Дрожжи уже давно известны пекарям и виноделам, но новые исследования показывают, что они также могут помочь проследить пути наших предков.
Люди одомашнили пекарские дрожжи ещё в 7000 году до нашей эры, чтобы делать хлеб, пиво, вино и сакэ. Однако дикие разновидности того же вида дрожжей также обитают на деревьях. Одомашненные и дикие дрожжи отличаются генетически, но исследователи хотели изучить возможные связи между ними.
«Другие исследования только начали показывать, что пекарские дрожжи в лесах отличаются, и некоторые мои собственные работы в Европе показали, что лесные популяции отличаются от одомашненных», — говорит Дуда Бенсассон, соответствующий автор исследования и доцент кафедры биологии растений Университета Джорджии.
«Но мы хотели пойти глубже и охарактеризовать различные группы в Америке и Европе».
В новом исследовании использовались общедоступные данные со всего мира и образцы с коры деревьев из разных регионов, преимущественно юго-востока США (некоторые образцы были собраны на северном кампусе UGA недалеко от Арки).
Исследователи извлекли и проанализировали ДНК найденных ими дрожжей. Затем они использовали эти данные для сравнения их генетического состава в разных регионах.
«Мы видим различные субпопуляции на континентах, — говорит Жаклин Пенья, ведущий автор исследования и кандидат наук на кафедре биологии растений. — И мы видим, что, хотя изначально мы думали, что эти дикие популяции будут отличаться, похоже, они не полностью отделены от деятельности человека».
До сих пор не до конца известно, как такие микробы, как дрожжи, живут в своей естественной среде обитания. Поэтому исследователи предупреждают, что люди могут вызывать резкие изменения в окружающей среде, не осознавая этого.
Для сбора образцов дрожжей исследователи отламывали кусочки коры деревьев и помещали их в герметичные пробирки. Используя процесс, аналогичный производству вина, чтобы дрожжи выросли, исследователи проанализировали их ДНК, чтобы определить, когда различные группы отделились друг от друга.
«Мы ожидали, что это будут древние дивергенции и что лесные дрожжи всё это время никак не были связаны с людьми, — говорит Бенсассон. — Но, к нашему удивлению, мы обнаружили, что это примерно совпадает с последним ледниковым периодом, когда люди начали выращивать себе пищу и распространили земледелие по всему миру».
Пенья описала эту динамику как «уникальную двойственность», где существует как дикая, так и одомашненная разновидность дрожжей, но обе в той или иной степени были подвержены влиянию человека.
Изучая дрожжи из разных регионов, Пенья и Бенсассон обнаружили нечто странное: дрожжи в винодельческих регионах южной Европы были похожи на те, что были найдены на юге США. И их данные показали, что дрожжи были завезены из США в последние несколько сотен лет.
Исследователи полагают, что это может быть связано с Великим французским винным увяданием. В 1850-х годах люди случайно завезли насекомое-вредителя в Европу, опустошив виноградники в регионе.
Чтобы спасти винную индустрию, рабочие привезли из Северной Америки лозы, устойчивые к вредителям. Поскольку они не могли делать вино из винограда из-за его низкого качества, они вместо этого привили европейские лозы на североамериканский подвой. При этом дрожжи, обитающие на североамериканских лозах, передались их европейским «коллегам».
Изучение дрожжей таким образом позволяет по-новому взглянуть на то, как люди перемещались и взаимодействовали с окружающей средой. Однако Бенсассон выразил обеспокоенность по поводу того, как мы можем менять мир вокруг себя.
«Если люди, не намереваясь, перемещали микробы тысячи лет назад, представьте себе все те вещи, которые мы делаем сейчас, — говорит Бенсассон. — Мы можем менять всё что угодно, даже не осознавая этого. И я не знаю, хорошо это или плохо, но немного тревожно, что мы понятия не имеем, что мы делаем».
Исследование опубликовано в журнале Molecular Ecology.
Источник: Университет Джорджии.