Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Na co tučňáky přešla chuť?

Chuťové ztráty a nálezy

Publikováno: Vesmír 94, 540, 2015/10
Rubrika: Glosy

Čínští genetici přečetli dědičnou informaci tučňáka kroužkového a tučňáka císařského. Místo oslav však stáli před otázkou: Přečetli jsme genomy tučňáků kompletně? Anebo nám něco uteklo?

V přečtené DNA chyběly například geny pro vnímání některých chutí. Je to důsledek laboratorní chyby, nebo zbylo těmto ptákům z chuťové palety jen torzo?

Záhada chybějících chutí

O radu požádali Jianzhi „George“ Zhanga. Evoluční biolog působící na Michiganské univerzitě zopakoval analýzy čínských kolegů a přidal k nim i analýzy dědičné informace tučňáků uzdičkových, oslích a patagonských. Nezbylo mu než dát kolegům z Číny za pravdu. Tučňáci jsou s to vnímat jen slanou a kyselou chuť. Ostatní chutě si musí nechat zajít.

Absence genů pro bílkoviny zprostředkující vnímání sladké chuti není u tučňáků nijak překvapivá. O sladkou chuť přišli všichni ptáci poměrně dávno. Možná ji ztratili už jejich dinosauří předci. Ztráta dvou dalších chutí – hořké a umami1) – ale představuje evoluční záhadu.

„Tučňáci se živí rybami, a tak bychom předpokládali, že chuť umami potřebují. Z nějakého důvodu jim ale chybí, a to nás zaskočilo. Je to záhada,“ říká Zhang a spolu s čínskými kolegy nabízí vysvětlení na stránkách vědeckého časopisu Current Biology.2)

Na vině bylo ochlazení

Ke ztrátě genů pro vnímání hořké a umami došlo u předků dnešních tučňáků nejdříve před 60 miliony roků a nejpozději před 23 miliony roků. V tomto poměrně dlouhém období čelili předci tučňáků hned několikrát výraznému ochlazení klimatu. Podle Zhanga stála za ztrátou dvou z pěti základních chutí právě adaptace na chlad.

Při přenosu podnětů z chuťových receptorů pro sladké, hořké a umami na nervový systém sehrává důležitou roli protein Trpm5. Ten ale při nízkých teplotách nepodává dobré výkony. Tak tomu bylo i v zobáku a na jazyku tučňáků hltajících v ledové vodě studené ryby a sépie. Tučňáci mohli tento problém vyřešit změnou v dědičné informaci, která by proteinu Trpm5 dovolila přenášet potřebné signály z chuťových receptorů do nervů i v chladu. Jenže tím by si zadělali na další, ještě vážnější problém. Protein Trpm5 plní v těle další důležité funkce. Podílí se například na vylučování inzulinu. Tuto službu poskytuje za teplot běžných v ptačím těle. Protein adaptovaný na chlad by ale v teple nepracoval a dostával by tučňáka do vážných zdravotních potíží. Evolučně tedy bylo pro tučňáky mnohem jednodušší obětovat chutě.

Vědci už delší dobu tušili, že tučňáci jako degustátoři nijak nevynikají. Ptáci mají chutě obecně vyvinuté dost špatně, ale tučňáci v tomto ohledu hrají prim. Na jazyku jim chybí chuťové pohárky. Drobné výběžky na povrchu jazyka (tzv. papily) kryje zrohovatělá sliznice. Papily tak dodávají jazyku tučňáků na drsnosti a pomáhají jim při pevném uchopení kořisti do zobáku. K chuťovým dovednostem nepřispívají. Ztráta dvou základních chutí status tučňáků jako tvorů s málo vytříbeným jazykem jen potvrdila.

Jak živočichové ztráceli chutě

Chuť má mezi obratlovci dlouhou historii. Jako první se objevila zřejmě u primitivních ryb chuť umami už před 500 miliony roků. Po ní se vyvinuly i další chutě. Před 400 miliony roků přibyla sladká chuť. Následovaly chutě pro slané a kyselé. Největší pestrosti dosáhly receptory pro vnímání hořké chuti. Pes jich má hned 16 typů, člověk až 25, a potkan dokonce 36. Hořkou chutí se projevují mnohé toxické molekuly a pro živočichy bylo zjevně výhodné se jedům vyhnout. Kyselá chuť mohla chránit před konzumací nezralého ovoce nebo zkažené potravy. Slaná chuť pomáhala živočichům udržet kontrolu nad příjmem některých iontů, především pak iontů sodíku.

Ztráty chutí nejsou v přírodě nijak výjimečné. Pokud živočich chuť nevyužívá nebo pro něj není důležitá, pak ji obvykle ztratí. Tak přišly například o chuť umami pandy velké poté, co přešly z masité potravy svých dravých předků na dnešní vegetariánskou bambusovou dietu. Chuť umami chybí i netopýrům, a to dokonce i hmyzožravým druhům. Upíři, kteří se živí krví velkých zvířat, přišli navíc i o chuť pro sladké. Tu postrádají i kočkovité šelmy. Domácí Mourkové a Micky si tedy na misce mléka rozhodně necení jeho
sladkou chuť.

Ústup chuti byl zachycen „při činu“ u japonských makaků červenolících. V zimních měsících trpí tyto opice nedostatkem potravy a okusují vrbovou kůru obsahující silně hořký salicin. Makaci mají proto pozměněný gen pro receptor reagující na hořkou chuť salicinu, aby jim chuť této látky nepřipadala tak odpudivá.

Kde všude nám chutná

Největší chuťovou redukci prodělali kytovci. Z pětice základních chutí jim zbyla jen slaná. Podle některých evolučních biologů je to následek toho, že kytovci polykají kořist celou a nepotřebují ji ochutnávat. Toto vysvětlení ale neobstojí v konfrontaci se skutečností, že se chuťové receptory zdaleka nevyskytují jen na jazyku či v ústní dutině. Jsou rozeseté po celém trávicím traktu, a dokonce i mimo něj. Například spermie savců nesou na povrchu receptory pro chuť umami. Není jasné, k čemu jsou samčí pohlavní buňce dobré. Zbytečné rozhodně nejsou. Samci myší postrádajících receptor pro chuť umami mají spermie defektní a trpí neplodností.

Pokud jde o výskyt chuťových receptorů po těle, pak jsou držitelem rekordu některé ryby, například karas zlatý nebo sumec velký. Nemají chuťové receptory jen v ústní dutině a na žábrách, ale také na vousech, ploutvích a na kůži. Žijí v temných a kalných vodách a potravu nacházejí podle chuti vody. O významu chutí pro karasa svědčí i fakt, že zpracování chuťových vjemů zaměstnává plnou pětinu jeho mozku.

Znovunalezená sladkost

Někteří živočichové chutě ztratili jen proto, aby je později opět nalezli. Tak například předci dnešních kolibříků přišli spolu s ostatními ptáky o sladkou chuť. Když se začali specializovat na nektar květů, sladká chuť jim citelně chyběla. Jejich životní styl je energeticky velmi náročný a potřebují konzumovat potravu s co nejvyšším obsahem energie, a tudíž i s nejvyšším obsahem cukrů. Tváří v tvář této výzvě si kolibříci sladkou chuť obnovili. Neprobudili však k životu beznadějně ztracené geny pro receptory sladké chuti. Modifikovali receptory pro chuť umami tak, aby reagovaly na sladké cukry. Povedlo se jim to dokonale a v současnosti upřednostňují z květů ty, jejichž nektar obsahuje nejvíc cukru a je nejsladší.

Poznámky

1) Chuťové receptory pro chuť umami reagují na přítomnost aminokyseliny glutamátu, a jsou tedy zodpovědné za to, že vnímáme chutě potravin bohatých na aminokyseliny, jako je maso, houby, některé druhy zeleniny apod.

2) Zhang H. et al., Current Biology 25, R141–R142, 2015.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201510_540-541.pdf (275 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky