Είναι η πιο δημοφιλής ψυχοδραστική ουσία στον κόσμο, που καταναλώνεται από δισεκατομμύρια κάθε μέρα. Το αγαπάμε τόσο πολύ, στείλαμε ένα ειδικό μηχάνημα για να το φτιάξουμε στο διάστημα. Μέχρι τώρα, ο καφές έχει κρατήσει πολλά μυστικά για την επιτυχία του. Πώς το φυτό πήρε το λάκτισμα καφεΐνης; Πώς παράγει το φασόλι το αγαπημένο του άρωμα και γεύση; Και μπορεί ο καφές να είναι πραγματικά καλός για εσάς;
Σχετικά Βιβλία
Καφές Crazy: 140 AHA! Καφές Στιγμές από την αίθουσα συνεδριάσεων, στο Cafe, στην κουζίνα
Αγορά
Το Μανιφέστο του Καφέ: Δεν είναι κακό καφέ!
ΑγοράΤώρα οι επιστήμονες έχουν αναδείξει το γονιδίωμα του καφέ Robusta ( Coffea canephora ), το οποίο αντιπροσωπεύει περίπου το ένα τρίτο των εντυπωσιακών 2.25 δισεκατομμυρίων φλιτζανιών joe που πίνουμε καθημερινά. (Το στενά συγγενές είδος Arabica πληρώνει τα περισσότερα από τα υπόλοιπα κούπες του κόσμου.) Δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Science, ένα έγγραφο που περιγράφει το γονιδίωμα του καφέ και συγκρίνει τις γενετικές ακολουθίες του φυτού με αυτές της αμπέλου, της ντομάτας και του Arabidopsis, φυτική βιολογία, αποκαλύπτοντας μερικές από τις μοναδικές προσαρμογές του καφέ. Με αυτό το νέο εργαλείο στο χέρι, οι περαιτέρω έρευνες θα μπορούσαν να βοηθήσουν να βγάλουν απαντήσεις σε αυτά τα αινιγματικά καφέ.
Γιατί τα φυτά θα παράγουν καφεΐνη;
Παρόλο που ίσως χρειαζόμαστε την πρωινή κούραση, δεν είναι προφανές γιατί η μονάδα καφέ θα εξελίξει την καφεΐνη σε φυσικές συνθήκες. Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Βίκτορ Άλμπερτ, ένας φυτικός εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο, λέει ότι υπάρχουν τρεις βασικές θεωρίες για την εξήγηση του φαινομένου.
Η καφεΐνη μπορεί να εμποδίσει τα φυτοφάγα να τρώνε τα φύλλα. "Η καφεΐνη συσσωρεύεται πραγματικά πολύ στα φύλλα, " λέει ο Albert. Έχουν γίνει ακόμη και προσπάθειες να φτιάξετε τσάι από τα φύλλα του καφέ, αλλά δεν γεύεται κάτι όπως ο καφές από τα φασόλια. Είναι επίσης πιθανό οι εγκαταστάσεις καφέ να χρησιμοποιούν την καφεΐνη για να εξαπολύσουν τους γείτονές τους. "Η ιδέα είναι ότι μετά την πτώση των φύλλων, η καφεΐνη διοχετεύεται στο χώμα μαζί με άλλες ενώσεις και αναστέλλει τη βλάστηση των σπόρων από άλλα φυτά σε ανταγωνισμό για περιορισμένους πόρους, φωτισμό και χώρο", λέει. Ή η καφεΐνη μπορεί να προσελκύσει επικονιαστές, δίνοντάς τους ένα buzz. "Η έρευνα που δημοσιεύτηκε στην επιστήμη πέρυσι δείχνει ότι η καφεΐνη συνηθίζει τους επικονιαστές. Είναι ένα είδος πράξεων σε αυτά με παρόμοιο τρόπο που μας κάνει - μας κρατάει να επιστρέφουν για περισσότερα », λέει ο Albert.
Ενώ η απάντηση σε αυτό το μακρύ μυστήριο δεν είναι στη νέα μελέτη, θα μπορούσε να βρεθεί τώρα ότι έχουμε το λεπτομερές γονιδίωμα του φυτού. "Δεν θα με εξέπληξε αν και οι τρεις αυτές θεωρίες είναι σωστές σε κάποιο βαθμό", λέει ο Albert.
Πώς εξελίχθηκε η καφεΐνη;
Οι βιολόγοι έχουν συζητήσει δύο γενετικές οδούς για την παραγωγή καφεΐνης, λέει ο Albert. Μια ιδέα είναι ότι όλα τα ανθοφόρα φυτά είχαν τα γονίδια για να αρχίσουν, και μόνο λίγα άρχισαν να παράγουν καφεΐνη σοβαρά. Ή, η βιοσύνθεση της καφεΐνης εξελίχθηκε πολλές φορές μέσω μοναδικών οδών σε απομακρυσμένες ομάδες φυτών.
Η μελέτη γονιδιώματος υποστηρίζει αυτό το δεύτερο σενάριο. Η ανάλυση δείχνει ότι τα γονίδια που παράγουν καφεΐνη στον καφέ είναι διαφορετικά από αυτά που κάνουν την ένωση σε τσάι και κακάο. "Ο καφές και το τσάι μοιράστηκαν έναν κοινό πρόγονο ίσως πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια", λέει ο Albert. "Καφές και σοκολάτα ίσως πριν από 120 εκατομμύρια χρόνια. Έτσι, μιλάμε για φυτά που έχουν διαχωριστεί για πολύ καιρό και έχουν αναπτύξει ανεξάρτητα την ικανότητα να παράγουν καφεΐνη ".
Τα φυτά φέρουν εκδόσεις των ίδιων γονιδίων καφεΐνης, αλλά οι μικροσκοπικές αλλαγές έχουν προκαλέσει μεγάλες διαφορές στους βιολογικούς τους ρόλους. "Τα γονίδια που κωδικοποιούν τα καφεΐνη σε καφέ έχουν στενούς συγγενείς στη σοκολάτα, για παράδειγμα, αλλά στη σοκολάτα αυτά τα γονίδια δεν κάνουν καφεΐνη, κάνουν κάτι άλλο", λέει ο Albert. "Υπάρχει ένας μεγάλος ερευνητικός χώρος στη χημεία των ενζύμων σχεδιαστών, όπου οι άνθρωποι τροποποιούν τις ομάδες ενζύμων με μικρούς τρόπους για να αναλάβουν εντελώς νέες λειτουργίες", προσθέτει. "Αυτό το είδος της χημείας σχεδιαστών πραγματοποιήθηκε κατά λάθος από αυτά τα φυτά που παράγουν καφεΐνη στη φύση."
Ένας πολιτικός τρώει ώριμα μούρα καφέ σε μια φυτεία στην Ινδονησία. (Tri Saputro / Demotix / Corbis) Τι δίνει καφέ ακαταμάχητη γεύση και άρωμα;
Η υψηλή περιεκτικότητα σε καφεΐνη δεν είναι μόνο χαρακτηριστικό του εθισμού του καφέ. Το πρόσφατα περιγραφόμενο γονιδίωμα απελευθερώνει επίσης την προέλευση των ιδιαίτερων γεύσεων και μυρωδιών που κρατούν τους ανθρώπους να επιστρέφουν για περισσότερα. "Η μελέτη μας υπογράμμισε γονίδια που κάνουν αλκαλοειδή ενώσεις, οι οποίες είναι γνωστές πικρές γεύσεις", λέει ο Albert. "Βρήκαμε μια άλλη ομάδα εμπλουτισμένων ενζύμων που κάνουν φλαβονοειδείς ενώσεις, οι οποίες είναι ένα άλλο στοιχείο γεύσης. Επισημάναμε επίσης τα γονίδια που εμπλέκονται στις οδούς λιπαρών οξέων, έτσι έχουμε εντοπίσει πολλές διαφορετικές γενετικές πτυχές του αρώματος και της γεύσης. "
Η ανεύρεση των γονιδίων που είναι υπεύθυνα για τις πιο επιθυμητές γεύσεις ή αρώματα μπορεί να καταστήσει δυνατή την παραγωγή καφέ που προσφέρει περισσότερα από αυτά που αγαπάμε μέσω της εκλεκτικής αναπαραγωγής ή της γενετικής μηχανικής.
Μπορούμε να κάνουμε τον καφέ υγιέστερο;
Μερικές από τις πολλές ενώσεις του καφέ, καθώς οι αλκοολικοί απολαύσουν τον άγχος, έχουν χαρακτηριστικά που προάγουν την ανθρώπινη υγεία, όπως τα αντιοξειδωτικά που προστατεύουν τα κύτταρα από ζημιές. Η πρόσφατη εργασία υποδηλώνει ακόμη ότι η καφεΐνη στον καφέ βοηθά τους ανθρώπους να διατηρούν νέες μνήμες. Αλλά άλλα συστατικά του καφέ είναι λιγότερο από υγιή ή ακόμη και ήπια καρκινογόνο. (Τουλάχιστον είναι ένας μύθος ότι ο καφές αναστέλλει την ανάπτυξη σας.)
Όλη αυτή η εξαιρετικά πολύπλοκη χημεία μπορεί να φωτιστεί με ανάλυση γονιδιώματος, η οποία θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για στρατηγικές αναπαραγωγής ή γενετικού χειρισμού για τη μεγιστοποίηση του αγαθού και την ελαχιστοποίηση της βλάβης που διαπιστώθηκε στην παρασκευή. "Οτιδήποτε είναι γνωστό για τον καφέ και το ενδιαφέρον μπορεί να στοχεύει γενετικά", λέει ο Albert.
Μπορεί ο καφές να επιζήσει της αλλαγής του κλίματος;
Η καλλιεργούμενη μονάδα παραγωγής καφέ γεννήθηκε στην Αιθιοπία και η Αφρική παραμένει το κέντρο της ποικιλομορφίας του καφέ. Σήμερα το εργοστάσιο είναι επίσης μια σημαντική καλλιέργεια σε μετρητά στη Βραζιλία, το Βιετνάμ, την Ινδονησία και την Κολομβία. Ωστόσο, αυτή η παγκόσμια παραγωγή εξαρτάται από ποικιλίες με σχετικά χαμηλή ποικιλία, γεγονός που τις καθιστά ευάλωτες σε απειλές όπως οι ασθένειες, τα παράσιτα και η κλιματική αλλαγή.
Ο Ντάνι Ζάμιρ του Εβραϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ ελπίζει ότι το γονιδίωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της αναπαραγωγής του καφέ και τη διατήρηση της δημοφιλούς καλλιέργειας. "Το κλειδί για να διασφαλιστεί ότι ο καφές μπορεί να επιβιώσει ως προσιτή καλλιέργεια έγκειται στη γενετική ποικιλία που εμφανίζεται στα αφρικανικά είδη", γράφει ο Zamir σε ένα προοπτικό άρθρο που συνοδεύει τη μελέτη. Σε σύγκριση με πολλά φυτά, ο καφές έχει πολύ συγκεκριμένα γονίδια ανθεκτικότητας στα παθογόνα, το γονιδίωμα δείχνει, ίσως αποκαλύπτοντας έναν τακτικό στόχο για αγώνα της γεωργίας για τη διατήρηση υγιεινών καλλιεργειών.
Ωστόσο, οι πρόσφατες έρευνες στην Αιθιοπία βρήκαν αυτό που ο Zamir χαρακτήρισε ως «ανησυχητικό ποσοστό γενετικής διάβρωσης της ομάδας γονιδίων λόγω αποψίλωσης σε συνδυασμό με ανεπαρκείς προσπάθειες διατήρησης». Κάλεσε τη χρήση του νέου γονιδιώματος ως εργαλείου παρακολούθησης και μετριασμού αυτών των απειλών με την ώθηση γονιδιωματικά υποβοηθούμενα προγράμματα αναπαραγωγής στις χώρες που εξάγουν καφέ-εξασφαλίζοντας έτσι ένα μέλλον που περιλαμβάνει φασόλια υψηλής ποιότητας για την καθημερινή άλεση του κόσμου.
