Tack svampar för din ost, vin och öl

Tack svampar för din ost, vin och öl
Dessa livsmedel är alla beroende av mikroorganismer för sin distinkta smak. margouillat photo / Shutterstock.com

Det är svårt att föreställa sig ett semesterbord utan bröd, kött, grönsaker, vin, öl eller en bräde med franska ostar för de med mer äventyrliga smaklök. Att njuta av dessa delikatesser med familj och vänner är en del av det som gör semestern så kul.

Dessa livsmedel och drycker är tillmötesför domestisering av flera olika djur, växter och mikrober. Växt- och djurhemning har studerats väl eftersom det tros ha varit det den mest betydelsefulla förändringen i den senaste människans historia.

Forskare vet emellertid mycket mindre om domesticering av mikrober, och som ett resultat misslyckas samhället med deras viktiga bidrag till de livsmedel och drycker som vi njuter av året runt.

Jag är en evolutionär biolog som studerar svampar, en grupp mikrober vars domstol har gett oss många välsmakande produkter. Jag har länge varit fascinerad av två frågor: Vilka är de genetiska förändringarna som ledde till deras domesticering? Och hur på jorden räknade våra förfäder ut hur man domestiserar dem?

Nyfiken också? Nyligen genomförda studier belyser dessa frågor, så ta lite Camembertost och en öl och fortsätt läsa.

Tack svampar för din ost, vin och öl
Tack det stora utbudet av mikrober, inklusive svampar, för detta sortiment av internationella ostar. Umomos / Shutterstock.com

Hybriderna i din lager

När det gäller tämjning är det svårt att toppa avverkningen av bryggerjäst. Hörnstenen i bakning, bryggning och vinframställning, bryggerjäst har den anmärkningsvärda förmågan att förvandla socker av växtfrukter och spannmål till alkohol. Hur utvecklades bryggerjästen denna flexibilitet?


Få det senaste från InnerSelf


Genom att upptäcka nya jästarter och sekvensera deras genom, vet forskare att vissa jästar som används i bryggning är hybrider; det vill säga, de är ättlingar till forntida parande fackföreningar av individer från två olika jästarter. Hybrider liknar båda föräldrarna - tänk på wholpins (valdelfin) eller ligers (lejon-tiger).

Tack svampar för din ost, vin och öl Celler från den mäktiga bryggerjäst, hörnstenen i baknings-, bryggnings- och vinframställningsindustrin. wikipedia

Till exempel är lageröljäst hybrider av två nära besläktade arter: bryggerjäst Saccharomyces cerevisiae och Saccharomyces eubayanus. Saccharomyces cerevisiae producerar välsmakande öl, som de brittiska öl, men växer bättre vid varmare temperaturer. I kontrast, Saccharomyces eubayanus växer bättre i kylan men producerar föreningar som smälter ölsmak. Lagerjästhybrider kombinerar det bästa av båda - goda smaker från Saccharomyces cerevisiae och tillväxt vid kallare temperaturer, tack vare Saccharomyces eubayanus. Detta gör dessa hybrider bra för att brygga öl i de kalla vintrarna i Europa, där lagers uppfanns.

Forskare har också upptäckt naturliga hybrider från förening av andra Saccharomyces arter. Det som fortfarande är okänt är om hybridisering är normen eller undantaget i jästarna som människor har använt för att tillverka jästa drycker i årtusenden.

För att ta itu med denna fråga, ett team som leds av doktorand Quinn Langdon vid University of Wisconsin och ett annat team leds av postdoktor Brigida Gallone vid universiteten i Gent och Leuven i Belgien undersökte genomerna av hundratals jästar som var inblandade i bryggning och vinframställning. Deras slutlinje? Hybrider regel.

Till exempel, en fjärdedel av jästarna samlas in från industriella miljöer, inklusive öl- och vintillverkare, är hybrider.

Otroligt nog spårar några hybrider sitt ursprung till tre eller fyra olika föräldrar. Varför all denna hybridisering ?, kanske du frågar. Mycket som lagerhybriderna, dessa nyupptäckta hybrider skiljer sig åt vad de gillar att äta och hur snabbt de växer. Dessa preferenser, som kommer med hybridisering, påverkar inte bara hur människor använder dem i bryggning utan också smakprofilerna för de resulterande bryggningarna.

Tack svampar för din ost, vin och öl
Detta sortiment av ölstilar och smaker med tillstånd av bryggerjäst och deras förkärlek för hybridisering. Brent Hofacker / Shutterstock.com

Mutanterna i din ost

Genom att jämföra genomen från tamsvampar med sina vilda släktingar hjälper forskare att förstå de genetiska förändringarna som gav upphov till vissa favoritmat och drycker. Men hur dominerade våra förfäder faktiskt dessa vilda svampar? Ingen av oss var där för att bevittna hur det hela började. För att lösa detta mysterium experimenterar forskare med vilda svampar för att se om de kan utvecklas till organismer som liknar de som vi använder för att göra vår mat idag.

Benjamin Wolfe, mikrobiolog vid Tufts universitet och hans team tog upp denna fråga genom att ta vild Penicillium mögel och odling av proverna i en månad i hans labb på ett ämne som inkluderade ost. Det kan låta som en kort period för människor, men det är en som sträcker sig över många generationer för svampar.

De vilda svamparna är mycket nära besläktade med svampstammar som används av ostindustrin för framställning av Camembertost, men ser mycket annorlunda ut än dem. Till exempel är vilda stammar gröna och luktar, ja, mögliga jämfört med de vita och luktfria industriella stammarna.

Tack svampar för din ost, vin och öl Kolonier av penicilliumform isolerad från en ost. Den vita kolonin är en dominerad version av den vilda mallen. Benjamin Wolfe, CC BY-SA

För Wolfe var den stora frågan om han experimentellt kunde återskapa och i vilken utsträckning domesticeringsprocessen. Hur såg och luktade de vilda stammarna ut efter en månad med tillväxt på ost? Anmärkningsvärt, vad han och hans team fann var att i slutet av experimentet såg de vilda stammarna mycket mer ut som kända industristammar än deras vilda förfader. Till exempel, de var vita i färg och luktade mycket mindre mögel.

Svampar spenderar mycket energi för att producera pigment och skarpa föreningar som gör att de kan konkurrera och försvara sig själva. Att leva bekvämt på en diet med ost och säker från rovdjur innebär att förlora förmågan att producera, till exempel, pigment faktiskt kan vara fördelaktigt. Det beror på att den sparade energin istället kan spenderas till tillväxt av svampkolonin.

Men hur blev den vilda stammen till en dominerad version? Muterade det? Genom att sekvensera genomerna från både de vilda förfäderna och de tämnade efterkommarna och mäta aktiviteten hos generna medan de växte på ost, räknade Wolfes team ut att dessa förändringar skedde inte genom mutationer i organismernas genom. Snarare inträffade de troligen igenom kemiska förändringar som modifierar aktiviteten hos specifika gener men ändra inte faktiskt den genetiska koden. Sådana så kallade epigenetiska modifieringar kan uppstå mycket snabbare än mutationer. Vägen mot domesticering verkar vara snabbare än tidigare trott, vilket kanske kommer att uppmuntra äventyrliga osttillverkare att börja experimentera med vilda svampar för att temma nya smaker.

Medan du njuter av dina favoritmat och drycker denna semestersäsong, spara en tanke för dessa mikroskopiska svampar, hur de utvecklade sina mäktiga krafter och hur mycket mer intetsägande vår värld skulle vara utan dem.

Om författaren

Antonis Rokas, Cornelius Vanderbilt Stol i biologiska vetenskaper och professor i biovetenskap och biomedicinsk informatik, Vanderbilt University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_science

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}