В эпоху миоцена, примерно 10 миллионов лет назад, климат стал теплее и суше, и леса уступили место лугам. Наши предки начали осваивать жизнь на земле, и их судьбу изменил один из самых простых грибов — дрожжи.
Когда фрукт падает на землю и повреждается, дрожжи проникают внутрь и начинают борьбу с бактериями, производя этанол — самое мощное оружие в микромире. Поэтому первобытному человеку, который уже приспособился к жизни на земле, чаще попадались лежащие на земле забродившие фрукты, чем свежие, которые росли в кронах деревьев.
Однако употребление фруктов, насыщенных алкоголем, — не самая лучшая идея, когда лес кишит хищниками и потенциальными соперниками. Если вы всё же съели такой фрукт, то, естественно, опьянеете. А бродить пьяным по лесу, согласитесь, очень опасно.
Но к тому времени у наших предков произошла очень важная мутация, которая позволила им эффективно расщеплять этанол без интоксикации. Это помогло виду выжить в условиях нехватки еды. Лучше съесть хмельной фрукт, чем умереть с голоду.
Биологи из колледжа Санта Фе в Гейнсвилле (США) под руководством Мэтью Кэрригана изучили гены приматов за 70 миллионов лет и обнаружили, в какой момент у них начали вырабатываться пищеварительные ферменты для переработки этанола. Они выяснили, что эта генетическая мутация произошла примерно 10 миллионов лет назад, что дало приматам эволюционное преимущество — возможность употреблять в пищу подгнившие фрукты. Об исследовании ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ранее было установлено, что способность организма перерабатывать умеренное количество алкоголя без вреда для здоровья зависит от особого набора белков, в том числе от фермента алкогольдегидрогеназа 4 (ADH4). Хотя все приматы обладают этим ферментом, не все из них могут перерабатывать алкоголь, так как существуют различные версии ADH4, обладающие разной эффективностью.
В данном исследовании ученые описали белки алкогольдегидрогеназы у 19 современных приматов и проследили их эволюцию на разных этапах развития этих животных. Они создали копии древних белков, закодированных различными типами генов, чтобы понять, насколько эффективно они могут расщеплять этанол.
Оказалось, что самые ранние формы ADH4, обнаруженные у приматов, живших 50 миллионов лет назад, способны разрушать лишь небольшое количество этанола, причем делают это крайне медленно. Однако примерно 10 миллионов лет назад предок человека приобрел более совершенную версию фермента, которая позволяла ему в 40 раз эффективнее перерабатывать этанол.
Это открытие позволило приматам употреблять в пищу не только свежесорванные фрукты, но и упавшие и подгнившие плоды, которые без специального фермента оказывали бы на их кровь разрушительное воздействие. В результате особи с соответствующим ферментом получили эволюционное преимущество, что объясняет, почему некоторые приматы на определенном этапе эволюции спустились с деревьев и начали жить на земле.
По словам ученых, это открытие также позволяет предположить, почему для людей алкоголь ассоциируется с чем-то приятным. Ведь на начальных этапах эволюции вкус алкоголя означал для предка человека найденный дополнительный источник пищи. В мире, где еды было мало, алкоголь позволял переступить узкую грань между жизнью и смертью. Если есть больше нечего, проще съесть забродивший фрукт, чем голодать. Те наши предки, которые лучше переносили алкоголь, имели больше шансов выжить и в конечном счете эволюционировали в нас. Мы научились пить этанол и не отравлять свой организм, то есть не пьянеть.
Всего одна мутация в нашем глубоком эволюционном прошлом заложила основу одному из наших любимых развлечений, и с этого момента наша история неразрывно связана с дрожжами.
Если проследить в истории переход человека от охотника-собирателя к земледельческому обществу, то окажется, что ключём к этому переходу снова были грибы. Земледелие заложило основу нашего общества. Цивилизация возникла благодаря сельскому хозяйству, люди научились выращивать зерно, но выращивалось оно не для производства хлеба, а для варки пива. Тем более пиво имеет одно особенное преимущество — оно стерилизует бактерии. Ведь если говорить о том этапе развития, человек был очень уязвим, опасность заразиться и заболеть была очень высока, особенно если говорить о той воде, которую пили наши предки. В этом контексте ферментированные напитки, возможно, действительно увеличивали нашу возможность выживать. Получается, мы построили нашу цивилизацию благодаря одному микроскопическому грибку. В течении последующих 10 тысяч лет каждая буханка хлеба и каждый стакан пива были произведены при участии все тех же дрожжей.
Эл Медан и Роб Ман решили это изменить. Их идея заключалась в том, чтобы проверить, можно ли при помощи современных дрожжей создать новые сорта пива. Свои поиски они начали с ос. Дело в том, что когда осы посещают цветы, они непроизвольно собирают дикие дрожжи, которые питаются цветочным нектаром. Ученые собрали с тела ос образцы дрожжей, которые раньше никогда не использовались в пивоварении. Было отобрано 4 образца дрожжей, внешне отличающиеся друг от друга по форме, цвету и запаху. Кстати, большинство дрожжей не способны производить спирт, а те, что производят, имеют неприятный запах. И хотя шансы отыскать среди отобранных образцов дрожжи способные производить спирт были невелики — ученым это удалось. Образец отправили пивовару и через несколько недель пришло сообщение, что из дрожжей получилось пиво. Правда, в пиве ощущался запах грибов, но в общем и целом это было вкусное пиво.
Стоит отметить, что грибы сыграли в жизни человека гораздо большую роль, чем пиво и хлеб. Наши предки издавна считали их спасителями жизни. Пять тысяч лет назад Тирольские Альпы уже были заселены людьми. Один из них отправился в путешествие, нагруженный тяжелым снаряжением, но, к сожалению, так и не вернулся домой.
Бронзовый век, 5 тысяч лет назад. Это был Этци (нем. Ötzi, также встречаются варианты написания Эци и Отци) — ледяная мумия человека эпохи медного века, обнаруженная в 1991 году в Эцтальских Альпах в Тироле в седловине Хауслабьох вблизи горы Симилаун, на высоте 3200 метров. Он стал жертвой неолитического убийства, и его тело прекрасно сохранилось во льдах до наших дней. Среди его вещей было несколько интересных предметов, среди которых оказались два объекта, которые поначалу поставили ученых в тупик. Как оказалось, это были полипоровые грибы (трутовики). Плодовые тела этих грибов были украшены орнаментом.
Доктор Урсула Пейтнер занималась изучением этих грибов, и факты указывают на то, что они были не просто украшением. Сейчас известно, что полипорусы помогают укреплять иммунитет, являются прекрасным противораковым, противовоспалительным, противовирусным и антибактериальным средством. Этот гриб обладает целым набором лечебных свойств. Древесные грибы Этци — первое свидетельство использования грибов в медицине.
Для ледяного человека это значило гораздо больше, чем просто украшение. Это был его талисман, оберег, в котором, по его представлениям, жил божественный дух, защищавший его в путешествии.
1928 год, Лондон. В западной культуре невероятная сила грибов быстро забылась, и лишь случай напомнил о ней. В 1928 году споры грибов случайно попали в окно одной Лондонской больницы и приземлились на чашку Петри в лаборатории Александра Флеминга. Этот гриб, называемый пеницилином, изменит человеческую историю...
Продолжение следует.
Процитированные материалы
1. https://dzen.ru/a/YrFUL8ek3E148AwT
2. М.-А. СЕЛОСС, 2002. Прототаксис: гигантская окаменелость возрастом 400 млн лет, сапрофитный голобазидиомицет или лишайник? Mycological Research 106: 642-644)
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Юрский_период
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Arturo_Casadevall
5. Артуро Касадевалл Школа общественного здравоохранения Блумберга при Университете Джонса Хопкинса | JHSPH · Кафедра молекулярной микробиологии и иммунологии имени У. Гарри Файнстоунаhttps://www.researchgate.net/profile/Arturo-Casadevall
6. Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)https://scientificrussia.ru/articles/primaty-upotrebliali-alkogolj-uzhe-10-millionov-let-nazad