从真菌到啤酒:酵母的进化

人类最喜爱的真菌从何而来?
2022年2月24日

采访

罗布·邓恩,北卡罗来纳州立大学

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在酵母实验中已经观察到用于转移RNA的基因的快速变化。

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由于流感大流行,每个人在家里呆的时间都增加了,自己做酸面包可能是一种大趋势,但用酵母让面包发面已经有几个世纪了。罗布·邓恩与克里斯·史密斯聊天…

酵母的关键成分实际上是一种混合物。首先是酵母,然后是不同种类的细菌。因此,酵母产生二氧化碳,使面团发酵,细菌使面团变酸,并产生各种轻质化学物质,增加香味和味道。但是第一次使用酵母可以追溯到14000年前。它最早可能是在中国用来发酵的。然后传播到肥沃的新月,然后从那里传播到世界各地。我们已经用了很长很长时间了。

克里斯-你怎么知道,14000年?那是很长的一段时间。

罗布:嗯,这是人们发现的最古老的面包了。最古老的啤酒大约在同一时期。如果我们看看酵母菌,进化树,我们也会看到,树中的一个分支或多或少地映射到同一时期。也许随着我们有更多的发现,时间会推得越来越远。我们开始认为我们的一些其他祖先可能有发酵过的东西。一些证据来自卷尾猴。一些卷尾猴似乎已经学会了如何敲下它们不能吃的水果。然后在它们腐烂了三四个星期后再回来,就像“类人猿康普茶”一样。

克里斯-对吧?所以他们知道这是一种将可消化物转化为可消化物的方法。

罗布:是的。他们想出了生产新产品的一系列步骤

克里斯:当我们考虑酵母时。我的意思是,我认为我们作为人类对微生物世界施加了某种程度的进化压力,包括像酵母这样的东西,让它们更好地为我们做这些工作,成为更好的酿酒酵母,成为更好的烘焙酵母。

我们都知道,我们倾向于选择能够在大量酒精中存活的酵母。但我们也知道酵母在世界各地传播时,它在不同的地方受到不同的选择压力,因为人们用它来制作不同的东西。所以我们开始看到的是取决于你看的地方,你看到不同种类的酵母就像你看到不同种类的西红柿一样。最重要的是,我们最近看到的是,面包和啤酒生产的工业化受到各种酵母的青睐,这些酵母不太擅长产生美妙的味道,但它们真的很擅长保持一致,并在工业环境中发挥作用。所以这是一个非常强大的选择压力最近被记录下来,但这是一个大的进化故事。就像达尔文的雀,只不过最后你得到的是啤酒。

Chris -这是我最喜欢的合成生物学的例子那就是酿造业。我们现在得飞上太空了,科林,轮到你了,因为戴夫已经联系我了,他说,如果我在一辆双层巴士的过道上跳来跳去,那我为什么不从巴士的后面跳下来呢每次我跳下来,我都会落在同一个地方。

科林:那是因为你和公交车的速度一样。在你跳之前,假设公交车的速度是每小时30英里。你的速度也是每小时30英里。所以当你跳的时候,你们都以同样的速度在路上运动。嗯,如果巴士加速的话,你就会被撞到巴士的后面。牛顿第一运动定律,对吧?物体将保持恒定的速度并且受到的力作用较小。

克里斯-我想这有点类似于当你在飞机上起飞,你飞过地球表面,因为大气以同样的速度移动。你不会被地球抛弃。因为人们经常说,当我起飞的时候,行星在旋转,行星的速度比飞机快得多。那么,为什么飞机不直接起飞,在空中盘旋,等待地球转到正确的位置,然后再降落呢?这是同样的现象,不是吗?大气在移动。所以你只是跳进了一个运动的物体你起飞的时候是在运动的。所以你只要沿着它移动。

科林:没错。所以地球以每小时一千英里的速度旋转。所以如果你跳下去,地球会在你脚下旋转一千英里。你为什么不在别的地方降落呢?再说一遍,因为当你出发的时候,你真的是以每小时一千英里的速度和地球一起旅行的。

克里斯-这是最重要的。你小时候肯定做过那个思维实验,就是你在电梯里,电梯突然开始向大楼底部坠落。我要等到它要落地的时候,我就跳起来,然后电梯砰地一声响,我就没事了。为什么这行不通呢?

坎塔-我看过《流言终结者》的一集。大约15年前,他们尝试过这个,他们有电梯的地方。他们把假人放进去,试着在电梯撞到地板之前把假人往上推。唯一的问题是他们发射假人的速度越来越快,但每次都不够。假人会被砸碎。事实证明,为了抵消电梯撞击地面的力,你必须以同样的力向上跳,这意味着你必须跳得足够高,能够从电梯开始的地方到达大楼的顶部。这是不可能的,而且你的头会撞到电梯的天花板上。

克里斯-你会把自己斩首的。你可能不会摔断腿,只会摔断脖子。所以它不会有太大帮助。附和他吧,科林。

科林:是的,听起来不错。

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