Защо колибри обичат сладкиши?

Метаболизмът е невероятно бърз, дори и по стандартите на птиците. И е разбираемо защо - просто вижте колко бързо махат с криле. Ако измерите сърдечната честота на колибри, се оказва, че сърцето им може да бие със скорост от 20 удара в секунда. Тази физиология изисква постоянно снабдяване с гориво, тоест хранителни вещества, и въпреки че колибрите могат да ловят насекоми, основата на тяхната диета е цветен нектар, богат на захари. По отношение на храненето това е наистина уникален избор - нито една от птиците никога не е "усвоила" нектара.

Колибрите са постигнали добър еволюционен успех: повече от 300 от техните видове са се разпространили в Северна и Южна Америка, от тропически дъждовни гори до високопланински райони по склоновете на Андите. Въпреки това, за да изберат сладък, богат на въглехидрати, богат на енергия нектар, колибрите трябва да могат да вкусят сладкия му вкус. И тук се крие една от най-големите еволюционни и генетични мистерии: птиците нямат рецептори за сладък вкус.

Известно е, че има само пет основни вкуса: горчив, кисел, сладък, солен и вкусът на умами, или, както още го наричат, вкусът на протеинови вещества. Всеки от тях има свой собствен тип рецептори. Например, при животните вкусът на сладките въглехидрати възниква поради рецепторните протеини T1R2 и T1R3, а протеините T1R1 и отново T1R3 „усещат“ вкуса на умами. Но когато геномът на пилето беше секвениран през 2004 г., те не откриха следа от гена T1R2, без който рецепторът не може да вкуси сладост. Не е открит и в други птичи геноми. T1R3 беше, но само той, без партньор T1R2, не е достатъчен за възприемане на сладкия вкус. Между другото, котките също не се чувстват сладки, но в техния геном има нефункционален "ген за сладък вкус", който някога е работил, но сега не. Но птиците дори нямат тази възможност. И тогава възниква въпросът как биха могли колибри да се влюбят в сладкото, ако не го усещат??

Изследователи от Харвард, заедно с колеги от университета в Токио, се опитаха да разрешат загадката. Те решиха директно да тестват как протеините на вкусовите рецептори на птиците ще реагират на определен вкус. За целта клетките, в които са синтезирани рецепторни протеини за вкус умами (T1R1 и T1R3), са третирани с различни вкусови стимули – протеинови гени са взети от пилета, колибри и от които се смята, че произхождат колибрите.

Оказа се, че рецепторите на пилетата и бързолетите реагират активно на вкуса на умами или на вкуса на протеин. Но при колибри същият рецептор реагира слабо на вкуса на протеина, но активно реагира на въглехидратите. Тоест при колибри вкусовата пъпка, може да се каже, е променила специализацията си. Очевидно това се е случило поради мутации - авторите на работата експериментално преброиха 19 мутации, които биха могли да превърнат рецептора на пилешки умами в сладък вкус, но в действителност може да има повече и за да се определят всички, е необходимо да се изучават в детайли самите рецепторни протеини на колибри.

Резултатите не просто ни казват нещо ново за невероятните колибри и тяхната еволюция. Историята за това как вкусовият рецептор внезапно не се превърна в това, което изглеждаше досега, още веднъж показва важността на цялостното изследване на конкретен ген - не е достатъчно да знаете неговата последователност и генеалогия, трябва също така директно да изучите функцията на протеинът, информация за който се съдържа в ген.

Кирил Стасевич
https://www.nkj.bg/