Dlaczego najsmaczniejszy owoc świata śmierdzi?

Już w 2012 roku niemieccy naukowcy z Centrum Badawczego Chemii Spożywczej we Freisingu odkryli, że za intensywnym zapachem duriana stoi aż 41 odorantów - substancji posiadających zapach - przy czym aż 24 są charakterystyczne jedynie dla tego owocu.

Dopiero w tym roku naukowcy z Singapuru opublikowali artykuł w czasopiśmie naukowym "Nature Genetics", w którym stwierdzili, że powstanie tak wielu odorantów w jednym - często uchodzącym za najsmaczniejszy na świecie - owocu nie jest dziełem przypadku, lecz genetyki.

- Teraz, gdy znamy szereg sekwencji genomu tego owocu, możemy porównywać go z owocami, których sekwencje są powszechnie znane naukowcom - stwierdził jeden z autorów raportu Patrick Tan, który prowadzi swoje badania w Szkole Medycznej Dune-NUS w Singapurze. - Odkryliśmy wiele nieoczywistych cech tego owocu - między innymi to, że najbliższym "przodkiem" duriana jest owoc kakaowca - dodał.

Gdy już wiemy, że kakaowiec i durian są bliskimi krewnymi, wzajemne podobieństwa właściwie rzucają się w oczy: ich wnętrze i miąższ są miejscami jak dwie krople wody. Lecz to miłość, a nie podejrzliwość skłoniła Tana oraz jego kolegę Bin Tean Teha do sekwencjonowania genomu tego cuchnącego owocu.

- Ten owoc fascynuje mieszkańców naszej części świata - przyznaje Tean Teh. - My go zwyczajnie kochamy, a zmysł badawczy podpowiedział nam, że powinniśmy mu się bliżej przyjrzeć - dodał. - Chcielibyśmy udzielić odpowiedzi na najbardziej oczywiste pytania, jak choćby: skąd bierze się jego intensywny zapach? - zastanawiał się Tan.

Tean Teh i Tan wykorzystali trzy odmienne metody sekwencjonowania DNA, a gdy zestawili ze sobą wyniki wszystkich badań, ostatnie elementy układanki wskoczyły wreszcie na swoje miejsca. Dzięki aparaturze Illumina udało się wykryć drobne wariacje w podstawowych partiach kodu DNA poprzez analizę jego krótkich odcinków, a tym samym uzyskać bardzo szczegółowe informacje na temat tych właśnie odcinków.

Problem pojawia się w chwili, gdy zdamy sobie sprawę, że badanie niewielkich fragmentów kodu nie oddaje całej prawdy. Aby zrozumieć, jak wygląda tak zwane "rusztowanie DNA", a więc jego obraz w makroskali, nie wystarczy poddanie analizie wszystkich jego elementów składowych. Niezbędne okazuje się zrozumienie, czym durian różni się od swojego krewnego, kakaowca, i czemu.

Kakaowiec to nie jedyny krewny duriana - jest nim również bawełna, jednak to do ciemnego i aromatycznego owocu kakaowca jest mu zdecydowanie bliżej. Obie te rośliny miały jednak sporo czasu na to, by zacząć się od siebie różnić.

- Porównaliśmy kod genetyczny duriana i kakaowca, dwóch roślin, które są blisko ze sobą spokrewnione. Odkryliśmy, że jedynie durian przeszedł przez cały proces duplikacji genomu - stwierdził Tan. Oznacza to, że durian powielił te partie kodu, które niegdyś dzielił z kakaowcem, raz po raz je dublując.

Całkowita duplikacja genomu oznacza, że podczas gdy pierwotny fragment kodu dalej pełni swoją dotychczasową funkcję, to jej duplikat ma możliwość obrania innej "ścieżki", odpowiadając przy tym za wykształcenie całkowicie nowych cech - jak choćby porowata lub kolczasta skorupa i wyrazisty zapach.

- To tak, jakbyś się sklonował i zlecił swojej kopii, by odrabiała za Ciebie pracę domową, gdy ty wyjdziesz na dwór i zajmiesz się czymś zupełnie z innej beczki - stwierdził Tan.

Zastanówmy się nad tym chwilę: gdy my wykonujemy szereg dotychczasowych czynności, nasza kopia ma możliwość specjalizowania się i nabywania nowych kompetencji, dzięki czemu jesteśmy w stanie wykształcić szereg całkowicie nowych cech i umiejętności. Tak właśnie stało się z durianem, tyle że w tym przypadku owoc ten postawił na cechę zupełnie niezrozumiałą - smród.

Durian ciężko pracował na swój charakterystyczny odór - nie tylko przeprowadził pełną duplikację genomu, która umożliwiła mu pojawienie się nowych cech, ale też zadbał o zawiązywanie się w nim związków chemicznych na bazie siarki, którym zawdzięcza swój zapaszek.

- To podwójne zwycięstwo - stwierdził Tan i zauważył, że durian nie tylko wykształcił sobie charakterystyczny fetor, ale też zaprzęgł do roboty swój kod genetyczny, by ten zapach niósł się jak najdalej. Czemu? Odpowiedź jest prosta.

Paskudny zapach owocu przyciąga orangutany i inne wielkie małpy, które zajadają duriany aż im się uszy trzęsą. Ziarna, których to małpy nie są w stanie strawić, przy pierwszym wypróżnieniu odnajdują nową glebę, na której durian może kwitnąć i owocować.

Badacze liczą na to, że dokładne zgłębienie kodu genetycznego tego owocu umożliwi wyhodowanie jego udoskonalonej wersji. Durian jest tak bogaty w cukry, że cukrzycy powinni się go wystrzegać w nadmiernych ilościach, dlatego pożądana byłaby całkowicie nowa jego odmiana. Póki co musimy zadowolić się rozwiązaniem zagadki jego intensywnego zapachu, a także ciepło myśleć o tych, którzy poświęcili jej swoje badania - oraz nozdrza.

Autor: sj/map / Źródło: popsci.com