Divokým předkem melounu se ukázal být meloun Kordofan ze Súdánu

Botanici z Německa, Velké Británie a USA přišli na původ vodních melounů. Ukázalo se, že nejpravděpodobnějším předkem této oblíbené melounové plodiny je divoký vodní meloun Kordofan, který stále roste v Súdánu a dokonce je někdy pěstován místními rolníky. Zde byl s největší pravděpodobností domestikován před více než čtyřmi tisíci lety. Dříve se věřilo, že vodní melouny pocházejí z Jižní Afriky. Jak je uvedeno v článku v časopise Sborník Národní akademie věd, předci vodních melounů ztratili hořkou chuť charakteristickou pro jiné druhy rodu citrullus, ještě před domestikací a červenou barvu dužiny získanou již při selekci.

vodní melouny (Citrullus lanatus vulgaris) jsou velmi populární po celém světě. Pěstují se od jižního Ruska po Turecko, Čínu a Brazílii. A ve střední Asii patří vodní melouny mezi deset nejdůležitějších zemědělských plodin. Vědci však stále nevědí, kde byly tyto rostliny domestikovány a který druh byl jejich divokým předkem. Po většinu 20. století se mělo za to, že melouny pocházejí z jihoafrického druhu C. amarus. Později se však ukázalo, že tato hypotéza byla založena na omylu a ve skutečnosti S. amarus – nepříliš blízký příbuzný ochočeného melounu. Neexistují dostatečné argumenty ve prospěch dalších možných předků této kultury – Colocynth (C. colocynthis) ze Středomoří a Asie a C. mucospermus, který roste v západní Africe a místní obyvatelé ho občas pěstují pro jeho jedlá měkká semena.

Tým botaniků pod vedením Susanne S. Renner z Mnichovské univerzity se historií vodních melounů zabývá již několik let. Pohání je víc než jen vědecká zvědavost: faktem je, že divocí předkové vodních melounů mohou poskytnout cenné mutace, které chrání před škůdci, chorobami a extrémními povětrnostními podmínkami. Před pár lety Renner a její kolegové zjistili, že domestikované vodní melouny, podobné těm moderním a s červenou, sladkou dužinou, se pěstovaly ve starověkém Egyptě před více než třemi tisíci lety. Pro srovnání naprostá většina divokých druhů z rodu citrullus Dužnina ovoce je bílá nebo nazelenalá a velmi hořká díky vysokému obsahu cucurbitacinů – triterpenových saponinů. Jedinou výjimkou je C. mucospermus – ačkoli bílá dužina jeho plodů chutná obvykle hořce, asi ve dvaceti procentech případů je bez chuti nebo nasládlá.

V nové studii členové týmu provedli důkladnou genetickou analýzu dvou poddruhů vodního melounu. C. lanatus a dalších šest druhů z rodu citrullus. Vědci odebrali jejich semena z botanických sbírek nebo si je sami koupili, nechali je naklíčit ve skleníku a poté porovnávali strukturu plastidové a jaderné DNA výsledných vzorků. Kromě toho databáze obsahovala údaje o genomech dalších 415 vzorků rostlin z rodu citrullus (včetně řady odrůd domácích melounů) sekvenovaných jinými výzkumníky.

Zvláštní pozornost byla věnována melounu Kordofan (C. l. cordophanus) s bílou, nasládlou dužinou, což je stejný druh jako domestikovaný meloun C. l. vulgaris, ale na jiný poddruh. Suzanne Renner a její spoluautoři dlouho tušili, že to byl vodní meloun Kordofan, který dal vzniknout vodním melounům, které známe. Chcete-li získat semena C. l. cordophanus, museli vědci v roce 2017 odcestovat do súdánských provincií Jižní a Severní Dárfúr, kde stále roste divoce a občas je pěstován místními farmáři. Použili také data ze vzorků vodního melounu Kordofan odebraných v letech 1958 a 1982.

Analýza potvrdila hypotézu Rennerové a jejích kolegů. Ukázalo se, že nejbližší příbuzní a s největší pravděpodobností přímí předci domestikovaných vodních melounů jsou skutečně vodní melouny Kordofan. Geneticky C. l. cordophanus nejblíže těmto odrůdám C. l. vulgaris, které se dnes pěstují v Súdánu. Dalším nejbližším příbuzným domestikovaného vodního melounu byl západoafrický. C. mucospermus. Během vlhkého období, které trvalo před 14800 5500 až XNUMX XNUMX lety, si předkové těchto tří linií pravidelně vyměňovali geny, ale poté klimatická aridizace izolovala jejich stanoviště a přerušila genetický tok. S největší pravděpodobností byly melouny Kordofan domestikovány Núbijci a poté se tato kultura rozšířila na sever. Přitom ve starověkém Egyptě znali jak domestikované vodní melouny (jejich vyobrazení byla nalezena ve dvou hrobkách starých přes čtyři tisíce let), tak vodní melouny Kordofan (ilustrace plodů a dvou listů této rostliny byla nalezena v papyru z doby přibližně z r. jedno tisíciletí před naším letopočtem).

Autoři také zvažovali alternativní hypotézu, že domestikovaný vodní meloun pochází C. mucospermus, a meloun Kordofan je jeho divokým potomkem. V tomto případě nukleotidová diverzita C. l. cordophanus и C. l. vulgaris měla být přibližně stejná. Ve skutečnosti je však meloun Kordofan z genetického hlediska znatelně rozmanitější než ten domestikovaný. To znamená, že první nemůže pocházet z druhého.

V další fázi Renner a jeho spoluautoři sestavili kompletní genom vodního melounu Kordofan a porovnali jej s genomy domestikovaných odrůd a dalších rostlin z rodu citrullus. Zjistili tedy, že předci vodních melounů začali ztrácet hořkou chuť ještě před domestikací. Tento proces s největší pravděpodobností začal v linii, která dala vzniknout C. mucospermus, C. l. cordophanus и C. l. vulgaris. Všechny tři formy mají v gen Bt, který reguluje syntézu cucurbitacinů v ovoci, je přítomna stejná substituce. Tvoří předčasný stop kodon, který způsobí, že gen exprimuje nefunkční protein. V důsledku toho nedochází k plné syntéze cucurbitacinů, takže se ztrácí hořká chuť ovoce. Autoři uvažují C. mucospermus, který má často hořkou chuť, jako meziprodukt v tomto procesu: tento druh má pravděpodobně mutaci v genu Bt se již objevil, ale dostatečně se nerozšířil. Současně vodní meloun Kordofan, v jehož genomu jsou dvě nepracovní kopie Bt, zjevně už nikdy není hořký. S největší pravděpodobností to byla tato vlastnost, která k němu přitahovala starověké zemědělce.

Na rozdíl od ztráty hořké chuti se červená barva dužiny objevila u vodních melounů již při procesu domestikace. Tato vlastnost je spojena s jedinou nukleotidovou substitucí v genu lcyb, který normálně kóduje enzym lykopen-β-cyklázu, který přeměňuje lykopen na beta-karoten. Díky mutaci se však nevyrábí pracovní verze tohoto enzymu, a tak se lykopen hromadí v dužině melounu a dodává mu charakteristickou červenou barvu. Renner a její kolegové zjistili, že gen lcyb velmi konzervativní: u všech volně žijících druhů rodu citrullus, stejně jako vodní melouny Kordofan, funguje správně, dodává dužnině bělavou nebo nazelenalou barvu. Mutaci mají pouze domestikované vodní melouny. Pravděpodobně vznikl a rozšířil se v raných fázích umělého výběru.

Během tisíců let selektivního šlechtění domestikované vodní melouny postupně získaly vlastnosti, které chyběly u vodních melounů Kordofan, jako je mnohem sladší chuť. Tato změna je spojena s mutacemi v genech odpovědných za metabolismus cukrů. Vodní meloun Kordofan má zároveň řadu alel spojených s odolností vůči infekcím, které u jeho potomků chybí. Vědci naznačují, že přidáním těchto variant do genomu domestikovaných vodních melounů pomocí úpravy genů bude možné vytvořit odrůdy, které jsou méně náchylné k chorobám.

Dříve jsme řekli, jak odborníci obnovili rodokmen obra (Maximální cucurbita) a muškátový oříšek (C. moschata) dýně. Ukázalo se, že se oddělily od ostatních dýní před 31-26 miliony let. A obří dýně a máslová dýně se od sebe oddělily asi před třemi miliony let.

Vnímání chutí bylo pro naše předky otázkou života a smrti. Přežili ti, kteří se vyhýbali jedovatým (a tedy hořkým) a zkaženým (kyselým) potravinám. A také ten, kdo si vybral nejuspokojivější (sladké) ovoce.

Ukázalo se však, že láska ke sladkému, míra vnímání hořkosti či kyselé chuti závisí na genotypu, a proto se mezi lidmi liší.

Řekneme vám, proč někteří lidé vnímají chutě silněji a jiní méně silně. A také proč někomu připadá káva hořký nápoj, zatímco jiný v ní cítí výraznou kyselost a sladkost.

<strong>Jak se vyvíjelo vnímání chutí?</strong>

Evolučně se lidé přizpůsobili konkrétním podmínkám a určitému druhu potravy. To přizpůsobilo naše geny vnímání chutí. Například v Mexiku nebo ve východních zemích jsou lidé zvyklí na pálivá jídla, což je u nás velmi neobvyklé. A v chladných zemích lidé jedí to, co mnozí považují za příliš tučné.

Národní chuťové preference se formují evolučně. © unsplash.com

Ale i v rámci evolučně vzniklých skupin se vnímání chutí liší. Lidé s podobnými stravovacími návyky pociťují stejnou chuť a vůni odlišně. Někdo sní kousek dortu a zapíjí ho sladkým čajem, ale pro jiné bude dort sám o sobě až chorobně sladký. Úroveň intenzity, se kterou může člověk vnímat chutě, tedy přímo ovlivní jeho stravovací návyky.

<strong>Gorky</strong>

Hořkost v chuti přímo souvisí s kvalitou jídla. Hořké jídlo znamená totéž jako špatné jídlo. A špatná chuť znamená nepoživatelné.

Většina jedů chutná hořce. Proto je schopnost cítit hořkost podmíněna geneticky. Jedy rychle působí na tělo a je důležité je okamžitě detekovat v potravinách.

Ve třicátých letech minulého století provedl chemik Arthur Fox výzkum a zjistil, že někteří lidé jsou přecitlivělí na hořkost fenylthiomočoviny. Brzy zjistil, že tato vlastnost je dědičná. A o 1930 let později byl identifikován zodpovědný gen – TAS70R2, který je členem rodiny receptorů hořké chuti TAS38R.

Je prokázáno, že míra vnímání hořkosti je dána dědičně

Obvykle kojenci automaticky odmítají hořké podněty. Ale pro dospělé je obtížnější rozhodnout, co dělat, pokud cítíte hořkost. Pozoruhodným příkladem je káva a alkohol. Navzdory hořké chuti lidé milují účinek, který mají z těchto nápojů. Zároveň se ale často snaží zamaskovat hořkost tím, že alkohol naředí sladkou sodou a do kávy přidají cukr a smetanu.

Existuje paradox – lidé stále jedí hořká jídla, která neobsahují psychoaktivní látky, jako je alkohol a káva. Příkladem je grapefruit nebo růžičková kapusta. Studie zjistila, že některé hořké potraviny mohou obsahovat zdraví prospěšné sloučeniny, které stírají hranici mezi živinami a léky.

<strong>Kyselý</strong>

Bakterie a fermentace mohou jídlo zkazit, takže schopnost ochutnat kyselo nás chrání před konzumací špatného jídla.

Někdy je prospěšná bakteriální aktivita v potravinách: například fermentace mléka při výrobě sýra, pšenice při výrobě chleba, hroznů při výrobě vína. Ale ne, když se maso nebo zelenina kazí. To znamená, že kyselina může signalizovat „dobré“ i „špatné“ bakteriální procesy.

Kyselá chuť ne vždy signalizuje nebezpečí. Příkladem jsou fermentované mléčné výrobky. © unsplash.com

Preference kyselých jídel a nápojů závisí na tom, jak intenzivní je chuť. Je snadné rozlišit chuť čerstvého kefíru od prošlého: čerstvý kefír bude mít mírně kyselou chuť.

Vnímání kyselé chuti při nízkých koncentracích je částečně dáno genetikou. Ale na rozdíl od vnímání hořkosti jsou geny spojené s vnímáním kyselosti neznámé, protože nebyly provedeny žádné studie k jejich identifikaci.

<strong>Sladké</strong>

Mnoho lidí si vychutnává jídlo, pokud je sladké. Milují tuto chuť, protože z takového jídla získávají energii. Ale vnímání sladkosti a závislosti na této chuti se u všech lidí liší.

Existuje geneticky inherentní vnímání sladkosti a láska ke sladkému, která je určena vnějšími faktory. Vyplatí se mezi nimi rozlišovat.

Někomu bude tento dezert připadat nesnesitelně sladký. A pro ostatní – tak akorát. © unsplash.com

Někteří lidé se rodí s malou citlivostí na sladkosti. Do čaje mohou přidat 3 lžíce cukru a spláchnout tím sladký koláč. Jsou ale tací, kteří mají nejvyšší vnímání koncentrace sladkosti, po které se jídlo stává příliš sladké a nepříjemné. Například stejný dort je pro ně nesnesitelný.

Sladkost jako chuťová kvalita je složitá (z genetického hlediska) kvůli vztahu mezi vnímáním a chutí. Člověk nemusí být na sladké moc citlivý, ale zároveň mu nechutná.

<strong>Mysl</strong>

Umami je příjemná, pikantní chuť. Nachází se v sójové omáčce, rajčatech, vařeném mase, houbách a sýru.

Role chuti umami při výběru potravin je stále špatně pochopena. Existují však návrhy, že lidé preferují určité druhy potravin pouze ve vařené nebo odleželé formě, aby se neotrávili. Proto vaříme maso a ryby.

Chuťové preference umami přímo ovlivňují tělesnou hmotnost. © unsplash.com

Vědci provedli experiment a zjistili, že obézní lidé preferují v polévce vyšší koncentrace chuti umami. Vzhledem k tomu lze předpokládat, že existuje závislost tělesné hmotnosti na vnímání chuti umami v jídle.

O umami jsme mluvili podrobněji v tomto článku.

<strong>Slaný</strong>

Sůl je základní zvýrazňovač chuti, který se přidává téměř do každého jídla.

Existuje několik studií, které se zaměřují na individuální rozdíly ve vnímání soli. Ještě méně studií zkoumalo, zda existuje zděděný genetický příspěvek k vnímání slané chuti. Žádné důkazy se ale nenašly.

Výzkumy ukazují, že denní doba může ovlivnit vnímání intenzity slané chuti.

<strong>Jak tyto chutě v kávě chutnáme a proč?</strong>

Káva má 3 hlavní chutě: kyselá, sladká, hořká.

Někdo může v chuti kávy cítit pouze hořkost, jiný najde ovocnou kyselost a sladkost bobulí. To závisí na genetické predispozici a závažnosti receptorů. To ale neznamená, že pokud jste přecitlivělí na hořkost, můžete na kávu zapomenout.

Pokud zaznamenáte zvýšenou citlivost na hořkost, nezačínejte se seznamováním s kávou espresso. Jedná se o koncentrovaný nápoj a bude se zdát příliš hořký. Pro začátek vyzkoušejte filtrovanou kávu z klidnějších odrůd, jako jsou ty z Etiopie. V popisu odrůdy hledejte lehké tělo a výraznou sladkost.

Nesnesete hořkost? S espressem buďte opatrní!

Pokud jste tak nesnášenliví na kyselé, že vás při pohledu na citron bolí čelist, vyhněte se zpočátku kyselým odrůdám (jako je Keňa). Začněte s filtrovanými kávami s výraznou sladkostí, jako jsou odrůdy z Jižní nebo Střední Ameriky. A teprve poté pokračujte ke zvýšení kyselosti.

Pokud začnete kávu pít vědomě, časem si vypěstujete chuť. Káva už nebude působit jako hořký nebo kyselý nápoj a v kytici bude cítit ovoce nebo bobule.