本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
数千年来，人类一直在利用酵母的力量。 这些真菌能够进行发酵，这是一种分子过程，活细胞通常将糖或淀粉转化为更复杂的分子或化学物质。 液态发酵技术（从蜂蜜酒到啤酒再到烈酒）和固态发酵技术（面包和奶酪）在1万年前被发现，帮助人类走上了快速加速的进化和发展道路。
快进9950年。大约在三十年前，人类将液态发酵的潜力应用于制造药物。 1978年，Arthur Riggs和Keiichi Itakura使用大肠杆菌作为单细胞制造工厂，生产了第一种生物合成胰岛素。 单细胞细菌和酵母是以糖为动力的微型工厂，可以用来合成新型化合物，这一顿悟是过去100年中最伟大的发现之一。
自从发生那次革命性的洞察以来，科学界一直致力于理解、培养并最终重新编程诸如酵母、细菌和藻类等单细胞生物，并且我们一直在使用该过程来制造更多救命药物、生物基燃料（如玉米乙醇）、香料以及越来越多的生物小分子。 液态发酵现在是一个价值1500亿美元的产业，并且正在快速增长：我们今天使用的许多产品正在从化工厂转移到生物发酵罐。
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但是，细胞可以做的远不止生产化合物。 植物、动物和真菌都会制造分子，并将它们组装成大型结构。 我们可以在我们自己的身体中看到这一点：我们的细胞构建骨骼、皮肤和器官——包括人脑，地球上最强大的超级计算机。 正是 1) 制造小分子和 2) 将它们组装成结构的结合，赋予了自然技术其神奇的特性。 这就是使植物能够从太阳捕获光子并产生浆果或苹果的原因——令人惊叹的精确和复杂的材料组合。
我们自己尝试模仿自然界的结构构建能力，到目前为止都依赖于20世纪的技术，如挤压和热提取，这些过程会破坏小分子，从而产生粗糙的聚合结构。 最终，通过这些过程，我们最终得到的产品远不如自然的原始产品——人造革与皮革、刨花板与木材以及合成纺织品，仅举几例。 如果没有自然界的微组装能力，天然材料的最佳性能就会丧失。
引入菌丝体。 菌丝体有点像酵母（两者都是真菌），但与大多数作为单细胞生长的酵母细胞不同，菌丝体是多细胞的，可以生长成宏观大小的结构——我们最常将其识别为蘑菇。 菌丝体不仅产生小分子，而且还以极高的精度温和地将它们组装成肉眼看不见的复杂结构。
菌丝体的工作方式很像单细胞酵母，它通过分泌酶将食物（通常是糖，但通常来自木材或植物废料等来源）分解成可消化的食物，从而摄取食物的小分子。 随着菌丝体的生长，它会组装一个密集的长微观纤维网络，这些纤维像高速公路系统一样穿过基质生长。
一旦菌丝体完全构建了其网络，它就会过渡到下一个阶段：构建蘑菇。 这就是人类可以介入的地方。 通过控制温度、二氧化碳、湿度和气流来影响组织的生长，可以诱导菌丝体构建可预测的结构，而不是让蘑菇从基质中冒出来。 这是一个快速的过程：纤维的积累在几个小时后变成可见的斑点，在一两天后变成可见的片状，并在一周内变成重达几磅的18x2x12英寸的片状。
指导蘑菇纤维的生长可能听起来没什么大不了的，但生物制造的这种发展有望改变我们制造、消费和生活的方式。 有哪些可能性？ 菌丝体快速生长的纤维产生用于包装、服装、食品和建筑的材料——从皮革到植物牛排再到用于培育器官的支架，应有尽有。 当菌丝体作为一种技术被利用时，它有助于替代环境中迅速积累的塑料。
菌丝体还提供了一种无残忍的方式来创造类似肉的结构，其环境足迹比传统牲畜小得多，从而减少了温室气体排放、用于饲料的粮食作物的使用和土地利用转化。 所有这些好处都几乎没有环境成本：菌丝体的生长过程产生的废物有限（主要是可堆肥的），并且需要最少的能源消耗。
这不是假设。 使用菌丝体大规模组装我们需要的东西的技术已经存在。 Mushroom®包装已上市，作为聚苯乙烯泡沫塑料的替代品，并在美国和欧洲都有销售。 与此同时，随着包括领先的学术机构在内的世界各地的团体开始围绕菌丝体材料建立项目，对菌丝体的研究正在加速进行。 例如，DARPA目前正在开发基于菌丝体的自修复结构——只需加水并观察它们生长——当暴露于毒素时，这些结构也会通过合成解毒剂来做出反应。
人类需要找到方法，让我们摆脱自己造成的困境。 我们的世界是一个由自组装生物维持的生态系统。 现在我们已经掌舵，我们必须利用这些生物来驾驶、修复和重建我们这个承受压力但忠实的宇宙飞船。 生物技术是我们能够获得的最强大的技术，通过适当的利用，我们可以利用它在地球号宇宙飞船上和谐共处。