Όλα αυτά τα τρόφιμα εξαρτώνται από τους μικροοργανισμούς για τη διακριτική τους γεύση. φωτογραφία margouillat / Shutterstock.com
Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ένα τραπέζι διακοπών χωρίς ψωμί, κρέας, λαχανικά, κρασί, μπύρα ή έναν πίνακα γαλλικών τυριών για όσους έχουν πιο τολμηρούς ουρανίσκους. Απολαύστε αυτές τις λιχουδιές με την οικογένεια και τους φίλους σας είναι κάτι που κάνει τις διακοπές σας τόσο διασκεδαστικές.
Αυτά τα τρόφιμα και τα ποτά είναι ευγενική προσφορά της εξημέρωσης πολλών διαφορετικών ζώων, φυτών και μικροβίων. Η εξημέρωση των φυτών και των ζώων έχει μελετηθεί καλά, καθώς πιστεύεται ότι ήταν η πιο σημαντική αλλαγή στην πρόσφατη ανθρώπινη ιστορία.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν πολύ λιγότερα για την εξημέρωση των μικροβίων, ωστόσο, ως αποτέλεσμα, η κοινωνία δεν εκτιμά τις βασικές συνεισφορές τους στα τρόφιμα και τα ποτά που απολαμβάνουμε όλο το χρόνο.
Είμαι εξελικτικός βιολόγος που μελετά μύκητες, μια ομάδα μικροβίων των οποίων η εξημέρωση μας έχει δώσει πολλά νόστιμα προϊόντα. Εδώ και καιρό γοητεύομαι από δύο ερωτήσεις: Ποιες είναι οι γενετικές αλλαγές που οδήγησαν στην εξημέρωσή τους; Και πώς στη Γη οι πρόγονοί μας καταλάβαιναν πώς να τους εξοικειωθούν;
Είστε επίσης περίεργοι; Πρόσφατες μελέτες ρίχνουν φως σε αυτές τις ερωτήσεις, οπότε πάρτε λίγο τυρί Camembert και μια μπύρα και συνεχίστε να διαβάζετε.
Ευχαριστώ τη μεγάλη ποικιλία μικροβίων, συμπεριλαμβανομένων των μυκήτων, για αυτήν την ποικιλία διεθνών τυριών. Umomos / Shutterstock.com
Τα υβρίδια στο lager σας
Όσον αφορά την εξημέρωση, είναι δύσκολο να επικαλυφθεί η ζύμη της ζύμης. Ο ακρογωνιαίος λίθος των βιομηχανιών αρτοποιίας, ζυθοποιίας και οινοποίησης, η μαγιά μπύρας έχει την αξιοσημείωτη ικανότητα να μετατρέπει τα σάκχαρα των φυτικών φρούτων και των σπόρων σε αλκοόλ. Πώς εξελίχθηκε αυτή η ευελιξία η μαγιά του ζυθοποιείου;
Ανακαλύπτοντας νέα είδη ζύμης και αλληλουχώντας τα γονιδιώματά τους, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι ορισμένες ζύμες που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή είναι υβρίδια. Δηλαδή, είναι απόγονοι αρχαίων ζευγαρωμάτων ενώσεων ατόμων από δύο διαφορετικά είδη ζύμης. Τα υβρίδια τείνουν να μοιάζουν και με τα δύο γονικά είδη - σκεφτείτε κουκουβάγιες (φάλαινα-δελφίνια) ή ligers (λιοντάρι-τίγρη).
Κυψέλες της μαγιάς ζυθοποιίας, ο ακρογωνιαίος λίθος των βιομηχανιών αρτοποιίας, παρασκευής και οινοποίησης. wikipedia
Για παράδειγμα, οι ζύμες μπύρας lager είναι υβρίδια δύο στενά συνδεδεμένων ειδών: η μαγιά του ζυθοποιείου Saccharomyces cerevisiae και Saccharomyces eubayanus. Saccharomyces cerevisiae παράγει νόστιμες μπύρες, όπως οι βρετανικές μπίρες, αλλά μεγαλώνει καλύτερα σε θερμότερες θερμοκρασίες. Σε αντίθεση, Saccharomyces eubayanus μεγαλώνει καλύτερα στο κρύο αλλά παράγει ενώσεις που χρωματίζουν τη γεύση της μπύρας. Τα λιγοστά υβρίδια ζύμης συνδυάζουν τις καλύτερες και τις δύο - καλές γεύσεις από Saccharomyces cerevisiae και ανάπτυξη σε ψυχρότερες θερμοκρασίες, χάρη στο Saccharomyces eubayanus. Αυτό καθιστά αυτά τα υβρίδια ιδανικά για την παρασκευή μπύρας στους κρύους χειμώνες της Ευρώπης, όπου εφευρέθηκαν οι αργοί.
Οι ερευνητές έχουν επίσης ανακαλύψει φυσικά υβρίδια από την ένωση άλλων Saccharomyces είδος. Αυτό που εξακολουθεί να είναι άγνωστο είναι εάν ο υβριδισμός είναι ο κανόνας ή η εξαίρεση στις ζύμες που έχουν χρησιμοποιήσει οι άνθρωποι για την παραγωγή ζυμωμένων ποτών για χιλιετίες.
Για την αντιμετώπιση αυτού του ερωτήματος, μια ομάδα με επικεφαλής τον απόφοιτος φοιτητής Quinn Langdon στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν και μια άλλη ομάδα με επικεφαλής τον μεταδιδακτορικός συνεργάτης Brigida Gallone στα Πανεπιστήμια της Γάνδης και του Leuven στο Βέλγιο εξέτασε τα γονιδιώματα εκατοντάδων ζυμών που ασχολούνται με την παρασκευή και την οινοποίηση. Η ουσία τους; Κανόνας υβριδίων.
Για παράδειγμα, το ένα τέταρτο των ζυμών που συλλέγονται από βιομηχανικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των κατασκευαστών μπύρας και κρασιού, είναι υβρίδια.
Εκπληκτικά, ορισμένα υβρίδια εντοπίζουν την προέλευσή τους τρία ή τέσσερα διαφορετικά γονικά είδη. Γιατί όλη αυτή η υβριδοποίηση ;, μπορείτε να ρωτήσετε. Μοιάζει πολύ με τα υβρίδια lager, Αυτά τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα υβρίδια διαφέρουν σε αυτό που τους αρέσει να τρώνε και πόσο γρήγορα μεγαλώνουν. Αυτές οι προτιμήσεις, οι οποίες προέρχονται από την υβριδοποίηση, επηρεάζουν όχι μόνο τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι τα χρησιμοποιούν στην παρασκευή, αλλά και τα χαρακτηριστικά γεύσης των παρασκευασμάτων που προκύπτουν.
Αυτή η ποικιλία από στιλ μπύρας και γεύσεις προέρχεται από τις ζύμες του ζυθοποιείου και την αγάπη τους για υβριδισμό. Brent Hofacker / Shutterstock.com
Οι μεταλλάξεις στο τυρί σας
Η σύγκριση των γονιδιωμάτων των εξημερωμένων μυκήτων με τους άγριους συγγενείς τους βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν τις γενετικές αλλαγές που προκάλεσαν ορισμένα αγαπημένα τρόφιμα και ποτά. Αλλά πώς οι πρόγονοί μας εξημέρωσαν αυτούς τους άγριους μύκητες; Κανείς από εμάς δεν ήταν εκεί για να δει πώς ξεκίνησαν όλα. Για να λύσουν αυτό το μυστήριο, οι επιστήμονες πειραματίζονται με άγριους μύκητες για να δουν αν μπορούν να εξελιχθούν σε οργανισμούς που μοιάζουν με αυτούς που χρησιμοποιούμε για να φτιάξουμε το φαγητό μας σήμερα.
Ο Benjamin Wolfe, μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Tufts, και η ομάδα του αντιμετώπισε αυτήν την ερώτηση λαμβάνοντας άγρια Penicillium φορμάρει και καλλιεργεί τα δείγματα για ένα μήνα στο εργαστήριό του σε μια ουσία που περιείχε τυρί. Αυτό μπορεί να ακούγεται σαν μια σύντομη περίοδο για τους ανθρώπους, αλλά είναι μια περίοδος που καλύπτει πολλές γενιές για μύκητες.
Οι άγριοι μύκητες συνδέονται στενά με τα μυκητιακά στελέχη που χρησιμοποιούνται από τη βιομηχανία τυριών στην παραγωγή τυριού Camembert, αλλά φαίνονται πολύ διαφορετικά από αυτά. Για παράδειγμα, τα άγρια στελέχη είναι πράσινα και μυρίζουν, καλά, μουχλιασμένα σε σύγκριση με τα λευκά και άοσμη βιομηχανικά στελέχη.
Αποικίες μούχλας Penicillium που απομονώνονται από ένα μπλε τυρί. Η λευκή αποικία είναι μια εξημερωμένη έκδοση του άγριου καλουπιού. Μπέντζαμιν Γουλφ, CC BY-SA
Για τον Γουλφ, το μεγάλο ερώτημα ήταν αν μπορούσε πειραματικά να αναδημιουργήσει και σε ποιο βαθμό τη διαδικασία της εξημέρωσης. Πώς φαίνονταν και μυρίζονταν τα άγρια στελέχη μετά από ένα μήνα ανάπτυξης τυριού; Εκπληκτικά, αυτό που βρήκε αυτός και η ομάδα του ήταν ότι, στο τέλος του πειράματος, τα άγρια στελέχη έμοιαζαν πολύ περισσότερο με τα γνωστά βιομηχανικά στελέχη παρά με τον άγριο πρόγονο τους. Για παράδειγμα, είχαν λευκό χρώμα και μύριζαν πολύ λιγότερο μουχλιασμένα.
Οι μύκητες ξοδεύουν πολλή ενέργεια για την παραγωγή χρωστικών και πικάντικων ενώσεων που τους επιτρέπουν να ανταγωνίζονται και να αμύνονται. Ζώντας άνετα σε μια διατροφή τυριού και ασφαλή από αρπακτικά σημαίνει ότι η απώλεια της ικανότητας παραγωγής, ας πούμε, χρωστικών μπορεί στην πραγματικότητα να είναι επωφελής. Αυτό συμβαίνει επειδή η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί αντ 'αυτού να δαπανηθεί για την ανάπτυξη της μυκητιακής αποικίας.
Αλλά πώς το άγριο στέλεχος μετατράπηκε σε εξημερωμένη έκδοση; Μεταλλάχθηκε; Ακολουθώντας τα γονιδιώματα τόσο των άγριων προγόνων όσο και των εξημερωμένων απογόνων και μετρώντας τη δραστηριότητα των γονιδίων ενώ καλλιεργούνταν στο τυρί, η ομάδα του Wolfe ανακάλυψε ότι αυτές οι αλλαγές δεν συνέβη μέσω μεταλλάξεων στα γονιδιώματα των οργανισμών. Αντίθετα, πιθανότατα συνέβησαν χημικές αλλοιώσεις που τροποποιούν τη δραστηριότητα συγκεκριμένων γονιδίων αλλά μην αλλάξετε πραγματικά τον γενετικό κώδικα. Τέτοια λεγόμενα επιγενετικές τροποποιήσεις μπορεί να συμβεί πολύ πιο γρήγορα από τις μεταλλάξεις. Η πορεία προς την εξημέρωση φαίνεται να είναι γρηγορότερη από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως, κάτι που ίσως ενθαρρύνει τους περιπετειώδεις τυροπαραγωγούς να αρχίσουν να πειραματίζονται με εγχώριους άγριους μύκητες για νέες γεύσεις.
Ενώ απολαμβάνετε τα αγαπημένα σας φαγητά και ποτά αυτήν την περίοδο των διακοπών, διαθέστε μια σκέψη για αυτούς τους μικροσκοπικούς μύκητες, πώς εξελίχθηκαν οι ισχυρές δυνάμεις τους και πόσο πιο ήπιος κόσμος θα ήταν χωρίς αυτούς.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Αντώνης Ρόκας, Cornelius Vanderbilt Πρόεδρος στις Βιολογικές Επιστήμες και Καθηγητής Βιολογικών Επιστημών και Βιοϊατρικής Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Vanderbilt
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
βιβλία_επιστήμη
