真菌计算机

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Fungi seem harmless enough. Many Species know otherwise. … Because there are some fungi who seek not to kill, but to control. Viruses can make us ill, but fungi can alter our very minds. 真菌看似无害,许多物种却知道事实并非如此。……因为真菌寻求的并非杀戮,而是控制。病毒致病,但真菌可以改变我们的心智。

美剧《最后生还者》(The Last of Us)以这样一段虚构的电视采访开篇,将情节设定在随着气候变暖,真菌适应更高温度,进而感染并控制人类的世界之中。在观看完整季剧集后,我对真菌有了兴趣,开始阅读英国生物学家Merlin Sheldrake的《Entangled Life: How Fungi Make Our Worlds, Change Our Minds & Shape Our Futures》。

在我此前的文章《树维网》中,已经提及了真菌。它可以和树木的根须构成“菌根网络”,各取所需。本文将延续传播视角,从真菌及其与世界的关系,逐渐延伸至关于真菌计算机的狂想。

初识真菌 #

真菌学研究曾作为植物学的一个分支,但现在我们都已达成共识,真菌区别于植物、动物和其他真核生物,自成一界。(在生物分类上,三域包括古菌、细菌、真核;真核域又分为动物、植物和真菌等。)真菌种类繁多,具体可以参考这篇文章

在生态系统中,真菌是主要的分解者,在物质循环中扮演着重要角色。Merlin在书中这么描述真菌的作用:

They are eating rock, making soil, digesting pollutants, nourishing and killing plants, surviving in space, inducing visions, producing food, making medicines, manipulating animal behavior, and influencing the composition of the Earth’s atmosphere. 真菌可以侵蚀岩石、制造土壤、消化污染物、滋养和杀死植物、在太空中生存、诱发幻觉、生产食物、制造药物、操控动物行为以及影响地球大气层的组成等。

这段话可以大体总结出书中的内容。比如,松露(Truffle)作为一种具有诱人气味的稀有块菌,被视为“餐桌上的钻石”,既闪耀又昂贵;青霉素(或盘尼西林,Penicillin)开启了抗生素时代,被公认是治疗医学领域最伟大的进步之一;地衣(Lichen)可以从岩石中攫取养分,在外太空甚至是极端辐射的条件下存活;菌根网络共生效率(Symbiotic Efficiency)的起起落落,会影响大气中的二氧化碳含量,进而影响气候变化。

真菌与世界的关系 #

真菌既自称一界,又和其他的动物和植物,以及人和生态,充满着互动及共生关系。

真菌与植物共生。 前述的菌根网络,菌丝和根须彼此缠绕联结,超过90%的植物依赖这种关系。而在地衣中,研究者发现了更为复杂的共生现象。1869年,瑞士博物学家Simon Schwendener提出了关于地衣的双重假说。他认为,地衣包含两种物质:真菌和藻类(Alga)。真菌是地衣共生菌(Mycobiont)提供物理保护及营养获取。光合共生藻类则进行光合作用,提供能量。在此后的深入研究中,研究者还发现地衣中除了包含真菌和藻类,还包含其他的生物,也就是说地衣是一种微型生态

但也有比较特殊的,作者提及一种名为Voyria的植物,它是真菌异养生物,通过寄生在真菌上而不是通过光合作用获取食物,其根粗密,形成了容纳真菌宿主的“鸟巢”。但作者产生疑问,这样的关系中,Voyria能为真菌提供什么呢?

真菌操控着动物。 松露散发出独特的气味来引诱动物扒食,顺带将其孢子带到别的地方。更为“残酷”的则是寄生,比如木工蚁(或弓背蚁,Carpenter Ants)被真菌控制身体(而非大脑)后,会爬上植株寻找约25厘米高的叶子背面,在这个适合真菌生长的位置倒挂,最终死去,而真菌则会从身体中长出来。

更为大家熟知的,则是冬虫夏草(Ophiocordyceps),虫草菌寄生在蝙蝠蛾幼虫中吸取其养分。这也是游戏《最后生还者》和电影《天赐之女》(The Girl With All the Gifts)的灵感来源。

真菌和人的关系。 真菌据估计有220万至380万种,但已发表的不过12万种。人类把部分真菌作为食物,也利用酵母菌去酿酒、发面,或者利用真菌来制造药物。与此同时,真菌也会致幻甚至致命,或者感染在人体上,带来体癣等疾病。在文化意义上,某些真菌或许曾因其致幻效果,被用于巫舞和通灵,那是人类文化矇昧的起源。时至今日,LSD(麦角菌合成)、迷幻蘑菇(Psilocybin)也依然在某些亚文化场合被食用。

此外,真菌还参与着地球的气候变化。每年植物从大气中吸取130亿吨的二氧化碳当量,然后排放给藏在土壤中的“菌根真菌”(Mycorrhizal Fungi)。真菌利用碳来扩大其菌丝网络,还有助于增强土壤的结构,进而助力植被生长并促进森林固碳率。

真菌计算机 #

菌丝体(Mycelium)是一种去中心化的网络,但却充满着智慧,可以通过菌丝(Hyphae)相互传递电信号,借此分享信息。这种“类脑”网络的控制权是分散的,其协作无处不在,无处不有。

在《最后生还者》之中,随着气候变暖,虫草菌将人类变为宿主,以此实现了其在全球的“统治”。借由虫草菌漫长、纠缠、绵延的菌丝,人类的活动能够被其察觉,并依靠菌丝网络快速传递给周边的“丧尸”(或食人者,Cannibals)。这既是可怖的,也是可被理解的。

而在另一部充满末日色彩的影视作品《拾荒者统治》(Scavengers Reign)中,创作者或科学家们则幻想了另一种未来。

人类在一个充满着奇特动植物的陌生星球降落,一部分人像木工蚂一样,被真菌寄生后攫取能量,从体内长出了蘑菇。

当机器人Levi连根拔起花株时,其根部的某种真菌扩散并感染了它,在其体内蔓延,实现了真菌菌丝与硅基芯片的“连接”,改变并操控了机器人——仿佛借助菌丝网络,成为了整个星球信息网络的一部分。

现实中,西英格兰大学教授Andrew Adamatzky于2018年将电极和平菇(Oyster Mushroom)连接,并根据试验中观察的现象,提出了真菌计算机(Fungal Computer)。

他认为,真菌计算机的意义不在于取代硅基芯片。相反,人类可以利用生长在生态系统中的菌丝体作为“大规模环境传感器”。

真菌网络每天都在监测大量数据流。如果我们能进入菌丝网络,解读它们处理信息的信号,我们就能更多地了解生态系统中发生了什么。真菌可以报告土壤质量、水质纯净度、污染等方面的变化,或者它们所敏感的任何其他环境特征。

从这个角度狂想,计算机借助真菌成为了地球生态的监测器,也就从万维网进入了“树维网”,甚至是整个地球的“信息网络”。