Questi alimenti dipendono tutti da microrganismi per il loro sapore caratteristico. Foto di margouillat / Shutterstock.com

È difficile immaginare un tavolo festivo senza pane, carne, verdure, vino, birra o una tavola di formaggi francesi per chi ha un palato più avventuroso. Assaporare queste prelibatezze con la famiglia e gli amici è parte di ciò che rende le vacanze così divertenti.

Questi cibi e bevande sono per gentile concessione dell'addomesticamento di diversi animali, piante e microbi. L'addomesticamento delle piante e degli animali è stato ben studiato, poiché si ritiene che lo sia stato il cambiamento più importante nella recente storia umana.

Tuttavia, gli scienziati sanno molto meno dell'addomesticamento dei microbi e, di conseguenza, la società non riesce ad apprezzare il loro contributo fondamentale agli alimenti e alle bevande di cui godiamo tutto l'anno.

Sono un biologo evoluzionista che studia funghi, un gruppo di microbi la cui domesticazione ci ha regalato molti prodotti gustosi. Sono stato a lungo affascinato da due domande: quali sono i cambiamenti genetici che hanno portato alla loro domesticazione? E come hanno fatto i nostri antenati a capire come addomesticarli?

Anche curioso? Studi recenti hanno fatto luce su queste domande, quindi prendi del formaggio Camembert e una birra e continua a leggere.

Grazie alla grande varietà di microbi, compresi i funghi, per questo assortimento di formaggi internazionali. Umomos / Shutterstock.com

Gli ibridi nella tua birra chiara

Per quanto riguarda l'addomesticamento, è difficile superare l'affinamento del lievito di birra. Pietra miliare delle industrie della panificazione, della birra e della vinificazione, il lievito di birra ha la straordinaria capacità di trasformare gli zuccheri di frutta e cereali in alcol. In che modo il lievito di birra ha evoluto questa flessibilità?

Scoprendo nuove specie di lieviti e sequenziando i loro genomi, gli scienziati sanno che alcuni lieviti utilizzati nella produzione della birra sono ibridi; cioè sono discendenti di antiche unioni di individui accoppiati di due diverse specie di lievito. Gli ibridi tendono ad assomigliare ad entrambe le specie parentali - pensa ai wholpins (whale-dolphin) o ai ligers (lion-tiger).

Le cellule del potente lievito di birra, la pietra angolare delle industrie della panificazione, della birra e della vinificazione. wikipedia

Ad esempio, i lieviti di birra chiara sono ibridi di due specie strettamente correlate: il lievito di birra Saccharomyces cerevisiae ed Saccharomyces eubayanus. Saccharomyces cerevisiae produce birre gustose, come le birre inglesi, ma cresce meglio a temperature più calde. In contrasto, Saccharomyces eubayanus cresce meglio al freddo ma produce composti che contaminano il sapore della birra. Gli ibridi di lievito di birra chiara combinano il meglio di entrambi - buoni sapori Saccharomyces cerevisiae e crescita a temperature più fredde, grazie a Saccharomyces eubayanus. Ciò rende questi ibridi ideali per la produzione di birra nei freddi inverni dell'Europa, dove sono state inventate le lager.

I ricercatori hanno anche scoperto ibridi naturali dall'unione di altri Saccharomyces specie. Ciò che è ancora sconosciuto è se l'ibridazione sia la norma o l'eccezione nei lieviti che gli umani hanno usato per produrre bevande fermentate per millenni.

Per rispondere a questa domanda, un team guidato da studente laureato Quinn Langdon presso l'Università del Wisconsin e un'altra squadra guidata da collega post-dottorato Brigida Gallone presso le Università di Gand e Lovanio in Belgio esaminato i genomi di centinaia di lieviti coinvolti nella produzione di birra e nel vino. La loro linea di fondo? Regola degli ibridi.

Per esempio, un quarto dei lieviti raccolti da ambienti industriali, compresi i produttori di birra e vino, sono ibridi.

Sorprendentemente, alcuni ibridi risalgono alle loro origini tre o quattro diverse specie parentali. Perché tutta questa ibridazione ?, potresti chiedere. Proprio come gli ibridi lager, questi ibridi appena scoperti si differenziano per ciò che amano mangiare e per quanto velocemente crescono. Queste preferenze, che vengono per gentile concessione dell'ibridazione, influenzano non solo il modo in cui le persone le usano nella produzione della birra, ma anche i profili di sapore delle birre risultanti.

Questo assortimento di stili e sapori di birra viene fornito dai lieviti di birra e dalla loro passione per l'ibridazione. Brent Hofacker / Shutterstock.com

I mutanti nel tuo formaggio

Il confronto tra i genomi dei funghi domestici e i loro parenti selvatici aiuta gli scienziati a comprendere i cambiamenti genetici che hanno dato origine ad alcuni cibi e bevande preferiti. Ma in che modo i nostri antenati hanno effettivamente addomesticato questi funghi selvatici? Nessuno di noi era lì a testimoniare come tutto è iniziato. Per risolvere questo mistero, gli scienziati stanno sperimentando funghi selvatici per vedere se possono evolversi in organismi simili a quelli che usiamo per produrre il nostro cibo oggi.

Benjamin Wolfe, un microbiologo della Tufts University, e il suo team ha risposto a questa domanda prendendo selvaggio Penicillium plasmare e far crescere i campioni per un mese nel suo laboratorio su una sostanza che includesse il formaggio. Potrebbe sembrare un breve periodo per le persone, ma è uno che abbraccia molte generazioni di funghi.

I funghi selvatici sono strettamente correlati ai ceppi fungini utilizzati dall'industria casearia nella produzione del formaggio Camembert, ma sembrano molto diversi da loro. Ad esempio, le varietà selvatiche sono verdi e profumate, beh, ammuffite rispetto alle varietà industriali bianche e inodori.

Colonie di muffa di penicillium isolate da un formaggio blu. La colonia bianca è una versione domestica della muffa selvaggia. Benjamin Wolfe, CC BY-SA

Per Wolfe, la grande domanda era se poteva ricreare sperimentalmente e in che misura il processo di addomesticamento. Che aspetto avevano le varietà selvatiche e l'odore dopo un mese di crescita sul formaggio? Sorprendentemente, ciò che lui e il suo team hanno scoperto è che, alla fine dell'esperimento, le varietà selvatiche sembravano molto più simili alle varietà industriali conosciute che al loro antenato selvaggio. Per esempio, erano di colore bianco e avevano un odore molto meno ammuffito.

I funghi spendono molta energia producendo pigmenti e composti pungenti che consentono loro di competere e difendersi. Vivere comodamente con una dieta a base di formaggio e al sicuro dai predatori significa che perdere la capacità di produrre, diciamo, i pigmenti può essere effettivamente vantaggioso. Questo perché l'energia risparmiata può invece essere spesa per la crescita della colonia fungina.

Ma come si è trasformata la varietà selvaggia in una versione domestica? È mutato? Sequenziando i genomi degli antenati selvaggi e dei discendenti addomesticati e misurando l'attività dei geni mentre crescevano sul formaggio, il team di Wolfe ha scoperto che questi cambiamenti non è avvenuto attraverso mutazioni nei genomi degli organismi. Piuttosto, molto probabilmente si sono verificati alterazioni chimiche che modificano l'attività di geni specifici ma in realtà non cambia il codice genetico. Tale cosiddetto modifiche epigenetiche può verificarsi molto più velocemente delle mutazioni. Il percorso verso l'addomesticamento sembra essere più rapido di quanto si pensasse, il che forse incoraggerà i produttori di formaggi avventurosi a iniziare a sperimentare l'addomesticamento di funghi selvatici per nuovi sapori.

Mentre assapori i tuoi cibi e bevande preferiti in questa stagione delle vacanze, risparmia un pensiero per questi microscopici funghi, come hanno evoluto i loro potenti poteri e quanto più insipido il nostro mondo sarebbe senza di loro.

L'autore

Antonis Rokas, Cattedra Cornelius Vanderbilt in Scienze Biologiche e Professore di Scienze Biologiche e Informatica Biomedica, Vanderbilt University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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