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真菌能否拯救地球?

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

环境污染是当今世界面临的一个日益严重的问题。由于各种废弃物的倾倒、采矿和农用化学品的使用以及其他人为活动,土壤污染日益严重。这些污染物包括许多顽固的有机化合物、电子废弃物、同位素和重金属。重金属污染影响了生产力和农产品的质量。这些有毒金属在植物中的积累会导致它们随后在食物链中转移和放大。因此,由于生态、进化、营养和环境方面的原因,它们的毒性是一个令人关注的领域。目前正在采用一些策略对农业土壤进行补救,真菌修复是其中之一。真菌修复是一种生态友好的 "绿色清洁 "技术,在清理重金属和有机污染物方面具有巨大的潜力。植物和真菌的联合可以将有毒金属解毒,转移并积聚在地上的生物质中,然后再进行金属回收。真菌修复在清理污染土壤、沉积物方面的应用潜力巨大。



真菌修复虽然是一种相对较新的环境修复方法,但许多生态学家和真菌学家已经开始合作并进行研究,以发展这一理念。下面是它的工作原理:农业、化石燃料和制造业会产生大量的废物,通常以有毒化学品或其他有害物质的形式存在,这些废弃物最终会作为污染物在环境中进行生物累积。真菌自然产生的酶,使它们能够代谢和处理复杂的分子,包括其中的一些污染物。真菌完成这一过程的方式以及之后对污染物的处理方式因真菌种类和被代谢的污染物不同而不同。真菌修复的三种主要模式是生物降解、生物吸收和生物转化。

真菌最重要的功能是它们的分解能力。它们通过使用强大的酶来代谢复杂的有机化合物。菌类修复最发达的分支与白腐真菌有关。白腐真菌是一类生理上类似的真菌,它们产生的酶可以分解木质素和其他类似的多链化合物。木质素是一种复杂的化学物质,通常从木材中提取,构成植物细胞壁的一个组成部分。木质素与许多污染物的化学性质相似。因此,白腐真菌的酶也能分解碳氢化合物和其他化合物。毒素在被真菌代谢和降解后,对环境的污染和持久性降低。在恢复被原油或其他石油产品污染的水生生态系统时,生物降解被认为效果最好。

生物吸附是一个过程,在这个过程中,真菌从环境中吸收污染物。当污染物是重金属时,生物吸附发挥最大作用。当我们处理退化的土壤时,往往是这种情况。当一个真菌物种被放置在一个被污染的环境中时,它将与附近的污染物进行化学结合,并将它们输送到自己的细胞中。真菌以这种方式吸收污染物的能力相当强,而且不需要额外的新陈代谢能量。

与生物降解和生物吸附一样,生物转化也是以其描述的过程命名的。真菌被用来将环境毒素转化为可食用的有机物。真菌的生物转化最疯狂的地方在于这个过程会产生蘑菇! 是的,你没看错,能制造蘑菇还能修复自然界的环境。真菌利用它们的酶产生所谓的蘑菇"子实体",可以作为蛋白质的来源食用。



真菌修复背后的一般理念是将真菌引入污染环境,如重金属饱和的土壤或被石油污染的河流,并给真菌一个自然降解毒素的机会。这里的关键词是自然。当人类被赋予清理环境中的石油或化学品泄漏的任务时,其副作用可能是有问题的。首先,这种清理工作需要大量的能源来驱动所有相关的技术和机械。它往往还会破坏清理现场周围的环境,从而导致进一步的生态失衡。让真菌自然而然地承担一部分工作(通过真菌修复过程),有助于最大限度地减少对污染地区的任何额外环境损害。虽然真菌修复仍然是一个相当新的概念,但它似乎是一个充满希望的概念。随着科学家们不断开发环境恢复战略,我们必须将研究和资金投入到那些不仅能解决我们制造的问题,而且还能避免制造新问题的方法中去!由于真菌具有天然的潜力,它们似乎是未来土壤和水生生物清理项目的一个很好的选择。


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