتس می‌گوید: «من از روی خلوص نیت به ناسا و تمام شرکت‌هایی که به سکونت در فضا فکر می‌کنند، می‌گویم که باید قارچ‌های سیلوسایبین را بخشی از کیت روان‌درمانی فضانوردان خود قرار دهند تا بتوانند از پس تنهایی و چالش‌های فضا برآیند.»