Forskere har opdaget, at forskelle mellem den elementære sammensætning af fødevarer og de elementære behov hos dyr kan forklare udviklingen af ​​behagelig smag som salt, umami og sødt.

Smag fortæller os meget om fødevarer, før de sluges og fordøjes, og nogle smage svarer til fødevarernes grundstofsammensætning.

Eksempelvis tænder en lagret bøf umami-smagsreceptorerne op, fordi den har en høj koncentration af grundstoffet nitrogen, som forekommer i aminosyremolekyler. Kvælstof er afgørende for overlevelse, men forekommer ofte i lave koncentrationer i forhold til efterspørgslen fra dyr.

Ligeledes natrium er begrænset i mange fødevarer i naturen - tænk på livet før supermarkeder. Så hvis du har brug for natrium for at overleve - og det gør alle dyr - er det mere sandsynligt, at du har tilpasset smagen for og opsøger salt mad.

"Ernæringsmæssige ubalancer, selv på elementært niveau, kan begrænse dyrs vækst og metabolisme," siger medforfatter Lee Demi, en postdoktor i afdelingen for anvendt økologi ved North Carolina State University.

"Vi hævdede, at dyr burde have udviklet evnen til at smage og nyde visse elementer og næringsstoffer, som højst sandsynligt vil være begrænsende for væksten på grund af deres lave koncentrationer i typiske fødevarer."

For at undersøge denne hypotese sammenlignede Demi og kolleger kroppens elementære sammensætning af tre dyregrupper (pattedyr, fisk og insekter) med grundstofsammensætningen af ​​planter, bunden af ​​de fleste fødevæv. De forudsagde, at dyr, der spiser fødevarer sammensat af bestemte elementer, der er sjældne eller uforudsigelige, er mere tilbøjelige til at have smagsreceptorer, der belønner dem for at finde de samme elementer.

"Fordi dyr har meget begrænset evne til at ændre deres elementære sammensætning, gælder det gamle ordsprog om, at 'Du er, hvad du spiser' ikke rigtig," siger Demi. "Snarere bliver dyr belønnet med en behagelig smag for at 'spise, hvad de er', i det mindste fra et elementært sammensætningsperspektiv, hvilket hjælper med at reducere udsigten til begrænsning af næringsstoffer i kosten."

Dette er især vigtigt for altædende og planteædende dyr, der spiser en række forskellige fødevarer, som varierer i ernæringsmæssig kvalitet. Inden for disse rammer bliver smag et værktøj, der hjælper forbrugerne med at prioritere, hvilke fødevarer de skal søge efter og indtage, så de ikke spilder tid på fødevarer, der har færre af disse nødvendige elementer.

Ligeledes kan smag også informere forbrugerne om at undgå fødevarer, der indeholder for meget af et element, de har brug for. Derfor er det mere attraktivt at spise en håndfuld chips end at spise en håndfuld bordsalt.

Hvor du er i fødekæden kan forudsige kompleksiteten af ​​dine smagssystemer. Nogle top rovdyr, som spækhuggere, har mistet mange smagsreceptorer over evolutionær tid. Denne undersøgelse tyder på, at rovdyr er mindre tilbøjelige til at opleve stærke elementære ubalancer i deres kost end planteædere eller altædende. Fordi deres bytte allerede matcher deres elementære behov, oplever rovdyr mindre selektivt pres for at opretholde omfattende smagssystemer. Disse top rovdyr har dog beholdt deres smag for salt, som kan være skadeligt, hvis de overforbruges.

"Affinitet til visse fødevarer skal have stærke evolutionære drivkræfter, for uden smag ville dyr være tvunget til at overforbruge alt i håbet om at nå det magiske forhold mellem elementer, der er nødvendige for vækst og udvikling," siger medforfatter Benjamin Reading, professor i anvendt økologi afdeling. "De ville være nødt til at spise alt for meget og ende med at udskille enorme mængder af de ting, de har brug for mindre af, hvilket ikke er effektivt."

Forskerholdet fandt også stærke beviser for konvergent smagsudvikling hos pattedyr, fisk og insekter. Hver gruppe, skønt langt fra hinanden på det fylogenetiske træ, har alle tilpasset smag, der prioriterer de samme sjældne grundstoffer, inklusive natrium, kvælstofog fosfor.

"Fosfor er særligt spændende, fordi denne nyligt opdagede smag er stærkest forbundet med fosfat, som også er den primære form for fosfor i mange nukleinsyrer, ATP, fosfolipider osv.," siger medforfatter Brad Taylor, også professor i anvendt økologi afdeling.

"Fosfat er den lettest tilgængelige form for fosfor til optagelse af planter og ofte det primære vækstbegrænsende element i organismer og økosystemer. Så forbindelserne mellem den elementære form, smagsreceptorer, organismebehov og økosystemet er virkelig direkte."

Mens den neurobiologiske smagsproces er blevet grundigt undersøgt, er denne undersøgelse den første til at udforske smag som et evolutionært værktøj til optimal fouragering. Forskerne foreslår, at dette kan åbne et nyt tankefelt om, hvordan smag kan indikere, hvordan dyr påvirker deres miljøer gennem fouragering, næringsstof-cykling og andre kerneprincipper i økologi.

Papiret vises i Økologi og Evolution. Yderligere medforfattere er fra Monell Chemical Senses Center, NC State og Danmarks Naturhistoriske Museum.

Arbejdet blev støttet af US National Science Foundation samt afdelingen for anvendt økologi og Jules Silverman ved North Carolina State University.

kilde: NC-stat