Heimsálfurnar eru með öllu líflausar. Þar fyrirfinnast engin dýr, engin tré, engar jurtir, ekki einu sinni mosi hafði náð fótfestu þegar þarna var komið sögu.
Við skyggnumst 635 milljón ár aftur í tímann þegar hitastig jarðar var aðeins að byrja að hækka. Síðustu 90 milljón árin á undan hafði jörðin verið gegnfrosin og allt var tómt, lífvana og þakið ís.
Undir yfirborðinu voru hins vegar smásæir sveppir í þann veg að breyta hnettinum okkar í byggilegan stað fyrir milljónir lífvera.
Hversu stórt hlutverk sveppirnir léku fyrir myndun lífs á jörðu kom í ljós í upphafi árs 2021 þegar kínverskir vísindamenn birtu upplýsingar um eldgamlan mosasteingerving sem fundist hafði. Steingervingur þessi er talinn vera elstu ummerki um sveppalíf á landi og er í það minnsta 130 milljón árum eldri en elstu landdýrin sem fyrst létu á sér kræla einum 450-500 milljón árum síðar.
Þessi 630 milljón ára gamli sveppasteingervingur sést hér í smásjá. Sveppurinn var ein af allra fyrstu landlífverum jarðar.
Ef marka má vísindamennina skipti þessi nýfundni sveppur sköpum fyrir umbreytingu jarðar okkar úr frosinni snjókúluplánetu yfir í frjósaman og tegundaríkan hnött. Sveppurinn olli veðrun í bergi og braut það niður með þeim afleiðingum að jörðin hæfði betur fyrir plöntuvöxt.
Síðan þetta var hafa sveppir tekið bólsetu á svo gott sem öllum hlutum heimsins: Þeir sjá plöntunum fyrir samskiptaneti, breyta maurum í uppvakninga og taka saman höndum í baráttunni gegn plastmengun.
Þeir eru hins vegar einnig nægilega öflugir til að geta hrint af stað næsta heimsfaraldri og eytt öllu því lífi sem þeir áttu þátt í að stuðla að.
Plöntur á samskiptanetinu
Á okkar dögum felur svepparíkið í sér um það bil 1,5 milljón tegundir og hafa aðeins um sjö hundraðshlutar verið nafngreindir.
Ástæða þess er fyrst og fremst sú að margar tegundirnar eru einfrumungar, á borð við ger sem ógerningur er að koma auga á berum augum.
Sveppir ljóstillífast ekki eins og plöntur og þeir melta heldur ekki fæðuna í meltingarvegi, líkt og við á um dýrin. Þess í stað losa sveppir frá sér öflug ensím sem brjóta niður umhverfið.
Þó svo að genetískar rannsóknir sýni fram á meiri skyldleika sveppa með dýrum en plöntum þá mynda þeir sitt eigið ríki.
Hatturinn sem við þekkjum svo vel, er aðeins takmarkaður hluti af samanlögðum lífmassa sveppsins og margir sveppir eru alls ekki með neinn hatt.
Meginstarfsemi sveppa á sér stað neðanjarðar. Þar vex mýslið en um er að ræða net af samofnum sveppaþráðum sem mynda hið grólausa sveppþal (sveppið) sem minnir á rætur plantna.
Mýsli geta orðið ótrúlega stór en í Óregon í Bandaríkjunum er að finna stærstu neðanjarðarlífveru heims. Um er að ræða svokallaðan hunangssvepp sem þekur með mýsli sínu u.þ.b. 965 hektara lands sem samsvarar 1.350 fótboltavöllum að stærð.
30.000 tonn vegur stærsta lífvera heims – hunangssveppurinn í Óregon í Bandaríkjunum.
Mýsli sveppanna eru einnig nefnd „samskiptanet náttúrunnar“ því þau gera plöntum kleift að eiga í samskiptum yfir langar vegalengdir.
Verði tiltekin planta fyrir árás af völdum meindýrs getur hún varað aðrar plöntur á svæðinu við sem gerir þeim m.a. kleift að auka magn beiskjuefna í blöðunum.
Allt að 90 prósent allra plantna hýsa svonefndar svepprætur og gagnast sambýlið bæði sveppum og plöntum.
Neðanjarðarsveppanetið ver plönturætur gegn bakteríusýkingum og sér til þess að færa plöntunum vatn og næringu langt að. Sem þakkir fyrir greiðann er sveppinum launað með kolvetni úr ljóstillífun plöntunnar.
Þorsti trjánna slökktur
Trén reyna markvisst að laða að sér sveppi sem taka sér búsetu á rótunum. Sveppirnir eru nefnilega ómetanleg aðstoð þegar kemur að upptöku vatns og steinefna í trjánum.
1. Plöntur kalla á sveppi
Trjárætur losa frá sér boðefni sem sveppagró skynja í jarðveginum. Gróin bregðast við með því að skjóta út sveppagróum í átt að plönturótunum. Sveppagróin vaxa saman og mynda risavaxið net sem kallast mýsli.
2. Sveppur ryður sér leið inn í plönturætur
Sveppagróin smjúga inn í trjáræturnar og ryðja sér leið inn í einstaka plöntufrumur þar sem þau framleiða efni sem tryggja að tréð samþykki innrás sveppsins. Með þessu móti myndast mýmargar tengingar á milli sveppsins og plöntunnar.
3. Vatnið streymir langt að
Þessar tengingar sem einnig mætti kalla brýr, eru bæði gagnlegar trénu og sveppnum. Mýsli sveppsins teygir sig yfir stærra svæði en sem nemur trjárótunum og tekur upp vatn og steinefni sem berast langt að en sveppnum er á hinn bóginn launað með kolvetni úr ljóstillífun trésins.
Sumar plöntutegundir eru háðar svepprótum að svo miklu leyti að þær þrífast ekki án þeirra.
Þar sem elstu steingervingar sveppategundarinnar eru 400 milljón ára gamlir gefur það til kynna að svepprætur hafi gagnast landlægum plöntum til að mynda rótfestu alveg frá fyrstu dögum þeirra fyrir 450-500 milljón árum.
Risasveppur varð 8 metrar á hæð
Ofanjarðar vaxa svo svepphattarnir sem líkja mætti við ávexti sveppanna. Hlutverk þeirra er að framleiða æxlunarfrumur sem kallast gró en þau myndast í fönunum á neðanverðum hattinum.
Andstætt við plöntur eru gróin svo agnarsmá að þau þarfnast ekki dýra til að dreifast um en vindur og vatn nægja til að bera þau um langan veg.
Sveppagró fara víða
Þau breyta maurum í dauðyfli og nota loftstrauma til að ráðskast með loftslagið. Sveppir hafa þróað með sér ýmis snjallræði til að dreifa kynfrumum sínum og nema land um alla jörð.
Hattsveppir mynda loftstrauma
Sveppahattar losa frá sér vatnsgufu sem lækkar hitastigið og orsakar loftstrauma umhverfis sveppinn. Við þetta ýtast gróin frá kyrra loftinu rétt yfir jörðu og þau dreifast yfir stærra svæði.
Sníkjusveppur vex út úr maur
Sveppurinn Ophiocordyceps sýkir maura og yfirtekur heila þeirra. Maurinn neyðist til að klifra upp í tré og því næst vex sveppurinn út úr höfði maursins og lætur frá sér gró sem geta sáldrast yfir nýja maura á skógarbotninum.
Ský af gróum streymir út í loftið
Físisveppurinn safnar gróum inni í hattsveppnum og sleppir þeim ekki fyrr en annað hvort dýr eða vatnsdropi snertir þau. Stærsti físisveppurinn, Calvatia gigantea, inniheldur allt að sjö billjón gró.
Gersveppir eru kynlausir
Sveppir dreifa ekki allir gróum. Ger fjölgar sér t.d. á þann hátt að fruma myndar hnúð sem þróast yfir í nýja dótturfrumu. Þegar fram líða stundir verður ein fruma með þessu móti að heilum stofni af gerfrumum sem eru erfðafræðilega eins.
Venjulegur sveppur getur myndað allt að 40 milljón gró á klukkustund en hins vegar framleiðir kólfsveppur sem útbúinn er höttum sem standa út úr trjástofnum, meira en fimm billjónir, þ.e. 5.000.000.000.000, gró á hálfu ári.
Sveppir hafa sennilega verið færir um að mynda langtum meira af gróum áður fyrr.
Steingervingafundur hefur leitt í ljós að tiltekinn risasveppur skagaði u.þ.b. átta metra upp úr jörðinni fyrir á að giska 470-360 milljón árum.
Sveppurinn Prototaxites var stærsta lífvera á jörðu fyrir 470-360 milljónum ára en hann var rösklega átta metra hár.
Risavaxni Prototaxites-sveppurinn var án efa stærsta lífvera á jörðu á þeim tíma þegar plöntulíf samanstóð mestmegnis af mosa og aðeins örfá örsmá dýr fyrirfundust.
Við innbyrðum sveppi dag hvern
Sveppir eru sérhæfðir með það fyrir augum að brjóta niður smágerða steina og lífræn efni úr jörðu sem gerir það að verkum að steinefni losna úr læðingi og yfirborðsjörðin auðgast.
Niðurbrotið krefst sérstakra verkfæra og í því skyni hafa sveppir þróað með sér ógrynni ensíma sem umbreyta stærri sameindum í litla búta sem sjá sveppunum fyrir orku og næringu.
Niðurbrot þetta skiptir sköpum fyrir vistkerfin því að öðrum kosti myndi jörðin yfirfyllast af úrgangi og þetta er einmitt ein helsta ástæðan fyrir velfarnaði sveppanna.
GÁTA: Hvaða ávöxtur?
Hversu lengi þarftu að skoða þetta ,,öfuga” myndband til að átta þig á hvaða ávöxt myglan er að ráðast á?
Þá hafa sveppir jafnframt átt þátt í að betrumbæta matseld í árþúsundir og við njótum svo sannarlega góðs af þeim á sama hátt í dag.
Allir þeir sem hafa borðað pítsur, hamborgara, grillaðar samlokur eða pítubrauð hafa neytt sveppa. Brauðið inniheldur nefnilega gersveppinn Saccharomyces cerevisiae.
Auk ætra sveppa á borð við Karl Jóhann, kantarellur og ætisveppi er að finna ógrynni smásærra sveppa í fæðunni, svo sem í bjór, osti og súrdeigi.
Sveppir eru jafnframt nýttir í landbúnaði, þar sem tilteknar tegundir verja uppskeruna gegn t.d. skordýrum og koma með því móti í veg fyrir að nota þurfi skordýraeitur.
Ger sent út í geiminn
Ekki nóg með að sveppir gagnist matvælaframleiðslu gífurlega heldur gera þeir einnig gagn á sviði vísinda.
Gersveppir eru t.d. fullkomnir sem tilraunalífverur, því frumur þeirra minna á frumur mannsins.
Sveppir hafa nú þegar gagnast vísindamönnum við að koma upp um ýmis lífefnafræðileg ferli í frumum og þá er þeim einnig ætlað að veita upplýsingar um hvernig mannslíkaminn bregst við í geimnum.
Gerfrumur í gervihnettinum BioSentinel eiga að verða fyrir geimgeislun til að unnt verði að rannsaka hvort frumur geti sjálfar gert við DNA-skemmdir úti í geimnum.
Árið 2021 lét NASA senda ger út í geiminn með gervihnettinum BioSentinel sem m.a. er ætlað að sanna hvaða áhrif geimgeislun hefur á getu frumna til að endurbæta DNA-skemmdir. Verkefni þetta hefur það markmið að veita vísindamönnum innsýn í heilsufarsógnir sem steðja að geimförum í löngum geimferðum.
Auk þess að vera nýttir í fæðu og vísindum hafa sveppir einnig komist inn í fataskápa okkar og á byggingarsvæðin.
Sveppaleður er t.d. sjálfbær valkostur í stað dýraleðurs, því framleiðsla þess krefst umtalsvert minna vatns og landbúnaðarsvæðis heldur en við á um leður sem framleitt er úr kýrhúð.
Þá er einnig unnt að nota sveppi í sjálfbærum byggingum sem gera við sig sjálfar. Sveppamýsli er eldfast, vatnsfráhrindandi og sterkara en steinsteypa og getur fyrir vikið komið í stað múrsteina.
Sveppamúrsteinn fær styrk sinn frá þúsundum öflugra þráða sem mynda mýslið. Þræðirnir eru úr kítini, sama efni og er í stoðgrind liðdýra.
Besta gjöf sveppa til okkar manna er þó fólgin í sýklalyfjunum sem skoski vísindamaðurinn Alexander Fleming uppgötvaði árið 1928.
Myglusveppur hafði óvart komist ofan í petrískál sem hafði að geyma klasasýkla. Fleming veitti því athygli að nærvera sveppsins hefti vöxt bakteríunnar, sökum þess að sveppurinn framleiddi penisillín.
Síðan þessi tilviljun átti sér stað hefur dauðsföllum af völdum bakteríusýkinga fækkað svo um munar.
Þess má geta að annað en sýklalyf fæst úr sveppum. Vísindamönnum hefur tekist að umbreyta þeim í lyfjaverksmiðjur með því m.a. að genabreyta geri til þess að unnt sé að framleiða insúlín og önnur hormón. Þá má einnig geta þess að geðlæknar hafa lýst góðum árangri í meðhöndlun á þunglyndi og kvíða með psílósýbínsveppum.
Sveppir gætu hrundið af stað næsta faraldri
Þó svo að sveppir sem notaðir eru í penisillínframleiðslu hafi bjargað lífi milljóna, stendur okkur ógn af öðrum sveppum. Hér er ekki átt við eitursveppi á borð við grænan flugusvepp, heldur smásæjar sveppasýkingar.
Nýir ónæmir sveppir hafa litið dagsins ljós um nánast gjörvallan heim á síðasta áratug. Ein algengasta tegundin, Candida auris, hefur þróað ónæmi gegn sveppalyfjum í um 90 prósent allra tilfella um sýkingu.
Takist C. auris að komast út í blóðrásina veldur hann dauða um þriðjungs allra sjúklinganna á örfáum vikum.
Aspergillus fumigatus kallast annar þolinn sveppur sem fyrirfinnst í miklu magni í rotnandi plöntum, jarðvegi og heimilisryki. Daglega öndum við að okkur hundruðum gróa af A. fumigatus án þess að finna fyrir neinum óþægindum því ónæmisfrumur í lungunum fjarlægja þau.
250.000 manns veikjast árlega af sveppasjúkdóminum aspergillosis. Hér sjást hvítir þræðirnir á röntgenmynd.
Ef um er að ræða sjúklinga með veiklað ónæmiskerfi getur sveppurinn þó komist út í blóðið og valdið þar usla á borð við sjúkdóminn aspergillosis.
Áður fyrr var unnt að meðhöndla A. fumigatus með svonefndu tríasóli en sveppurinn hefur nú myndað ónæmi gegn lyfinu. Þess má t.d. geta að sjúklingum á hollenskum sjúkrahúsum sem sýkst hafa af tríasól-þolnu A. fumigatus fjölgaði um helming á árunum milli 2013 og 2018.
Lækning er því miður ekki í augsýn. Torveldara reynist að þróa lyf gegn sveppum en að framleiða sýklalyf og þar sem við erum skyldari sveppum en bakteríum er aukin hætta á að sveppadeyðandi efni geti valdið skaða á mönnum.
Sveppir taka til í náttúrunni
Þó svo að við eigum á hættu að lúta í lægra haldi í baráttunni gegn sveppasýkingum getum við glaðst yfir þeirri aðstoð sem aðrar sveppategundir veita okkur í baráttunni fyrir umhverfinu.
Plastúrgangur og eitraðir þungmálmar eyðileggja vistkerfið og ógna tilvist ýmissa tegunda. Vísindamenn meta sem svo að ef plastmagnið í sjónum eykst umfram 250 milljón tonn á næsta áratug, þá muni vera meira plast en fiskar í sjónum árið 2050.
Þessar dapurlegu framtíðarhorfur kunna þó að breytast af völdum plastétandi sveppa. Árið 2017 uppgötvaði teymi kínverskra vísindamanna svepp sem kallast Aspergillus tubingensis á sorphaugum í Pakistan.
Sorphirðar jarðarinnar éta plast
600 ára þróun hefur gert sveppi að framúrskarandi sorphirðum. Vísindamenn hyggjast nýta niðurbrotseiginleika sveppanna til að vinna bug á síaukinni plastmengun í náttúrunni.
1. Sveppur dreifist um mengað svæði
Gró úr plastætusveppinum Aspergillus tubingensis, dreifast yfir svæði sem er mengað af plasti, m.a. í jörðu, á ströndum ellegar plastsorphaugum.
2. Ensím brjóta niður plastkeðjur
Sveppurinn dreifir sér og losar frá sér ensím sem ráðast gagngert í það að brjóta niður kemískar bindingar í löngu sameindakeðjunum sem plasttegundin fjölester fjölúretan samanstendur af.
3. Plastið brotnar niður
Jafnframt því sem ensímin brjóta niður bindingar í plastinu breytist það í minni sameindir sem sveppurinn tekur upp og sem valda ekki skaða á vistkerfinu.
Sveppur þessi gleypti í sig plasttegundina fjölester fjölúretan sem m.a. er notuð í framleiðslu á dekkjum, slöngum og kæliskápseinangrun en að öllu jöfnu tekur marga áratugi að brjóta efni þetta niður.
Á aðeins tveimur mánuðum höfðu ensím sveppsins brotið fjölúretanið niður í búta sem ekki skaða náttúruna.
Síðan þetta gerðist hafa fundist aðrir plastétandi sveppir sem brotið geta niður ýmsar gerðir af plasti og aðrir sem reynast geta gleypt í sig þungmálma og með því móti gegnt hlutverki forðabúra sem eyða hættulegum efnum úr umhverfinu.
Vísindamenn vinna nú að því að betrumbæta getu sveppanna þannig að þeir verði færir um að inna af hendi það gríðarmikla verkefni sem er fólgið í hreinsun náttúrunnar.
Hið risastóra svepparíki sem greitt hefur götu plantna og dýra undanfarin hundruð milljón ára, er nú virkur þátttakandi í baráttunni gegn mengun. Enn og aftur er nú útlit fyrir að hattsveppir og mygla geti orðið helstu hetjurnar og bjargað náttúrunni frá hruni.
