Kaip kelelis nedulka jau 10 000 metų

Net jei esate užkietėjęs blaivininkas, negalite neigti, kad žmonės, kaip rūšis, gerti mėgsta. Naudojame vyną, alų, sidrą, degtinę… iš tiesų, praktiškai bet kokį produktą, kurį galima suraugini ir gauti alkoholio. Potraukis šiai nuodingai medžiagai, sukeliančiai tiek bėdų, yra paslaptis. Gal pakaktų pasakyti, kad geriame, nes nuo to pasijuntame geriau. Tačiau, manau, siekiant suprasti mūsų meilę alkoholiui, reikia platesnio, evoliucinio paaiškinimo.

Pasakojimas apie alkoholį yra apie artimus žmonių ir mielių santykius, užsimezgusius prieš milijonus metų ir tebesitęsiančius iki šiol. Esame linkę šios dramos žvaigždėmis laikyti save, tačiau neapdainuotas pagrindinis veikėjas iš tiesų yra mielės. Mūsų ryšys simbiotinis – abiem pusėm naudinga partnerystė. Šio ryšio galios pusiausvyra nuolat kinta. Panašu, mielėms tai buvo naudingiau, bent jau nuo to laiko, kai mūsų protėviai pradėjo rauginti savo grogą. Mes kultivuojame mieles, rūpinamės jų išlikimu ir klestėjimu, o mainais gauname, geriausiu atveju, smagią naktelę ir pagirias iš ryto. Tačiau kadaise mielės ir alkoholis galėjo pasiūlyti svarbesnį atlygį.

Dabar alkoholio meilės kaina dažnai nusveria bet kokius privalumus. Bet, kadangi tai pasakojimas apie evoliuciją, jis čia nesibaigia. Kai kurie žmonės jau turi genetinius pakitimus, skatinančius gerti mažiau. Jei ši tendencija išliks, gali būti, kad vieną dieną šie ilgi ir audringi santykiai virs ilgomis laikinomis paliaubomis.

Mes nesame vienintelė rūšis, mėgstanti išmesti burnelę. Vaisinės muselės nuolat naudoja surūgusius vaisius be jokios regimos žalos. Kiti gyvūnai su gėrimu taip gerai nesusitvarko. Buvo užfiksuota atvejų, kai amerikinis svirbelis, pasivaišinęs pernokusiomis uogomis, vartosi nuo šakų ar atsitrenkia į pastatus. Egzistuoja šiurpinančių pasakojimų apie girtus dramblius, nors jie menkai pagrįsti. Žinoma netgi apie padarus, sukančius iš kelio, kad apgirstų. Tarp jų yra kirstukai – artimiausi gyvenantys primatų giminaičiai, – ieškantys naktinių putoto „vyno“ gurkšnelių, kuriuos mielės gamina Borneo palmių žieduose.

Pa­na­šu, mie­lėms tai bu­vo nau­din­giau, bent jau nuo ta­da, kai mū­sų pro­tė­viai pra­dė­jo rau­gin­ti sa­vo gro­gą

Tokį elgesį galima atsekti iki vaisių evoliucijos pradžios, maždaug prieš 130 milijonų metų, kai kreidos periode atsirado žiediniai augalai. Atsiradus naujam maisto šaltiniui, Saccharomyces genties mielės prisitaikė juo misti ir kartu įgavo naują fiziologinę savybę. Užuot naudojusios savo jėgas visiškam cukraus suskaidymui, jos išvystė gebėjimą suskaidyti jį tik iš dalies, gamindamos etanolį kaip šalutinį produktą, kai cukraus buvo sočiai, o deguonies trūko. Dalinis vertingų cukrų skaldymas reiškė, kad tos mielės buvo ne tokios energetiškai efektyvios, kaip jų protėviai. Bet jos kartu įgijo ir didelį pranašumą. Etanolis žudo daugumą bakterijų, o šios mėgsta vaisius, tad alkoholio gaminimas leido mielėms atsikratyti konkurentų.

Iš pat pradžių, Saccharomyces mito prinokusiais vaisiais – neprinokę dažnai būna nuodingi – tad etanolio kvapas galėjo tapti universaliu vaisių tinkamumo valgymui ženklu. Pasak Roberto Dudley'io iš Kalifornijos universiteto Berklyje, natūrali atranka buvo palanki primatams ir kitiems vaisėdžiams žinduoliams, galėjusiems pagal etanolio kvapą tankiame miške rasti ėdamų vaisių. Jis mano, kad šiems gyvūnams išsivystė potraukis kvapui, leidusiam patirti teigiamus pojūčius netgi dar prieš pačio alkoholio panaudojimą (The Quarterly Review of Biology, vol 75, p 3). Pagal šią teoriją, kaskart primatui pauosčius svaigalų, smegenyse suskamba malonumo pojūtis. Beje, galbūt, mes, primatai nesame vieniši. Vaisinių muselių burnose yra receptorius, savotiškas alkoholio skonio svogūnėlis. Tai nustatė tęsiantis mokslus studentas, poilsio minutėlę pasiūlęs joms alaus.

Meilė iš pirmo žvilgsnio?

Dudley'is iškelia mintį, kad mūsų protėviai pradėjo gaminti alkoholį, siekdami patenkinti jutiminį polinkį, panašiai, kaip auginame cukranendres ir cukrinius runkelius, kad patenkintume išsivysčiusį polinkį cukrui. Jei taip, alkoholis yra panašus į visus kitus dalykus, kurie anksčiau mums buvo naudingi ir į kuriuos dabar pernelyg įnikome. Ne visus tokie samprotavimai įtikina. Dougas Levey'is iš Nacionalinio mokslų fondo Arlingtone, Virdžinijoje, mano, kad primatai niekad neturėjo įgimto potraukio ieškoti etanolio kvapo – juk etanolio kvapą skleidžiantys vaisiai jau pernokę. Jis teigia, kad mūsų protėviai iš tikrųjų pradėjo mėgautis alkoholiu tik išmokę pasidaryti jo patys. Dėl neurologinio atsitiktinumo, alkoholis sukeldavo jausmus, kurie jiems patikdavo ir norėdavo dar, tad kartais ir padaugindavo (Integrative & Comparative Biology, vol 44, p 284). Jei Levey'is teisus, mūsų potraukis alkoholiui labiau primena kofeino ar kokaino pomėgį, o ne cukraus.

Alkoholis sukelia malonius pojūčius – dėl to niekas nesiginčija – prisijungdamas prie GABA receptorių smegenyse. Paprastai šie receptoriai sumažina neuronų aktyvumą, bet prie jų prisitvirtinęs alkoholis sutrikdo slopinimą, atpalaiduoja kūną ir tvardymąsi. Dėl šio efekto buvo pradėtas ne vienas kūdikis, užmegzta ir atnaujinta nesuskaičiuojama daugybė draugysčių. Tačiau etanolis trikdo koordinaciją, dėl jo svirduliuojame, daromės nerūpestingi ir agresyvūs. Tai kuras daugeliui nelaimingų atsitikimų, muštynių ir netgi karų.

Žiūrint bendrai, alkoholio naudojimas mūsų protėviams, medžiotojams rinkėjams, galėjo ir nebūti naudingas, bet panašu, tikrasis pranašumas atsiskleidė, pradėjus gyventi sėsliai ir ėmus ūkininkauti. Žemdirbystės aušroje, maždaug prieš 10 000 metų žmonės nedidelėse gyvenvietėse ėmė fermentuoti maistą ir gėrimus. Taip jie galėjo išsaugoti perteklinius grūdus, iš esmės užleisdami vietą mielėms, o ne maistą gadinančioms bakterijoms. Tai netgi galėjo padaryti grūdus maistingesnius, nes vykstant fermentacijai, mielės gamina ir kitas maistines medžiagas, tarp kurių – B grupės vitaminai. Alkoholio naudojimas taip pat galėjo sušvelninti socialinius santykius, kurie, augant bendruomenėms, galėjo darytis vis sudėtingesni. Bet, ko gero, svarbiausia, fermentavimas galėjo sterilizuoti skysčius, nes etanolis žudo ne tik bakterijas – taip pat ir sukeliančias cholerą –, bet ir kitus patogenus. Išties, gyvūnai juo gali pasigydyti patys. Pavyzdžiui, vaisinės muselės, užsikrėtusios parazitinėmis vapsvomis, naudoja daugiau alkoholio, paprastai nužudančio vapsvas, bet nemirtino muselėms. Ankstyvųjų sėslių bendruomenių antisanitarinėmis sąlygomis, fermentuoti gėrimai buvo maistingi ir tiko atsigėrimui – ne visai sveiki, bet geresni už nefermentuotas alternatyvas.

Anks­ty­vų­jų sė­slių bend­ruo­me­nių an­ti­sa­ni­ta­ri­nė­mis są­ly­go­mis, fer­men­tuo­ti gė­ri­mai bu­vo maist­in­gi ir ti­ko at­si­gė­ri­mui

Kalbant apie tai, kaip išmokome alkoholį gaminti, daugelis antropologų spėja, kad pirmieji žemdirbiai pastebėjo tai netyčia, kai saugomus kviečius ir rugius užkrėtė Saccharomyces mielės. Yra ir kita, labiau intriguojanti galimybė. Antropologas Solomonas Katzas iš Pensilvanijos universiteto Filadelfijoje, iškėlė mintį, kad fermentacija atsirado pirmiau, taip suteikdama mūsų protėviams stiprų postūmį auginti javus alkoholio gamybai. Taip jau nutiko, kad seniausias, 7000 metų senumo rastas indas alkoholio saugojimui yra to paties laiko ar netgi ankstesnis už seniausius iškastus žemdirbystės įrodymus Kinijoje (PNAS, vol 101, p 17593.

Kaip bebūtų, kartą pasigaminę alkoholio, gamintojai suprato, kad jo galima pasidaryti vėl ir vėl, paprasčiausiai įpilant dalį besifermentuojančio skysčio ir panaudojant jį naujo rauginimo pradžiai. Senovės aludariams tai turėjo atrodyti kaip magiška transformacija, bet dabar žinome, kad pirmuosius žmonijos kubilus kolonizavo Saccharomyces cerevisae. Žinome ir tikslų jų genetinį kodą – tai buvo vienas pirmųjų organizmų, kurių genomus nustatėme. Tačiau vis dar labai mažai žinome apie tokius svarbius dalykus, kaip, tarkime, iš kur jos atvyko.

Besivystanti partnerystė

Plintant žemdirbystei ir randantis įvairioms žmonių kultūroms, alaus mielės daug kartų keitėsi (Comptes Rendus Biologies, vol 334, p 229). Dėl alaus ir vyno gamybos skirtinguose regionuose, paplito naujos mielių formos, tokios skirtingos, kad gali būti laikomos vos ne naujomis rūšimis. Kai kurios iš jų kito toliau ir davė pradžią įvairiausioms duonos mielėms. Vienuolyno oloje Vokietijoje, šalčiui atsparios mielės, naudotos lager alaus gamybai, išsivystė kaip S. cerevisae ir iš Patagonijos kilusios rūšies hibridas. Paslaptingu būdu tai nutiko daugiau, nei 100 metų anksčiau prieš europiečiams pasiekiant Naująjį Pasaulį (PNAS, vol 108, p 14539).

Britanijoje ir kitur aludariai irgi pradėjo naudoti visiškai kitos genties mieles, Brettanomyces, įgijusioms sugebėjimą gaminti alkoholį nepriklausomai nuo Saccharomyces, nuo kurių atsiskyrė prieš 200 milijonų metų. Brettanomyces naudojamos gaminant keletą specialių alų ir suteikia jiems neįprastą rūgštų skonį.

Žmonės be abejonės paveikė mielių evoliucinę diversifikaciją, bet proceso nevaldėme sąmoningiau, nei Galapagų salos kontroliavo Darvino kikilių evoliuciją. Tokie grybai, kaip mielės dažnai užmezga simbiotinius ryšius su kitoms rūšimis. Pavyzdžiui, lapkirpės skruzdėlės lapų gabaliukais savo skruzdėlynuose maitina grybus, kurių vaisiakūniais maitinami skruzdėlių mažyliai. Platypodinae genties vabalai nešiojasi grybus mažose kišenėlėse, paskleisdami juos ant negyvos medienos, kur ir gyvena, taip aprūpindami lervas maistu. Šiuo ir kitais atvejais dažnai sakoma, kad gyvūnai prisijaukino grybus, bet tikriausiai teisingesnis būtų atvirkščias teiginys. Galiausiai, tai gyvūnai turi juos šerti ir pernešti, o grybai tik maitinasi, auga ir dauginasi. Panašiai ir aludariai turi sunkiai dirbti, kad užtikrintų mielių klestėjimą. Be to, labiausiai mumis besinaudojančios atmainos turi didžiausią galimybę išlikti. Tai mielių linijos, išsiugdžiusios didesnį pakantumą alkoholiui, ir leidžiančios sukurti stipresnį raugą ir taip verčiančios dar smarkiau darbuotis jų labui.

Mielės pakeitė mus ir tiesiogiai. Vienas svarbus pokytis pasirodė labai anksti – labai skiriasi žmonėse ir kituose primatuose esančio alkoholį skaidančio fermento lygis ir išsidėstymas. Nežmoginiuose primatuose alkoholio dehidrogenazė randama visame kūne. Tai nestebina, nes alkoholis yra įvairių kūno procesų pašalinis produktas, tad daugelis ląstelių su juo susiduria. Fermento yra ir visame mūsų kūne, bet jis neproporcingai susitelkęs kepenyse, kur galiausiai pakliūna išgertas alkoholis. Augantis mūsų protėvių alkoholio naudojimas darėsi vis pavojingesnis: laikoma, kad 0,4 procentų (4 promilių) alkoholio koncentracija kraujyje suaugusiam žmogui yra mirtina. Išgertuves išgyvenusiųjų kepenyse būdavo daugiau alkoholio dehidrogenazės, kadangi jie gebėdavo greičiau suskaidyti alkoholį. Dabar vidutinio žmogaus kepenyse 10 procentų fermentų skirti etanolio metabolizmui.

Ga­li bū­ti, kad įv­ai­rios „gerk ma­žiau“ ge­no mu­ta­ci­jos žmo­nių po­pu­lia­ci­jo­je plin­ta ir da­bar. Jei taip, vie­ną die­ną mū­sų ro­ma­nas su al­ko­ho­liu ga­li baig­tis

Nenuostabu, kad ilgi santykiai tarp žmonių ir alaus mielių paveikė abiejų evoliuciją. Šis procesas tebevyksta. Jokie simbiotiniai santykiai nėra paprasti – abiejų pusių kaštai ir nauda kinta bėgant laikui ir keičiantis kontekstui. Alkoholis kažkada galėjo būti gerų vaisių ženklas; ankstyvaisiais žemdirbystės laikais jis tikriausiai padėjo išgyventi. Bet pusiausvyra baigėsi, kai vandeniu plintančios ligos pasidarė ne tokia didelė problema, o mielių kultivavimas tapo paprastesnis ir jų produktai – nuodingesni. Žmonės tebegauna naudos, retkarčiais išgerdami: kas keletą metų pasirodo tyrimai, kad šiek tiek vyno ar, rečiau, alaus, duoda naudos. Tačiau visai visuomenei alkoholis suteikia daugiau nuostolių, nei duoda naudos, tiek matuojant gyvenimo trukme, tiek pinigais. 2010 m. pasaulyje alkoholis buvo trečia didžiausia grėsmė sveikatai, nužudanti 4,9 milijonus žmonių (The Lancet, vol 380, p 2071), o gėrimo problemos pasaulinei ekonomikai užkrauna šimtų milijardų dolerių naštą.

Kai kur tokie kaštai, panašu, slėgė daugelį kartų̃, pakankamai ilgai, kad žmonės evoliucionuotų vėl. Šį kartą natūrali atranka palanki prisitaikymui, skatinančiam mažesnį alkoholio naudojimą. Etanolio skaidyme ir nukenksminime dalyvauja du fermentai – alkoholio dehidrogenazė, paverčianti alkoholį acetaldehidu ir aldehido dehidrogenazė, paverčianti acetaldehidą acetatu. Tokia fermentų partnerystė yra beveik visuose organizmuose, tarp kurių ir daugelis bakterijų, bet kai kuriuose rytų Azijos populiacijose, taip pat daugumą kinų ir japonų, aldehido dehidrogenazę koduojantis genas pažeistas. Žmogui, turinčiam tokią geno versiją, išgėrus alkoholio, girtumas pasireiškia greičiau, veidas parausta, širdis daužosi ir jaučiamas pykinimas.

Mutavęs genas plito kartu su ryžių auginimu ir ryžių vyno gamyba prieš 7000 – 10 000 metų (BMC Evolutionary Biology, vol 10, p 15). Tyrėjai sako, kad tai galėjo išsivystyti ne šiaip sau, nurodydami, kad atsiradęs jis plito greičiau, nei būtų plitęs atsitiktinai. Jie teigia, kad Rytų Azijos populiacija pradėjo jausti neigiamas alkoholio pasekmes taip stipriai, kad asmenys, kurių kūnai neleido gerti per daug, turėjo daugiau šansų išgyventi. Taip žiūrint, „gerk mažiau“ geno variantą skatino ir natūrali, ir seksualinė atranka, bent jau taip, kad raudonveidžiai girtuokliai turėjo mažiau šansų susirasti porą.

Evoliucija nestovi vietoje, tad galima spekuliuoti, kad įvairios „gerk mažiau“ geno mutacijos žmonių populiacijoje gali plisti ir dabar. Jei taip, vieną dieną mūsų romanas su alkoholiu gali baigtis – nors nereikėtų nuvertinti evoliucinio mielių gudrumo.

Kol kas alkoholį gaminančios mielės vystysis, kaip ir mūsų supratimas apie žmonijos artimą santykį su jomis. Nežiūrint mano pasakojimo, kiekviename alkoholiniame gėrime tebelieka daugiau neišspręstų mįslių, nei aiškumo. Tad, kol dar galime tuo mėgautis, pakelkime taurę už mieles. Tebūnie jos prakeiktos ir palaimintos!

Rob Dunn
New Scientist, № 2901

   

Facebook komentarai