Чому свиня не розбирається в апельсинах
Щоб не інтригувати читача даремно, відразу скажемо, що свиня не розбирається в апельсинах тому, що не здатна розрізняти солодкий смак. Як, власне, і кішка. Годувати кішку цукерками - марна трата нервів. А ось ще кілька фактів про смаки, відкритих вченими до теперішнього часу.
- Стародавні китайці налічували п'ять смаків (включаючи гаряче). До кінця ХХ століття список як і раніше включає п'ять смаків: солоне, гірке, кисле, солодке і умами (смак білкової їжі).
- Смаки (тобто здатність їх відчувати) виникли в історії еволюції близько півмільярда років тому.
- Китова акула з усіх смаків розпізнає тільки умами. Ведмідь панда, навпаки, не відчуває смаку умами, оскільки їсть тільки бамбук. Навіщо йому якесь умами, якщо йому і так смачно?
- Кішка, як абсолютно всі котячі і як багато хижаки, не розрізняє смак солодкого. Чи не розрізняє його і свиня. Втім, про це ми вже сказали.
- Дельфін взагалі не розрізняє смаків, тому що ковтає все, що не жуючи.
- «Карта мови» зі шкільного підручника, на якій позначені ділянки, чутливі до солодкого або солоного, - повна нісенітниця і ненаукова нісенітниця.
- Клітини, що сприймають смак, перебувають у людини не тільки на мові (на всій його поверхні!), А й в травному тракті, і навіть в легких.
- Існує всього один солоний смак і всього один кислий. Солодких, по всій видимості, цілих два, а гірких - більше двох десятків.
- До списку смаків, здається, скоро додадуться ще пара: жирний і вуглекислий (смак бульбашок в газованій воді), але вчені поки не готові в цьому заприсягтися.
- Різні люди по-різному відчувають смаки. Якби це було не так, ми б вимерли, кажуть еволюціоністи.
Якщо хтось знаходить ці факти інтригуючими і жадає подробиць, у нього є два варіанти:
- ознайомитися з додатком до номера Nature від 21 червня ((486, S2-S3, 21 June 2012). Там публікується цікавий огляд останніх досягнень науки про смаки.
- Прочитати нашу серію з двох заміток, перша з яких наведено нижче.
Частина перша
Дивно, як влаштована людська наука. Люди топчуться на місці століттями, тлумачать невиразно кожен про своє, а потім за якісь десятиліття з нізвідки раптом вимальовується повна картина. Ось, наприклад, горезвісний бозон Хіггса: історія почалася, мабуть, з того, як в незапам'ятні часи чи то Абель, то чи Галуа доводив нерозв'язність нікому не потрібних рівнянь п'ятого ступеня [1] , І двісті років воно так тягнулося, про якихось незрозумілих «алгебрах Лі» тлумачила жменька фанатиків, і раптом буквально за сорок років придумалася Стандартна модель, і тут тобі відразу і виникнення Всесвіту, і маса матерії, все раптом склалося і отримало в цьому році експериментальне підтвердження (ну, майже).
Але не всі вчені займаються відразу цілої Всесвіту: деякі (причому не менш фанатичні індивідууми) цікавляться більш вузькими питаннями. Наприклад, чому солодке відрізняється від гіркого. І якщо відкривачі бозонів дивляться на них трохи зверхньо, то винен тільки їх зашкарублий снобізм. Оскільки проблема солоного і кислого куди старше, ніж проблема симетрій в природі, а крапки над i були в ній розставлені куди швидше, буквально протягом останнього десятиліття. Тобто десять років тому ми майже нічого не знали, а тепер майже всі знаємо (втім, ключове слово тут «майже»). Вкрай цікавий огляд цього прориву можна знайти в одному з червневих Nature (486, S2-S3, 21 June 2012).
Отже, мова йде про розрізнення смаків. Різних смаків, за різними підрахунками, приблизно від двох до п'яти. Аристотель налічував два: солодке і гірке (а кисле і солоне вважав різновидами гіркого). У стародавніх китайців було солодке, кисле, солоне, гірке і гаряче. Пізніше гаряче випало зі списку, перейшовши в категорію «дотик». Зате до списку - вже в ХХ столітті - додався смак умами, в 1985 році включений в список офіційно. Коли я і більшість читачів вчилися в школі, історія про умами ще проходила по розряду наукових курйозів, а на уроках анатомії людини нам показували «карту мови», де були відзначені області, що розпізнають солодке, кисле, гірке і солоне.
Ця карта, як незабаром з'ясувалося, не має взагалі ніякого відношення до реальності: всі смаки розпізнаються всією поверхнею язика, а також (!) Окремими рецепторами в травному тракті і навіть в легких. Багато що з того, чому нас вчили в школі, не менша нісенітниця, ніж ця «карта», просто часом це нелегко довести.
Отже, для деяких з нас відкриття умами до останнього моменту залишалося останнім словом науки про смаки. Чому його так пізно відкрили? Напевно, тому що він не схожий на інші смаки: він не пов'язаний з яскравим емоційним відчуттям, при спробі описати його користуються словами «обволікає», «слиновиділення», «апетит». Це так і є: смак амінокислот, тобто білка (наприклад бульйону) якраз і повинен викликати апетит. Рефлекс на слиновиділення цілком може працювати і без допомоги мозку, говорить собі Oh! Yummy! (Тобто umami). Але чому цей умами так відрізняється від інших?
І ось що з'ясовується: можливо, це тому, що умами (найпізніше відкритий) виник в процесі еволюції раніше всіх інших. Тобто не смак, звичайно, а рецептори, здатні його сприймати. Ці рецептори знайшли навіть у риб. Причому у величезних, порівняно з нами, кількостях: розташовуються вони в тому числі на чутливих вусиках і дозволяють рибі плисти туди, де смачно. Чи відчуває при цьому риба смак своїми мізками, або пливе просто з натхнення, думаючи про інше, не має значення: мало кому на світі цікаво, що відчуває риба. А оскільки інших смаків в ті часи не існувало, то і розрізняти їх (тобто думати про них головою) не було необхідності, тому умами і залишився таким примітивним: просто смачно, і все, а чому - незрозуміло.
Отже, умами - це смак білкової їжі. Як ми знаємо, крім білка нам потрібні ще жири і вуглеводи. Можливо, ось-ось відкриють рецептори, що розпізнають жир (чутки про це вже йдуть), а ось розпізнавання вуглеводів - це якраз і є солодкий смак. Тобто умами і солодкий разом відповідають за те, щоб ми могли відрізняти на смак поживна від усього іншого, позбавленого харчової цінності.
Тому ніхто не здивувався, коли виявилося, що рецептори солодкого і умами дуже схожі. Виявилося це, якщо бути точним, в 2001-2002 році, коли були ідентифіковані відповідні рецептори (тобто білки, тобто їх гени): T1R1 для умами і T1R2 для солодкого, причому обидва вони працюють разом з T1R3. Відкрив це нейрофізіолог Чарльз Зукер, і для цього йому довелося чекати ні багато ні мало розшифровки всього генома людини.
А далі посипалися дані про геномах всяких інших організмів, і тут-то виявилося, що штуки, подібні рецептора умами, є навіть у китової акули (їх знайшов в 2008 році біолог зі скороговорочним ім'ям Чжан Цзяньчжу - він же, до речі, раніше прояснив питання з ведмедем пандою, див. нижче). Спільний предок моїх шановних читачів і китової акули жив півмільярда років тому, значить, рецептори смаку виникли не пізніше. Потім вони тільки розвивалися, диверсифицировались на різні типи і дуже часто губилися. Аж до того, що ось у милого і симпатичного дельфіна, схоже, рецепторів смаку і зовсім немає. Йому вони не потрібні, кажуть вчені, тому що він ковтає їжу цілими, не жуючи.
Рецептори солодкого втратили багато хижі, а рецептори умами, навпаки, травоїдні. У тому числі навіть травоїдний ведмідь панда, який стався від хижих. Звідси випливає, що здатність розрізняти ці смаки втрачалися і купувалася протягом еволюції не раз. Навіщо вони втрачалися, тобто чим вони заважали природі? Найцікавіше пояснення пропонує Курт Швенк з університету Коннектикуту: багато звірів, говорить він, падальщики, тобто змушені їсти всяку мерзенну гидоту. Відчуття смаку їм би тільки заважало. По-моєму, смішно. Мені ось, наприклад, в студентські роки моє відчуття смаку анітрохи не заважало закушувати портвейн №33 ковбасою «Російська» по рубль дев'яносто. Навпаки, мені здавалося, що це смачно! Ось так само, я думаю, і у падальщиков.
(Але взагалі той факт, що солодкість портвейну була нам миліше, ніж умамістий смак глутамату в сухих супах, говорить мені про те, що люди теж якось сильніше налаштовані на солодке, ніж на умами - напевно, це спадщина наших травоїдних предків. Це тим більше безглуздо, що зараз стало модно «не любити солодкого». Майже всі Мідл пишаються тим, що ненавидять солодке, будь то навіть і горезвісний портвейн. Дві сміховинні мідловскіе ідеї фікс: пізно лягати-вставати і не любити солодкого. Ні серед бидла, ні у мільярдерів ця заморочка не спостерігається, тільки у чортова мідл-креативного класу. Це ще раз доводить, що смаки - штука не тільки генетична, тобто еволюційна, а й соціокультурна. Це спеціально для читачів, які люблять вказувати на соціокультурні чинники в коментарях до всіх статей про генетику і еволюції. Ось, я сам про це написав і навіть проілюстрував прикладом).
Щоб закінчити тему солодкого, додамо, що солодких смаків, схоже, є цілих два. Тобто два способи відрізняти солодке від несолодкого. Ця дивна ідея заснована на тому, що миші-мутанти, у яких не було білка T1R3, втрачали здатність розпізнавати штучні підсолоджувачі, але при цьому солодкість глюкози все ж відчували.
Отже, солодких смаків не один, а цілих два! Але це ще квіточки. Гірких смаків взагалі, здається, дві дюжини. Втім, про це - в наступній серії.
[1] Примітка для особливо уїдливих. Рівняння п'ятого ступеня в цій історії ось до чого: ще в Середні століття математики намагалися вирішити рівняння різних ступенів і придумали ось що. Вирішити рівняння - це значить висловити його коріння х1, х2, х3 і т. Д. Через його коефіцієнти а, b, c ... А якщо ми це зробимо, то зможемо зробити і навпаки: висловити коефіцієнти через коріння. Тобто у нас буде ряд формул типу a, b, c = щось там залежне від коренів (х1, х2, х3 ...). Але оскільки рівняння не знає, в якому порядку ми від балди занумерованих його коріння, ці формули повинні бути симетричні (тобто не змінювати свій вигляд) щодо будь-якої перестановки коренів. Чим більше коренів, тим більше можливих перестановок, тобто тим жорсткіше ця умова, тим більше інформації воно дає. Так в головах вчених оселився цей цікавий метод: шукати формулу, яка не зміниться, якщо поміняти щось з чимось (наприклад, праве з лівим, минуле з майбутнім, матерію з антиматерією, одну фазу хвильової функції з іншого). Так, власне, і відкрили всю сучасну фізику, починаючи з теорії відносності і закінчуючи горезвісним Хігсом. І нехай фізики мене поправлять, якщо що.
Другу частину статті читайте тут .
Третю частину статті читайте тут .
Чому його так пізно відкрили?
Але чому цей умами так відрізняється від інших?
Навіщо вони втрачалися, тобто чим вони заважали природі?