Este cea mai populară substanță psihoactivă din lume, consumată de miliarde în fiecare zi. Ne place foarte mult, am trimis o mașină specială pentru a o face în spațiu. Însă până acum, cafeaua a ținut mai multe secrete succesului său. Cum a reușit planta să dea lovitura cu cofeină? Cum își produce fasolea aroma și gustul prețuit? Și cafeaua poate fi de fapt bună pentru tine?
Cărți înrudite
Cafea nebună: 140 AHA! Momente de cafea de la sala de conferințe, la cafenea, la bucătărie
A cumpara
Manifestul Cafelistului: Nu mai este o cafea rea!
A cumparaAcum, oamenii de știință au secvențiat genomul cafelei Robusta ( Coffea canephora ), care reprezintă aproximativ o treime din uimitorele 2, 25 miliarde de cani de joe pe care le bem în fiecare zi. (Specia Arabica strâns legată umple cea mai mare parte a restului de cani din lume.) Publicată astăzi în revista Science, o lucrare care descrie genomul cafelei compară și secvențele genetice ale plantei cu cele ale viței de vie, tomatei și Arabidopsisului, un organism model comun în biologia plantelor, relevând unele dintre adaptările unice ale cafelei. Cu acest nou instrument în mână, cercetările ulterioare ar putea ajuta la eliminarea răspunsurilor la aceste enigme de cafea.
De ce plantele ar produce cofeină?
Cu toate că ne-am putea râvni dimineața, nu este evident de ce planta de cafea ar evolua cofeina în medii naturale. Coautorul studiului, Victor Albert, biolog în evoluția plantelor de la Universitatea din Buffalo, spune că există trei teorii care explică fenomenul.
Cofeina poate opri erbivorele să nu mănânce frunzele. "Cofeina se acumulează extrem de puternic în frunze", spune Albert. Au fost chiar încercări de a face ceai din frunze de cafea, dar nu are un gust precum cafeaua din fasole. Este, de asemenea, posibil ca plantele de cafea să folosească cofeină pentru a-și întrece vecinii. „Ideea este că, după căderea frunzelor, cofeina se scurge în sol, împreună cu alți compuși, și inhibă germinarea semințelor din alte plante în competiție pentru resurse limitate, lumină și spațiu”, spune el. Sau cofeina poate atrage polenizatorii dându-le un zâmbet. Cercetarile publicate in Science anul trecut sugereaza ca cofeina obisnuieste polenizatorii. Un fel de acțiune asupra lor într-un mod similar pe care ni-l face - ne ține să revină pentru mai mult ”, spune Albert.
Deși răspunsul la acest mister de lungă durată nu se află în noul studiu, s-ar putea constata acum că avem genomul detaliat al plantei. "Nu m-ar surprinde dacă toate aceste trei teorii sunt corecte", spune Albert.
Cum a evoluat cofeina?
Biologii s-au mulțumit pe două rute genetice spre producția de cofeină, spune Albert. O idee este că toate plantele cu flori aveau genele să înceapă, și doar câteva au început să producă cofeină cu seriozitate. Sau biosinteza cofeinei a evoluat de mai multe ori pe căi unice în grupuri de plante aflate la distanță.
Studiul genomului susține acel al doilea scenariu. Analiza arată că genele care produc cofeină în cafea sunt diferite de cele care fac compusul în ceai și cacao. „Cafeaua și ceaiul au împărtășit ultima dată un strămoș comun, poate acum 100 de milioane de ani”, spune Albert. „Cafea și ciocolată, poate acum 120 de milioane de ani. Vorbim deci despre plante care au fost separate de foarte mult timp, care au evoluat independent capacitatea de a face cofeină. ”
Plantele poartă versiuni ale acelorași gene cu cofeină, dar mici modificări au declanșat mari diferențe în rolurile lor biologice. „Genele care codifică enzimele cafeinei din cafea au rude apropiate cu ciocolata, de exemplu, dar în ciocolată acele gene nu fac cafeină, ele fac altceva”, spune Albert. „Există o mare arie de cercetare în chimia enzimelor proiectante, unde oamenii modifică grupurile enzimelor în moduri mici pentru ca acestea să-și asume funcții complet noi”, adaugă el. „Acest tip de chimie proiectantă a fost realizată întâmplător de aceste plante producătoare de cofeină în natură.”
Un civet mănâncă fructe de cafea coapte la o plantație din Indonezia. (Tri Saputro / Demotix / Corbis) Ce conferă cafelei aroma sa irezistibilă și aromă?
Valoarea ridicată a cofeinei nu este singurul atribut adictiv al cafelei. Genomul recent descris este de asemenea deblocarea originilor gusturilor și mirosurilor speciale care îi revin pe oameni să se întoarcă pentru mai mult. „Studiul nostru a evidențiat genele care fac compuși alcaloizi, care sunt cunoscute arome amare”, spune Albert. Am gasit un alt grup de enzime imbogatite care fac compusi flavonoizi, care sunt un alt element gustativ. Am subliniat, de asemenea, genele implicate în căile de acizi grași, așa că am identificat multe aspecte genetice diferite ale aromelor și aromelor. ”
Aflarea exactă a genelor care sunt responsabile pentru aromele sau aromele cele mai dorite poate face posibilă producerea de cafea care oferă mai mult din ceea ce iubim prin reproducere selectivă sau inginerie genetică.
Putem face cafeaua mai sănătoasă?
Unii dintre numeroșii compuși ai cafelei, după cum bețivorii se încântă să streseze, au caracteristici care promovează sănătatea umană, cum ar fi antioxidanții care protejează celulele împotriva daunelor. Lucrările recente sugerează chiar și cafeina din cafea ajută oamenii să-și păstreze amintiri noi. Dar alte componente ale cafelei sunt mai puțin decât sănătoase sau chiar ușor cancerigene. (Cel puțin este un mit potrivit căruia cafeaua îți încurcă creșterea.)
Toate aceste chimii extrem de complicate pot fi iluminate prin analiza genomului, care ar putea oferi baza strategiilor de reproducere sau de manipulare genetică pentru a maximiza binele și a reduce la minimum daunele găsite în fabrică. „Tot ce se știe despre cafea și interes ar putea fi vizat genetic”, spune Albert.
Cafeaua poate supraviețui schimbărilor climatice?
Planta de cafea cultivată s-a născut în Etiopia, iar Africa rămâne centrul diversității cafelei. Astăzi planta este, de asemenea, o recoltă majoră de numerar în Brazilia, Vietnam, Indonezia și Columbia. Dar această producție la nivel mondial depinde de soiuri cu o diversitate relativ redusă, ceea ce le face vulnerabile la amenințări precum boli, dăunători și schimbările climatice.
Dani Zamir de la Universitatea ebraică din Ierusalim speră ca genomul să poată fi utilizat pentru a stimula creșterea cafelei și pentru a păstra cultura populară înfloritoare. "Cheia pentru a asigura că cafeaua poate supraviețui ca o cultură accesibilă se află în variația genetică găsită la speciile africane", a scris Zamir într-un articol de perspectivă care însoțește studiul. Comparativ cu multe plante, cafeaua are gene specifice de rezistență la agenți patogeni, arată genomul, dezvăluind poate o țintă tactică pentru lupta agriculturii de a menține culturile sănătoase.
Însă sondajele recente din Etiopia au descoperit ceea ce Zamir a numit „o rată alarmantă de eroziune genetică a bazinului genic datorită defrișărilor, împreună cu eforturile de conservare inadecvate”. proiecte de reproducere asistate de genomic în țările exportatoare de cafea - asigurând astfel un viitor care să includă fasole de înaltă calitate pentru măcinarea zilnică a lumii.
