Алкохол, со нас над 10 милениуми
Нашата loveубовна врска со алкохолот е резултат на долга и бурна врска помеѓу нас и квасецот, вели биологот Роб Дан.
Нашата привлечност кон оваа токсична супстанција, причина за толку многу конфузија, е скоро мистерија. Можеби е доволно да се каже дека пиеме затоа што прави да се чувствуваме добро. Но, мислам дека за да ја разбереме нашата loveубов кон алкохолот, ни треба покомплексно објаснување, со акцент на еволуцијата.
Приказната за алкохолот е онаа што ја има својата тема интимната врска меѓу луѓето и квасецот, бизнис што започна пред милиони години и сè уште има важна улога денес. Ние сакаме да мислиме дека ние луѓето би биле theвездите на оваа драма, но всушност, квасецот е главниот лик. За нас, ова е симбиотска врска - партнерство што ги фаворизира обете страни. Тоа е исто така однос во кој рамнотежата на силите постојано се менува. Ако можеме да кажеме нешто во врска со тоа, се чини дека квасецот играл голема улога, барем откако нашите предци започнале да произведуваат свој грг. Ние го одгледуваме квасецот, осигурувајќи се дека тој ќе преживее и се развива, и наместо тоа, ќе добиеме, во најдобар случај, прошетка во градот и мамурлак следното утро. Некогаш, многу одамна, квасецот и алкохолот можеа да ни дадат многу позначајни награди.
Денес, трошоците за нашата убов кон алкохолот честопати ги надминуваат сите придобивки. Но, бидејќи имаме работа со приказна што вклучува еволуција, таа не завршува тука. Некои луѓе веќе имаат стекнато одредени генетски промени кои ги поттикнуваат да пијат помалку. Ако овој тренд продолжи, можно е еден ден оваа долготрајна бурна врска да стане своевидно кревко примирје.
Ние не сме единствениот вид што сака да пие. Овошните комарци редовно јадат ферментирано овошје, се чини без слабеење на нивните факултети. И другите животни не се спротивставуваат на пијалокот. Беа забележани кедрови комарци кои јадат премногу зрели плодови, а потоа се вртат околу гранките на дрвјата или удираат во згради. Постојат вознемирувачки сведоштва во врска со пијаните слонови, иако тие се прилично слабо документирани. Постојат дури и записи на суштества кои ги надминале своите граници до точност на опиеност. Меѓу нив можеме да ги наброиме дрвјата читка - најблиските преживеани роднини на приматите - кои се препуштаат на ноќни дегустации на пенливо „вино“ произведено од квасецот што се наоѓа во цветните пупки на дланката на бертамот.
Овој тип на однесување може да се следи во времето, во случај на еволуција на овошјето, пред околу 130 милиони години, кога се појавија цветни растенија за време на мезозоикот. Поради појавата на нов извор на храна, вид на квасец познат како Сахаромицес се појави да се храни со него и за време на овој процес овој тип на квасец се здоби со нова физиологија. Наместо да ја користат својата енергија за целосно разделување на јаглехидрати, тие развија можност делумно да ја поделат, произведувајќи етанол како остаток кога резервите на јаглени хидрати изобилуваат и кислород во ограничени количини. Делумната поделба на важните јаглени хидрати значеше дека овие квасец беа, всушност, помалку ефикасни од нивните предци. Но, тоа им донесе и голема предност. Етанолот ги уништува повеќето бактерии, а бактериите сакаат да се хранат со овошје, па производството на алкохол им овозможи на квасеците да победат во овој натпревар.
Од самиот почеток, Сахаромиците се хранеле со зрело овошје - незрелите честопати биле токсични - така што мирисот на етанол можел да стане универзален знак дека овошјето е добро за јадење. Според идеите на Роберт Дадли од Универзитетот во Калифорнија, Беркли, природната селекција ги фаворизирала приматите и другите цицачи кои јадат овошје што можат да користат мирис на етанол за да лоцираат плодови што можат да се јадат во огромни шуми. Тој верува дека тие развиле привлечност за овој мирис што ги навело да доживеат позитивни сензации, дури и пред да консумираат алкохол (Квартален преглед на биологија, том 75, стр. 3) Според оваа теорија, секогаш кога примат мириса на одреден вид алкохол, задоволството се активира во мозокот. Ние приматите можеби не сме единствените учесници во овој процес. Устите на овошните комарци имаат сензорни рецептори, еден вид партнер за вкус на алкохол. Тој беше идентификуван од студент кој во момент на фрустрација им понуди пиво.
Љубов на прв поглед?
Дадли сугерира дека нашите предци започнале да произведуваат алкохол за да ги хранат своите сетилни преференции за истиот, на ист начин како што ние садиме шеќерна трска и шеќерна репка за да ја храниме нашата развиена склоност кон шеќерот. Ако е така, алкохолот е сличен на сите работи од кои бев корисен истовремено, но кои во моментот се само бесмислени зависности. Не се сите убедени во ова. Даг Леви од Националната научна фондација во Арлингтон, Вирџинија, смета дека приматите никогаш немале вродена склоност да бараат мирис на етанол - на крајот на краиштата, овошјето што мирисаат на етанол веќе се на раб да се расипат. Наместо тоа, тврди тој, нашите предци навистина почнале да уживаат во алкохолот откако научиле да го произведуваат сами. Благодарение на невролошките околности, ликерот создаде сензации што им се допаѓаат и од кои тие сакаат уште повеќе, па затоа понекогаш се препуштаа на вишок (Интегративна и компаративна биологија, том 44, стр. 284). Ако Леви е во право, нашето претпочитање на алкохол е слично на претпочитањето на кофеин или кокаин, отколку на нашиот шеќер.
Алкохолот создава пријатни сензации - барем во овој поглед, никој нема што да коментира - поради неговата способност да се поврзе со рецепторите на ГАБА во мозокот. Нормално, овие рецептори ја намалуваат активноста на невроните на кои се наоѓаат, но кога алкохолот се врзува за нив, ја произведува таа активност на возбудување и, притоа, ги релаксира и нашите тела и нашите инхибиции. Благодарение на ова, се зачнати безброј бебиња, се формираа безброј пријатели и се создадоа блиски односи меѓу луѓето. Но, етанолот исто така предизвикува да ја изгубиме нашата координација, не прави вртоглави, несовесни и агресивни во постапките. Тој беше генератор на многу несреќи, борби или дури и војни.
Што се однесува до тоа како научивме да произведуваме алкохол, повеќето антрополози сметаат дека првите земјоделци ја откриле оваа случајна финта кога зачуваната пченица и јачмен биле контаминирани од квасецот Сахаромици. Постои уште една интересна можност. Антропологот Соломон Кац од Универзитетот во Пенсилванија во Филаделфија тврди дека првата се случила ферментација, давајќи им на нашите предци силен мотивирачки фактор да одгледуваат жито за да произведат грог. Од доказите што ги имаме досега, најстариот до сега стар сад за складирање алкохол е современ со или дури и порано од најраните докази за земјоделска активност во Кина, каде е пронајден. (PNAS, том 101, стр 17593).
Без оглед на ситуацијата, откако алкохолот ќе се добие, неговите производители сфатија дека може да се подготвува одново и одново со едноставно земање примерок од ферментирана течност и користење на истиот за да се започне процесот во нов резервоар. Можеби се чинеше како магична трансформација во античките пиварници, но сега знаеме дека првите бочви на човештвото беа колонизирани од Saccharomyces cerevisae. Имаме дури и прецизен генетски код: тој беше еден од првите организми чии геноми беа секвенцирани. Сепак, сè уште малку знаеме за основните прашања, како на пример, како квасецот се довел во прашање.
Партнерство во развој
Пивскиот квасец се менувал многу пати како што се ширело земјоделството и се појавиле различни човечки култури (Comptes Rendus Biologies, том 334, стр. 229). Нови форми, различни како да припаѓаат на друг вид, се појавија во врска со производството на вино и пиво од различни региони. Некои од овие видови квасец се дополнително модифицирани за да обезбедат широк спектар на квасец од леб. Во пештера на германски монах, ладниот отпорен квасец за правење силно пиво се развил во форма на хибрид од S. cerevisae и еден вид од Патагонија. Мистериозно, ова се случи повеќе од 100 години пред Европејците да пристигнат во Новиот свет (ПНАС, том 108, стр. 14539).
Во Велика Британија, како и на други места, пиварниците започнаа да користат сосема поинаков вид квасец, „Бретаномицес“, кој се здоби со можност за производство на алкохол независно од „Сахаромицес“, од кој се оддели пред 200 милиони години. Brettanomyces се користи во производството на неколку специјални видови пиво, давајќи им необичен кисел и зачинет вкус.
Квасеците исто така директно влијаеја на нас. Клучна промена се случи рано: диференцијација помеѓу луѓето и другите примати во однос на нивото на ензимот што го распаѓа алкохолот и каде може да се најде во телото. Во случај на примати кои не се човечки, алкохолот дехидрогеназа може да се најде низ целото тело. Ова може да изгледа изненадувачки, имајќи предвид дека етанолот е нуспроизвод на многу процеси во телото, па затоа повеќето клетки комуницираат со него. Ензимот е присутен и насекаде во нашите тела, но тој е несразмерно концентриран во црниот дроб, местото каде што достигнува алкохолот што го консумираме. Зголемената потрошувачка на алкохол од страна на нашите предци стана сè поопасна: нивото на алкохол во крвта од 0,4 проценти се смета за смртоносно за возрасните. Оние кои преживеале вакви бури имале тенденција да имаат повисоко ниво на алкохол дехидрогеназа во црниот дроб затоа што можеле многу побрзо да преработуваат алкохол. Во моментов, 10 проценти од ензимите во нормалниот човечки црн дроб се насочени кон метаболизирање на етанолот.
Со оглед на долгогодишната врска меѓу луѓето и пивскиот квасец, не е изненадувачки што секој влијаеше на еволуцијата на другиот.
Овој процес е сè уште во тек. Ниту една симбиотска врска не е едноставна - трошоците и придобивките што ги доживеа секоја партија се менуваат со текот на времето и контекстот. Алкохолот можеби некогаш бил показател за добро овошје за јадење; Во раните денови на земјоделството, тој веројатно ни помогна да преживееме. Но, рамнотежата ќе се менуваше кога болестите предизвикани од конзумирање на неусогласена вода почнаа да опаѓаат од важност и квасеците ќе станат полесни за одгледување, а нивните производи ќе бидат многу опојни. Луѓето сè уште можат да имаат корист од повремениот пијалок: на секои неколку години се појавува студија која тврди дека мала количина вино или, малку поретко, пиво е добра за вас. Сепак, за целото општество, алкохолот произведува повеќе трошоци отколку придобивки, без разлика дали се мери во живот или пари. Во 2010 година, алкохолот беше трет најголем здравствен ризик на глобално ниво, убивајќи 4,9 милиони луѓе ширум светот („Лансет“, том 380, стр. 2071 година), а алкохолизмот е годишен економски товар од стотици милијарди долари.
На некои места, ваквите трошоци биле на товар на многу генерации, доволно долго за да им се овозможи на луѓето да се развиваат уште еднаш. Овој пат, природната селекција претпочита адаптација што ги охрабрува индивидуите да консумираат помалку алкохол. Процесот на детоксикација на етанол вклучува два ензими - алкохол дехидрогеназа и алдехид дехидрогеназа, кој го претвора ацеталдехидот во ацетат. Ова ензимско партнерство постои во скоро секој организам, вклучително и во многу бактерии, но кај некои источноазиски популации, вклучително и многу луѓе во Кина или Јапонија, генот за алдехид дехидрогеназа е неисправен. Кога луѓето со оваа верзија на генот консумираат алкохол, пијанството се јавува откако ќе пие помалку, нивните лица стануваат црвени, срцето почнува да трепери и им се врти вртоглавица.
Мутантниот ген се шири со иста географска и временска стапка како и ширењето на одгледување ориз и производство на оризово вино што се случи пред 7000 и 10 000 години (BMC Evolutionary Biology, vol. 10, p. 15). Истражувачите велат дека овој ген се развил со причина, покажувајќи дека откако се појавил, тој се ширел многу побрзо отколку да се појавил случајно. Тие тврдат дека луѓето во Источна Азија почнале да ги чувствуваат негативните последици од алкохолот толку силно што поединците чии тела ги обесхрабрувале да пијат прекумерно многу веројатно преживуваат. Од оваа гледна точка, генската варијанта на „потрошувачка на алкохол во мали количини“ можеше да биде фаворизирана и од природната и од сексуалната селекција, барем ако пијаните со црвеникаво лице имаат помала веројатност да најдат партнери.
Еволуцијата не е статичен процес, па затоа е интересно да се шпекулира дали различните мутации на генот „мала потрошувачка на алкохол“ би можеле да бидат во процес на ширење на човечката популација токму сега. Ако е така, еден ден нашата ourубовна врска со алкохолот може да заврши, иако никој не треба да ја потценува еволутивната мудрост на квасецот.
Во меѓувреме, квасецот што произведува алкохол ќе продолжи да се развива со разбирање на интимниот однос на човештвото со нив. И покрај приказната што ви ја кажав, многу повеќе детали остануваат непознати отколку што се познати, скриени во секој алкохолен пијалок. Значи, додека имавме време да уживаме во тоа, дозволете ни да се поклониме на чаша квасец. Нека биде проклета и благословена!