Alkohol, nálunk több mint 10 évezreden keresztül
Az alkohollal való szerelmi kapcsolatunk hosszú és viharos kapcsolat eredménye köztünk és az élesztő között - mondja Rob Dunn biológus.
Vonzódásunk ehhez a mérgező anyaghoz, amely a sok zavart okozza, szinte rejtély. Talán elég azt mondani, hogy iszunk, mert ettől jól érezzük magunkat. De úgy gondolom, hogy az alkohol iránti szeretetünk megértéséhez összetettebb magyarázatra van szükségünk, hangsúlyt fektetve az evolúcióra.
Az alkohol története az emberek és az élesztő közötti bensőséges kapcsolat tárgyát képezi. Ez a vállalkozás évmilliókkal kezdődött, és ma is fontos szerepet játszik. Szeretjük azt gondolni, hogy mi emberek lennénk ennek a drámának a sztárjai, de valójában az élesztő a főszereplő. Számunkra ez egy szimbiotikus kapcsolat - mindkét fél számára előnyös partnerség. Ez egy olyan kapcsolat is, amelyben az erőviszonyok folyamatosan változnak. Ha bármit mondhatunk róla, úgy tűnik, hogy az élesztőnek nagy szerepe volt, legalábbis azóta, hogy őseink elkezdték saját grogjukat előállítani. Növesszük az élesztőt, ügyelve arra, hogy életben maradjon és fejlődjön, ehelyett jobb esetben kirándulást kapunk a városban és másnap reggel másnaposan. Valamikor azonban az élesztő és az alkohol sokkal jelentősebb jutalmat nyújthatott nekünk.
Ma az alkohol iránti szeretetünk költségei gyakran meghaladják az előnyöket. De mivel egy történettel van dolgunk, amely magában foglalja az evolúciót, itt még nem ér véget. Néhány ember már megszerzett bizonyos genetikai változásokat, amelyek arra ösztönzik őket, hogy kevesebbet igyanak. Ha ez a tendencia folytatódik, lehetséges, hogy egyszer ez a tartós turbulens kapcsolat egyfajta törékeny fegyverszünet lesz.
Nem mi vagyunk az egyetlen fajok, akik szeretnek inni. A gyümölcsszúnyogok rendszeresen erjesztett gyümölcsöt fogyasztanak, úgy tűnik, képességeik gyengülése nélkül. Más állatok nem állnak ellen az italnak. Cédrusszúnyogokról figyeltek meg, hogy túl sok érett bogyót esznek, majd a faágak körül forognak, vagy az épületeket ütik. Zavaró tanúvallomások vannak részeg elefántokkal kapcsolatban, bár ezek elég rosszul vannak dokumentálva. Még olyan lényekről is vannak felvételek, amelyek a részegségig túllépték a határaikat. Ezek között felsorolhatjuk azokat a facsibákat - a főemlősök legközelebbi túlélő rokonai -, akik éjszakai kóstolókba keverednek a bertam-tenyér virágrügyében található élesztő által előállított pezsgő "borból".
Ez a fajta viselkedés a gyümölcs evolúciója során körülbelül 130 millió évvel ezelőttre vezethető vissza, amikor a kréta korban virágzó növények jelentek meg. Egy új táplálékforrás megjelenése miatt a Saccharomyces néven ismert élesztőfaj táplálkozott, és ez a folyamat során az élesztő új élettanra tett szert. Ahelyett, hogy energiájukat a szénhidrátok teljes elosztására használták volna fel, kifejlesztették a részleges felosztás képességét, és maradékként etanolt termeltek, amikor a szénhidráttartalékok bőségesek voltak, az oxigén pedig korlátozott mennyiségben. A fontos szénhidrátok részleges felosztása azt jelentette, hogy ezek az élesztők valójában kevésbé voltak hatékonyak, mint őseik. De ez nagy előnyt is jelentett számukra. Az etanol elpusztítja a baktériumok nagy részét, és a baktériumok szívesen táplálkoznak gyümölcsökkel, így az alkohol termelése lehetővé tette az élesztők számára, hogy megnyerjék ezt a versenyt.
A Saccharomyces kezdettől fogva érett gyümölcsöt evett - az éretlen gyakran mérgező volt -, így az etanol szaga univerzális jelévé válhatott annak, hogy a gyümölcs jó volt enni. Robert Dudley, a kaliforniai Berkeley Egyetem szerint a természetes szelekció előnyben részesítette a főemlősöket és más gyümölcsevő emlősöket, amelyek az etanol szagát felhasználva megkereshették a hatalmas erdőkben fogyasztható gyümölcsöket. Úgy véli, hogy vonzerejük kialakult e szag iránt, ami pozitív érzéseket váltott ki számukra, még mielőtt alkoholt fogyasztottak volna (The Quarterly Review of Biology, 75. évf., 3. o.). Ezen elmélet szerint minden alkalommal, amikor egy prímás egy bizonyos típusú alkoholszagot érez, az öröm kiváltja az agyat. Lehet, hogy mi főemlősök nem vagyunk az egyetlen résztvevői ennek a folyamatnak. A gyümölcsszúnyogok szájában van egy érzékszervi receptor, egyfajta ízpartner az alkoholhoz. Egy diák azonosította, aki egy csalódottság pillanatában sört kínált nekik.
Szerelem első látásra?
Dudley azt sugallja, hogy őseink alkoholt kezdtek előállítani, hogy táplálják érzékszervi preferenciáikat, ugyanúgy, ahogyan cukornádat és cukorrépát ültetünk, hogy tápláljuk fejlett cukorrendszerünket. Ha ez a helyzet, az alkohol hasonló mindazokhoz a dolgokhoz, amelyekből egyszerre profitáltam, de amelyek jelenleg csak értelmetlen függőségek. Nem mindenki van meggyőződve erről. Doug Levey, a virginiai Arlington-i Nemzeti Tudományos Alapítvány véleménye szerint a főemlősöknek soha nem volt veleszületett hajlamuk az etanol szagát keresni - elvégre az etanolszagú gyümölcsök már a romlás szélén állnak. Ehelyett szerinte őseink csak akkor kezdtek igazán élvezni az alkoholt, miután megtanultak saját maguk előállítani. A neurológiai körülményeknek köszönhetően a likőr olyan érzéseket váltott ki, amelyek tetszettek nekik, és amelyekből még jobban szerettek volna, és így néha feleslegbe engedtek (Integrative & Comparative Biology, 44. kötet, 284. o.). Ha Levey-nek igaza van, az alkoholra vonatkozó preferenciánk hasonló a koffein vagy kokain, mint a cukor preferenciájához.
Az alkohol valóban kellemes érzéseket kelt - legalábbis ebben a tekintetben senkinek nincs mit kommentálnia - az agy GABA-receptoraihoz való kötődési képessége miatt. Normális esetben ezek a receptorok csökkentik azoknak az idegsejteknek az aktivitását, amelyeken tartózkodnak, de amikor az alkohol hozzájuk kötődik, ez gerjesztő aktivitást vált ki, és ezzel ellazítja testünket és gátlásainkat. Ennek köszönhetően számtalan babát fogantak meg, számtalan barát alakult és szoros kapcsolat jött létre az emberek között. De az etanol azt is eredményezi, hogy elveszítjük koordinációnkat, szédülést, meggondolatlanságot és agresszivitást okozunk cselekedeteinkben. Számos baleset, harc vagy akár háború generátora volt.
Ami az alkoholtermelés megtanulását illeti, az antropológusok többsége úgy véli, hogy az első gazdák felfedezték ezt a véletlen trükköt, amikor a tárolt búzát és árpát a Saccharomyces élesztő szennyezte. Van még egy érdekes lehetőség. Solomon Katz, a Philadelphiai Pennsylvaniai Egyetem antropológusa azzal érvelt, hogy az erjedés volt az első, amely elődeinket erős motiváló tényezővé tette a gabona termesztését a grog előállítása érdekében. Az eddigi bizonyítékok alapján az eddigi legrégebbi 7000 éves alkoholtároló edény korabeli, vagy akár korábbi is, mint a kínai tevékenység legkorábbi bizonyítéka, ahol megtalálták. (PNAS, 101. évfolyam, 17593. o.).
Bármi is legyen a helyzet, az alkohol előállítása után a termelők rájöttek, hogy újra és újra elő lehet állítani úgy, hogy egyszerűen egy mintát veszünk egy erjesztő folyadékból, és ezzel új tartályba kezdjük a folyamatot. Mágikus átalakulásnak tűnhetett az ősi sörfőzdék felé, de ma már tudjuk, hogy az emberiség első edényeit a Saccharomyces cerevisae gyarmatosította. Megvan még a pontos genetikai kódja is: ez volt az egyik első organizmus, amelynek genomját szekvenálták. Az alapvető kérdésekről azonban még mindig keveset tudunk, például arról, hogyan került szóba az élesztő.
Fejlődő partnerség
A sörélesztő sokszor változott a mezőgazdaság terjedésével és a különböző emberi kultúrák megjelenésével (Comptes Rendus Biologies, 334. kötet, 229. o.). A különböző régiókból származó bor- és sörtermeléssel összefüggésben új formák jelentek meg, mintha más fajhoz tartoznának. Az ilyen típusú élesztőgombák egy részét tovább módosították, hogy sokféle kenyérélesztőt nyújtsanak. Egy németországi szerzetes barlangjában az erős sör előállításához használt hidegálló élesztő S. cerevisae és egy patagóniai faj hibridje formájában fejlődött ki. Titokzatos módon ez több mint 100 évvel azelőtt történt, hogy az európaiak megérkeztek az Új Világba (PNAS, 108. évf., 14539. o.).
Nagy-Britanniában és másutt a sörfőzdék egy teljesen más típusú élesztőt, a Brettanomyces-t kezdtek használni, amely Saccharomyces-től függetlenül megszerezte az alkoholtermelés képességét, amelytől 200 millió évvel ezelőtt különvált. A Brettanomyces-t számos speciális sörfajta gyártásához használják, szokatlan savanykás és fűszeres ízt adva nekik.
Az élesztőgombák közvetlen hatással voltak ránk is. Kulcsfontosságú változás korán történt: megkülönböztetés az emberek és más főemlősök között az alkoholt lebontó enzim szintje és a szervezetben található szint szempontjából. Nem főemlősök esetében az alkohol-dehidrogenáz az egész testben megtalálható. Ez nem meglepőnek tűnhet, tekintve, hogy az etanol a szervezet számos folyamatának mellékterméke, ezért a legtöbb sejt kölcsönhatásba lép vele. Az enzim testünkben is mindenhol jelen van, de aránytalanul koncentrálódik a májban, ahová az általunk fogyasztott alkohol eljut. Az ősök növekvő alkoholfogyasztása egyre veszélyesebbé vált: a felnőttek számára 0,4 százalékos véralkoholszintet halálosnak tekintenek. Akik túlélték az ilyen viharokat, azok májában általában magasabb volt az alkohol-dehidrogenáz szintje, mert sokkal gyorsabban tudták feldolgozni az alkoholt. Jelenleg a normális emberi májban az enzimek 10 százaléka az etanol metabolizálására irányul.
Tekintettel az emberek és a sörélesztő közötti régóta fennálló kapcsolatra, nem meglepő, hogy mindegyik befolyásolta a másik fejlődését.
Ez a folyamat még mindig tart. Egy szimbiotikus kapcsolat sem egyszerű - az egyes felek költségei és előnyei változnak az idő és a kontextus függvényében. Lehetséges, hogy az alkohol egy időben az elfogyasztott jó gyümölcs mutatója volt; A mezőgazdaság kezdeteiben valószínűleg segített túlélni. De az egyensúly megváltozott, amikor a nem megfelelő víz fogyasztása által okozott betegségek jelentősége csökkenni kezdett, az élesztőgombák pedig könnyebben termeszthetők és termékeik sokkal mámorítóbbak lettek. Az emberek még mindig élvezhetik az alkalmi italokat: néhány évente megjelenik egy tanulmány, amely azt állítja, hogy egy kis mennyiségű bor vagy valamivel ritkábban a sör jó Önnek. Az egész társadalom számára azonban az alkohol több költséget jelent, mint hasznot, akár életben, akár pénzben mérve. 2010-ben az alkohol volt a világon a harmadik legnagyobb egészségügyi kockázat, világszerte 4,9 millió ember halálát okozta (The Lancet, 380. évf., 2071. o.), Az alkoholizmus pedig évente több száz gazdasági terhet jelent. milliárd dollár.
Egyes helyeken az ilyen költségeket sok generáció viselte, elég hosszú ideig ahhoz, hogy az emberek újból fejlődhessenek. Ezúttal a természetes szelekció olyan alkalmazkodást támogatott, amely az egyéneket kevesebb alkohol fogyasztására ösztönzi. Az etanol méregtelenítésének folyamata két enzimet foglal magában - alkohol-dehidrogenázt és aldehid-dehidrogenázt, amelyek az acetaldehidet acetáttá alakítják. Ez az enzimatikus partnerség szinte minden organizmusban létezik, beleértve számos baktériumot, de néhány kelet-ázsiai populációban, köztük sok emberben Kínában vagy Japánban, az aldehid-dehidrogenáz génje hibás. Amikor a gén ezen változatával rendelkező emberek alkoholt fogyasztanak, a részegség kevesebb ivás után következik be, az arcuk elvörösödik, a szívük lüktetni kezd, és szédül.
A mutáns gén ugyanolyan földrajzi és időbeli sebességgel terjedt el, mint a rizstermesztés és a rizsbortermelés terjedése, amely 7000 és 10 000 évvel ezelőtt történt (BMC Evolutionary Biology, 10. évf., 15. o.). A kutatók szerint ez a gén valamilyen okból fejlődött ki, ami azt mutatja, hogy miután megjelent, sokkal gyorsabban terjedt, mintha véletlenül jelent volna meg. Azt állítják, hogy a kelet-ázsiai emberek annyira erősen kezdték érezni az alkohol negatív következményeit, hogy azok az egyének, akiknek teste visszatartotta őket a túlzott alkoholfogyasztástól, sokkal nagyobb valószínűséggel maradtak életben. Ebből a szempontból a "kis mennyiségű alkoholfogyasztás" génváltozatát mind a természetes, mind a szexuális szelekció előnyben részesíthette volna, legalábbis ha a vöröses arcú részegek kevésbé találnak partnereket.
Az evolúció nem statikus folyamat, ezért érdekes spekulálni, hogy az "alacsony alkoholfogyasztás" gén különböző mutációi átterjedhetnek-e az emberi populációkra jelenleg. Ha ez a helyzet, akkor egy napon az alkohollal való szerelmi kapcsolatunk véget érhet, bár senki sem becsülheti alá az élesztő evolúciós bölcsességét.
Eközben az alkoholtermelő élesztőgomba az emberiség velük fennálló bensőséges kapcsolatának megértésével tovább fejlődik. Az imént elmesélt történet ellenére sokkal több részlet ismeretlen marad, mint ismert, minden alkoholos italban elrejtve. Tehát, amíg volt időnk élvezni, imádjunk egy pohár élesztőt. Átkozott és áldott legyen!