Biała pleśń Camemberta jest mikroorganizmem udomowionym przez człowieka
Śnieżnobiała skórka Camemberta i Brie nie jest typowym wyglądem dzikich krewniaków tej pleśni. Analizy genomowe Penicillium camemberti pokazują ślady udomowienia: selekcja prowadzona przez serowarów sprzyjała jaśniejszej barwie, szybkiemu wzrostowi na serze, mniejszej produkcji niepożądanych metabolitów i cechom korzystnym w dojrzewaniu. Badanie z 2020 r. wykazało również dwie zróżnicowane odmiany w obrębie udomowionej linii. To mikrobiologiczny odpowiednik hodowli roślin i zwierząt — tyle że selekcjonowany organizm ma formę pleśni rosnącej na serze.
Udomowienie nie dotyczy tylko zwierząt i zbóż
Kiedy mówi się o udomowieniu, zwykle myślimy o psach, bydle, pszenicy albo kukurydzy. Człowiek przez stulecia selekcjonował jednak również mikroorganizmy. W produkcji żywności szczególnie dobrym przykładem są grzyby używane w serowarstwie.
Penicillium camemberti należy do grupy blisko spokrewnionych pleśni, ale szczepy serowarskie mają zestaw cech wyraźnie związanych z warunkami produkcji sera. Analizy całych genomów pozwoliły odtworzyć ich pokrewieństwo z dzikimi i wcześniejszymi liniami wykorzystywanymi przez człowieka.
Białość jest cechą wyselekcjonowaną
Dzicy krewniacy mogą mieć barwę zielonkawą lub niebieskozieloną i produkować dużo zarodników. Udomowione linie stosowane na serach zostały przesunięte w stronę jasnego wyglądu pożądanego przez producentów i konsumentów. P. camemberti wytwarza również mniej konidiów niż wiele dzikich Penicillium.
Nie chodzi wyłącznie o estetykę. Serowarskie szczepy wykazują cechy ułatwiające wzrost na podłożu serowym w warunkach dojrzewalni oraz ograniczoną produkcję części niepożądanych metabolitów w porównaniu z krewniakami.
Genom zachowuje ślady selekcji
Badacze porównujący genomy P. camemberti, P. biforme i dzikich krewniaków znaleźli ślady silnego wąskiego gardła oraz różnicowania związanego z użytkowaniem w serowarstwie. Oznacza to, że niewielka część dostępnej różnorodności została wybrana i wielokrotnie rozmnażana przez ludzi.
To klasyczny wzór udomowienia: człowiek nie musiał znać DNA ani prowadzić formalnego programu genetycznego. Wystarczyło przez kolejne generacje zachowywać kultury dające bardziej pożądany ser.
Dwie odmiany udomowionej pleśni
Badanie z 2020 r. wykazało, że P. camemberti obejmuje co najmniej dwie wyraźnie zróżnicowane odmiany związane z różnymi typami serów. Różnią się m.in. tempem wzrostu, barwą, zdolnościami konkurencyjnymi i profilem niektórych metabolitów.
To pokazuje, że „biała pleśń serowa” nie jest jednym identycznym organizmem używanym wszędzie. Podobnie jak odmiany uprawnych roślin, linie mikroorganizmów mogą zostać dopasowane do określonego procesu technologicznego.
Ser jest środowiskiem ewolucyjnym
Powierzchnia sera stawia pleśni bardzo konkretne wymagania: jest słona, kwaśna na początku dojrzewania, bogata w tłuszcz i białko, ma określoną wilgotność i konkurencyjne mikroorganizmy. Cechy zwiększające powodzenie w takim środowisku były przez człowieka pośrednio premiowane.
Camembert jest więc nie tylko efektem „użycia pleśni”. Jest produktem długiej współewolucji technologii serowarskiej i mikroorganizmu, którego genom oraz wygląd zostały zmienione przez ludzką selekcję.
Udomowienie ma również koszt: utratę różnorodności
Silna selekcja przemysłowa daje przewidywalny wygląd i zachowanie kultury, ale jednocześnie może zwężać pulę genetyczną. Badania P. camemberti wskazują na klonalność i ślady wąskiego gardła związane z udomowieniem. To ważne technologicznie: populacja oparta na małej liczbie blisko spokrewnionych linii może być mniej elastyczna wobec nowych warunków, chorób czy zmian procesu. W hodowli roślin podobny problem prowadzi do poszukiwania dzikich krewniaków jako źródła nowych cech; w mikrobiologii żywności coraz częściej myśli się podobnie o bankach kultur i różnorodności szczepów. Biała skórka Camemberta jest więc symbolem sukcesu selekcji, ale przypomina też, że udomowienie mikroorganizmów ma te same ewolucyjne konsekwencje co udomowienie większych organizmów.
Selekcja dotyczyła również zapachu i konkurencyjności
Udomowione linie różnią się od dzikich nie tylko kolorem. Badania wykazały zmiany w tempie wzrostu na podłożu serowym, produkcji lotnych związków oraz zdolności hamowania innych grzybów. Dla serowara wszystkie te cechy są użyteczne: kultura powinna szybko i równomiernie pokryć powierzchnię, nadawać pożądany aromat i nie ustępować łatwo przypadkowym pleśniom z dojrzewalni.