Par Allison Lucht et Will Broussard
L'année 2021 a été l'année où le plus grand nombre de lancements orbitaux et d'êtres humains dans l'espace ont été enregistrés simultanément. Alors que beaucoup d'entre nous rêvent de voyages interstellaires, quelques-uns explorent également l'impact potentiel des champignons souterrains sur notre capacité à « oser aller là où personne n'est allé auparavant ».
En tant que compagnons de voyage spatial, les champignons ne sont peut-être pas votre premier choix, mais leurs habitudes de croissance uniques, leur haute valeur nutritive, leurs bienfaits thérapeutiques et leur capacité à résister à des environnements extrêmes pourraient s'avérer essentiels pour les voyages spatiaux de longue distance. En fait, les champignons se développent si bien dans l'espace que beaucoup pensent qu'ils sont d'origine extraterrestre. Terrestres ou non, nous discuterons des nombreuses façons dont les champignons pourraient aider l'humanité dans l'exploration spatiale future.
Champignons et station spatiale Mir
Le premier indice que les champignons pouvaient survivre, voire prospérer, dans l'espace est apparu en 1988, lorsque la station spatiale russe Mir a été attaquée par ce que la microbiologiste soviétique Natalia Novikova a plus tard décrit comme un « champignon spatial agressif ». Bien que la menace fût sérieuse, l'organisme n'était pas un envahisseur spatial typique, mais un réseau d'hyphes fongiques en croissance rapide qui menaçait les fenêtres, les panneaux de contrôle et rongeait progressivement l'intérieur de la station spatiale et d'un véhicule de transport Soyouz. Un régime de nettoyage quotidien agressif a finalement résolu le problème à bord de Mir, qui a subi une fenêtre brisée suite à la dissolution d'un joint en caoutchouc.
Champignons et station spatiale Mir
Notre premier indice que les champignons pouvaient survivre, voire prospérer, dans l'espace est apparu en 1988, lorsque la station spatiale russe Mir a été attaquée par ce que la microbiologiste soviétique Natalia Novikova a plus tard décrit comme un « champignon spatial agressif ». Bien que la menace fût sérieuse, l'organisme n'était pas un envahisseur spatial typique, mais un réseau d'hyphes fongiques en croissance rapide qui menaçait les fenêtres, les panneaux de contrôle et rongeait progressivement l'intérieur de la station spatiale et d'un véhicule de transport Soyouz. Un régime de nettoyage quotidien agressif a finalement résolu le problème à bord de Mir, qui a subi une fenêtre brisée suite à la dissolution d'un joint en caoutchouc.
Comme on peut l'imaginer, les stations spatiales en décomposition sont loin d'être idéales, et bien que la NASA ait affirmé que ces passagers clandestins fongiques étaient d'origine terrestre, leur présence dans l'espace nous a offert notre première occasion d'examiner de près l'astromycologie – l'étude des champignons terrestres dans l'espace. Cette situation unique a prouvé que les champignons pouvaient survivre aux voyages spatiaux. Qu'un champignon puisse se propager à travers une station spatiale entière suggère qu'ils pourraient même prospérer dans l'espace. Comment cela est-il possible ?
Pourquoi les champignons prospèrent-ils dans l'espace ?
Les rayonnements intenses et l'apesanteur présentent des défis pour toutes les formes de vie dans l'espace, qu'elles soient fongiques ou humaines. Malgré ces obstacles, plusieurs espèces saprophytes – des champignons se nourrissant de matière organique morte ou en décomposition – ont été identifiées sur la station Mir. On pourrait ne pas s'attendre à ce qu'un vaisseau spatial moderne contienne beaucoup de matière en décomposition, mais les astronautes humains perdent des dizaines de milliers de cellules de peau morte chaque jour, même dans l'espace. Ces cellules de peau auraient pu fournir une abondance de nourriture aux champignons, ce qui pourrait expliquer pourquoi tant d'entre eux ont pu survivre à bord du vaisseau.
Champignons et rayonnement
Les champignons saprophytes sont connus pour leur capacité à survivre dans une grande variété de climats, y compris la chaleur et le froid extrêmes. Beaucoup sont même capables de résister à de fortes quantités de rayonnement, comme ce fut le cas après la catastrophe nucléaire de Tchernobyl en 1986. Les organismes fongiques retirés de la paroi du réacteur dysfonctionnel étaient noircis par des pigments naturels via un processus appelé mélanisation. Les champignons mélanisés peuvent être trouvés partout dans le monde, y compris en Antarctique.
Des recherches sur la moisissure Penicillium expansum ont montré que les spécimens ayant vécu dans l'espace pendant sept mois développaient une présence accrue de couches de mélanine en raison de l'augmentation des rayonnements. Des recherches spatiales sur un autre type de moisissure fongique, Cryptococcus neoformans, ont révélé que les individus fongiques subissant une mélanisation se développaient plus rapidement après avoir été exposés à 500 fois le taux de rayonnement de fond. Cela suggère que la mélanine pourrait non seulement protéger l'ADN fongique des rayonnements spatiaux, mais aussi que les champignons pourraient convertir le rayonnement en énergie, comme le processus par lequel les plantes convertissent l'énergie de la lumière du soleil.
Les champignons en apesanteur
Les champignons et les plantes sont connus pour se développer en réaction à la gravité afin d'assurer l'efficacité pour une croissance et une reproduction optimales. Les observations faites sur des champignons cultivés dans l'espace montrent que les champignons peuvent prospérer en l'absence de gravité. Lorsque les champignons se reproduisent, ils libèrent des spores dans l'air, parfois avec force. Sans frottement dans l'espace dû à l'absence de gravité, les spores flottent simplement. C'est pourquoi les astronautes à bord de Mir ont pu observer de grandes formations fongiques apparemment partout dans le vaisseau spatial.
Photos courtoisie de NASA / Ames Research Center / Lynn Rothschild
Comment les champignons peuvent soutenir la vie dans l'espace
Les rayonnements intenses et la prévalence de l'apesanteur peuvent rendre le voyage spatial pour les humains très difficile et carrément dangereux. Les champignons ne sont pas perturbés par ces obstacles et peuvent même prospérer dans ces conditions. Les champignons pourraient-ils être utiles dans d'autres applications du voyage spatial humain ? Les recherches suggèrent que c'est fort probable.
Nutrition spatiale durable
Quand certains d'entre nous pensent aux champignons, la première chose qui nous vient à l'esprit est peut-être de délicieux champignons comestibles. Les champignons sont en fait nutritionnellement diversifiés ; riches en protéines, en glucides complexes et en vitamines essentielles telles que D et B.
Les champignons sont également relativement faciles à cultiver et ne nécessitent pas beaucoup de temps, d'espace ou de ressources pour le faire. C'est pour ces raisons qu'ils sont considérés comme une source de nourriture durable pour les voyages spatiaux. Les espèces envisagées comprennent les pleurotes en raison de leur taux de croissance rapide et de leur rendement élevé en champignons.
En plus d'être une excellente source de nourriture, des recherches sont menées sur des structures à base de mycélium qui pourraient être utilisées dans les futures colonies spatiales. Le projet de myco-architecture de la NASA prototype actuellement des technologies qui pourraient permettre de cultiver des habitats de mycélium sur la Lune, Mars et au-delà. La technologie permettrait aux futurs explorateurs spatiaux de voyager avec un matériau compact et léger, accompagné d'un champignon dormant qui pourrait être simplement déplié et combiné avec de l'eau pour faire pousser une maison entièrement fonctionnelle.
Ces myco-structures offriraient non seulement un endroit où les voyageurs spatiaux pourraient se reposer, mais elles fourniraient également une protection essentielle grâce à la capacité unique des champignons à absorber les rayonnements. Les structures vivantes à base de champignons ne sont peut-être pas ce que nous avions imaginé pour l'avenir du voyage spatial ; le mycélium n'est pas aussi brillant que les villes métalliques et futuristes représentées dans les médias, mais il a l'avantage de fournir un habitat efficace, sûr et écologique pour la vie dans l'espace.
Myco-architecture
Photo fournie par l'équipe iGEM 2018 de Stanford-Brown-RISD
En plus d'être une excellente source de nourriture, des recherches sont menées sur des structures à base de mycélium qui pourraient être utilisées dans les futures colonies spatiales. Le projet de myco-architecture de la NASA est actuellement en train de prototyper des technologies qui pourraient voir des habitats de mycélium être cultivés sur la Lune, Mars et au-delà. Cette technologie permettrait aux futurs explorateurs spatiaux de voyager avec un matériau compact et léger, accompagné d'un champignon dormant qui pourrait être simplement déplié et combiné avec de l'eau pour faire pousser une maison entièrement fonctionnelle.
Ces myco-structures offriraient non seulement un lieu de repos aux voyageurs spatiaux, mais aussi une protection essentielle grâce à la capacité unique des champignons à absorber les radiations. Les structures vivantes à base de champignons ne correspondent peut-être pas à l'idée que nous nous faisions de l'avenir des voyages spatiaux ; le mycélium n'est pas aussi brillant que les villes métalliques et futuristes dépeintes dans les médias, mais il a l'avantage de fournir un habitat efficace, sûr et écologique pour la vie dans l'espace.
Satellites à base de Mycélium
On compte environ 7 520 satellites artificiels fonctionnels et non fonctionnels en orbite. Ce nombre devrait augmenter de manière exponentielle à mesure que les télécommunications évoluent. Cela pose de nombreux problèmes, notamment des risques de collision, des débris spatiaux et des impacts environnementaux. Les satellites mis hors service sont une source majeure de pollution lorsqu'ils rentrent dans l'atmosphère terrestre et laissent derrière eux des traces d'aluminium et d'autres particules toxiques. L'accumulation de ces substances sur des décennies peut entraîner une diminution de la couche d'ozone, entre autres impacts environnementaux. C'est pour ces raisons que les ingénieurs et concepteurs de satellites cherchent à repenser leurs futurs satellites, le mycélium de champignon étant envisagé pour les futurs matériaux.
L'utilisation de champignons est une solution peu coûteuse, durable et non toxique au dilemme de la surpopulation de satellites. Le mycélium est extrêmement résistant et durable, il peut supporter des températures extrêmes et des radiations, et il est même ignifuge. Lorsque les futurs satellites en mycélium rentreront dans notre atmosphère, ils ne prendront pas feu et ne pollueront pas notre atmosphère, nos océans ou nos terres.
Les champignons viennent-ils de l'espace ?
Il est clair que les champignons peuvent survivre étonnamment bien dans l'espace. Les radiations élevées et l'apesanteur sont dures pour les corps humains fragiles, mais les champignons semblent prospérer dans ce type d'environnement. Est-il possible que les champignons soient originaires de l'espace ? Certains d'entre nous le pensent.
La théorie selon laquelle les champignons viennent des étoiles découle de la théorie de la panspermie, qui pose la question suivante : et si des formes de vie microscopiques, telles que des bactéries, des spores fongiques et d'autres microbes, pouvaient être transportées à travers l'espace et atterrir sur une autre planète ?
La panspermie suggère que les spores fongiques auraient pu arriver sur Terre il y a plus d'un milliard d'années par des comètes, des astéroïdes ou d'autres débris spatiaux. Cela pourrait expliquer pourquoi les champignons s'adaptent si bien à la vie dans l'espace, mais cette théorie n'est toujours pas prouvée. En attendant que l'hypothèse de la panspermie soit confirmée, c'est une idée fascinante à envisager. Peut-être que les champignons extraterrestres fourniront un jour le chaînon manquant à l'origine de la vie sur notre planète.
Thérapie aux champignons psychédéliques pour les astronautes
Les champignons à psilocybine, également connus sous le nom de "champignons magiques", ont fait l'objet de beaucoup d'attention. Ils sont actuellement étudiés pour traiter un large éventail de problèmes de santé mentale, notamment la dépression, l'anxiété et le trouble de stress post-traumatique, pour n'en citer que quelques-uns. Les résultats de ces études sont incroyables, de nombreux États ayant déjà dépénalisé ou légalisé la psilocybine à des fins thérapeutiques.
Le mycologue Paul Stamets est bien connu pour sa défense de tous les champignons, y compris la psilocybine. Il a même suggéré que les champignons à psilocybine pourraient être un élément essentiel de la trousse d'outils psychologiques de chaque astronaute. Selon Stamets, l'utilisation de champignons à psilocybine dans les bonnes conditions, dans un cadre thérapeutique, pourrait aider les futurs astronautes à devenir plus résistants mentalement pendant leur long voyage.
Au lieu de se sentir isolés et déprimés en raison de leur éloignement de la maison, la thérapie à la psilocybine pourrait leur permettre de se sentir comme faisant partie d'une seule et même grande conscience. La psilocybine pourrait également conférer aux astronautes une concentration accrue sur leur mission et des capacités de créativité et de résolution de problèmes améliorées, des attributs précieux tant sur Terre que dans l'espace lointain.
Les champignons psilocybine, également connus sous le nom de "champignons magiques", ont suscité beaucoup d'attention. Ils sont actuellement étudiés pour traiter un large éventail de conditions de santé mentale, y compris la dépression, l'anxiété et le trouble de stress post-traumatique, pour n'en nommer que quelques-unes. Les résultats de ces études sont incroyables, de nombreux États ayant déjà décriminalisé ou légalisé la psilocybine à usage thérapeutique.
Le mycologue Paul Stamets est bien connu pour sa défense de tous les champignons, y compris la psilocybine. Il a même suggéré que les champignons psilocybine pourraient être un élément essentiel de la trousse d'outils psychologiques de chaque astronaute. Selon Stamets, l'utilisation de champignons psilocybine dans les bonnes conditions, dans un cadre thérapeutique, pourrait aider les futurs astronautes à devenir plus résistants mentalement pendant leur long voyage.
Au lieu de se sentir isolés et déprimés en raison de leur éloignement de la maison, la thérapie à la psilocybine pourrait leur permettre de se sentir comme faisant partie d'une seule et même grande conscience. La psilocybine pourrait également conférer aux astronautes une concentration accrue sur leur mission et des capacités de créativité et de résolution de problèmes améliorées, des attributs précieux tant sur Terre que dans l'espace lointain.
Réflexions finales sur les champignons dans l'espace
Les champignons offrent la promesse de rendre l'exploration spatiale plus efficace et plus respectueuse de l'environnement. Non seulement ils peuvent nourrir nos corps et nos esprits pendant les voyages spatiaux, mais ils peuvent également fournir des matériaux solides, résistants aux radiations et non toxiques. Les innombrables façons dont les champignons peuvent améliorer l'avenir de l'humanité dans l'espace s'enrichiront à mesure que la recherche en astromycologie se poursuivra. Nous attendons avec impatience l'avenir de cette science passionnante !
Voyageriez-vous un jour dans l'espace pour séjourner dans une maison faite de champignons ? Dites-le-nous dans les commentaires ci-dessous.
Sources :
- https://rense.com/general8/mir.htm
- http://harvardsciencereview.com/astromycology-the-fungal-frontier/
- https://scienceline.org/2018/03/fungi-love-to-grow-in-outer-space/
- https://www.sciencedaily.com/releases/2007/05/070522210932.htm
- https://fdc.nal.usda.gov/fdc-app.html#/food-details/168580/nutrients
- https://www.nasa.gov/feature/ames/myco-architecture
- https://www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers
- https://www.captechu.edu/blog/hazards-of-space-how-satellite-missions-can-go-wrong
- https://www.space.com/starlink-satellite-reentry-ozone-depletion-atmosphere
- https://www.universetoday.com/150960/a-solution-to-space-junk-satellites-made-of-mushrooms/
- https://www.eurekalert.org/news-releases/860289
- https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/0269881116675512
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02791072.2020.1817639
- https://www.scientificamerican.com/article/space-travels-most-surprising-future-ingredient-mushrooms/
- https://drugpolicy.org/sites/default/files/Psilocybin_Mushrooms_Fact_Sheet.pdf
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181025103329.htm