Vi kan takke svampearter og bakterier for lækre oste, vine og øl

Det er svært at forestille sig et festligt traditionelt middagsbord uden brød, kød, grøntsager, vin, øl og et udvalg af skimmeloste for de mere dristige blandt os.

Maden er jo én af de ting, som gør festmiddage og højtider til noget helt særligt.

Disse føde- og drikkevarer er et velkomment biprodukt af domesticeringen af en række dyr, planter og mikrober. Domesticeringen af planter og dyr er efterhånden blevet gransket ganske grundigt, da man mener, at det er den mest betydningsfulde udvikling i nyere historie.

Forskerne ved straks langt mindre om domesticeringen af mikrober, og det har resulteret i, at vi ikke rigtig påskønner deres altafgørende bidrag til den mad og de drikkevarer, vi nyder året rundt.

Jeg er evolutionær biolog, og jeg studerer svampe; en gruppe af mikrober, som gennem domesticering har leveret mange velsmagende produkter.

To spørgsmål har længe fascineret mig:

• Hvilke genetiske forandringer førte til domesticeringen?
• Hvordan i alverden fandt vores forfædre på at domesticere dem?

Er du også nysgerrig? Nylige studier belyser de to spørgsmål, så sæt dig til rette med et godt stykke camembert og en øl.

To hybrider i din pilsner

Det er svært at toppe ølgær, når det gælder domesticering.

Ølgær er en gærsvamp, som er hjørnesten i vinproduktion, bagning og brygning. Ølgær har en bemærkelsesværdig evne til at omdanne sukkerarterne i frugter og korn til alkohol.

Hvordan fik ølgæren denne evne?

Gennem opdagelsen af nye gærarter og efterfølgende sekventering af deres genomer, ved forskerne i dag, at visse gærarter er hybrider; det vil sige, at de nedstammer fra en forhistorisk parring mellem to forskellige gærarter.

Hybriderne ligner som regel begge ‘forældrene’ – som for eksempel wholpin (hval-delfin) eller liger (løve-tiger).

De gærarter, vi bruger til pilsnerøl, er hybrider af to nært beslægtede arter ølgæren Saccharomyces cerevisiae og Saccharomyces eubayanus.

LÆS OGSÅ: Øllets historie står skrevet i gærs DNA

Det bedste fra to gærsvampe

Saccharomyces cerevisiae producerer smagfuld øl, som eksempelvis britisk ‘ale’, men den klarer sig bedst ved varmere temperaturer.

Saccharomyces eubayanus har det derimod bedst ved koldere temperaturer og producerer kemiske forbindelser, som kontaminerer ølsmagen.

Ølgær-hybriderne i pilsnerøl forener Saccharomyces cerevisiae og Saccharomyces eubayanus bedste egenskaber – førstnævntes gode smag og sidstnævntes evne til at gro ved lave temperaturer.

Derfor er netop disse hybrider så gode i ølproduktionen i Europas kolde vintre, hvor pilsnerøllen blev opfundet.

Forskerne har også opdaget naturlige hybrider gennem krydsningen af andre Saccharomyces-arter, men vi ved stadigvæk ikke, om hybridisering (krydsning) er normen eller undtagelsen blandt de gærarter, som vi i mange årtusinder har brugt til at fremstille frementerede drikkevarer.

LÆS OGSÅ: Kan man skære muggen fra og spise resten?

Hybriderne styrer showet

For at finde svaret på dette spørgsmål granskede to forskerteams (under ledelse af henholdsvis Quinn Langdon ved University of Wisconsin og Brigida Gallone ved Universiteter i Gent og Leuven i Belgien) genomerne fra hundredevis af gærarter brugt i brygningen og vinproduktionen.

Deres konklusion? Hybriderne styrer showet.

For eksempel er 25 procent af gærarter indsamlet i industrielle miljøer – heriblandt øl- og vinproducenter – hybrider.

Bemærkelsesværdigt nok kan visse hybrider spore deres udspring tilbage til tre eller fire forskellige forældre-arter.

Hvorfor skete der så meget krydsning? Ligesom pilsnerøl-hybriderne er disse nyopdagede hybrider forskellige – blandt andet i forbindelse med hvad de foretrækker at spise, og hvor hurtigt de vokser.

Præferencerne, der er et resultat af hybridiseringen, har ikke kun effekt på måden, de bliver brugt i brygning, men også på de forskellige drikkevarers smagsprofiler.

LÆS OGSÅ: Bakterier fra babylort gør spegepølsen sundere

Mutanterne i osten

Ved at sammeligne genomerne fra domesticerede svampe, gærarter og bakterier kan forskerne opnå en bedre forståelse af de genetiske forandringer, der var med til at skabe nogle af vores yndlingsmad og drikke.

Men hvordan lykkedes det egentlig vores forfædre at domesticere de vilde arter?

For at løse det mysterie er forskerne i gang med at eksperimentere med vilde svampearter for at se, om de udvikler sig til organismer, som ligner dem, vi bruger til at fremstille vores mad i dag.

Benjamin Wolfe, som er mikrobiolog ved Tufts University, tog sig af dette spørgsmål ved at tage vild Penicillium-skimmel, som de lod gro i en måned i laboratoriet på en substans, der blandt andet indeholdt ost.

Det lyder måske ikke som særlig lang tid, men perioden strækker sig faktisk over flere generationer af svampe.

De vilde skimmelsvampearter er nært beslægtet med skimmelsvampe-stammer brugt til at fremstille camembertost, selv om de ser meget anderledes ud.

For eksempel er de vilde stammer grønne og lugter muggent, sammenlignet med de hvide duftløse industrielle stammer.

LÆS OGSÅ: Ugens podcast: Mmm! Fermentering skaber god smag

Vilde stammer lignede de industrielle stammer mere end deres vilde forfædre

For Benjamin Wolfe var det store spørgsmål, om han eksperimentelt kunne genskabe domesticeringsprocessen – og i hvilket omfang.

Hvordan så de vilde stammer ud, og hvordan lugtede de efter en måneds vækst på osten?

Da eksperimentet var slut, fandt Benjamin Wolfe og hans team, at de vilde stammer lignede de industrielle stammer mere end deres vilde forfædre; de var eksempelvis hvide og lugtede langt mindre muggent.

Svampearterne bruger en masse energi på at producere pigmenter og gennemtrængende forbindelser, der gør dem i stand til at konkurrere og forsvare sig.

Det trygge, gode liv på osten betød, at svampearterne mistede evnen til at producere eksempelvis pigmenter, som ellers faktisk er fordelagtige. I stedet brugte de energien på at forøge svampekolonien.

LÆS OGSÅ: Humle kan være på vej ud af din øl

Domesticeringen sker hurtigt

Men hvordan blev de vilde stammer domesticeret? Gennem mutation?

Ved at sekventere genomer fra både de vilde forgængere og de domesticerede efterkommere, samt ved at måle genernes aktivitet, mens de vokser på osten, fandt Benjamin Wolfe og hans team, at forandringerne ikke fandt sted gennem mutationer i organismernes genomer.

De skete derimod sandsynligvis gennem kemiske ændringer, der modificerede specifikke geners aktivitet uden at ændre den genetiske kode.

Såkaldte epigenetiske forandringer kan ske meget hurtigere end mutationer.

Domesticeringen lader til at ske meget hurtigere, end vi tidligere har troet, hvilket muligvis vil tilskynde eventyrlystne mejerister til at eksperimentere med at domesticere vilde svampearter i forsøget på at skabe nye smagsoplevelser.

Så mens du sidder ved bordet og nyder den skønne mad og den fantastiske vin, så sænk de mange mikroskopiske svampearter en kærlig tanke – både i forhold til hvordan de udviklede deres forunderlige evner, og hvor smagløs og kedelig verden ville være uden dem.

Antonis Rokas og hans laboratorie modtager støtte fra National Science Foundation, John Simon Guggenheim Memorial Foundation, Burroughs Wellcome Trust, National Institutes of Health, Beckman Scholars Program, March of Dimes, Howard Hughes Medical Institute og Vanderbilt University. Denne artikel er oprindeigt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

LÆS OGSÅ: Giftstoffer fra skimmelsvamp fundet i vin

LÆS OGSÅ: Kan man smage forskel på rødvin og hvidvin?

LÆS OGSÅ: Skimmelsvamp kan gøre batterier bedre