Ces aliments dépendent tous des micro-organismes pour leur saveur distinctive. margouillat photo / Shutterstock.com

Il est difficile d'imaginer une table de vacances sans pain, viande, légumes, vin, bière ou un plateau de fromages français pour les palais les plus aventureux. Savourer ces spécialités en famille ou entre amis fait partie des activités qui rendent les vacances si agréables.

Ces aliments et boissons proviennent de la domestication de plusieurs animaux, plantes et microbes. La domestication des plantes et des animaux a été bien étudiée car on pense qu’elle a été le changement le plus important dans l'histoire humaine récente.

Les scientifiques en savent beaucoup moins sur la domestication des microbes et, par conséquent, la société n'apprécie pas leurs contributions essentielles aux aliments et aux boissons que nous consommons toute l'année.

Je suis un biologiste de l'évolution qui étudie les champignons, un groupe de microbes dont la domestication nous a donné beaucoup de produits savoureux. Deux questions me fascinent depuis longtemps: quels sont les changements génétiques qui ont conduit à leur domestication? Et comment, sur Terre, nos ancêtres ont-ils trouvé comment les domestiquer?

Curieux aussi? Des études récentes ont éclairé ces questions, alors prenez du camembert et une bière, et continuez à lire.

Merci à la grande variété de microbes, y compris les champignons, pour cet assortiment de fromages internationaux. Umomos / Shutterstock.com

Les hybrides dans votre bière blonde

En ce qui concerne la domestication, il est difficile de surpasser le rodage de la levure de bière. Pierre angulaire des industries de la boulangerie, de la brasserie et du vin, la levure de bière a la capacité remarquable de transformer en alcool les sucres des fruits des plantes et des céréales. Comment la levure de bière a-t-elle développé cette flexibilité?

En découvrant de nouvelles espèces de levures et en séquençant leurs génomes, les scientifiques savent que certaines levures utilisées en brasserie sont des hybrides. c'est-à-dire qu'ils sont les descendants d'anciennes unions conjugales d'individus de deux espèces de levure différentes. Les hybrides ont tendance à ressembler aux deux espèces parentales - penser aux épines (baleine-dauphin) ou ligers (lion-tigre).

Cellules de levure de bière puissante, pierre angulaire des industries de la boulangerie, de la brasserie et de la vinification. wikipedia

Par exemple, les levures de bière blonde sont des hybrides de deux espèces étroitement apparentées: la levure de bière Saccharomyces cerevisiae ainsi que Saccharomyces eubayanus. Saccharomyces cerevisiae produit des bières savoureuses, telles que les bières britanniques, mais pousse mieux à des températures plus chaudes. En revanche, Saccharomyces eubayanus pousse mieux au froid mais produit des composés qui altèrent la saveur de la bière. Les hybrides de levure Lager combinent le meilleur des deux - de bonnes saveurs de Saccharomyces cerevisiae et la croissance à des températures plus froides, grâce à Saccharomyces eubayanus. Cela rend ces hybrides parfaits pour brasser de la bière pendant les hivers froids d'Europe, où les lagers ont été inventées.

Les chercheurs ont également découvert hybrides naturels de l'union des autres Saccharomyces espèce. On ignore encore si l'hybridation est la norme ou l'exception parmi les levures que l'homme a utilisées pour fabriquer des boissons fermentées pendant des millénaires.

Pour répondre à cette question, une équipe dirigée par étudiant diplômé Quinn Langdon à l'Université du Wisconsin et une autre équipe dirigée par stagiaire postdoctorale Brigida Gallone aux Universités de Gand et de Louvain en Belgique examiné les génomes de centaines de levures impliquées dans le brassage et la vinification. Leur ligne de fond? Les hybrides règnent.

Par exemple, un quart des levures collectées en milieu industriel, y compris les fabricants de bière et de vin, sont des hybrides.

Étonnamment, certains hybrides remontent à trois ou quatre espèces parentales différentes. Pourquoi toute cette hybridation?, Vous pouvez demander. Un peu comme les hybrides lager, ces hybrides récemment découverts diffèrent par ce qu’ils aiment manger et la rapidité avec laquelle ils poussent. Ces préférences, obtenues grâce à l'hybridation, influencent non seulement la manière dont les gens les utilisent pour brasser, mais également les profils de saveur des brasseries obtenues.

Cet assortiment de styles et de saveurs de bière provient des levures de bière et de leur goût pour l'hybridation. Brent Hofacker / Shutterstock.com

Les mutants dans votre fromage

La comparaison des génomes de champignons domestiqués avec leurs parents sauvages aide les scientifiques à comprendre les changements génétiques qui ont donné lieu à certains aliments et boissons préférés. Mais comment nos ancêtres ont-ils réellement domestiqué ces champignons sauvages? Aucun de nous n'était là pour assister à la façon dont tout a commencé. Pour résoudre ce mystère, les scientifiques expérimentent des champignons sauvages pour voir s'ils peuvent évoluer en organismes ressemblant à ceux que nous utilisons aujourd'hui pour fabriquer notre nourriture.

Benjamin Wolfe, microbiologiste à l’Université Tufts et son équipe abordé cette question en prenant sauvage Penicillium la moisissure et la croissance des échantillons pendant un mois dans son laboratoire sur une substance qui comprenait du fromage. Cela peut sembler une courte période pour les gens, mais c'est une période qui s'étend sur plusieurs générations pour les champignons.

Les champignons sauvages sont très proches des souches de champignons utilisées par l'industrie fromagère dans la fabrication du camembert, mais leur apparence est très différente. Par exemple, les souches sauvages sont vertes et ont une odeur, une moisissure comparées aux souches blanches et inodores.

Des colonies de moisissure de Penicillium isolées d'un fromage bleu. La colonie blanche est une version domestiquée de la moisissure sauvage. Benjamin Wolfe, CC BY-SA

Pour Wolfe, la grande question était de savoir s'il pouvait expérimentalement recréer et dans quelle mesure le processus de domestication. À quoi ressemblaient les souches sauvages après un mois de croissance sur du fromage? Fait remarquable, ce qu’il et son équipe ont découvert, c’est qu’à la fin de l’expérience, les souches sauvages ressemblaient beaucoup plus aux souches industrielles connues qu’à leur ancêtre sauvage. Par exemple, ils étaient de couleur blanche et sentaient beaucoup moins le moisi.

Les champignons dépensent beaucoup d’énergie pour produire des pigments et des composés puissants qui leur permettent de faire face à la concurrence et de se défendre. Vivre confortablement avec un régime de fromage et à l’abri des prédateurs signifie que perdre la capacité de produire, par exemple, des pigments peut être réellement avantageux. En effet, l'énergie économisée peut au contraire être dépensée pour la croissance de la colonie fongique.

Mais comment la souche sauvage est-elle devenue une version domestiquée? At-il muté? En séquençant les génomes des ancêtres sauvages et des descendants domestiqués, et en mesurant l'activité des gènes tout en cultivant du fromage, l'équipe de Wolfe a compris que ces changements ne s'est pas produit par mutations dans le génome des organismes. Plutôt, ils se sont probablement produits à travers altérations chimiques qui modifient l'activité de gènes spécifiques mais ne change pas réellement le code génétique. Ces soi-disant modifications épigénétiques peut se produire beaucoup plus rapidement que les mutations. Le chemin vers la domestication semble être plus rapide que prévu, ce qui encouragera peut-être les fromagers aventuriers à commencer à expérimenter la domestication de champignons sauvages pour de nouvelles saveurs.

Pendant que vous dégustez vos mets et boissons préférés en cette période des fêtes, pensez plutôt à ces champignons microscopiques, à la manière dont ils ont développé leurs puissants pouvoirs et à combien plus notre monde serait fade sans eux.

À propos de l’auteur

Antonis Rokas, Chaire Cornelius Vanderbilt en sciences biologiques et professeur en sciences biologiques et en informatique biomédicale, L'Université Vanderbilt

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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