Entangled Life – How Fungi Make Our Worlds, Change Our Minds & Shape Our Futures
Merlin Sheldrake
Random House 2020
eISBN: 9780525510338
Pähkinänkuoressa: Sieniä on kaikkialla, ne ovat kemiallisia velhoja, vuorovaikuttavat lähes kaiken elollisen kanssa ja liittävät rihmastoillaan koko metsän samaan verkostoon. Silti niistä tiedetään yllättävän vähän.
Sieniä on kaikkialla, vaikka niitä ei usein havaitakaan. Niitä on sisällämme ja ympärillämme. Ne ylläpitävät meitä ja ovat meistä riippuvaisia. Ne syövät kiveä, tekevät multaa, sulattavat saasteita, ravitsevat ja tappavat kasveja, tuottavat lääkkeitä, manipuloivat eläinten käytöstä, tuottavat hallusinaatioita ja muokkaavat ilmakehää. Ne ovat onnistuneet pitämään matalaa profiilia; jopa yli 90 % niiden lajeista on tunnistamatta. Kuitenkin ne muodostavat yhden kolmesta aitotumaisten, eukaryoottien, kunnasta eläinten ja kasvien lisäksi. Mikroskooppiset, yksisoluiset hiivat ovat sieniä ja samoin mesisienet (Armillaria), jotka ovat maailman laajimpien organismien joukossa. Nykyinen ennätyksen haltija Oregonissa painaa satoja tonneja ja levittäytyy kymmenen neliökilometrin alueelle. Sienillä on ollut tärkeä rooli evoluutiossa eikä nykyisiäkään ekosysteemejä voi ymmärtää ilman niitä.
Viettely
Piedmontin valkotryffelit (Tuber Magnatum) maksavat 6000 dollaria kilolta. Hinta ei perustu niiden ulkonäköön, sillä ne ovat nuhjuisia kuin multaiset kivet, epäsäännöllisiä kuin perunat ja kuorellisia kuin kallot. Syy arvostukseen on niiden hienon aromi. Niiden paikantamiseen käytetään enimmäkseen koiria, koska siat himoitsevat niitä niin paljon, että usein ehtivät hotkaista herkun ennen kuin isäntä ehtii ottaa sen talteen. Useissa kulttuureissa ne liitetään seksuaalisuuteen. Monissa kielissä sana tryffeli viittaa kiveksiin, kuten vanhassa espanjankielessä turmas de tierra, maan kivekset.
Ravintoloitsijat ympäri maailmaa matkustavat Italiaan tekemään sopimuksia toimittajien kanssa. Vientiyritykset ovat kehittäneet prosessin, jossa tryffelit kerätään, pestään, pakataan, toimitetaan lentokentälle, lennätetään kaikkialle maailmaan ja toimitetaan asiakkaille – kaikki 48 tunnin kuluessa. Niitä ei voi kuivata kuten monia sieniä. Niiden täytyy päätyä loppuasiakkaan lautaselle kolmen vuorokauden kuluessa löytöhetkestä, koska vain elävänä ne tuottavat hienoa aromiaan, joka alkaa hiipua tunti tunnilta keräämisen jälkeen. Siksi tuore tryffeli hienoissa ravintoloissa raastetaan lautaselle asiakkaan nähden.
Tryffelin suojelupyhimys on Pyhä Antonius Padovalainen, joka on kadonneiden tavaroiden suojelija. Hän ei ole kuitenkaan kyennyt estämään ahneutta, jonka kallis herkku nostaa ihmisissä esiin. Halpoja tryffeleitä värjätään ja maustetaan, jotta ne kävisivät kalliimmista serkuistaan. Koulutettuja koiria varastetaan tai myrkytetään, jotta ne eivät ehdi viedä saalista. Hyvissä tryffelimetsissä käy rosvoja. Vuonna 2010 yksi ammuttiin kuoliaaksi.
Truffles bring out the dark side of people. It’s like money lying on the ground, but it’s perishable and mercurial.
Charles Lefevre
Tryffelit ovat rihmastollisten sienten itiöemiä. Suurimman osan vuotta sienet kuitenkin elävät rihmastona ottaen ravintoa maaperästä ja myös kasvien juurista sokeria. Ne lisääntyvät itiöiden avulla, joita on hankala levittää, jos elää maan sisässä ja jättää itiöemänkin sinne. Ne ovat ratkaisseet ongelman tuoksunsa avulla. Ei ole aivan helppoa tuottaa tuoksua, joka läpäisee maakerroksen ja erottuu metsän muista hajuista. Tuoksun täytyy olla vahva ja riittävän viettelevä, jotta joku vaivautuu kaivamaan itiöemän maan sisältä ja syömään sen. Kaiken minkä tryffeli häviää visuaalisuudessa, sen täytyy hyvittää aromillaan. Tuoksun kemiallista pohjaa on yritetty selvittää, mutta toistaiseksi tryffeli on onnistunut pitämään salaisuutensa.
Tryffelin lisäksi tuoksuun luottaa männyntuoksuvalmuska, matsutake, jota pidetään samanveroisena ruokasienenä. Karhut kaatavat puita ja hirvet saavat turpansa verille etsiessään näitä herkkuja. Suomessa niitä ei ole totuttu syömään, mutta Japanissa ne ovat kulinaristien suuresti arvostamia.
Ihmisellä on hyvä hajuaisti. Silmät erottavat miljoonia värejä ja korvat puoli miljoonaa äänensävyä, mutta hajuaisti kykenee erottamaan yli biljoona tuoksua. Voitamme jopa koirat ja jyrsijät joidenkin tuoksujen osalta, vaikkakaan emme tryffelin metsästyksessä. Tuoksu ohjaa partnerin valintaa ja voimme aistia pelon, ahdistuksen ja aggression muissa ihmisissä. Tuoksu sitoutuu muistojen kudokseen ja voi laukaista miellyttäviä tai traumaattisia takaumia muistin syövereistä, vaikkapa kaukaa lapsuudesta.
Hajuaisti perustuu kemiallisten molekyylien tunnistamiseen epiteelikudoksessa, joka ihmisellä sijaitsee nenässä. Tämä kyky ei ole ominainen pelkästään eläimille, myös kasvit ja sienet aistivat kemikaaleja vastaavien reseptorien avulla, mutta niiden epiteelinä toimii organismin koko pinta. Tryffelit viestivät eläimille valmiuttaan tulla syödyiksi. Niiden tuoksu on kemiallinen lingua franca, jolla on yleismaailmallinen vetovoima.
Tryffelin tuottama tuoksu ei kuitenkaan ole sienen kehittynein viestintäväline. Tryffeli on itiöemä, joka tarvitaan lisääntymiseen, mutta suurempi osa sienirihmaston elämästä perustuu toisentyyppiseen kemialliseen viestintään, jota tarvitaan kahteen perustoimintoon: haarautumiseen ja yhdistymiseen. Haarautumista tarvitaan, jotta rihma voi monistua rihmastoksi. Yhdistyminen ei ole riskitöntä; viidakon lait eivät vallitse vain maan päällä. On syytä tunnistaa omat rihmat muiden sienten rihmoista. Jos kyseessä on toinen sieni, täytyy kyetä erottamaan onko kyseessä vihamielinen laji vai seksuaalisesti yhteensopiva lajitoveri vai joku muu. Sienirihmasto voi yhdistyä myös toisen rihmaston kanssa, jos ne ovat riittävän samankaltaisia, vaikka eivät olisikaan seksuaalisesti yhteensopivia.
Vaikka yhdistyminen ei ole riskitöntä, se on välttämätöntä. Ilman sitä ei olisi seksiä – eikä tryffeleitä. Yhteensopivuuttaan sienet mainostavat feromonien avulla kuten ihmisetkin. Joillain sienillä on tuhansia cystpariutumistyyppejä, jotka vastaavat karkeasti sukupuolia. Halkiheltalla (Schizophyllum commune) niitä on jopa 23 000, joista melkein kaikki ovat yhteensopivia keskenään. Sienet eroavat ihmisistä siinä, että kumpi tahansa pariutuvista yksilöistä voi omaksua isän tai äidin roolin. Molemmat luovuttavat perimän, mutta vain toisen osaksi jää kasvattaa itiöt ja itiöemä. Moniakaan sieniä ei osata viljellä, mikä osaltaan johtuu juuri sienten arvoituksellisista lisääntymistavoista, mutta myös niiden yhteiselosta kasvien ja bakteerien kanssa.
Tryffeli tuottaa löytämisen iloa ja makunautintoja eläimille, mutta jotkin viettelyä harjoittavat sienet ovat itse saalistajia. Ne eivät jättäydy syötäviksi, vaan ne syövät tuoksun paikalle houkutteleman eläimen. Sadat sienet kaikkialla maailmassa saalistavat sukkulamatoja. Jotkin niistä hajottavat normaalisti kasveja mutta siirtyvät matoihin, kun kasveja ei ole saatavilla. Vasta silloin ne kasvattavat matoja syövät elimensä, jos aistivat matoja olevan lähettyvillä. Tämä taito on kehittynyt useita kertoja evoluution aikana. Siksi eri sienillä on eri tapa saada mato kiikkiin. Jotkut niistä käyttävät rihmasilmukkaa, joka täyttyy sekunnin kymmenesosassa kosketuksesta vangiten madon. Jotkut tuottavat myrkkyä, joka halvaannuttaa madon. Sen jälkeen ne kasvattavat rihman madon suun kautta sen sisään ja syövät matoa sisältä käsin. Joidenkin lajien parveiluitiöt (zoospore) kehittävät ”tykkisolun” (gun cell) sisältävän rakkulan, joka laukeaa kuin harppuuna ja lävistää madon pintakerroksen. Sieni jää elämään madon sisällä kunnes tulee aika levittää uusia parveiluitiöitä, joita se levittää madon pintakerrokseen tekemänsä aukon kautta.
Elävät labyrintit
Jos metsäpolku haarautuu kahteen suuntaan, eikä tunne reittiä, kulkijan on valittava toinen ja toivottava, että se johtaa määränpäähän. Sienellä ei ole tätä ongelmaa. Se vain haarautuu ja seuraa molempia reittejä samanaikaisesti. Tämä haarautuminen voi toistua periaatteessa loputtomasti. Sienen tapa ratkaista labyrintti olisi seurata kaikkia reittejä yhtä aikaa – ei ehkä kovin jännittävää, mutta tehokasta. Erään arvion mukaan grammassa maata, noin teelusikallisessa, on sienirihmastoa 100 metristä jopa 10 kilometriin.
Kasvit tuottavat ravintonsa yhteyttämällä. Eläimet laittavat ruoan sisäänsä. Sienet taas laittavat itsensä ruokaan. Kun lahottajasienen antaa kasvaa maljassa, se alkaa kasvattaa rihmastoa kaikkiin suuntiin niin, että kasvusto muistuttaa laajenevaa ympyrää. Jos johonkin kohtaan asetetaan puunkappale, rihmasto lopettaa etsimisensä ja vahvistaa yhteyksiä löytämäänsä ravintoon. Muutaman päivän kuluttua kehämäinen rakenne on kadonnut. Sieni on muovannut itsensä kokonaan uuteen muotoon. Koe voidaan toistaa siten, että sienen annetaan taas löytää puukappale, mutta siihen kiinnittyvä rihmasto katkaistaan ennen uudelleenmuovautumista. Jäljelle jäävä osa rihmastosta näyttää ”muistavan”, missä suunnassa puukappale oli, ja suunnistaa suoraan sinne.
Kaikki rihmastot ovat tietenkin erilaisia, koska ympäristötkin ovat. Tosin sienilajit eroavat toisistaan myös kasvustrategioiltaan. Jotkin lajit ovat valikoivia, toiset eivät. Jotkin lajit levittäytyvät kilometrien päähän, toiset keskittyvät pieneen huonepölyn hiukkaseen. Jotkin kasvattavat paksuja rihmastoverkkoja ja käyttävät ravinnokseen niihin putoavia lehtiä. Rihma on äärettömän vahvaa. Se pystyy tunkeutumaan kovienkin esteiden läpi tuottaen 50 – 80 ilmakehän paineen. Jos rihma olisi ihmiskäden vahvuinen, se voisi nostaa kahdeksan tonnia painavan bussin ilmaan.
Useimmat monisoluiset eliöt kasvattavat solukerroksia. Sienirihmat kasvavat vain pituutta, sopivissa oloissa lähes loputtomiin. Niiden rihmasto on pitkä ja haarautunut, ja vain yhden solun levyinen – 2 – 20 mikrometriä halkaisijaltaan, mikä vastaa alle viidesosaa hiuksen paksuudesta. Jotkin lajit kasvavat niin nopeasti, että kasvun voi havaita paljain silmin. Sienen nykyhetki on kasvava rihman kärki ja sen menneisyys on rihmasto. Sieni tosin siivoaa menneisyyttään hankkiutumalla eroon tarpeettomista rihmoista.
Rihmastot ovat kuljetusverkostoja, joissa liikennettä on eri suuntiin. Ravinteiden ja veden lisäksi niissä liikkuu solujen tumia. Ne virtaavat yksissä rihmoissa nopeammin ja toisissa hitaammin. Toisinaan syntyy ruuhkia ja liikennettä täytyy reitittää uudestaan. Risteyskohdissa virtaukset yhdistyvät ja taas hajoavat kohti sivuhaaroja.
Kun tulee aika tuottaa itiöemä, sieni paisuttaa itsensä vedellä, jonka se ottaa ympäristöstään. Siksi sienet nousevat sateen jälkeen. Stinkhorn-sieni (Phallaceae) tunkeutuu jopa asfaltin läpi räjähtävällä voimalla, joka vastaa 130 kg painon nostamista. Itiöemän lisäksi jotkin lajit voivat kasvattaa rihmastojänteitä (rhizomorph), jotka koostuvat useista rihmoista ja joita pitkin ravinteet ja vesi virtaavat kauemmas ja nopeammin, melkein 1,5 metriä tunnissa. Niitä tarvitaan, koska lyhyillä etäisyyksillä käytetyt rihmojen mikroputket (microtubule) vievät paljon energiaa.
Miten rihmaston eri osat saavat tiedon siitä, mitä muissa osissa tapahtuu? Sienellä ei ole keskitettyä hallintaa. Sillä ei ole päätä, aivoja tai muuta keskushermostoa. Se on täysin hajautettu organismi, kuten kasvitkin. Pienikin rihman osa riittää kasvattamaan uuden rihmaston. Eniten toimintaa näyttää olevan rihman kärjessä, joka jollain mekanismilla prosessoi kaikkea kemiallista ja muuta informaatiota, kuten valoa, ja tekee valintoja siitä, mihin suuntaan kasvaa ja milloin haarautua tai yhdistyä. Yhdellä sienellä voi olla rihman kärkiä sadoista aina miljardeihin saakka.
How does one part of a mycelial network “know” what is happening in a distant part of the network? Mycelium sprawls, yet must somehow be able to stay in touch—with itself.
Pelkät omatoimiset kärjet eivät kuitenkaan selitä kokonaisuuden toimintaa. Jotenkin kärkien vastaanottama informaatio täytyy edelleen prosessoida, jotta voidaan tehdä koko organismia koskevia päätöksiä vaikkapa kasvun nopeudesta ja suunnasta. Vaihtoehtoja on monia. Kyse voi olla paineesta, koska rihmasto on kuin hydraulinen verkko. Tai sitten aineenvaihdunta ohjaa päätöksiä, esimerkiksi ravintoaineiden kertyminen rihmaston eri osiin. Tai sitten kyse voi olla sähköisistä pulsseista, kuten eläinten hermostossa tai tietokoneiden logiikkapiireissä.
Unconventional Computing Laboratory on tutkinut sienen reagointia sähköisiin herätteisiin. Aiheesta on julkaistu tutkimusartikkeli ”Towards fungal computer”, jossa esitetään, että sieni voisi kyetä käsittelemään informaatiota tietokoneen tapaan. Vielä ei tiedetä, miten se tapahtuisi, mutta ärsykkeenä voisi mahdollisesti käyttää valoa tai jotain kemikaalia. Biotietokone saattaa kuulostaa mielikuvitukselliselta, mutta sama tutkimusryhmä on jo käyttänyt limasieniä (slime mold, nimestään huolimatta limasienet luokitellaan nykyisin ameebojen sukulinjaan) geometristen ongelmien ratkaisussa. Jos rihmaston haarautumiskohdat tulkitaan loogisiksi porteiksi, niin 15 hehtaarin alueelle levittäytyneellä mesisienellä niitä olisi melkein biljoona kappaletta. Sieniä tuskin kannattaisi käyttää elektronisten tietokoneiden tilalla, siihen ne ovat liian hitaita, mutta niitä voisi hyödyntää laaja-alaisina antureina ekosysteemeissä. Ne voisivat raportoida maaperän laadusta, veden puhtaudesta, saasteista tai muista aineista, joille niiden aistinelimet ovat herkistyneet.
Sienet haastavat käsityksemme älykkyydestä, jonka ajatellaan usein ihmiskeskeisesti ja vaativan aivoja. Sanan älykkyys latinalainen kantasana tarkoittaa ”valinnan tekemistä” ja valintojahan aivottomatkin organismit tekevät. Nekin sopeutuvat ympäristöönsä joustavasti, ratkaisevat ongelmia ja tekevät valintoja eri vaihtoehtojen kesken. Kyse ei ole niinkään älykkyyden olemassaolosta vaan sen asteesta. Ei ehkä tarvita aivoja – pelkkä dynaaminen ja reagoiva verkosto saattaa riittää. Itse asiassa aivotkin ovat tällainen verkosto. Yksittäinen aivojen hermosolu ei ymmärrä ajatuksesta sen enempää kuin termiitti keostaan, mutta hermoverkon avulla ajatus ilmaantuu. Edes muisti ei ole sidottu aivoihin. Esimerkiksi laakamadolle voi opettaa asioita ympäristöstään. Otusta on tutkittu paljon, koska sillä on poikkeuksellinen kyky kasvattaa menettämäänsä kudosta takaisin. Jos tältä madolta katkaistaan pää ja annetaan sen kasvattaa tilalle uusi aivoineen kaikkineen, se silti muistaa oppimansa asiat.
Yhteiselo
Evoluutioteorian mukaan lajit erkaantuvat yhteisestä kantalajista omikseen. Lajien ominaisuudet ja kyvyt kehittyvät tällä tavalla hitaasti elinympäristön tai kilpailutilanteen muuttuessa. Ajan saatossa muodostuu evoluutiopuu (phylogenetic tree), joka kuvaa lajien polveutumishistorian. Jäkälä on kuitenkin keksinyt oikopolun. Se ei ole syntynyt erkaantumisesta vaan kahden lajin yhtymisestä. Sieni ja levä elävät jäkälässä symbioosissa, jossa sieni suojaa jäkälää ja hankkii ravinteita, ja levä yhteyttää. Yhdessä ne ovat sopeutuvampia kuin erillään.
Evoluution oikopolut eivät ole aivan ainutlaatuisia. Esimerkiksi bakteerit osaavat vaihtaa geenejään horisontaalisesti. Ne voivat saada uusia kykyjä salamannopeasti tällä tavalla. Toinen esimerkki on aitotumaisten solussa energiaa tuottava mitokondrio, jolla on oma perimä. Se on kehittynyt bakteerista, joka kauan sitten joutui toisen solun sisään. Samalla tavalla kasvit ovat saaneet kyvyn yhteyttää solun sisään joutuneelta yhteyttävältä syanobakteerilta.
Ei tiedetä, milloin ensimmäiset jäkälät kehittyivät. Varhaisimmat fossiilit ovat satojen miljoonien vuosien takaa, mutta mahdollisesti niitä on ollut jo paljon aiemmin. Ne ovat kehittyneet 9-12 erillistä kertaa. Nykyisin joka viides sienilaji voi muodostaa jäkälän, ”jäkälöityä”. Jotkut sienet ovat jäkälöityneet aiemmin, kuten Penicillium-homesienet, mutta eivät enää. Jotkut ovat vaihtaneet yhteyttävää partneriaan evoluutionsa aikana.
Lichens are remarkable examples of innovation emerging from partnership. The association is far more than the sum of its parts
Lynn Margulis
Näyttää siltä, että sienet ja levät yhtyvät helposti. Kun vapaina esiintyviä sieniä ja leviä kasvatetaan lähekkäin, jo muutamassa päivässä ne alkavat kehittää symbioottisia suhteita. Kaikki lajit eivät kuitenkaan jäkälöidy keskenään. Molempien on tuotava jotain omaa yhteiseen pöytään. Kyse ei ole romanttisesta suhteesta vaan järkiavioliitosta. Tärkeää on ”laulu, eivät laulajat”, kuten evoluutioteoreetikko W. Ford Doolittle asian ilmaisi. Jäkälöityminen tapahtuu, kun elämä symbioosissa on siedettävämpää kuin erillään sienenä ja levänä. Silloin niiden kannattaa laulaa duettona metabolista laulua, jota kumpikaan ei osaa laulaa yksinään.
Juuri yhdistettyjen ominaisuuksien ansiosta jäkälät pystyvät elämään karuilla rajamailla, joilla muut lajit eivät menesty. Ne syövät kiviä, mitä kutsutaan rapauttamiseksi. Tarkemmin sanottuna ne erottavat kivistä mineraaleja murtamalla pintaa oman kasvunsa voimalla ja sen jälkeen liuottamalla kivistä vahvoilla hapoilla tarvitsemiaan ravinteita. Yleensä ne ovat ensimmäisiä tulokkaita merestä paljastuvalle maalle tai vaikkapa tulivuorten jähmettyneelle laavalle. Kuoltuaan ne maatuvat uusien ekosysteemien kasvualustaksi. Meren rannikolla jäkäläkasvusto kertoo luotettavasti kuivan maan rajan, jota ylemmäs vesi ei nouse.
Jäkälät peittävät jopa kahdeksan prosenttia maan pinnasta: kiviä, kallioita, puita, kattoja, aitoja ja aavikoita. Niitä elää jopa kovakuoriaisten pinnalla naamioimassa eläintä vihollisilta. Jotkut niistä eivät elä oikein missään, vaan vaeltelevat tuulten mukana. Niitä on kuumimmissa ja kuivimmissa paikoissa. Niitä on löytynyt kiinteän graniitin sisältä. Ne selviävät jopa avaruudessa. Itse asiassa sietokykyisin laji, Circinaria gyrosa, kestää kuusinkertaisesti sen määrän gammasäteilyä, jota käytetään ruoan sterilisointiin. Jo 1/12 000-osa tästä määrästä riittäisi tappamaan ihmisen. Jäkälän voi upottaa nestemäiseen typpeen, -195 Celsius-asteeseen, ja se toipuu siitä nopeasti. Vanhin tunnettu jäkälä Ruotsin Lapissa on yli 9000 vuotta vanha.
I often say that the only people who can’t see a lichen are lichenologists. It’s because they look at the parts, as scientists are trained to do. The trouble is that if you look at the parts of the lichen, you don’t see the lichen itself.
Trevor Goward
Jäkälät haastavat käsityksen yksilöstä. Ne ovat sekä kokonaisuuksia että osien joukkoja. Yksilö-sanan latinalainen kantamuoto tarkoittaa jakamatonta. Onko jäkälä sellainen? Onko se edes oikea kysymys? Vai onko parempi ajatella jäkälää verkostona, jossa osien vuorovaikutus on löytänyt tasapainon? Se on osa ekosysteemiä, mutta ekosysteemi itsessään. Sen sisäisen ekosysteemin monimuotoisuus on selvinnyt vasta muutaman viime vuoden aikana. Symbioosi ei olekaan lukkiutunut kahteen partneriin, kuten aiemmin ajateltiin, vaan siinä voi olla mukana muitakin osapuolia, kuten hiivasieniä. Duo voikin olla kuoro. Lisäksi jäkälissä on paljon erilaisia bakteereja.
Sieni mielessä
Joillain sienillä tiedetään olevan mieleen vaikuttavia ominaisuuksia. Siperialaiset shamaanit söivät punakärpässientä (Amanita muscaria), joka aiheuttaa euforiaa ja hallusinaatioita. Torajyväsienellä (Claviceps purpurea) on moninaisia vaikutuksia hallusinaatioista aina pahoinvointiin, palelemiseen ja suonenvetoihin. On arveltu, että 1300 – 1600 -luvuilla esiintynyt tanssimania, jossa ihmisjoukot alkoivat tanssia ja vääntelehtiä villisti, holtittomasti ja pakonomaisesti, joskus tunteja tai peräti vuorokausia yhteen menoon, oli torajyväsienen aiheuttamaa ergotismia. Atsteekit käyttivät seremonioissaan psilosybiinisieniä, joita kutsuivat ”jumalten lihaksi”. Espanjalaiset valloittajat kuvasivat niiden aiheuttavan hulluutta, joka ilmenee hallitsemattomana nauruna tai näkyinä esimerkiksi sodista tai demoneista.
LSD ja psilosybiinisienten vaikuttava aine psilosybiini luokitellaan sekä psykedeeleiksi, jotka aiheuttavat aistiharhoja, että enteogeeneiksi, jotka aiheuttavat uskonnollisia kokemuksia. Vaikutukset voivat olla ääniä, näkyjä, mielleyhtymiä, tunnetiloja tai muistojen nousemista pintaan. Monet ainetta käyttäneet kertovat mystisistä kokemuksista, yhteydestä jumalolentoihin, yhteyden tunteesta luontoon ja minuuden rajojen hämärtymisestä.
They ate these little mushrooms with honey, and when they began to be excited by them, they began to dance, some singing, others weeping…Some did not want to sing but sat down in their quarters and remained there as if in a meditative mood. Some saw themselves dying in a vision and wept; others saw themselves being eaten by a wild beast…When the intoxication from the little mushrooms had passed, they talked over among themselves the visions which they had seen.
Bernardino de Sahagún, 16th century
Kekseliäimpiä mielen muokkaajia ovat hyönteisissä elävät sienet. Nämä ”zombisienet” pystyvät kaappaamaan koko hyönteisen omiin tarkoituksiinsa. Tunnetuin lienee hevosmuurahaisia (carpenter ant) hyödyntävä sieni (Ophiocordyceps unilateralis), joka saa muurahaisen unohtamaan sille luontaisen korkean paikan kammon, jättämään pesänsä ja kiipeämään kasviin, johon se pureutuu lujasti kiinni, kuolonkouristukseen. Sienirihma kasvaa muurahaisen jaloista sitoen ne kasviin. Sitten sieni syö muurahaisen sisuskalut ja työntää sen päästä varren, josta ripottelee itiönsä alla kulkevien muurahaisten päälle. Ohi menneillä itiöillä on vielä yksi temppu jäljellä: ne työntävät ulos liimamaisen varren, joka toimii kuin ansalanka.
Zombisienet ohjaavat hyönteisisännän käytöstä äärimmäisen tarkasti. Muurahaisen kuolonkouristus tapahtuu juuri oikeassa lämpötilassa ja kosteudessa, 25 cm korkeudella, jossa itiöemä parhaiten kehittyy. Muurahaisten kuolonkouristukset tapahtuvat synkronissa keskipäivän aikaan auringon suuntaan. Mikä tahansa kohta kasvissa ei kelpaa; 98-prosenttisella tarkkuudella muurahainen tarttuu paksuun lehtisuoneen. Kuolonkouristuksen hetkellä sieni täyttää muurahaisen biomassasta jopa 40 prosenttia. Sieni täyttää rihmastollaan ruumiin onkalot päästä jalkoihin ja peittää lihakset, mutta aivot se jättää rauhaan. Se kykenee ilmeisesti ohjaamaan lihasten toimintaa kemikaaleillaan ja kytkemään aivot pois toiminnasta.
Toinen sienilaji (Entomophthora) saa kärpäsen kiipeämään korkealle ja, kun se yrittää syödä, se jää kirjaimellisesti suustaan kiinni sienen tuottaman liiman ansiosta. Syötyään kärpäsen sisuskalut sieni työntää ulos varren, josta itiöt purkautuvat. Sienen mukana kulkee virus, joka ilmeisesti infektoi kärpäsen, mutta ei sientä. Jos tämä hypoteesi pitää paikkansa, sienet hallitsevat sekä kemiallisen että biologisen sodankäynnin. Kolmas sienilaji (Massospora) saa laulukaskaan pudottamaan ruumiinsa viimeisen kolmanneksen. Hyönteinen muuttuu hyperaktiiviseksi ja toimii lentävänä ”itiösirottimena”. Nämä sienet tuottavat katinonia (cathinone), amfetamiineihin kuuluvaa kemikaalia, jota on esimerkiksi khat-kasvissa.
Richard Dawkins on kehittänyt käsitteen laajennettu fenotyyppi (extended phenotype). Perimähän ei sisällä pelkästään ohjeita organismin rakentamiseen vaan myös sen käyttäytymiseen, joka laajenee ulkomaailmaan, kun geenien ilmaisu, fenotyyppi, saa aikaan ulkoisia toimintoja. Lintujen pesiä voi pitää niiden genomin ulkoisena ilmaisuna, samoin majavien patoja. Ja muurahaisen kuolonkouristus on osa sienen laajennettua fenotyyppiä.
Jos majavan pato on osa laajennettua fenotyyppiä, niin ovatko myös padon aikaansaama vesiallas ja siinä olevat kalat? Käsitettä täytyy rajata, jotta se olisi hyödyllinen. Dawkins asettikin tiukat vaatimukset ominaisuuksille, jotka lasketaan mukaan, jotta fenotyyppiä ei laajenneta liikaa. Ensiksikin ominaisuuksien tulee olla perittyjä ja sitähän sienen kyky tuottaa tarpeellisia kemikaaleja on. Toiseksi perittyjen ominaisuuksien tulee varioitua sukupolvelta toiselle. Tämäkin toteutuu, koska sienten ohjaustarkkuudessa on eroja. Kolmanneksi variaatioiden täytyy vaikuttaa organismin kykyyn selvitä ja lisääntyä, kelpoisuuteen. Sienellä ei ole eläimen kehoa, joten se asettuu ohjaamaan sellaista osana omaa elämänkaartaan. Muurahainen lakkaa toimimasta lajilleen ominaisesti ja muuttuu sieneksi muurahaisen asussa. Fysiologisesti, käyttäytymiseltään ja evoluution kannalta muurahaisesta tulee sieni.
Monet sienet pystyvät siis tuottamaan huomattavaa vahinkoa eläimille. Psilosybiinisienet sen sijaan ovat kehittäneet kyvyn parantaa monia ihmisten vaivoja. Tämä on sekä uutta että vanhaa tietoa. 2000-luvulla on kontrolloiduissa kokeissa ja aivojen magneettikuvauksella pitkälti vahvistettu 1950- ja 1960-lukujen löydökset ja toisaalta perinteisten kulttuurien tieto. Eräässä tutkimuksessa vuonna 2016 havaittiin yhden psilosybiiniannoksen tuovan huomattavaa helpotusta psykologisiin oireisiin ainakin kuuden kuukauden ajaksi 80 %:lle potilaista. Yli 70 % potilaista nosti kokemuksen viiden merkittävimmän joukkoon elämässään. Nämä tulokset on vahvistettu myöhemmissä kokeissa. Psilosybiinillä on hoidettu myös tupakka- ja alkoholiriippuvuutta menestyksellisesti. Näin merkittävät muutokset ihmismielessä ovat lähes uskomattomia, varsinkin lyhyen kokemuksen aikaansaamina.
Psilosybiini muuttuu kehossa psilosiiniksi (psilocin), joka stimuloi aivoissa samoja resptoreja kuin välittäjäaine serotoniini. Se puolestaan vaikuttaa suoraan hermostoon vähentämällä aktiviteettia valve-lepotilan hermoverkossa, DMN:ssä (default mode network), joka tavallaan pitää järjestystä yllä aivoissa, vähän kuin opettaja villissä luokassa. Kun opettaja poistuu luokasta, kumit ja paperitollot alkavat lennellä. Samoin DMN:n passivoituminen päästää ääneen myös normaalisti tiedostamattomat aivojen osat ja muuttaa piintyneimpiäkin ajattelutapoja tai addiktioita taipuisammiksi.
Lääke siis vaikuttaa reseptoreihin, jotka vaikuttavat mieleen, joka vaikuttaa oireisiin. Psykedeeliset kokemukset itsessään näyttävät olevan parantavia. Usein potilaat kuvaavat minuuden rajojen hämärtyvän, mitä kutsutaan egon liukenemiseksi (ego dissolution). Tiukasti varjeltu minuus voi jopa kadota kokonaan ja potilas kokee uudenlaisen yhteyden johonkin suurempaan. Tälläkin tavalla sieni haastaa käsityksemme identiteetistä ja yksilöllisyydestä.
Miksi sieni valmistaa psilosybiiniä? Ihmisen vuoksi ominaisuus ei ole syntynyt, sillä se tuotti psilosybiiniä jo kymmeniä miljoonia vuosia ennen kuin ihmislaji astui näyttämölle. Kyky on kehittynyt useammin kuin kerran ja lisäksi se on siirtynyt useita kertoja horisontaalisessa geeninsiirrossa sienilajien välillä. Horisontaalinen siirtyminen on tapahtunut lahoavissa puissa ja maatuvassa lannassa elävien sienten välillä, joiden elintavat muistuttavat toisiaan. Samoissa ekosysteemeissä elävät hyönteiset kilpailevat samasta ravinnosta tai syövät sieniä. Onkin mahdollista, että psilosybiini on kehittynyt vaikuttamaan noiden hyönteisten käyttäytymiseen.
Ihmisten kiinnostus psykedeelejä kohtaan on kuitenkin viime vuosikymmeninä vaikuttanut joidenkin sienten evoluutiomenestykseen. Vuonna 1938 LSD eristettiin ensimmäistä kertaa torajyväsienestä Sveitsissä. Samaan aikaan tutkijat löysivät Meksikosta uudelleen atsteekkien taikasienen, ”jumalten lihan”, joka oli edelleen Mazatec-kansan käytössä. 1950-luvulta alkaen LSD ja psilosybiini tulivat suuren yleisön tietoisuuteen lehtiartikkeleista ja 1960-luvulla Yhdysvalloissa perustettiin psykedeelisiä liikkeitä. Sitten aineet kiellettiin. Samalla, kun vaikuttavat aineet julistettiin laittomiksi, kiinnostus sieniä kohtaan kasvoi, koska niitä ei voitu kieltää. 1970-luvun puolivälissä psilosybiiniä sisältäviä sieniä oli jo paikannettu kaikkialta maailmasta, mutta niiden saatavuutta rajoitti kuitenkin kasvun kausiluonteisuus ja hyvien kasvupaikkojen niukkuus. Tähän tuli helpotusta, kun vuonna 1976 julkaistiin kirja ”Psilocybin: Magic Mushroom Grower’s Guide”, jonka ohjeilla kuka tahansa pystyi kasvattamaan sieniä. 1990-luvulla hollantilaiset huomasivat laissa porsaanreiän ja alkoivat myydä sieniä avoimesti. 2000-luvulla muoti oli levinnyt Lontoon katukauppaan. Sienten myynti kiellettiin pian, mutta salaisuus oli jo paljastunut. Nykyisin ”lisää vain vesi” –pakkauksia myydään internetissä.
Juurien edeltäjät
Noin 600 miljoonaa vuotta sitten vihreät levät alkoivat nousta matalasta vedestä rannalle. Ne olivat kaikkien maakasvien edeltäjiä ja niiden evoluutio muutti kaiken. Nykyisin kasvit muodostavat 80 % maapallon biomassasta ja toimivat kaikkien maanpäällisten organismien ravintoketjun pohjana. Maanpäällinen elämä oli aluksi kasveille monella tapaa hankalaa, mutta se tarjosi myös uusia mahdollisuuksia. Vesi ei enää suodattanut auringonvaloa ja hiilidioksidia oli paremmin saatavissa. Se kuulostaa hyvältä yhteyttävälle organismille, joka valmistaa itse ravintonsa hiilidioksidista ja vedestä auringon säteilyenergian avulla – paitsi veden saannin osalta. Maalle nousseilla levillä ei ollut juuria eikä kykyä varastoida vettä. Ainoa vaihtoehto oli yhteiselo sienten kanssa, muutoin kuivalle maalle ei ollut asiaa. Nykyisin yli 90 % kasveista elää yhteydessä sieniin. Se on yleisempi kasvin piirre kuin hedelmät, kukat, lehdet tai edes juuret.
Levät ja sienet liittoutuvat helposti, kuten jäkälät osoittavat. Merilevät ovat toinen esimerkki. Tutkijat saavat levät ja sienet liittoon helposti, kunhan ne vain sopivat ekologisesti hyvin yhteen. Kasvien liitto sienten kanssa on kuitenkin erilainen kuin jäkälien, jotka muuttuvat kokonaan erinäköisiksi kuin liiton osapuolet. Kasvit pysyvät kasveina, vaikka tekevätkin yhteistyötä sienten kanssa. Tämä muuttaa koko asetelman yksiavioisuudesta moniavioisuudeksi: kasvi voi liittoutua useiden sienten kanssa ja sieni useiden kasvien kanssa. Jos jäkälä on levän ja sienen järkiavioliitto, niin kasvi ja sieni ovat avoimessa suhteessa.
Kasvien juuret ovat täynnä niihin kiinnittyneitä sienirihmoja. Niiden kautta kasvit siirtävät energiaa sisältäviä sokereita ja rasva-aineita, lipidejä, sienille. Sienet vastavuoroisesti keräävät maaperästä vettä ja mineraaleja kasveille. Orkideoiden ja joidenkin muiden kasvien pienenpienet siemenet (dust seed) eivät ala itää lainkaan ennen kuin ne löytävät sienen kumppanikseen.
Ei tiedetä, miten kasvien yhteistyö sienten kanssa alkoi. Levät saattoivat tuoda sienet mukanaan tai sitten liitto syntyi vasta maalla. Kesti kuitenkin 50 miljoonaa vuotta ennen kuin kasveille alkoi kehittyä juuria. Ne ovat kehittyneet sienten suuntaan, mutta eivät vieläkään ole yhtä eteviä maaperän hyödyntäjiä. Sienirihmat ovat vain viideskymmenesosa kasvin ohuimmistakin juurista ja ne ulottuvat jopa sata kertaa kauemmas. Sienirihmastot edustavat maaperän biomassasta ainakin kolmanneksen, ehkä puolet. Jos päällimmäisen kymmenen senttimetrin rihma vedettäisiin suoraksi, se ulottuisi linnunradan keskustasta melkein sen reunalle (4,5 x 1017 km). Jos rihmasta tehtäisiin matto, se peittäisi maapallon kuivan maan pinta-alan 2,5-kertaisesti. Rihmasto ei kuitenkaan pysy paikallaan. Rihmaa kuolee ja kasvaa uudelleen 10 – 60 kertaa vuodessa, joten miljoonassa vuodessa kumulatiivinen kasvu (4,8 x 1010 valovuotta) ylittäisi tunnetun maailmankaikkeuden säteen.
Fungi are metabolic wizards and can explore, scavenge, and salvage ingeniously, their abilities rivaled only by bacteria.
Sienet voivat toimittaa jopa 80 % kasvin tarvitsemasta typestä ja kaiken fosforin. Näiden makroravinteiden lisäksi ne toimittavat muitakin tärkeitä ravinteita, kuten sinkkiä ja kuparia. Sienet tukevat kasveja myös vesihuollossa ja auttavat niitä selviämään kuivien kausien yli. Vastapalveluksena kasvit voivat luovuttaa jopa 30 % sitomastaan hiilestä. Suhde on monimutkainen. Kasvi saa informaatiota sieneltä sen aistielimiltä tuhansista tai jopa miljardeista rihmankärjistä, ja vastaavasti sieni saa informaatiota kasvin 15 – 20 aistilta. Kummallakaan ei ole aivoja, mutta niillä on menettelytavat käydä kauppaa ja tehdä kompromisseja. Kasvi voi esimerkiksi toimittaa enemmän hiiltä sienelle, joka toimittaa sille fosforia, ja saada sen lisäämään fosforin määrää.
Vuorovaikutuksessa on kuitenkin eroja lajien välillä. Jotkin sienet saattavat hamstrata fosforia jonkin aikaa ja laittaa sen jakoon sitten, kun niille sopii. Niiden toiminta vaikuttaa joustavalta – aivan kuin ne kävisivät kauppaneuvotteluja. Ja todellakin: kun fosforin saanti on niukkaa, kasvi näyttää maksavan siitä paremman hinnan hiilen muodossa; ja kun fosforia on runsaasti tarjolla, siitä maksetaan vähemmän. Kysynnän ja tarjonnan laki on toiminnassa. Sienelle tässä on mahdollisuus ostaa halvalla ja myydä kalliilla, jos sen rihmasto on laaja. Se voi kerätä fosforia sieltä missä sitä on helposti saatavilla ja toimittaa sen kauas kasveille, jotka maksavat siitä parhaan hinnan.
Tuo kaikki vaikuttaa loogiselta ja ymmärrettävältä, ehkä liiankin, koska tutkijoilla on vaikeuksia ymmärtää kaupankäyntistrategioita kaiken aikaa. Välillä ne eivät vaikuta rationaalisilta. Ehkä näkökulmaa pitää vaihtaa. Sen sijaan, että katsoo sienen ja kasvin suhdetta kahden välisenä kaupankäyntinä, sitä voi katsoa kokonaisuuden näkökulmasta. Evoluution sijasta voimme kiinnittää huomiota involuutioon, organismien taipumukseen kehittää uusia yhteistyön muotoja. Sienet ja kasvit muodostavat yhteyksiä ja säätävät niitä dynaamisesti ympäristön mukaan. Yhdessä ne voivat edetä sinne, minne yksinään eivät voisi päästä.
The relationships between plants and mycorrhizal fungi are key to understanding how ecosystems work.
Viimeinen jääkausi päättyi noin 11 000 vuotta sitten. Jään vetäytyessä paljastui maata, jolle metsä laajeni. Jotkin lajit siirtyivät nopeammin kohti pohjoista, jotkin hitaammin. Brittiläisessä Kolumbiassa tehdyissä tutkimuksissa paljastui, että sienten kanssa yhteiseloon taipuvaiset lajit etenivät nopeammin kohti pohjoista. Samalla tavalla kasvin sisällä kasvavat sienet, endofyytit, voivat vaikuttaa kasvin selviämiseen. Jos suolaisella rantamaalla kasvavaa ruohoa kasvattaa ilman endofyyttiä, se ei enää selviä hengissä alkuperäisessä ympäristössään. Symbioosi auttaa kummankin lajin itsekkäitä geenejä leviämään.
Mikä vaikutus sienillä on maataloudessa? Tehomaataloudessa on keskitytty vain viljelykasveihin. Lannoitteiden määrä on kasvanut 700-kertaiseksi 1900-luvun jälkipuoliskolla. Torjunta-aineiden käyttö on myös räjähtänyt, mutta silti 20 – 40 % sadosta menetetään vuosittain kasvitaudeille ja tuholaisille. Zürichissä tehdyssä tutkimuksessa paljastui merkittäviä eroja teho- ja luomutilojen välillä. Luomutiloilta löytyi 27 vahvasti kasveihin yhdistynyttä sienilajia ja tehotiloilta ei yhtään.
Onko sillä toisaalta mitään väliä? Ihminenhän korvaa sienen toimittamalla kasville ne ravinteet, jotka aiemmin olivat sienen vastuulla. Sienirihmastot tekevät tosin muutakin. Ne sitovat maata, joka muuten huuhtoutuisi pois. Ne myös sitovat vettä ja estävät ravinteiden huuhtoutumista jopa 50 %. Suuri osa maaperän sitomasta hiilestä on sienirihmastossa tai bakteereissa, alkueliöissä, hyönteisissä ja niveljalkaisissa, joita ei olisi ilman maaperän sieniä. Ehkä kannattaisi tutkia, voisiko sieniä hyödyntää myös tehoviljelyssä. Jos olemme osanneet kehittää lajikkeita, jotka selviävät ilman sieniä, osaamme varmaankin kehittää lajikkeita, jotka tukeutuvat niihin.
Wood Wide Web
Pohjois-Amerikan luoteisosien metsät ovat enimmäkseen vihreitä, mutta siellä kasvaa valkoinen kasvi, aavepiippu (Monotropa uniflora). Se on täysin lehtivihreätön ja väritykseltään aavemaisen valkoinen tai vaaleanpunainen, eikä sillä ole lainkaan lehtiä. Se nousee metsän pohjasta, jossa ei ole muita kasveja. Se esiintyy ryppäissä kuten sienet. Ellei se olisi niin ilmeisesti kukka, sitä epäilemättä luulisi sieneksi. Se menetti kauan sitten kykynsä fotosynteesiin ja sen seurauksena vihreän värinsä. Se saa sieniltä sekä hiilen että ravinteet, eikä anna mitään takaisin.
Aavepiippu kiinnittyy maanalaiseen sienijuuriverkostoon (common mycorrhizal network, CMN). Sienijuurella tarkoitetaan kasvin juuren ja sienen muodostamaa molemmille hyödyllistä kokonaisuutta. Kun kukin kasvi on yhteydessä useisiin sieniin ja kukin sieni puolestaan useisiin kasveihin, syntyy valtava verkosto, jolle on annettu nimeksi wood wide web (internetin toisen nimen, world wide web:in mukaan). Sen kautta hiiltä voi siirtyä kasvista toiseen sienirihmaston kautta. Eräässä tutkimuksessa havaittiin jalokuusen (fir) saavan keskimäärin kuusi prosenttia hiilestään koivulta.
Aavepiippu loisii tässä verkostossa. Se ei suinkaan ole ainoa kasvi, joka osaa ottaa hiiltä sienijuuriverkostosta; kyky on noin kymmenellä prosentilla kasveista. Ominaisuus on kehittynyt ainakin 46 erillistä kertaa kasvien sukuhaaroissa. Yleensä kasvit eivät kuitenkaan ole kokonaan verkoston varassa kuten aavepiippu. Jotkin niistä vastaanottavat hiiltä verkostosta nuorina, mutta vanhemmiten niistä tulee luovuttajia. Ne tavallaan lainaavat hiiltä kasvuaan varten ja maksavat sen myöhemmin takaisin. Esimerkiksi kaikki 25 000 orkidealajiketta toimivat näin.
Mutta miksi kasvit luovuttavat resurssejaan sienille, jotka sitten välittävät niitä naapurikasveille – mahdollisille kilpailijoille? Jos tällaisella altruismilla on kustannus luovuttavalle kasville, sen geeneillä on heikommat mahdollisuudet siirtyä seuraaville sukupolville ja silloin ominaisuus karsiutuu pian populaatiosta. Mahdollisia selityksiä on useita. Ehkä luovuttajalla on yllin kyllin auringonvaloa ja sen vuoksi hiiltä. Toinen vaihtoehto on, että luovuttaja ja vastaanottaja hyötyvät molemmat, mutta eri aikoina. Kyse on silloin lainaamisesta ja takaisinmaksusta. Kolmas vaihtoehto on sukulaisvalinta (kin selection). Toisinaan enemmän hiiltä tosiaan siirtyy sisarusten välillä.
Kaikissa näissä selityksissä on sama ongelma: ne keskittyvät kasveihin. Sienirihmasto oletetaan vain tyhmäksi putkeksi, jonka kautta kasvit suorittavat vaihdantaa. Sienet eivät kuitenkaan ole passiivisia. Ne ovat kehittäneet kyvyn levittäytyä maastoon, löytää reittejä ja ravinteita, sekä vahvistaa tärkeitä yhteyksiä ja karsia tarpeettomia. Ne voivat ohjata virtausta rihmaston läpi muutenkin, esimerkiksi varastoimalla ravinteita tai kuljettamalla niitä sinne, missä niistä saa parhaan ”hinnan”. Sienelle on hyötyä lukuisista kasvipartnereista. Jos yksi niistä kuolee, se ei ole katastrofi. Siksi sienen kannattaa auttaa nuoria orkideoita kasvamaan. Se on tavallaan vakuutusmaksu, olettaen että niiltä myöhemmin saa hiiltä. Kasvien ei tarvitse olla altruisteja, jos sienijuuriverkostoa katsotaan sienen näkökulmasta.
Can we think about a plant without also thinking about the mycorrhizal networks that lace outward—extravagantly—from its roots into the soil?
Myös muut organismit ovat löytäneet sienijuuriverkoston edut. Bakteerit käyttävät niitä valtateinään siirtyessään alueelta toiselle, mikä olisi hankalaa suoraan maaperän läpi. Jotkin niistä metsästävät saaliitaan tällä tavoin. Toiset asustavat rihmastossa symbioosissa edistäen rihmaston kasvua, tuottaen aineenvaihduntatuotteita, kuten vitamiineja, ja edistäen sienten yhteistyötä kasvien kanssa. Eräs sienilaji (Morchella crassipes) jopa laiduntaa bakteereja: se kasvattaa, korjaa sadon ja syö ne.
Sienijuuriverkosto on myös tietoliikenneverkko. Kun kirvat käyvät härkäpavun kimppuun, se erittää yhdisteitä, infokemikaaleja. Ne houkuttelevat paikalle ampiaisia, jotka syövät kirvoja. Tieto kirvoista välittyy sienijuuriverkoston kautta muille kasveille, jotka käynnistävät puolustusmekanisminsa, vaikka eivät vielä kärsikään kirvoista. Verkostosta eristetyt kasvit eivät reagoi ennakoivasti. Perhostoukkien hyökkäyksen kohteeksi joutuvalla tomaatilla on havaittu sama ilmiö, samoin jalokuusen ja männyn taimilla. Tarkalleen ei tiedetä, miten informaatio välittyy sienirihmaston läpi. Luultavasti kyse on itse infokemikaaleista, jotka leviävät verkostoon, mutta myös sähköinen signalointi on mahdollista. Ei tiedetä sitäkään lähettääkö luovuttava kasvi viestin aktiivisesti vai havaitsevatko verkoston jäsenet naapurin stressitilan muulla tavoin.
Suurin osa tutkimuksesta on rajoittunut kasvi- ja sieniparin vuorovaikutukseen. Kokonaisen sienijuuriverkoston tutkimuksia on vähemmän. Eräs niistä tehtiin Brittiläisessä Kolumbiassa. Siinä selvitettiin tarkemmin 30 x 30 metrin alalta kasvit ja sienet, ja niiden väliset yhteydet. Sieniverkostot levittäytyivät kymmenien metrien alueelle, mutta puut liittyivät niihin epätasaisesti. Nuorilla puilla oli vähän yhteyksiä ja vanhemmilla enemmän. Yhdellä puulla oli yhteys peräti 47:ään toiseen puuhun ja vielä yli 200:aan muuhun tutkimusalueen ulkopuolella. Vanhat puut toimivat solmukohtina, hubeina, joiden kautta kaikki puut olivat korkeintaan kolmen linkin päässä toisistaan.
Sienijuuriverkosto on esimerkki kompleksisesta adaptiivisesta järjestelmästä (complex adaptive system). Se on kompleksinen, koska sen toimintaa ei voi ennustaa suoraan sen rakenneosista. Se on adaptiivinen, koska sen muoto ja käytös organisoituvat olosuhteiden mukaan. Internet on myös tällainen järjestelmä, samoin aivot, termiittiyhdyskunta, mehiläispesä, kaupungit ja rahoitusmarkkinat. Niissä pieni heräte voi aiheuttaa suuren muutoksen. Ne eivät useinkaan toimi lineaarisesti. Tietty heräte ei aina aiheuta samaa seurausta, koska seuraus riippuu herätteen lisäksi järjestelmän kunkin hetkisestä tilasta, joka puolestaan riippuu monista muuttujista.
Miten sienijuuriverkostoa sitten pitäisi ajatella? Onko kyseessä superorganismi tai elävä internet? Sillä on sukulaisuutta aivojen hermoverkostoon, joka saa aikaan kehittynyttä adaptiivista käyttäytymistä, kuten tiedämme. Sienijuuriverkostot eivät tietenkään ole samanlaisia kuin aivot – ne eroavat monin tavoin – mutta analogia on kiehtova.
Radikaalia mykologiaa
Ensimmäiset puukasvit levisivät tropiikissa kivihiilikaudella (carboniferous period) 290 – 360 miljoonaa vuotta sitten sienipartneriensa avustamina. Metsät kasvoivat ja kuolivat. Ne sitoivat valtavia määriä hiiltä ilmakehästä. Kymmeniin miljooniin vuosiin puuaines ei maatunut, koska mikään organismi ei kyennyt sitä hajottamaan. Kuollut ja hajoamaton puuaines kerrostui maahan. Kun puut sitoivat hiiltä ilmakehästä, mutta se ei vapautunut sinne takaisin puiden kuoltua, ilman hiilidioksidipitoisuus romahti ja ilmasto viileni. Ilmastonmuutosta seurasi joukkosukupuutto ja sademetsien tuho.
Vielä nykyisinkään ei ole paljon organismeja, jotka kykenevät hajottamaan puiden ligniiniä. Yleisimpiä niistä ovat lahottajasienet. Niiden ansiosta hiilen kierto toimii tehokkaammin kuin kivihiilikaudella ja ne aiheuttavat suuren osan hiilipäästöistä ilmakehään, noin 85 gigatonnia vuodessa. Vertailun vuoksi: vuonna 2018 ihmisen polttamista fossiilisista polttoaineista vapautui 10 gigatonnia.
Sienet ovat olleet selviytyjiä ekologisissa muutoksissa, koska ne ovat metabolisia velhoja, jotka pystyvät muuntamaan monenlaisia kemikaaleja toiseen muotoon. Ne ovat kekseliäitä, joustavia ja yhteistyökykyisiä. Ne ratkaisevat ongelmia ja usein sen jälkeen kukoistavat ongelmapaikoissa. Vain harvat ympäristöt ovat niille liian äärimmäisiä. Ne viihtyvät jopa Tšernobylin ydinvoimalaitoksen saastuneessa reaktorissa.
To use the world well, to be able to stop wasting it and our time in it, we need to relearn our being in it.
Ursula K. Le Guin
Monet perinteiset kulttuurit ovat käyttäneet sieniä ravinnoksi, lääkkeenä ja tajunnan laajentajina, mutta tieteellistä tutkimusta niihin ei ole suunnattu läheskään samassa mitassa kuin kasveihin ja eläimiin. Uhanalaisten lajien listalla on 25 000 kasvia ja 68 000 eläintä, mutta vain 56 sientä. Vuonna 2009 tutkija David Hawksworth kutsui mykologiaa ”laiminlyödyksi megatieteeksi”. Ei sieniä kokonaan ole unohdettu. Niiden avulla tuotetaan monia lääkkeitä, sitruunahappoa kupliviin juomiin, 15 % kaikista rokotteista ja 60 % teollisuuden entsyymeistä. Silti Hawksworth on oikeassa: sienten koko potentiaalia ei edes tunneta, saati hyödynnetä.
Yksi lupaava sovellusalue on ympäristönhuolto. Sienet pystyvät hajottamaan esimerkiksi torjunta-aine glyfosaattia, hermomyrkky DMMP:tä (dimethyl methylphosphonate), tuholaismyrkkyjä, räjähdysaineita, raakaöljyä, joitain muoveja ja lääkkeitä. Sienet voivat kehittää taitoja siivota ihmisen aiheuttamia sotkuja. Meksiko Cityssä käytetyt vaipat muodostavat 5 – 15 % kiinteästä jätteestä. Pleurotus-sieni viihtyy hyvin käytetyissä vaipoissa. Se viihtyy myös käytetyissä tupakantumpeissa, jotka normaalisti maatuvat heikosti niissä olevien myrkkyjen vuoksi. Potentiaalia riittää: esimerkiksi palmu- ja kookospähkinäöljyä tuottavat tilat hylkäävät 95 % tuotetusta biomassasta ja sokeriplantaasit 83 %.
Sienet voivat auttaa myös mehiläiskatoon. Kiinalaisessa lääketieteessä lahottajasienten viruksia torjuvia ominaisuuksia on hyödynnetty kauan, mutta niiden soveltaminen hyönteisten viruksiin on uutta. Kun mehiläisten sokeriveteen lisättiin prosentin verran uutetta kahdesta sienilajista (Fomes ja Ganoderma) epämuodostuneet siivet vähenivät 1/80-osaan. Myös Lake Sinai –virus väheni toisella sienistä 1/90-osaan ja toisella 1/45-osaan.
Sienten kekseliäisyys on yhtä paljon muistamista kuin oppimista. Ne eivät tuota entsyymejä, joita eivät tarvitse, mutta niiden geeneissä saattaa uinua kyvykkyys, jonka joku aiempi sukupolvi on kehittänyt. Se pitää vain kaivaa esiin. Esimerkiksi Pleurotus-sieni opetettiin hajottamaan käytettyjä tumppeja karsimalla sen dieetistä houkuttelevammat vaihtoehdot.
Vaikka akateemista tutkimusta on suhteellisen vähän, sieniharrastus on nousussa. Toiminta on jatketta psykedeelien kotivalmistukselle, mutta ei rajoitu niihin. Esimerkiksi Radical Mycology Yhdysvaltain länsirannikolla on organisaatio, joka kerää ja jakaa sienitietoutta. Se ylläpitää verkkosivustoa, julkaisee oppaita ja kouluttaa harrastajia. Se pyrkii myös joukkoistamaan (crowdsourcing) sienikantojen keräämistä. Saastuneella alueella oleva sieni on saattanut jo ratkaista ongelman ja alkanut kukoistaa jätteessä. Tällä tavalla Islamabadista löytyi kanta, joka pystyy hajottamaan polyuretaania.
Sienikannan löytäminen on yksi asia. Sen eristäminen ja sen aktiviteetin tutkiminen on ollut hankalampaa ilman ammattimaista laboratoriota, koska ilmassa olevat epäpuhtaudet pilaavat viljelmän helposti. Vuonna 2009 tähän pulmaan keksittiin vallankumouksellinen ratkaisu. Kuka tahansa voi nyt kasvattaa kotonaan sieniä melkein kuin laboratoriossa. Tarvitaan vain injektioruisku ja hieman muokattu hillopurkki. Tieto on levinnyt nopeasti, mutta jää nähtäväksi, johtaako se uusiin läpimurtoihin.
Vanhin tieto sienten kasvatuksesta on Kiinasta 2000 vuoden takaa. Noin vuoden 1000 vaiheilla siellä kehitettiin siitakesienen kasvatusmenetelmä. Ihminen on kuitenkin evoluution mittakaavassa myöhäisherännäinen. Afrikkalaiset termiitit (Macrotermes) ovat kasvattaneet sieniä jo 20 miljoonaa vuotta. Ne keräävät puuta, vaikka eivät pystykään syömään sitä. Sen vuoksi ne kasvattavat lahottajasieniä (Termitomyces), jotka sulattavat puun termiittejä varten sienikennoissa (nimi on johdettu mehiläisten hunajakennoista). Termiitit eivät tulisi toimeen ilman sieniä eikä sienillä olisi niin lokoisat olot kekojen mikroilmastossa ilman termiittejä. Huomattava osa Afrikan maatuvasta puusta kiertää termiittikekojen kautta. Kyseiset sienet ovat herkullisia ja voivat kasvaa halkaisijaltaan metrin mittaisiksi. Harmi vain, että termiitit eivät ole toistaiseksi vuotaneet salaisuuttaan ihmisille – eivät vaikka saivat kerran intialaisesta pankista seteleitä 10 miljoonaa rupiaa, noin 225 000 dollaria. Ehkä ne eivät ymmärtäneet rahan arvoa vaihdannan välineenä tai sitten ne pitivät hintaa naurettavan alhaisena. Joka tapauksessa ne vain syöttivät setelit sienille.
Sienet eivät osaa vain hajottaa. Herkkusienen ulkopinnan materiaalia on kokeiltu grafiitin korvaajana litiumparistoissa ja joidenkin sienten rihmastoa käytetään ihon korvaajana kirurgisissa leikkauksissa. Yhdysvalloissa on yritys, Ecovative Design, joka kehittää sienirihmastoa rakennusmateriaaleihin, kuten levyihin, tiiliin, akustisiin laattoihin ja viinipullojen pakkauksiin. Materiaalit ovat kevyitä, vedenkestäviä ja paloturvallisia. Niiden taivutuslujuus on parempi kuin betonin ja puristuslujuus parempi kuin puun. Niiden ruokkimiseen käytetään maatilojen ja sahojen jätevirtoja. Sienet kutovat tiheää rihmaa, joka sitten kuivataan. Tiilet ja pakkausmateriaali kasvatetaan sahanpurua sisältävissä muoteissa komposiitiksi. Joustavat materiaalit valmistetaan puhtaasta rihmasta.
Kunnianhimoisin hanke lienee FUNGAR (Fungal Architectures). Se on tutkijoiden kansainvälinen yhteenliittymä, jonka tavoitteena on kehittää rakennus, joka on kokonaan valmistettu sienestä. Tarkoituksena on yhdistää rihmastokomposiitit ”sienitietokoneisiin”, jotka valvovat ja säätävät valaistusta, lämpötilaa ja ilman laatua.
Hiivat
Hiivat ovat sieniä, joiden kanssa ihmiskunnalla on ollut historiallisesti läheisin suhde. Ne elävät ihollamme, keuhkoissamme, ruoansulatuskanavassamme ja ruumiinaukoissamme. Kehomme on oppinut säätelemään niiden populaatioita. Tuhansia vuosia ihmiset ovat myös säädelleet niiden kasvua kehon ulkopuolella, tynnyreissä ja astioissa.
Ei tiedetä, milloin ihmiset alkoivat käyttää hiivoja. Varma löydös on Kiinasta 9000 vuoden takaa, mutta Keniasta on löytynyt 100 000 vuoden takaa kivityökaluja, joissa on tärkkelysjäämiä viinipalmusta. Kasvia käytetään edelleen alkoholin valmistukseen. Mikä tahansa sokeripitoinen neste alkaa käydä itsekseen, joten on oletettavaa, että hiivaa on hyödynnetty hyvin kauan. Kun ihmiset maatalousvallankumouksen myötä asettuivat aloilleen, he joka tapauksessa alkoivat valmistaa leipää ja jonkinlaista sahtia tai simaa. Tällöin ihminen ruokkii ensin sienen ja vasta sitten itsensä.
The transformational power of yeast has long been personified as a divine energy, spirit, or god.
Muinaiset sumerilaiset jättivät jälkeensä olutreseptejä ja palvoivat alkoholikäymisen jumalatarta, Ninkasia. Muinaisten egyptiläisten Kuolleiden kirjassa on rukouksia ”leivän ja oluen antajille”. Eteläamerikkalainen Ch’orti’-kansa kutsui käymisen alkamista ”hyvän hengen syntymäksi”. Dionysos oli antiikin Kreikassa viinin, viinin valmistuksen, hulluuden, juopumuksen ja kasvatettujen hedelmien jumala. Nykyisin hiivoja käytetään bioteknologian työkaluina lääkkeiden valmistuksessa insuliinista rokotteisiin. Vaikka ne ovat yksinkertaisimpia aitotumaisia eliöitä, ihmisellä on paljon vastaavia geenejä kuin niillä. Vuoden 2010 jälkeen puolet lääketieteen Nobel-palkinnoista on myönnetty hiivoilla tehdyille tutkimuksille. Muitakin käyttökohteita tutkitaan. Niiden avulla osataan jo valmistaa hämähäkin seittiä ja niitä yritetään saada valmistamaan puusta sokeria, jota voisi käyttää biopolttoaineiden raaka-aineena.
Noin kymmenen miljoonaa vuotta sitten ihmisen esivanhemmalle tapahtui yksittäinen mutaatio ADH4-geenissä, joka sai alkoholia hapettavan entsyymin, alkoholidehydrogenaasin, toimimaan 40 kertaa tehokkaammin. Se tapahtui ihmisen viimeisessä yhteisessä edeltäjässä gorillan, simpanssin ja bonobon kanssa. Ilman mutaatiota pienetkin alkoholimäärät olisivat myrkyllisiä. Todennäköisesti mutaatio auttoi käyttämään maahan pudonneita, ylikypsiä ja käyneitä hedelmiä ravinnoksi.
Mysteeri
Aristoteleen oppilas Theofrastos kirjoitti tryffeleistä, mutta osasi vain sanoa, mitä ne eivät ole: ei juurta, ei vartta, ei oksia, ei nuppua, ei lehtiä, ei kukkaa, ei hedelmää, ei kuorta, ei ydintä, ei kuituja, ei suonia. Edes taksonomisen järjestelmän luoja Carl Linnaeus ei saanut sieniä järjestykseen: ”Sienten luokittelu on vielä kaaosta, tieteen skandaali, yksikään kasvitieteilijä ei tiedä mikä on laji ja mikä lajike.” Tilanne ei ole paljon parantunut. Edes DNA:n sekvensointi ei ole ratkaissut ongelmaa, koska yhdessä sienen ”yksilössä” voi olla useita genomeja. Sienet haastavat ajatteluamme monella tavalla.
Mikä on yksilö? Onko jäkälä yksilö? Se koostuu sienestä ja levästä, mutta on selvästi enemmän kuin kumpikaan niistä. Onko sienirihmasto yksilö? Jos siihen voi olla yhdistynyt muita sieniä, mistä tietää, missä yksi yksilö päättyy ja toinen alkaa? Kasvin voidaan havaita erittävän kemikaalia. Sitten tarkemmissa tutkimuksissa ilmenee, että kyseessä onkin sieni, joka elää kasvin lehdissä. Mutta lopulta voidaan havaita kemikaalin lähteeksi bakteeri, joka elää sienen sisällä. Ovatko silloin kasvi, sieni ja bakteeri kukin yksilöitä vai muodostavatko ne yhdessä yksilön. Onko ihminen enää yksilö, kun hän kokee minuutensa liukenevan sienen vaikutuksesta ja tuntee yhteyttä johonkin suurempaan?
Onko sienirihmasto älykäs? Sillä ei ole aivoja tai keskitettyä hallintaa. Se kuitenkin toimii tarkoituksenmukaisesti – eikä pelkästään reagoiden hetkessä vaan myös harkitsevasti pitkällä aikajänteellä. Se näyttää harjoittavan vaihdantaa kasvien kanssa, myyvän eniten tarjoavalle, lainaavan ravintoa nuorille kasveille odottaen saavansa maksun korkojen kera myöhemmin.
Ovatko sienen suhteet kasveihin, eläimiin ja toisiin sieniin symbioottisia vai parasiittisiä? On yritetty käyttää metaforia, kuten isäntä ja orja tai huijari ja huijattu tai diplomaattiset suhteet. Länsimaissa evoluutioteoriaa on kuvattu kilpailun ja konfliktin avulla. Onko sieni kesyttänyt termiitit, laittanut ne rakentamaan monta metriä korkean keon, jossa on optimaalinen mikroilmasto ja termiittejä kantamassa sienelle ruokaa? Vai onko termiitti kesyttänyt sienen omaksi elintarviketehtaakseen? Vertaukset vaihtelevat, mutta niille on yhteistä se, että suhdetta yritetään kuvata inhimillisillä termeillä.
Don’t compete! […]Practice mutual aid! That is the surest means of giving to each and to all the greatest safety, the best guarantee of existence and progress, bodily, intellectual, and moral.
Peter Kropotkin, ”Mutual Aid: A Factor of Evolution”, 1902
Kieli luo ajatuksia siinä missä se myös niitä ilmaisee. Amerikan Powatomi-kansalla on sana, puhpowee, joka tarkoittaa sienten kasvamista maan sisästä yön aikana. Se tarkoittaa myös miehisen elimen kasvua yön aikana. Onko kyse antropomorfismista vai mykomorfismista? Kumpi viittaa kumpaan, sieni miehen elimeen vai toisin päin? Kun sanotaan, että kasvi ”oppii”, ”päättää”, ”viestii” tai ”muistaa”, inhimillistetään kasvin toimintaa. Kun kasvikunnan termejä sovelletaan ihmiseen, ne saavat uuden merkityksen: ”kukkia”, ”kukoistaa” tai ”juurtua”. Voi olla, että on mahdotonta ajatella ilman vertauksia, kuten biologi Richard Lewontin sanoi, koska tiede tutkii enimmäkseen asioita, joita ihminen ei voi kokea suoraan. Mutta siitä seuraa vääjäämättä kulttuurinen painolasti. Vertaukset lisäävät ymmärrystä vain määränsä verran ja sen jälkeen niistä pitäisi päästää irti. Vasta jälkikäteen selviää, mitkä vertaukset ovat hyödyllisimpiä.
Ennen kuin sana symbioosi otettiin käyttöön, ei ollut tapaa ilmaista molempia hyödyttävää suhdetta. Se vaikutti ajatteluun ja kaikki suhteet yritettiin pakottaa parasiittisiksi. Kyseessä on ennemminkin jatkumo. Yhdessä sienijuuriverkostossa voi esiintyä samaan aikaan yhteistyötä ja kilpailua. Siinä voi virrata ravinteita tai myrkkyjä. Se ei välitä lajien, kielen tai akatemian raja-aidoista. Jos verkosto on enemmän kuin osiensa summa, sitä ei voi täysin ymmärtää rakenneosista käsin. Sitä täytyy tarkastella myös kokonaisuutena.
Sieniin ja ekosysteemeihin liittyy monia kysymyksiä, joihin emme tiedä vastauksia. Jotta pääsemme eteenpäin, meidän on todennäköisesti päästävä ihmiskeskeisestä näkökulmasta ja kielen rajoitteista. Meidän on opittava ymmärtämään luonnon monimuotoisuutta sen omilla ehdoilla ja kiinnitettävä enemmän huomiota lauluun eikä pelkästään laulajiin. Nietzscheä vapaasti soveltaen: ”kun katsot verkostoa, verkosto alkaa katsella sinua”.
hippuja ja säikeitä 