Makanan ini semua bergantung pada mikroorganisma untuk rasa tersendiri. margouillat photo / Shutterstock.com

Sukar untuk membayangkan jadual percutian tanpa roti, daging, sayur-sayuran, wain, bir atau papan cheeses Perancis untuk mereka yang mempunyai petualangan yang lebih petualangan. Menyegarkan makanan ini dengan keluarga dan rakan-rakan adalah sebahagian daripada apa yang membuat cuti begitu menyeronokkan.

Makanan dan minuman ini adalah penghormatan dari beberapa haiwan, tumbuh-tumbuhan dan mikrob yang berbeza. Pembiakan tumbuhan dan haiwan telah dipelajari dengan baik, kerana ia dianggap telah perubahan paling penting dalam sejarah manusia baru-baru ini.

Walau bagaimanapun para saintis kurang mengetahui mengenai pembiakan mikrob, dan akibatnya, masyarakat gagal menghargai sumbangan penting mereka terhadap makanan dan minuman yang kami nikmati sepanjang tahun.

Saya seorang ahli biologi evolusi yang mempelajari kulat, sekumpulan mikrob yang pembebasannya telah diberikan kepada kita banyak produk lazat. Saya telah lama terpesona oleh dua soalan: Apakah perubahan genetik yang membawa kepada pembesaran mereka? Dan bagaimanakah di bumi apakah nenek moyang kita mengetahui cara memelihara mereka?

Penasaran juga? Kajian baru-baru ini memberi penerangan tentang soalan-soalan ini, jadi dapatkan beberapa keju Camembert dan bir, dan teruskan membaca.

Terima kasih kepada pelbagai jenis mikrob, termasuk kulat, untuk pelbagai keju antarabangsa. Umomos / Shutterstock.com

Hibrid di tempat anda

Sejauh yang dimaksudkan dengan pembebasan, sukar untuk mengangkat ragi minuman keras. Bintik pembuatan roti, pembuatan bir dan pembuatan wain, ragi brewer mempunyai keupayaan yang luar biasa untuk mengubah gula buah-buahan dan bijirin menjadi alkohol. Bagaimanakah ragi pembancuh berkembang fleksibiliti ini?

Dengan menemui spesies yis baru dan menyusun genom mereka, saintis tahu bahawa sesetengah ragi yang digunakan dalam pembuatan bir adalah hibrida; iaitu, mereka keturunan kesatuan bawahan kuno individu dari dua spesies yis yang berbeza. Hibrid cenderung menyerupai kedua-dua spesies ibu bapa - fikirkan wholpins (ikan paus-lumba-lumba) atau liger (singa harimau).

Ragi yis bir yang hebat, asas pembuatan roti, pembuatan bir dan pembuatan wain. wikipedia

Sebagai contoh, ragi lebah bir adalah hibrid dua spesies yang berkait rapat: ragi pembuatan bir Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces eubayanus. Saccharomyces cerevisiae menghasilkan bir lazat, seperti British ales, tetapi tumbuh lebih baik pada suhu yang lebih panas. Berbeza, Saccharomyces eubayanus tumbuh lebih baik di dalam sejuk tetapi mengeluarkan sebatian yang merosakkan rasa bir. Hibrid yis lebur menggabungkan yang terbaik dari kedua - rasa yang baik dari Saccharomyces cerevisiae dan pertumbuhan pada suhu yang lebih sejuk, terima kasih Saccharomyces eubayanus. Ini menjadikan hibrida ini hebat untuk bir pembuatan bir di musim sejuk yang sejuk di Eropah, di mana lagers dicipta.

Penyelidik juga telah menemui semulajadi dari kesatuan lain Saccharomyces spesies. Apa yang masih tidak diketahui ialah sama ada hibridisasi adalah norma atau pengecualian dalam ragi yang manusia telah digunakan untuk membuat minuman fermentasi selama ribuan tahun.

Untuk menangani soalan ini, satu pasukan yang diketuai oleh pelajar siswazah Quinn Langdon di Universiti Wisconsin dan satu lagi pasukan yang diketuai oleh rakan pasca doktoral Brigida Gallone di Universiti Ghent dan Leuven di Belgium memeriksa genom beratus-ratus ragi yang terlibat dalam pembuatan bir dan wain. Garis bawah mereka? Peraturan hybrids.

Sebagai contoh, satu perempat daripada yis yang dikumpulkan dari persekitaran industri, termasuk pengeluar bir dan wain, adalah kacukan.

Hebatnya, beberapa hibrida mengesan asal usulnya tiga atau empat spesies ibu bapa yang berbeza. Mengapa semua hibridisasi ini ?, anda boleh bertanya. Sama seperti hibrida, hibrida yang baru ditemui ini berbeza dengan apa yang mereka suka makan dan berapa cepatnya mereka berkembang. Keutamaan ini, yang memberikan hibridisasi, mempengaruhi bukan sahaja bagaimana orang menggunakannya dalam pembuatan bir tetapi juga profil rasa brews yang dihasilkan.

Pelbagai gaya dan perisa bir ini datang dari ragi bir dan kesukaan mereka untuk hibridisasi. Brent Hofacker / Shutterstock.com

Mutan dalam keju anda

Membandingkan genom kulat buatan kepada saudara liar mereka membantu saintis memahami perubahan genetik yang menimbulkan beberapa makanan dan minuman kegemaran. Tetapi bagaimana nenek moyang kita sebenarnya memelihara kulat liar ini? Tiada seorang pun di sana untuk menyaksikan bagaimana semuanya bermula. Untuk menyelesaikan misteri ini, para saintis sedang bereksperimen dengan kulat liar untuk melihat sama ada mereka boleh berubah menjadi organisma yang menyerupai apa yang kita gunakan untuk membuat makanan kita hari ini.

Benjamin Wolfe, ahli mikrobiologi di Tufts University, dan pasukannya menangani soalan ini dengan mengambil liar Penicillium acuan dan menanam sampel selama satu bulan dalam makmalnya pada bahan yang termasuk keju. Itu mungkin terdengar seperti masa yang singkat untuk orang, tetapi ia adalah satu yang menjangkau banyak generasi untuk kulat.

Kulat liar sangat berkaitan dengan strain kulat yang digunakan oleh industri keju dalam pembuatan keju Camembert, tetapi kelihatan sangat berbeza dari mereka. Sebagai contoh, strain liar hijau dan bau, baik, berkulat dibandingkan dengan strain industri putih dan tidak berbau.

Colonies of Acid Penicillium yang diasingkan dari keju biru. Tanah jajahan putih adalah versi acuan liar. Benjamin Wolfe, CC BY-SA

Untuk Wolfe, persoalan besar ialah sama ada dia boleh mencuba semula secara eksperimen, dan sejauh mana proses pembentukannya. Apakah yang dilihat oleh strain liar dan bau seperti selepas sebulan pertumbuhan keju? Hebatnya, apa yang ditemui oleh beliau dan pasukannya ialah, pada akhir percubaan, strain liar kelihatan jauh lebih mirip dengan strain industri yang diketahui daripada keturunan liar mereka. Sebagai contoh, mereka berwarna putih dan dibaui lebih kurang berjamur.

Cendawan menghabiskan banyak tenaga yang menghasilkan pigmen dan sebatian pencernaan yang membolehkan mereka bersaing dan mempertahankan diri. Hidup dengan selesa dengan diet keju dan selamat dari pemangsa bermakna kehilangan keupayaan untuk menghasilkan, katakan, pigmen sebenarnya boleh memberi manfaat. Ini kerana tenaga yang disimpan dapat dibelanjakan untuk pertumbuhan koloni jamur.

Tetapi bagaimanakah ketegangan liar menjadi versi yang dijinakkan? Adakah ia bermutasi? Dengan menyusun genom kedua-dua nenek moyang liar dan keturunan yang dijinakkan, dan mengukur aktiviti gen semasa berkembang keju, pasukan Wolfe mendapati bahawa perubahan ini tidak berlaku melalui mutasi dalam genom organisma. Sebaliknya, mereka kemungkinan besar berlaku melalui perubahan kimia yang mengubahsuai aktiviti gen tertentu tetapi sebenarnya tidak mengubah kod genetik. Apa yang dipanggil itu pengubahsuaian epigenetik boleh berlaku lebih cepat daripada mutasi. Jalan ke arah rumah tangga kelihatan lebih cepat dari yang difikirkan sebelumnya, yang mungkin akan menggalakkan para pembuat keju petualang untuk mula bereksperimen dengan kulat liar untuk rasa baru.

Semasa anda menikmati makanan kegemaran anda dan minuman musim cuti ini, belikan pemikiran untuk kulat mikroskopik ini, bagaimana mereka mengembangkan kuasa-kuasa besar mereka dan betapa hambar dunia kita tanpa mereka.

Mengenai Penulis

Antonis Rokas, Pengerusi Cornelius Vanderbilt dalam Sains Biologi dan Profesor Sains Biologi dan Informatika Biomedikal, Universiti Vanderbilt

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

books_science