很難想象有一個面包，肉，蔬菜，葡萄酒，啤酒或一盤法國奶酪的假期餐桌，讓那些味蕾更具冒險精神的人無法享用。與家人和朋友一起品嘗這些美味佳肴是讓假期變得如此有趣的一部分。

這些食物和飲料由幾種不同的動物，植物和微生物馴化而成。由于人們認(rèn)為動植物馴化是最近人類歷史上最重大的變化，因此已經(jīng)進(jìn)行了充分的研究。

科學(xué)家對微生物的馴化知之甚少，因此，社會無法欣賞它們對我們?nèi)晗碛玫氖澄锖惋嬃系年P(guān)鍵作用。

我是一名研究真菌的進(jìn)化生物學(xué)家，真菌是一組微生物，它們的馴化為我們提供了許多美味的產(chǎn)品。長期以來，我一直對兩個問題著迷：導(dǎo)致其馴化的遺傳變化是什么?在地球上，我們的祖先如何弄清楚如何馴化它們呢?

也好奇嗎?最近的研究揭示了這些問題，因此，請品嘗卡門培爾奶酪和啤酒，然后繼續(xù)閱讀。

啤酒中的雜種

就馴化而言，很難超越啤酒酵母的珩磨。啤酒酵母是烘烤，釀造和釀酒行業(yè)的基礎(chǔ)，具有將植物果實和谷物中的糖類轉(zhuǎn)化為酒精的卓越能力。啤酒酵母如何發(fā)展這種靈活性?

通過發(fā)現(xiàn)新的酵母種類并對其基因組進(jìn)行測序，科學(xué)家知道釀造中使用的某些酵母是雜種。也就是說，它們是來自兩種不同酵母物種的個體的古老交配聯(lián)盟的后代。雜種往往與兩個親代物種相似- 想想海豚(鯨-海豚)或扎根猴(獅子-老虎)。

例如，較大的啤酒酵母是兩個密切相關(guān)的物種的雜種：啤酒酵母釀酒酵母和歐亞酵母。釀酒酵母產(chǎn)生美味的啤酒，例如英式啤酒，但在溫暖的溫度下生長更好。相反，釀酒酵母在寒冷下生長得更好，但會產(chǎn)生使啤酒變味的化合物。啤酒酵母雜種兼具兩者的優(yōu)點-來自釀酒酵母的優(yōu)良風(fēng)味和在較低溫度下的生長，這要歸功于eubayanus酵母。這使這些雜種非常適合在歐洲寒冷的冬天釀造啤酒的地方，在那里發(fā)明了貯藏啤酒。

研究人員還從其他釀酒酵母物種的聯(lián)合中發(fā)現(xiàn)了天然雜種。尚不清楚的是，雜交是人類在過去幾千年來用于制造發(fā)酵飲料的酵母中的常規(guī)還是例外。

強(qiáng)大的啤酒酵母細(xì)胞，是烘烤，釀造和釀酒行業(yè)的基石。信用：維基百科

為了解決這個問題，威斯康星大學(xué)研究生奎因·蘭登領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊和比利時根特大學(xué)和魯汶大學(xué)的博士后研究員布里格達(dá)·加隆領(lǐng)導(dǎo)的另一個團(tuán)隊研究了涉及釀造和釀酒的數(shù)百種酵母的基因組。他們的底線?雜種規(guī)則。

例如，從工業(yè)環(huán)境(包括啤酒和葡萄酒生產(chǎn)商)收集的酵母中有四分之一是雜種。

令人驚奇的是，一些雜種的起源可以追溯到三個或四個不同的親本物種。您為什么會問為什么所有這些雜交?就像大型雜種一樣，這些新發(fā)現(xiàn)的雜種在它們喜歡吃的食物和生長速度方面也有所不同。這些喜好來自雜交，不僅影響人們在釀造中的使用方式，而且還影響所釀造啤酒的風(fēng)味。

奶酪中的突變體

將馴化真菌的基因組與其野生近緣種進(jìn)行比較，有助于科學(xué)家了解導(dǎo)致某些喜愛的食物和飲料的遺傳變化。但是我們的祖先實際上是如何馴化這些野生真菌的呢?我們沒有人在那里見證一切的開始。為了解決這個謎團(tuán)，科學(xué)家正在對野生真菌進(jìn)行實驗，以了解它們是否可以進(jìn)化為類似于我們今天用來制作食物的生物。

塔夫茨大學(xué)的微生物學(xué)家本杰明·沃爾夫(Benjamin Wolfe)和他的團(tuán)隊通過使用野生的青霉菌霉菌并將其樣品在含有奶酪的物質(zhì)上培養(yǎng)了一個月來解決了這個問題。對于人們來說，這聽起來可能是一個短暫的時期，但對于真菌而言，這是一個跨越了幾代人的時期。

野生真菌與卡門培爾奶酪生產(chǎn)中的奶酪行業(yè)所使用的真菌菌株有非常密切的關(guān)系，但是看起來與它們有很大的不同。例如，與白色和無味的工業(yè)菌株相比，野生菌株為綠色且有氣味，發(fā)霉。

對于沃爾夫來說，最大的問題是他是否可以通過實驗來重建馴化過程，以及馴化的程度如何。經(jīng)過一個月的奶酪生長后，野生菌株的外觀和氣味如何?值得注意的是，他和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在實驗結(jié)束時，野生菌株看起來與已知的工業(yè)菌株更為相似，而不是其野生祖先。例如，它們是白色的，聞起來不那么發(fā)霉。

真菌花費大量能量生產(chǎn)色素和刺激性化合物，使它們能夠競爭并捍衛(wèi)自己。在奶酪飲食上過舒適的生活，并遠(yuǎn)離食肉動物，這意味著喪失生產(chǎn)色素的能力實際上可能是有利的。那是因為節(jié)省下來的能量可以花在真菌菌落的生長上。

但是野生菌株如何變成馴化版本?它變異了嗎?通過對野生祖先和家養(yǎng)后代的基因組進(jìn)行測序，并測量其在奶酪上生長時的基因活性，Wolfe的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)這些變化不是通過生物體基因組的突變而發(fā)生的。相反，它們很可能是通過化學(xué)改變發(fā)生的，這些改變改變了特定基因的活性，但實際上并未改變遺傳密碼。這樣的表觀遺傳修飾比突變發(fā)生得快得多。馴化的道路似乎比以前認(rèn)為的要快，這可能會鼓勵冒險的奶酪制造商開始嘗試馴化野生真菌以獲得新口味。

在這個假期里，您可以品嘗自己喜歡的食物和飲料時，不妨考慮一下這些微觀真菌，它們?nèi)绾伟l(fā)展自己的強(qiáng)大力量，而如果沒有它們，我們的世界將會變得多么乏味。