Znajdź zawartość

Wykorzystując teoretyczne modelowanie, zdjęcia i pomiary, amerykańscy naukowcy opracowali dwa wzory idealnego blaszkowania grzyba. Co prawda nie występują one w naturze, ale i tak grzyby skutecznie się rozmnażają i uznaje się je za inżynieryjny majstersztyk (Mycological Research). Budowa grzybów była badana przez mykologów przez ponad wiek. Od dawna wiadomo zatem, że blaszki, element budowy owocnika grzybów owocnikowych, pomagają w rozprowadzaniu zarodników. Zarodniki są katapultowane z powierzchni blaszek. Na początku przebywają w poziomie krótki odcinek, a potem opadają pionowo, póki nie natrafią na prądy powietrza wirujące wokół kapelusza – wyjaśnia profesor Nicholas Money z Miami University w Ohio. Moneyowi i doktorowi Markowi Fischerowi z College of St Joseph udało się opracować dwa wzory grzyba doskonałego. W naturze grzyby blaszkowe mają blaszki, które się rozgałęziają. Dzięki temu zjawisku mogą zwiększyć swoją powierzchnię nawet 20-krotnie i skuteczniej rozprowadzać powiększoną o ten sam rząd wielkości liczbę zarodników. Grzyby są dziełami sztuki naturalnej inżynierii – uważa Money, co nie zmienia faktu, że żaden z nich nie wykorzystuje projektu idealnego. Odkryliśmy, że ułożenia najefektywniejsze z inżynieryjnego punktu widzenia nie występują w przyrodzie. Chodzi o ciasną spiralę pokrywającą cały hymenofor i o wzór przypominający żaluzję poziomą, czyli wenecką. Nie mogą się one wykształcić w związku z ograniczeniami wynikającymi z prawidłowości rozwoju owocnika. Od samego początku układ komórek prowadzi do pojawienia się symetrii promienistej. Dobór naturalny doprowadził do wyrzeźbienia rozmaitych układów promienistych, które sprawdzają się bardzo dobrze albo na tyle dobrze, by pozwolić grzybom "rozkwitać" przez dziesiątki milionów lat. Naukowcy żywo interesują się, jak można by wykorzystać blaszki grzybów i inne naturalne struktury do ulepszenia różnych urządzeń, np. grzejników, klimatyzatorów czy filtrów do uzdatniania wody. W kolejnym etapie badań Money i Fischer zamierzają sprawdzić, jaki typ grzybów jest najlepszy w rozprowadzaniu zarodników.

Grzyby żywiące się odchodami krów i innych przeżuwaczy wytwarzają zarodniki bijące rekordy prędkości w naturze. Są one bardzo małe (ich wielkość wynosi od 10 mikrometrów do 0,5 mm), ale przemieszczają się z szybkością 25 metrów na sekundę (PLoS ONE). By móc się skutecznie rozmnażać, koprofilne grzyby muszą być zjedzone przez roślinożerców. Zwierzęta nie pasą się jednak w pobliżu swoich odchodów, problem należało więc jakoś rozwiązać. Dlatego też w toku ewolucji powstały mikroskopijne katapulty lub, jak kto woli, trampoliny, wyrzucające zarodniki na odległość 2,5 m. To jednak mniej, niż wynikało z modeli matematycznych. Nicholas Money z Miami University i zespół mogli dokładnie wyliczyć prędkość, ponieważ posłużyli się kamerą utrwalającą 250 tys. klatek na sekundę. Monitorowali działania 4 gatunków grzybów. W jednej minucie zarodniki spoczywają na odchodach, a milionowe sekundy później już podróżują z prędkością 25 metrów na sekundę. Amerykanie odnotowywali przyspieszenia do 180 tys. g. To największa wartość mierzona w powietrzu. By wiedzieć, z czym mamy do czynienia, naukowcy podają przykłady skaczącej antylopy, która osiąga przyspieszenie jedynie 1,6 g, pchły ze skromnymi 200 g lub astronautów, którzy podczas startu wahadłowca zmagają się maksymalnie z 4 g. Najszybsze zarodniki w ciągu jednej sekundy przemieszczają się o milion długości swojego "ciała". Człowiek o wzroście 1,8 m, który miałby przebywać w ciągu sekundy milion swoich wysokości, [...] poruszałby się 5000 razy szybciej niż dźwięk. Czemu jednak przewidywania modeli matematycznych rozminęły się z rzeczywistością? Diana Davis zwróciła uwagę na uwalniane z zarodnikami krople wody. Żeby strzyknąć zarodnikami, grzyby wykorzystują ciśnienie osmotyczne. Bazując na składzie wydzielanych soków, wyliczono ciśnienie wewnątrz komórki. Zgodnie z modelem matematycznym, powinno być ono bardzo wysokie, by zarodniki dało się odrzucić aż na kilka metrów. Zamiast tego Davis zauważyła, że ciśnienie wewnątrz strzykających komórek nie jest wyższe od stwierdzanego w innych komórkach grzybni. Wygląda więc na to, że przeceniono opór stawiany maleńkiej kropelce wody przez powietrze.