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Normalerweise werden sie mit Verrottung und Verfall assoziiert: Pilze. Sie können auch eine missachtete Ressource sein, die der Menschheit bei der Lösung einiger ihrer größten Probleme hilft. So gehört Stella McCartney zu den Designern, die jetzt mit Pilzleder arbeiten wollen. Oder: Die Armillaria gallica könnte ein potenzielles Gegengewicht zur berüchtigten Instabilität von Krebs bieten. Und sogar die Pilzverpackung gibt es. Sie ist biologisch abbaubar und wird bereits von Unternehmen wie Dell zur Verpackung ihrer Computer verwendet. Forscher in Yale stellten fest, dass es einen seltenen Pilz gibt, der gerne Plastik frisst. Und es gibt sogar schon Lösungen gegen das Bienensterben und zwar auch hier ür gibt es besondere Pilze. Sie werden überrascht sein, lernen Sie hier die unerwartete Magie von Pilzen kennen. 

Wir hatten Ihnen bereits Paul Stamets vorgestellt. Er hält mehrere Patente auf natürliche, aus Pilzen hergestellte Insektizide. Pilzen gehören die Zukunft, so Paul, und er hat uns auf diesen folgenden Beitrag aufmerksam gemacht, den wir für Sie übersetzt haben.

Normalerweise werden sie mit Verrottung und Verfall assoziiert: Pilze. Sie könnten aber auch eine missachtete Ressource sein, die der Menschheit bei der Lösung einiger ihrer größten Probleme hilft.

Zu Jim Andersons Füßen liegt ein Monster. Es lebte schon, als der persische König Xerxes Krieg gegen die alten Griechen führte, und wiegt mehr als drei Blauwale zusammen. Es hat einen unersättlichen Appetit und frisst sich seinen Weg durch gigantische Waldschneisen. Es ist je doch kein längst vergessenes Tier der griechischen Mythologie, sondern ein Pilz.

Anderson steht in einem bescheidenen Stück Waldland in Crystal Falls, auf Michigans Oberer Halbinsel. Er stattet einem Organismus einen Besuch ab, der im Waldboden lebt und den er und seine Kollegen vor beinahe 30 Jahren entdeckten. Dies ist das Zuhause von Armillaria gallica, einer Art Honigpilz.

Diese gewöhnlichen Pilze kommen in gemäßigten Waldgegenden in ganz Asien, Nordamerika und Europa vor, wo sie auf sterbendem oder auf abgestorbenem Holz wachsen, wodurch sie die Verrottung beschleunigen. Die einzigen sichtbaren Anzeichen von ihm sind oft Klumpen von schuppigen gelb-braunen giftpilzartigen Fruchtkörpern, die bis zu 10 cm groß werden.

Als Anderson und seine Kollegen Ende der 1980er Jahre nach Crystal Falls kamen, stellten sie fest, dass die zuvor vermutete reiche Ansammlung von Armillaria Gallica unter dem Mulch von Laub und der obersten Erdschicht des Waldbodens in Wirklichkeit ein einziges gigantisches Exemplar war. Sie vermuteten, dass der Pilz sich über etwa 0,37 km2 ausdehnte, 100 Tonnen wog und wenigstens 1.500 Jahre alt war. Er wurde zum neuesten Rekordhalter für den größten Organismus unseres Planeten. Ein Exemplar der gleichen Art in einem Wald Oregons hält den derzeitigen Rekord.

„Damals verursachte dies einigen Wirbel“, erzählt Anderson. „Unser Artikel erschien am 1. April, weswegen ihn alle für einen Aprilscherz hielten. Im Jahr 2015 trieb es uns zurück [zu dem Pilz], um unsere Voraussage zu überprüfen, dass dieser Organismus wirklich selbstständig und dauerhaft war“.

Zwischen 2015 und 2017 kehrten sie mehrere Male zu ihm zurück, entnahmen Proben von entfernten Punkten im Wald und ließen ihre DNA durch einen Sequenzer ihres Labors an der Universität Toronto laufen. Seit ihrer ersten Studie in den 1980er Jahren hat sich die genetische Analyse stark weiterentwickelt. Neue Techniken beschleunigen den Prozess, senken die Kosten und bieten mehr Informationen.

Ihre neuen Proben ergaben, dass die Armillaria gallica, die sie als eigenständiges Exemplar identifiziert hatten, noch viel größer und älter war als vorhergesagt, und zwar vier Mal so groß und weitere 1000 Jahre älter und etwa 400 Tonnen schwer.

Die Analyse ergab eine weitere, erstaunlichere Erkenntnis, eine, die uns Menschen in unserem Kampf gegen einen der größten Feinde der modernen Medizin unterstützen könnte – Krebs.

Die kanadischen Forscher entdeckten das mögliche Geheimnis hinter Armillaria gallicas außergewöhnlichem Umfang und Alter. Es kommt zutage, dass der Pilz eine extrem niedrige Mutationsrate hat – was bedeutet, dass er mögliche schädliche Veränderungen seines genetischen Codes vermeidet.

Wenn Organismen wachsen, teilt sich jede Zelle in zwei, um neue Tochterzellen zu produzieren. Mit der Zeit kann die DNA in den Zellen Schaden nehmen, was zu Fehlern führt, bekannt als Mutationen, die sich in den genetischen Code einschleichen. Man hält dies für einen der Schlüsselmechanismen, die zu Alterung führen.

Aber es scheint, dass die Armillaria Gallica in Crystal Falls eine gewisse eingebaute Resistenz gegen diesen DNA-Schaden haben könnte. In 15 Proben, die aus fernen Teilen des Waldes entnommen und vom Team sequenziert wurden, hatten sich nur 163 Buchstaben von 100 Millionen im genetischen Code der Armillaria gallica verändert.

„Die Mutationsfrequenz ist viel, viel niedriger, als wir es uns je hätten vorstellen können“, sagt Anderson. „Um dieses niedrige Niveau der Mutation zu erreichen, erwarten wir, dass sich die Zellen im Durchschnitt einmal pro Meter Wachstum teilen. Aber das Erstaunliche ist, dass die Zellen mikroskopisch klein sind – nur wenige Mikrometer groß -, sodass man Millionen von ihnen in jedem Meter Wachstum brauchen würde.“

Anderson und sein Team glauben, dass der Pilz einen Mechanismus hat, der dabei hilft, seine DNA vor Schäden zu schützen, indem er ihm eines der stabilsten Genome der natürlichen Welt gibt. Obwohl sie das noch enträtseln müssen, könnte die bemerkenswerte Stabilität des Genoms der Armillaria gallica neue Erkenntnisse über die menschliche Gesundheit liefern.

Bei einigen Krebsarten können Mutationen in Zellen „randalieren“, da die normalen Mechanismen, die die DNA überprüfen und reparieren, zusammenbrechen.

„Armillaria gallica könnte ein potenzielles Gegengewicht zur berüchtigten Instabilität von Krebs bieten“, sagt Anderson. „Wenn Sie sich eine Linie von Krebszellen ansähen, die im Alter gleichwertig sind, wäre diese so durchsiebt von Mutationen, dass Sie sie möglicherweise nicht erkennen könnten. Armillaria ist das entgegengesetzte Extrem. Es könnte möglich sein, die evolutionären Veränderungen zu erkennen, die es ihr ermöglicht haben, so zu sein [wie sie ist] und sie mit Krebszellen zu vergleichen.“

Dies könnte es nicht nur den Wissenschaftlern ermöglichen, mehr darüber zu erfahren, was in Krebszellen schief läuft, sondern auch neue Möglichkeiten der Krebsbehandlung eröffnen.

Während Anderson und seine Kollegen nicht vorhaben, diese Arbeit selbst zu erledigen – sie überlassen sie anderen, die jünger und qualifizierter sind, die genetische Komplexität von Krebs zu verstehen -, bieten ihre Ergebnisse einen faszinierenden Einblick in die ungenutzte Kraft von Pilzen, die der Menschheit zu helfen können.

Pilze gehören zu den am häufigsten vorkommenden Organismen auf unserem Planeten – die kombinierte Biomasse dieser oft winzigen Organismen übersteigt die aller Tiere auf dem Planeten zusammengenommen. Und ständig entdecken wir neue Pilze. Mehr als 90% der geschätzten 3,8 Millionen Pilze auf der Welt sind der Wissenschaft derzeit [noch] unbekannt. Allein 2017 wurden 2.189 neue Pilzarten von Wissenschaftlern beschrieben.

Ein kürzlich veröffentlichter Bericht der britischen Royal Botanic Kew Gardens in London hebt hervor, dass Pilze bereits auf Hunderte von verschiedenen Arten verwendet werden, von der Papierherstellung bis hin zur Reinigung unserer schmutzigen Kleider.

Rund 15% aller Impfstoffe und biologisch hergestellten Medikamente stammen von Pilzen. Die komplexen Proteine, mit denen beispielsweise eine Immunantwort auf das Hepatitis-B-Virus ausgelöst wird, wachsen in Hefezellen, die zur Pilzfamilie gehören.

Am bekanntesten ist vielleicht das Antibiotikum Penicillin, das in einer häufigen Art von Haushaltsschimmel entdeckt wurde, der oft auf altem Brot wächst. Dutzende anderer Arten von Antibiotika werden heute von Pilzen produziert.

Sie bieten auch zahlreiche Behandlungen von Migräne und Statinen zur Behandlung von Herzerkrankungen. Ein relativ neues Immunsuppressivum zur Behandlung der Multiplen Sklerose wurde aus einer Verbindung entwickelt, die von einem Pilz produziert wird, der wiederum Zikadenlarven infiziert.

„Es ist Teil dieser Familie von Pilzen, die in Insekten eindringen und sie verschlingen“, sagt Tom Prescott, ein Forscher, der den Einsatz von Pflanzen und Pilzen im Royal Botanic Kew Gardens auswertet. „Sie produzieren diese Verbindungen, um das Immunsystem der Insekten zu unterdrücken, und es stellt sich heraus, dass sie auch beim Menschen eingesetzt werden können.“

„Es wurde bereits berichtet, dass[Pilze] gegen Viruserkrankungen aktiv werden„, sagt Riikka Linnakoski, eine Forstpathologin am Natural Resources Institute, Finnland.

Von Pilzen produzierte Verbindungen können Viren zerstören, die Krankheiten wie Grippe, Polio, Mumps, Masern und Drüsenfieber verursachen. Zahlreiche Pilze wurden auch gefunden, um Verbindungen herzustellen, die Krankheiten behandeln könnten, die derzeit nicht heilbar sind wie HIV und das Zika-Virus.

„Ich glaube, diese repräsentieren nur einen kleinen Bruchteil des gesamten Arsenals an bioaktiven Verbindungen“, sagt Linnakoski. „Pilze sind eine riesige Quelle verschiedener bioaktiver Moleküle, die in Zukunft möglicherweise als antivirale Mittel eingesetzt werden könnten.“

Sie ist Teil eines Forschungsteams, das untersucht, ob Pilze, die in den Mangrovenwäldern Kolumbiens wachsen, Quellen für neue antivirale Wirkstoffe sein könnten. Diese Ziele wurden jedoch noch nicht erreicht. Pilze als Quelle von Antibiotika, die gegen Bakterien wirken, sind zwar gut erforscht, jedoch wurden bislang keine aus Pilzen gewonnenen antiviralen Medikamente zugelassen.

Linnakoski führt dieses offensichtliche Versäumnis der Wissenschaft auf die Schwierigkeit zurück, viele Pilze aus der natürlichen Umgebung zu sammeln und anzubauen, sowie auf den historischen Mangel an Kommunikation zwischen Mykologen und Virologen. Aber sie glaubt, dass es nur eine Frage der Zeit sein wird, bis ein pilzbasiertes antivirales Medikament seinen Weg in die Klinik findet.

Linnakoski glaubt auch, dass die Suche nach neuen Pilzarten in unwirtlichen Umgebungen, wie z. B. im Sediment auf dem Meeresboden in einigen der tiefsten Teile des Ozeans oder unter den stark veränderlichen Bedingungen der Mangrovenwälder, noch spannendere Verbindungen hervorbringen könnte.

„Es ist anzunehmen, dass die extremen Bedingungen Pilze dazu anregen, einzigartige und strukturell beispiellose sekundäre Stoffwechselprodukte zu produzieren“, sagt sie. „Leider verschwinden viele der einheimischen Ökosysteme, die ein großes Potenzial für die Entdeckung neuartiger bioaktiver Verbindungen bergen, wie z.B. Mangrovenwälder, in alarmierender Geschwindigkeit.“

Ein Pilz, der auf einer Deponie am Rande von Islamabad, Pakistan, im Boden gefunden wurde, kann eine Lösung für die alarmierende Menge an Kunststoffverschmutzung sein, die unsere Ozeane verstopft. Fariha Hasan, Mikrobiologin an der Quaid-I-Azam-Universität in Islamabad, stellte fest, dass der Pilz Aspergillus tubingensis Polyurethan-Kunststoff schnell abbauen kann.

Diese Kunststoffe, aus denen früher eine breite Palette von Produkten wie Möbelschaumstoffe, Elektronikgehäuse, Klebstoffe und Folien hergestellt wurden, können jahrelang in Erde und Meerwasser verbleiben. Jedoch wurde festgestellt, dass die Pilze sie innerhalb weniger Wochen abbauen. Hasan und ihr Team untersuchen nun, wie man die Pilze für den großtechnischen Abbau von Kunststoffabfällen einsetzen kann. Bei anderen Pilzen wie z. B. Pestalotiopsis microspore, der normalerweise auf verrottenden Efeublättern wächst, wurde ebenfalls ein ungeheurer Appetit auf Plastik festgestellt, was die Hoffnung darauf weckt, dass sie zur Lösung unseres wachsenden Abfallproblems genutzt werden könnten.

Tatsächlich haben Pilze einen erheblichen Geschmack für die Verschmutzung, mit der wir unsere Welt belasten. Arten wurden entdeckt, die Böden von Ölverschmutzung reinigen, schädliche Schwermetalle abbauen, langlebige Pestizide vernichten und sogar zur Rehabilitation radioaktiv verseuchterer Standorte beitragen können.

Eine Reihe von Gruppen auf der ganzen Welt versuchen nun, ein wesentliches Merkmal von Pilzen – die aderartigen Netze aus Myzel, die sie produzieren – zu nutzen, um Materialien herzustellen, die Kunststoffverpackungen ersetzen können. Während Pilze wachsen, verzweigen sich diese Myzelfäden nach außen, um in Ecken und Kanten im Boden zu sondieren und ihn so zu verbinden. Sie sind der Klebstoff der Natur.

Im Jahr 2010 begann Ecovative Design zu untersuchen, wie sie damit natürliche Abfallprodukte wie Reisschalen oder Holzschnitzel zu einer Alternative zu Styroporverpackungen verbinden können. Ihre frühen Arbeiten haben sich zu MycoComposite entwickelt, das Reste von Hanfpflanzen als Ausgangsmaterial verwendet.

Diese werden zusammen mit Pilzsporen und Mehl in wiederverwendbare Formen verpackt, in denen sie dann neun Tage lang wachsen. Dabei produzieren sie Enzyme, die anfangen, den Abfall zu verdauen. Sobald das Material in die gewünschte Form gebracht wurde, wird es wärmebehandelt, um das Material zu trocknen und weiteres Wachstum anzuhalten.

Die so entstandene „Pilzverpackung“ ist biologisch abbaubar und wird bereits von Unternehmen wie Dell zur Verpackung ihrer Computer verwendet.

Das Unternehmen hat auch eine Methode entwickelt, um Myzel in Schaumform zu züchten, das in Sportschuhen oder als Isolierung verwendet werden kann. Ebenso können sie aus Myzel lederartige Stoffe erzeugen. In Zusammenarbeit mit dem nachhaltigen Textilunternehmen Bolt Threats kombiniert es Maisstängel mit dem Myzel und lässt beides zu einer Matte wachsen, die gegerbt und komprimiert wird. Der gesamte Prozess dauert Tage und nicht die Jahre, die für Tierleder benötigt werden.

Stella McCartney gehört zu den Designern, die jetzt mit diesem Pilzleder arbeiten wollen. Schuhdesignerin Liz Ciokajlo hat vor kurzem erst ein Myzel für eine moderne Nachbildung des Modetrends des Moon Boot aus den 70er Jahren verwendet.

Athanassia Athanassiou, Materialwissenschaftlerin am Italienischen Institut für Technologie in Genua, entwickelt mit Hilfe von Pilzen neue Arten von Bandagen zur Behandlung schlecht heilender oder offener Wunden.

Aber sie hat auch entdeckt, dass es möglich ist, die Eigenschaften des Myzelmaterials zu optimieren, indem man verändert, was es verdauen muss. Je härter eine zu verdauende Substanz für die Pilze ist – wie z. B. Holzschnitzel statt Kartoffelschalen – desto steifer ist das entstehende Myzelmaterial.

Gesehen in Australien – Doro Schreier

Die kalifornische Firma MycoWorks hat Methoden entwickelt, mit deren Hilfe Pilze zu Baumaterialien verarbeitet werden. Durch die Verschmelzung von Holz mit Myzel konnten sie Ziegel herstellen, die feuerhemmend und widerstandsfähiger sind als herkömmlicher Beton.

Tien Huynh, Biotechnikerin am Royal Melbourne Institute of Technology in Australien, leitet ein Projekt zur Herstellung ähnlicher Pilzziegel, bei dem Mycel aus Trametes versicolor mit Reishülsen und zerkleinertem Altglas kombiniert wird.

Sie sagt, dass sie nicht nur ein billiges und umweltfreundliches Baumaterial liefern, sondern auch dazu beitragen, ein weiteres Problem zu lösen, mit dem viele Haushalte in Australien und auf der ganzen Welt konfrontiert sind – Termiten. Der Kieselsäuregehalt des Reises und des Glases macht das Material weniger appetitlich für Termiten, die jedes Jahr Schäden an Häusern in Höhe von Milliarden Dollar verursachen.

„In unserer Forschung haben wir die Pilze auch dazu genutzt, Enzyme und neue Biostrukturen für verschiedene Eigenschaften wie Schallabsorption, Stärke und Flexibilität herzustellen“, sagt Huynh. Ihr Team arbeitet auch daran, mit Pilzen Chitin herzustellen – eine Substanz, die zur Verdickung von Lebensmitteln und in vielen Kosmetika verwendet wird.

„Normalerweise wird Chitin aus Schalentieren gewonnen, die hypoallergene Eigenschaften haben“, sagt sie. „Das Pilzchitin nicht. Wir werden im weiteren Verlauf des Jahres mehr Produkte auf Pilzbasis haben, aber es ist sicherlich eine faszinierende Ressource, die [gegenwärtig noch] weitgehend ungenutzt ist.“

Pilze können auch in Kombination mit traditionellen Baustoffen zu einem „intelligenten Beton“ verarbeitet werden, der sich selbst heilen kann, wenn die Pilze in entstehende Risse hineinwachsen und frisches Kalziumkarbonat, den wichtigsten Rohstoff im Beton, zur Reparatur der Schäden absondern.

„Die Verwendungsmöglichkeiten für Myzel […] sind endlos“, sagt Gitartha Kalita, Bioingenieur am Assam Engineering College und an der Assam Don Bosco University in Guwahati, Indien. Er und seine Kollegen verwenden Pilze und Heuabfall zur Erschaffung einer Alternative zu Bauholz. „Alles, was wir heute landwirtschaftliche Abfälle nennen, ist eigentlich eine unglaubliche Ressource, auf der Pilze wachsen können. Wir haben unsere Umwelt bereits geschädigt. So können wir die derzeitigen Materialien durch etwas ersetzen, das sich nachhaltig erhalten wird. Sie [die Pilze] können unsere Abfälle in etwas verwandeln, das wirklich wertvoll für uns ist.“

Titelfoto – G0DG67 Bulbous Honey Fungus is an edible mushroom. Image shot 06/2015. Exact date unknown. Pilze im Garten – Doro Schreier

Pilze im Garten – Doro Schreier

Normally associated with rot and decay, fungi may be a great overlooked resource that could help humanity deal with some of its greatest problems.

Beneath Jim Anderson’s feet lies a monster. It has been alive since the Persian king Xerxes waged war against the Ancient Greeks and weighs more than three blue whales put together. It has a voracious appetite, eating its way through huge swathes of forest. But this is no long-forgotten beast borne of Greek mythology. It is a mushroom.

Anderson is standing in an unassuming patch of woodland in Crystal Falls, in Michigan’s Upper Peninsula. He is revisiting an organism living under the forest floor that he and his colleagues discovered nearly 30 years ago. This is the home of Armillaria gallica, a type of honey mushroom.

These common fungi are found in temperate woodlands all across Asia, North America and Europe, where they grow on dead or dying wood, helping to speed up the decay. Often the only visible sign of them above ground are clumps of scaly, yellow-brown toad-stool-like fruiting bodies that grow up to 10cm tall.

When Anderson and his colleagues visited Crystal Falls in the late 1980s, they discovered that what at first appeared to be a rich community of Armillaria gallica flourishing beneath the mulch of leaf litter and top soil of the forest floor was – in fact – one giant individual specimen. They estimated it covered an area about 91 acres, weighed 100 tonnes and was at least 1,500 years old. It set a new record at the time for the largest organism on the planet – a similar fungus in a forest in Oregon now holds the record.

“It caused quite a stir at the time,” says Anderson. “Our paper came out on April Fool’s Day so everyone thought it was a joke. Then in 2015 we thought we should go back and test our prediction that this was truly a persistent, single organism.”

They ended up returning to the site several times between 2015 and 2017, taking samples from distant points around the forest and then running the DNA they obtained through a sequencer back at their laboratory at the University of Toronto. Since their initial study in the 1980s, genetic analysis has advanced in bounds, with new techniques making the process far cheaper, faster and providing more information.

Their new samples revealed that not only was the Armillaria gallica  they had discovered a single individual, but it was far larger and older than they had predicted. The new results revealed it was four times larger, 1,000 years older and if gathered together would weigh around 400 tonnes.

Fungi produce vein-like threads called mycelium that are finding a myriad of uses from creating medical bandages to building materials (Credit: Alamy)

But the analysis produced an even more surprising insight, one that could help us humans in our fight against one of modern medicines greatest foes – cancer.

The Canadian researchers discovered what may be the secret behind the Armillaria gallica’s extraordinary size and age. It appears the fungus has an extremely low mutation rate – meaning it avoids potentially damaging alterations to its genetic code.

As organisms grow, their cells divide into two to produce new daughter cells. Over time, the DNA in the cells can become damaged leading to errors, known as mutations, creeping into the genetic code. This is thought to be one of the key mechanisms that causes aging.

But it seems the Armillaria gallica in Crystal Falls might have some inbuilt resistance to this DNA damage. In 15 samples taken from distant parts of the forest and sequenced by the team, just 163 letters of the 100 million in the genetic code of Armillaria gallica  had changed.

“The mutation frequency is much, much lower than we could ever have imagined,” says Anderson. “To have this low level of mutation, we would expect the cells to be dividing on average once for every metre of growth. But what is astonishing is that the cells are microscopic – just a few micrometres in size – so you would need millions of them in every metre of growth.”

Anderson and his team believe the fungus has a mechanism that helps to protect its DNA from damage, giving it one of the most stable genomes in the natural world. While they have still to unravel exactly what this is, the remarkable stability of the genome of Armillaria gallica could offer new insights into human health.

A fungus that infects cicada nymphs produces a compound that has been turned into a blockbusting immunosupressent drug (Credit: Mike Dickison/Wikimedia Commons)

In some cancers, mutations can run riot in cells as the normal mechanisms that check for and repair DNA break down.

“Armillaria gallica may provide a potential counterpoint to the notorious instability of cancer,” says Anderson. “If you looked at a line of cancer cells that were equivalent in age, it would be so riddled with mutations that you probably wouldn’t be able to recognise it. Armillaria is at the opposite extreme. It might be possible to pick out the evolutionary changes that have allowed it be like this and compare them to cancer cells.”

Doing this could not only allow scientists to learn more about what goes wrong in cancer cells but may also provide potential new ways of treating cancer.

While Anderson and his colleagues are not planning on doing this work themselves – they are leaving it to others who are younger and more qualified to understand the genetic complexities of cancer – their findings provide an intriguing glimpse of the untapped power of fungi to help humanity.

Fungi are some of the most common organisms on our planet – the combined biomass of these often tiny organisms exceeds that of all the animals on the planet put together. And we are discovering new fungi all the time. More than 90% of the estimated 3.8 million fungi in the world are currently unknown to science. In 2017 alone, there were 2,189 new species of fungi described by scientists.

A recent report published by the UK’s Royal Botanic Gardens Kew in London highlighted that fungi are already used in hundreds of different ways, from making paper to helping to clean our dirty clothes.

Around 15% of all vaccines and biologically produced drugs come from fungi. The complex proteins used to trigger an immune response to the hepatitis B virus, for example, are grown in yeast cells, which are part of the fungi family.

Perhaps the most well-known is the antibiotic penicillin, which was discovered in a common type of household mould that often grows on old bread. Dozens of other types of antibiotics are now produced by fungi.

They are also sources of treatments for migraines and statins for treating heart disease. One relatively new immunosuppressant, used for treating multiple sclerosis, was developed from a compound produced by a fungus that infects cicada larvae.

“It is part of this family of fungi that get into insects and take them over,” says Tom Prescott, a researcher who evaluates the use of plants and fungi at the Royal Botanic Gardens Kew. “They produce these compounds to suppress the insect immune system and it turns out they can be used in humans too.”

But some researchers believe we have barely scratched the surface of what fungi can offer us.

“There have already been [fungi] reported to have activity against viral diseases,” says Riikka Linnakoski, a forest pathologist at the Natural Resources Institute Finland.

Compounds produced by fungi can destroy viruses that cause diseases like flu, polio, mumps, measles and glandular fever. Numerous fungi have also been found to produce compounds that could treat diseases that currently have no cure, such as HIV and the Zika virus.

“I believe these represent just a small fraction of the full arsenal of bioactive compounds,” says Linnakoski. “Fungi are a vast source of various bioactive molecules, which could potentially be used as antivirals in the future.”

She is part of a research team that is investigating whether fungi growing in the mangrove forests of Colombia could be sources of new antiviral agents. These goals have not yet been realised, however. While fungi have been well researched as a source of antibiotics that act against bacteria, no antiviral drugs derived from fungi have been approved.

Linnakoski puts this apparent omission by the scientific community down to the difficulty in collecting and growing many fungi from the natural environment and the historic lack of communication between mycologists and the virology community. But she believes it will only be a matter of time before a fungi-based antiviral drug makes its way into clinics.

Linnakoski also believes that searching for new species of fungi in inhospitable environments such as in the sediment on the sea bed in some of the deepest parts of the ocean, or in the highly changeable conditions of mangrove forests, might yield even more exciting compounds.

“The extreme conditions are thought to provoke fungi to produce unique and structurally unprecedented secondary metabolites,” she says. “Unfortunately, many of the native ecosystems that harbor great potential for discoveries of novel bioactive compounds, such as mangrove forests, are disappearing at alarming rates.”

But fungi have uses that can tackle other problems beyond our health.

A fungus found growing in soil at a landfill site on the outskirts of Islamabad, Pakistan, may be a solution to the alarming levels of plastic pollution clogging up our oceans. Fariha Hasan, a microbiologist at Quaid-I-Azam University in Islamabad, discovered the fungi Aspergillus tubingensis can rapidly break down polyurethane plastic.

These plastics, which used to make a wide range of products including furniture foams, electronics cases, adhesives and films, can hang around in soil and sea water for years. The fungi, however, was found to break it down within a matter of weeks. Hasan and her team are now investigating how to use the fungi for large-scale degradation of plastic waste. Other fungi, such as Pestalotiopsis microspore, which normally grows on rotting ivy leaves, have also been found to have a prodigious appetite for plastic, raising hopes they could be harnessed to tackle our growing waste problem.

In fact, mushrooms have quite a taste for the pollution we contaminate our world with. Species have been discovered that can clean up oil pollution from soil, degrade harmful heavy metals, consume persistent pesticides and even help to rehabilitate radioactive sites.

Mushrooms, however, could also help to avoid the need to use some plastics in the first place.

A number of groups around the world are now attempting to exploit a key feature of fungi – the vein-like webs of mycelium they produce – to create materials that can replace plastic packaging. As fungi grow, these mycelium threads branch outwards, to probe into nooks and crannies in the soil, binding it  together. They are nature’s glue.

In 2010, Ecovative Design began exploring how they could use this to bind together natural waste products like rice husks or wood chips to produce an alternative to polystyrene packaging. Their early work has evolved into MycoComposite, which uses left over bits of hemp plant as the base material.

These are packed into reusable moulds along with fungal spores and flour, which are then left to grow for nine days. As they do so, they produce enzymes that start to digest the waste. Once the material has grown into the desired shape, it is then treated with heat to dry out the material and halt further growth.

The resulting mushroom packaging is biodegradable and is already being used by companies such as Dell to package its computers.

The company has also developed a way of growing mycelium into foams that can be used in trainers or as insulation, and fabrics that mimic leather. Working with sustainable fabrics firm Bolt Threats, it combines waste corn stalks with the mycelium, allowing it to grow into a mat that is tanned and compressed. The whole process takes days rather than the years needed for animal leather.

Stella McCartney is among the designers now looking to use this mushroom leather and shoe designer Liz Ciokajlo recently used mycelium to create a modern reimaging of the 1970s Moon Boot fashion trend. Athanassia Athanassiou, a materials scientist at the Italian Institute of Technology in Genoa, has been using fungi to develop new types of bandage for treating chronic wounds.

But she has also discovered it is possible to tune the qualities of the mycelium material by altering what it has to digest. The harder a substance is for the fungi to digest – such as wood chips rather than potato peelings – the stiffer the resulting mycelium material is, for example.

California-based MycoWorks have been developing ways of turning mushrooms into building materials. By fusing wood together with mycelium, they have been able to create bricks that are fire-retardant and tougher than conventional concrete.

Tien Huynh, a biotechnologist at the Royal Melbourne Institute of Technology in Australia, has been leading a project to create similar fungal brick by combining mycelium from Trametes versicolor with rice hulls and crushed waste glass.

She says they not only provide a cheap and environmentally friendly building material, but they also help to solve another problem facing many homes in Australia and around the world – termites. The silica content of the rice and the glass makes the material less appetising to termites, which cause billions of dollars in damage to homes every year.

“In our research, we have also used the fungi to produce enzymes and new biostructures for different properties including sound absorption, strength and flexibility,” says Huynh. Her team is also working on using fungi to produce chitin – a substance used to thicken foods and in many cosmetics.

“Usually chitin is processed from shellfish, which has hypoallergenic properties,” she says. “The fungal chitin does not. We will have more fungal-based products later in the year but it is certainly a fascinating resource underutilised.”

Fungi can also be used in combination with traditional building materials to create a “smart concrete” that can heal itself as the fungi grows into any cracks that form, secreting fresh calcium carbonate – the key raw material in concrete – to repair the damage.

“The possibilities for what we might use mycelium for are endless,” says Gitartha Kalita, a bioengineer at Assam Engineering College and Assam Don Bosco University in Guwahati, India. He and his colleagues have been using fungi and hay waste to create an alternative to wood for building. “Everything that we now call agricultural waste is actually an incredible resource that mushrooms can grow on. We have already degraded our environment and so if we can replace the current materials with something that is going to hold up in some sustainable way. They can take our waste and turn it into something which is really valuable for us.”

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