Es difĆcil imaginar una mesa festiva sin pan, carne, verduras, vino, cerveza o una tabla de quesos franceses para aquellos con paladares mĆ”s aventureros.Ā Saborear estas delicias con familiares y amigos es parte de lo que hace que las vacaciones sean tan divertidas.
Estos alimentos y bebidas son cortesĆa de la domesticación de varios animales, plantas y microbios diferentes.Ā La domesticación de plantas y animales ha sido bien estudiada, ya que se cree que fueĀ el cambio mĆ”s trascendentalĀ en la historia humana reciente.
Sin embargo, los cientĆficos saben mucho menos sobre la domesticación de los microbios y, como resultado, la sociedad no aprecia sus contribuciones fundamentales a los alimentos y bebidas que disfrutamos durante todo el aƱo.
Soy un biólogo evolutivo que estudia hongos , un grupo de microbios cuya domesticación nos ha dado muchos productos sabrosos. Durante mucho tiempo me han fascinado dos preguntas: ĀæCuĆ”les son los cambios genĆ©ticos que llevaron a su domesticación? ĀæY cómo demonios nuestros antepasados āādescubrieron cómo domesticarlos?
¿Curioso también? Estudios recientes arrojan luz sobre estas preguntas, asà que toma un poco de queso Camembert y una cerveza, y sigue leyendo.
Los hĆbridos en tu cerveza
En lo que respecta a la domesticación, es difĆcil superar el afinamiento de la levadura de cerveza.Ā La piedra angular de las industrias de panaderĆa, elaboración de cerveza y vinificación, la levadura de cerveza tiene la notable capacidad de convertir los azĆŗcares de las frutas y granos de las plantas en alcohol.Ā ĀæCómo evolucionó la levadura de cerveza esta flexibilidad?
Al descubrir nuevas especies de levadura y secuenciar sus genomas, los cientĆficos saben que algunas levaduras utilizadas en la elaboración de la cerveza son hĆbridos; es decir, son descendientes de antiguas uniones de apareamiento de individuos de dos especies de levadura diferentes. Los hĆbridos tienden a parecerse tanto a las especies parentales: piense en los wholpins (ballenas-delfines) o los ligres (león-tigre).
Por ejemplo, las levaduras de cerveza lager son hĆbridos de dos especies estrechamente relacionadas:Ā la levadura de cerveza Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces eubayanus.Ā Saccharomyces cerevisiaeĀ produce cervezas sabrosas, como las ales britĆ”nicas, pero crece mejor a temperaturas mĆ”s cĆ”lidas.Ā
En contraste,Ā Saccharomyces eubayanusĀ crece mejor en el frĆo, pero produce compuestos que contaminan el sabor de la cerveza.Ā Los hĆbridos de levadura lager combinan lo mejor de ambos: buenos sabores deĀ Saccharomyces cerevisiaeĀ y crecimiento a temperaturas mĆ”s frĆas, gracias aĀ Saccharomyces eubayanus.Ā Esto hace que estos hĆbridos sean excelentes para elaborar cerveza en los frĆos inviernos de Europa, donde se inventaron las cervezas.
Los investigadores tambiĆ©n han descubierto hĆbridos naturales de la unión de otras especies de Saccharomyces.Ā Lo que aĆŗn se desconoce es si la hibridación es la norma o la excepción en las levaduras que los humanos han usado para hacer bebidas fermentadas durante milenios.
Para abordar esta pregunta, un equipo dirigido por el estudiante graduado Quinn Langdon en la Universidad de Wisconsin y otro equipo dirigido por la becaria posdoctoral Brigida Gallone en las Universidades de Gante y Lovaina en BĆ©lgica examinaron los genomas de cientos de levaduras involucradas en la elaboración de cerveza y la elaboración del vino. ĀæSu conclusión? Los hĆbridos gobiernan.
Por ejemplo,Ā una cuarta parte de las levaduras recolectadas de entornos industrialesĀ , incluidos los fabricantes de cerveza y vino, son hĆbridos.
Sorprendentemente, algunos hĆbridos tienen su origen enĀ tres o cuatro especies parentales diferentes.Ā ĀæPor quĆ© toda esta hibridación?, puedes preguntar.Ā Al igual que los hĆbridos lager,Ā estosĀ hĆbridosĀ reciĆ©n descubiertos difieren en lo que les gusta comer y la rapidez con que crecen.Ā Estas preferencias, que vienen por cortesĆa de la hibridación, influyen no solo en cómo las personas las usan en la elaboración de la cerveza, sino tambiĆ©n en los perfiles de sabor de las cervezas resultantes.
Los mutantes en tu queso
La comparación de los genomas de hongos domesticados con sus parientes silvestres ayuda a los cientĆficos a comprender los cambios genĆ©ticos que dieron lugar a algunas de sus comidas y bebidas favoritas.Ā ĀæPero cómo domesticaron nuestros antepasados āāestos hongos salvajes?Ā Ninguno de nosotros estaba allĆ para presenciar cómo empezó todo.Ā
Para resolver este misterio, los cientĆficos estĆ”n experimentando con hongos silvestres para ver si pueden evolucionar en organismos que se parecen a los que usamos para hacer nuestra comida hoy.
Benjamin Wolfe, un microbiólogo de la Universidad de Tufts, y su equipo abordaron esta pregunta tomando moho de Penicillium salvaje y cultivando las muestras durante un mes en su laboratorio con una sustancia que incluĆa queso. Eso puede sonar como un perĆodo corto para las personas, pero es uno que abarca muchas generaciones para los hongos.
Los hongos silvestres estÔn muy estrechamente relacionados con las cepas de hongos utilizadas por la industria del queso en la elaboración del queso Camembert, pero se ven muy diferentes de ellos. Por ejemplo, las cepas salvajes son verdes y huelen bien, mohosas en comparación con las cepas industriales blancas e inodoras.
Para Wolfe, la gran pregunta era si podĆa recrear experimentalmente, y en quĆ© medida, el proceso de domesticación.Ā ĀæCómo se veĆan y olĆan las cepas salvajes despuĆ©s de un mes de crecimiento con queso?Ā Sorprendentemente, lo que Ć©l y su equipo encontraron fue que, al final del experimento, las cepas silvestres se parecĆan mucho mĆ”s a las cepas industriales conocidas que a su ancestro salvaje.Ā Por ejemplo,Ā eran de color blanco y olĆan mucho menos a moho.
Los hongos gastan mucha energĆa produciendo pigmentos y compuestos picantes que les permiten competir y defenderse.Ā Vivir cómodamente con una dieta de queso y a salvo de los depredadores significa que perder la capacidad de producir, por ejemplo, pigmentos, puede ser realmente ventajoso.Ā Esto se debe a que la energĆa ahorrada se puede gastar en el crecimiento de la colonia de hongos.
Pero, Āæcómo se convirtió la cepa salvaje en una versión domesticada? ĀæMutó? Al secuenciar los genomas de los antepasados āāsalvajes y los descendientes domesticados, y medir la actividad de los genes mientras crecen en el queso, el equipo de Wolfe descubrió que estos cambios no ocurrieron a travĆ©s de mutaciones en los genomas de los organismos.Ā
MĆ”s bien, lo mĆ”s probable es que ocurrieran a travĆ©s deĀ alteraciones quĆmicas que modifican la actividad de genes especĆficos,Ā pero en realidad no cambian el código genĆ©tico.Ā DichasĀ modificaciones epigenĆ©ticasĀ pueden ocurrir mucho mĆ”s rĆ”pido que las mutaciones.Ā El camino hacia la domesticación parece ser mĆ”s rĆ”pido de lo que se pensaba anteriormente, lo que quizĆ”s aliente a los aventureros a comenzar a experimentar con los hongos silvestres para obtener nuevos sabores.
Mientras saborea sus comidas y bebidas favoritas en esta temporada de vacaciones, piense en estos hongos microscópicos, cómo evolucionaron sus poderosos poderes y cuĆ”nto mĆ”s soso serĆa nuestro mundo sin ellos.
Autor: Antonis Rokas CĆ”tedra Cornelius Vanderbilt en Ciencias Biológicas y Profesor de Ciencias Biológicas e InformĆ”tica BiomĆ©dica, Universidad de Vanderbilt. Este artĆculo se vuele publicar de The ConversationĀ bajo una licencia Creative Commons.