Chiar dacă nu te numeri printre cei care consumă băuturi alcoolice, nu poţi nega că oamenilor, ca specie, le place să bea. Noi consumăm vin, bere, cidru, băuturi spirtoase... în fapt, produsul fermentat a aproape orice poate fi transformat în alcool.
Povestea noastră de dragoste cu alcoolul este rezultatul relaţiei lungi şi furtunoase dintre noi şi drojdie, spune biologul Rob Dunn.
Atracţia noastră faţă de această substanţă toxică, cauza atâtor şi atâtor încurcături, este aproape un mister. Poate este îndeajuns să spunem că bem pentru că ne face să ne simţim bine. Dar eu cred că pentru a înţelege dragostea noastră pentru alcool avem nevoie de o explicaţie mai complexă, cu accentul pus pe evoluţie.
Povestea alcoolului este una care are ca subiect relaţia intimă dintre oameni şi drojdie, o afacere care a început cu milioane de ani în urmă şi încă are un rol important de jucat în prezent. Ne place să gândim că noi, oamenii, am fi starurile acestei drame, dar, în fapt, drojdia este personajul principal. Pentru noi aceasta este o conexiune simbiotică – un parteneriat care favorizează ambele părţi. Este, de asemenea, o relaţie în care echilibrul de putere se schimbă în mod constant. Dacă putem spune ceva în această privinţă, se pare că drojdia a jucat rolul principal, cel puţin de când strămoşii noştri au început să-şi producă propriul grog. Cultivăm drojdia, asigurându-ne că aceasta supravieţuieşte şi se dezvoltă, iar în schimb obţinem, în cel mai bun caz, o ieşire în oraş şi o mahmureală a doua zi dimineaţa. Odată ca niciodată, totuşi, drojdia şi alcoolul ne-ar fi putut oferi nişte recompense mult mai semnificative.
În ziua de astăzi, costurile dragostei noastre faţă de alcool depăşesc deseori orice beneficii. Dar, pentru că avem de-a face cu o poveste care implică evoluţia, aceasta nu se termină aici. Deja unii oameni au dobândit anumite modificări genetice care îi încurajează să bea mai puţin. Dacă acest trend continuă, este posibil ca într-o zi această relaţie turbulentă de lungă durată să ajungă un fel de armistiţiu fragil.
Nu suntem singura specie căreia îi place să bea. Musculiţele de fructe consumă în mod regulat fructe fermentate, se pare fără o slăbire a facultăţilor lor. Alte animale nu rezistă la fel de bine la băutură. Musculiţele de cedru au fost observate consumând prea multe fructe de pădure coapte şi apoi învârtindu-se în jurul crengilor copacilor sau izbindu-se de clădiri. Există mărturii tulburătoare în ceea ce priveşte elefanţii beţi, deşi acestea sunt destul de slab documentate. Există chiar înregistrări ale unor creaturi care şi-au depăşit limitele ajungând până la a se intoxica. Printre acestea putem enumera chiţcanii de copac – cele mai apropiate rude încă în viaţă ale primatelor – care se dedau unor degustări nocturne ale unui “vin” spumos produs de drojdia care se găseşte în mugurii florali ai palmierului bertam.
Acest tip de comportament poate fi urmărit înapoi în timp, în cazul evoluţiei fructului, până în jurul a 130 de milioane de ani în urmă, atunci când plantele cu flori au apărut în timpul cretacicului. Datorită apariţiei unei noi surse de hrană, o specie de drojdie cunoscută sub numele de Saccharomyces a apărut pentru a se hrăni cu ea, iar în timpul acestui proces acest tip de drojdie a dobândit o nouă fiziologie. În loc de a-şi folosi energia pentru divizarea completă a glucidei, ele şi-au dezvoltat abilitatea de a o diviza parţial, producând etanol ca reziduu atunci când rezervele de glucide erau abundente, iar oxigenul în cantitate limitată. Divizarea parţială a glucidelor importante însemna că aceste drojdii erau, în fapt, mai puţin eficiente decât strămoşii lor. Dar asta le-a oferit şi un mare avantaj. Etanolul distruge cele mai multe dintre bacterii, iar bacteriilor le place să se hrănească cu fructe, deci producerea de alcool le-a permis drojdiilor să câştige această competiţie.
Încă de la început, Saccharomyces s-a hrănit cu fructe coapte – cele necoapte fiind de multe ori toxice – astfel că mirosul de etanol ar fi putut deveni un semn universal că fructele erau bune pentru a fi mâncate. În conformitate cu ideile lui Robert Dudley de la Universitatea California, Berkeley, selecţia naturală a favorizat primatele şi alte mamifere consumatoare de fructe care puteau folosi mirosul etanolului pentru localizarea fructelor care puteau fi mâncate în pădurile vaste. El crede că acestea şi-au dezvoltat o atracţie pentru acest miros care le-a condus la experimentarea unor senzaţii pozitive, chiar şi înainte ca ele să fi consumat alcool (The Quarterly Review of Biology, vol. 75, p. 3). În conformitate cu această teorie, de fiecare dată când o primată miroase un anumit tip de alcool, plăcerea este declanşată în creier. Noi, primatele, am putea să nu fim singurii participanţi la acest proces. Gurile musculiţelor de fructe prezintă un receptor senzorial, un fel de partener de gust pentru alcool. Acesta a fost identificat de un student care, într-un moment de frustrare, le-a oferit bere.
Dragoste la prima vedere?
Dudley sugerează că strămoşii noştri au început să producă alcool pentru a-şi hrăni preferinţele senzoriale pentru acesta, în aproximativ acelaşi mod în care noi plantăm trestia şi sfecla de zahăr pentru a ne hrăni preferinţa dezvoltată pentru zahăr. Dacă acesta este cazul, alcoolul este asemănător tuturor acelor lucruri de pe urma cărora am beneficiat la un moment dat, dar care la momentul de faţă sunt doar nişte dependenţe fără sens. Nu toată lumea este convinsă de acest lucru. Doug Levey de la National Science Foundation din Arlington, Virginia, crede că primatele nu au prezentat niciodată o tendinţă înnăscută de a caută mirosul de etanol – până la urmă, fructele care miros a etanol sunt deja pe cale să se strice. În schimb, argumentează el, strămoşii noştri au început cu adevărat să se bucure de alcool numai după ce au învăţat să-l producă ei înşişi. Graţie împrejurărilor neurologice, licoarea a produs senzaţii care le-au plăcut şi din care au dorit şi mai mult şi astfel, câteodată, s-au dedat excesului (Integrative & Comparative Biology, vol 44, p 284). Dacă Levey are dreptate, preferinţa noastră pentru alcool este asemănătoare preferinţei noastre pentru cafeină sau cocaină decât a celei pentru zahăr.
Alcoolul produce într-adevăr senzaţii plăcute – cel puţin în această privinţă, nimeni nu are nimic de comentat – datorită abilităţii sale de a se lega de receptorii GABA din creier. În mod normal, aceşti receptori reduc activitatea neuronilor pe care se află, dar atunci când alcoolul se leagă de ei, acesta produce acea activitate surescitantă şi, făcând aceasta, ne relaxează atât corpurile, cât şi inhibiţiile. Mulţumită acesteia, nenumăraţi bebeluşi au fost concepuţi, nenumărate prietenii s-au format şi au fost realizate apropieri între oameni. Dar etanolul ne determină şi să ne pierdem coordonarea, ne face să fim ameţiţi, imprudenţi şi agresivi în acţiuni. El a reprezentat generatorul a numeroase accidente, lupte sau chiar războaie.
Per total, aşadar, consumul de alcool s-ar putea să nu fi fost avantajos pentru strămoşii noştri culegători de fructe din vechime, dar în mod interesant, el pare să fi oferit beneficii reale odată că am început să-l producem. Odată cu apariţia agriculturii, cu aproximativ 10.000 de ani în urmă, oamenii din aşezările de mici dimensiuni au început să supună procesului de fermentaţie atât alimente, cât şi băuturi. Acest proces le-a permis să conserve grâul în surplus, în esenţă prin favorizarea drojdiilor în locul bacteriilor care ar fi stricat mâncarea. Acest proces ar fi putut face chiar ca grâul să devină mai hrănitor, pentru că drojdiile produc alţi nutrienţi, incluzând aici vitaminele B, în timpul fermentaţiei. Consumul de alcool ar fi putut, de asemenea, ajuta la dezvoltarea interacţiunilor sociale, care ar fi devenit din ce în ce mai complexe odată ce comunităţile creşteau. Poate cel mai important, fermentaţia ne oferă o modalitate de a steriliza lichidele, având în vedere că etanolul nu omoară doar bacteriile – incluzându-le aici pe cele care cauzează holera – dar, de asemenea, şi alţi patogeni. Într-adevăr, animalele s-ar putea folosi de alcool pe post de medicament. De exemplu, musculiţele de fructe infestate cu viespi parazitare consumă mai mult alcool, care de obicei distruge viespea fără a fi fatal pentru musculiţe. În condiţiile insalubre existente în primele comunităţi umane statornice, băuturile fermentate erau atât hrănitoare, cât şi potabile – nu în întregime sănătoase, dar mai bune decât alternativele nefermentate.
În ceea ce priveşte modul prin care noi am învăţat să producem alcool, cei mai mulţi antropologi cred că primii fermieri au descoperit acest truc accidental, atunci când grâul şi orzul depozitate au fost contaminate de drojdia Saccharomyces. Există şi o altă posibilitate interesantă. Antropologul Solomon Katz de la Universitatea Pennsylvania din Philadelphia a argumentat că fermentaţia a fost cea care a apărut mai întâi, oferindu-le astfel strămoşilor noştri un puternic factor motivant pentru a cultiva cereale pentru a produce grog. Din dovezile pe care le avem până acum, cel mai vechi vas pentru stocarea alcoolului găsit până în prezent, cu o vechime de 7000 de ani, este contemporan sau chiar anterior celor mai timpurii dovezi privind activităţile agricole din China, locul în care a fost găsit (PNAS, vol 101, p 17593).
Oricare ar fi situaţia, odată ce alcoolul a fost obţinut, producătorii săi au realizat că poate fi preparat iar şi iar prin simpla prelevare a unei mostre dintr-un lichid care fermentează şi folosirea acesteia pentru pornirea procesului într-un nou rezervor. Ar fi putut părea ca o transformare magică berarilor antici, dar în prezent ştim că primele cuve ale umanităţii au fost colonizate de Saccharomyces cerevisae. Îi deţinem chiar şi codul genetic precis: a fost unul dintre primele organisme ale căror genomuri au fost secvenţiate. Totuşi, noi ştim încă puţine despre chestiunile de bază, cum ar fi modul în care a apărut drojdia în discuţie.
Un parteneriat care evoluează
Drojdia de bere s-a modificat de multe ori odată ce agricultura s-a răspândit şi au apărut diferite culturi umane (Comptes Rendus Biologies, vol 334, p 229). Noi forme, atât de diferite ca şi cum ar fi aparţinut altei specii, au apărut în asociaţie cu producţia de vin şi bere din diferite regiuni. Unele dintre aceste tipuri de drojdie s-au modificat şi pe mai departe pentru a oferi o largă varietate de drojdie de pâine. Într-o peşteră a unui călugăr din Germania, drojdia rezistentă la rece folosită pentru producerea de bere tare s-a dezvoltat sub forma unui hibrid al S. cerevisae şi al unei specii care provine din Patagonia. În mod misterios, acest lucru a avut loc cu mai bine de 100 ani înainte ca europenii să fi ajuns în Lumea Nouă (PNAS, vol 108, p. 14539).
În Britania precum şi în alte părţi, berarii au început să folosească şi un tip complet diferit de drojdie, Brettanomyces, care dobândise abilitatea de a produce alcool în mod independent de Saccharomyces, de care se despărţise cu 200 de milioane de ani în urmă. Brettanomyces este folosită în producţia mai multor tipuri speciale de bere, oferindu-le o neobişnuită savoare acră şi picantă.
Oamenii au influenţat, fără îndoială, diversificarea evolutivă a drojdiilor, dar nu au modificat în mod conştient procesul mai mult decât Insulele Galapagos au controlat evoluţia cintezelor lui Darwin. Fungii, între care se numără şi drojdiile, de obicei interacţionează simbiotic cu alte specii. Furnicile tăietoare de frunze, de exemplu, hrănesc fungii cu bucăţele de frunze în cuibul lor, care la rândul lor produc ciuperci care sunt apoi digerate de puii furnicilor. Gândacul de ambrozie transportă fungi în pungi mici, eliberându-le deasupra lemnului mort în care acestea se vor dezvolta, oferindu-le hrană larvelor de gândaci. În acestea precum şi în alte cazuri, animalele sunt considerate a fi responsabile pentru domesticizarea fungilor, dar poate că procesul invers este şi el valabil. Până la urmă, animalele sunt forţate să foreze şi să transporte fungi în timp ce aceştia doar se hrănesc, cresc şi se reproduc. În acelaşi mod, berarii trebuie să lucreze din greu pentru a se asigura că drojdiile lor se vor dezvolta. În plus, acele varietăţi care se folosesc cel mai mult de noi au cele mai multe şanse să supravieţuiască. Acestea includ varietăţi care au evoluat pentru a tolera concentraţii mai mari de alcool, permiţându-le să producă băuturi mai potente astfel încât să ne motiveze să lucrăm chiar şi mai greu pentru a le cultiva.
Drojdiile ne-au influenţat şi în mod direct. O schimbare cheie a avut loc de timpuriu: o diferenţiere între oameni şi alte primate în ceea ce priveşte nivelurile enzimei care descompune alcoolul şi locul din organism în care poate fi găsită aceasta. În cazul primatelor non-umane, dehidrogenaza alcoolului poate fi regăsită în tot organismul. Acest lucru ar putea părea nesurprinzător, având în vedere că etanolul este un produs secundar al mai multor procese din organism, astfel încât cele mai multe celule interacţionează cu el. Enzima este şi ea prezentă oriunde în corpurile noastre, dar este concentrată în mod disproporţionat în ficat, locul în care ajunge alcoolul pe care îl consumăm. Consumul de alcool în creştere al strămoşilor noştri a devenit din ce în ce mai periculos: un nivel de alcool în sânge de 0.4 la sută este considerat letal pentru oamenii adulţi. Cei care au supravieţuit unor astfel de furtuni tindeau să aibă un nivel mai mare de dehidrogenază a alcoolului în ficatul lor, pentru că ei puteau procesa alcoolul mult mai rapid. În prezent, 10 la sută dintre enzimele din ficatul unui om normal au ca scop metabolizarea etanolului.
Având în vedere relaţia de lungă durată dintre oameni şi drojdia de bere, nu este surprinzător faptul că fiecare în parte a influenţat evoluţia celuilalt.
Acest proces încă continuă. Nicio relaţie simbiotică nu este simplă – costurile şi beneficiile experimentate de fiecare parte se modifică în funcţie de timp şi de context. Alcoolul poate a fost la un moment un indicator al unui fruct bun de mâncat; în primele zile ale agriculturii, el probabil că a ajutat la supravieţuirea noastră. Dar balanţa s-ar fi modificat atunci când bolile provocate de consumul unei ape neconforme au început să scadă în importanţă şi drojdiile au început să devină mai uşor de cultivat, iar produsele lor mult mai intoxicante. Oamenii ar putea încă beneficia de pe urma unei băuturi ocazionale: odată la câţiva ani apare un studiu care argumentează că o mică cantitate de vin sau, un pic mai rar, bere este benefică pentru tine. Totuşi, pentru societate ca întreg, alcoolul produce mai multe costuri decât beneficii, fie că este măsurat în durata de viaţă sau în bani. În 2010, alcoolul a reprezentat al treilea cel mai mare risc pentru sănătate la nivel global, omorând 4.9 milioane de oameni în întreaga lume (The Lancet, vol. 380, p. 2071), iar alcoolismul reprezintă o povară economică anuală în valoare de sute de miliarde de dolari.
În unele locuri, astfel de costuri au fost suportate pentru multe generaţii, destul de mult pentru a le permite oamenilor să evolueze încă o dată. De această dată, selecţia naturală a favorizat o adaptare care încurajează indivizii să consume mai puţin alcool. Procesul de detoxificare a etanolului implică două enzime – dehidrogenaza alcoolului şi dehidrogenaza aldehidică, care transformă acetaldehida în acetat. Acest parteneriat enzimatic există aproape în orice organism, incluzând multe bacterii, dar în unele populaţii din Asia de Est, incluzând mulţi locuitori ai Chinei sau Japoniei, gena pentru dehidrogenaza aldehidică este defectă. Atunci când oamenii care prezintă această versiune a genei consumă alcool, beţia apare după un consum mai mic de băutură, feţele lor devin roşii, inimile lor încep să palpite, iar ei au o senzaţie de ameţeală.
Gena mutant s-a răspândit în acelaşi ritm geografic şi temporal cu răspândirea cultivării orezului şi a producţiei de vin din orez care a avut loc cu între 7000 şi 10000 de ani în urmă (BMC Evolutionary Biology, vol 10, p 15). Cercetătorii spun că această genă s-ar fi dezvoltat cu un motiv, arătând că, odată ce a apărut, s-a răspândit mult mai rapid decât în cazul în care ar fi apărut datorită şansei. Ei argumentează că populaţiile din Asia de Est au început să resimtă consecinţele negative ale alcoolului atât de puternic, încât indivizii ale căror trupuri îi descurajau să bea în exces aveau mult mai multe şanse să supravieţuiască. Din acest punct de vedere, varianta de genă a “consumului de alcool în cantităţi reduse” ar fi putut fi favorizată atât de selecţia naturală, cât şi de cea sexuală, cel puţin dacă beţivii cu feţe roşiatice au mai puţine şanse să-şi găsească parteneri.
Evoluţia nu este un proces static, deci este interesant de speculat dacă diferite mutaţii ale genei “consumului redus de alcool” s-ar putea afla într-un proces de răspândire în cadrul populaţiilor umane, chiar în acest moment. Dacă acesta este cazul, atunci, într-o zi, povestea noastră de dragoste cu alcoolul ar putea ajunge la final, deşi nimeni nu ar trebui să subestimeze înţelepciunea evolutivă a drojdiilor.
Intre timp, drojdiile producătoare de alcool vor continua să evolueze, odată cu înţelegerea relaţiei intime a umanităţii cu acestea. În ciuda poveştii pe care tocmai v-am spus-o, mult mai multe detalii rămân necunoscute decât cunoscute, ascunse fiind în fiecare băutură alcoolică. Aşadar, în timpul în care ne-a mai rămas să ne bucurăm de ea, să închinăm un pahar pentru drojdie. Fie blestemată şi fie binecuvântată!
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului The 10,000-year bender: Why humans love a tipple, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Alexandru Huţupanu
