Die Evolution des guten Geschmacks
Erklärt die Evolution, warum wir einem salzigen Chip nicht widerstehen können? Forscher der NC State University fanden heraus, dass Unterschiede zwischen der elementaren Zusammensetzung von Lebensmitteln und den elementaren Bedürfnissen von Tieren die Entwicklung von angenehmen Geschmacksrichtungen wie salzig, umami und süß erklären können.
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Geschmack verrät uns viel über Lebensmittel, bevor sie geschluckt und verdaut werden, und einige Geschmacksrichtungen entsprechen der elementaren Zusammensetzung von Lebensmitteln. Zum Beispiel bringt ein gealtertes Steak die Umami-Geschmacksrezeptoren zum Leuchten, weil es eine hohe Konzentration des Elements Stickstoff hat, das in Aminosäuremolekülen vorkommt. Stickstoff ist überlebenswichtig, kommt aber oft in geringen Konzentrationen im Verhältnis zum Bedarf der Tiere vor. Ebenso ist Natrium in vielen Lebensmitteln in der Natur begrenzt - denken Sie an das Leben vor den Supermärkten. Wenn man also Natrium zum Überleben braucht - und das tun alle Tiere -, ist es wahrscheinlicher, dass man einen Geschmack für salzige Lebensmittel entwickelt hat und danach sucht.
"Ein Ungleichgewicht in der Ernährung, selbst auf elementarer Ebene, kann das Wachstum und den Stoffwechsel von Tieren einschränken", sagt Lee Demi, Mitautor der Studie und Postdoktorand in der Abteilung für angewandte Ökologie des NC State. "Wir stellten die Hypothese auf, dass Tiere die Fähigkeit entwickelt haben sollten, bestimmte Elemente und Nährstoffe zu schmecken und zu genießen, die aufgrund ihrer geringen Konzentrationen in typischen Nahrungsmitteln höchstwahrscheinlich für das Wachstum limitierend sind."
Um diese Hypothese zu untersuchen, verglichen Demi und Kollegen die Elementzusammensetzung des Körpers von drei Tiergruppen (Säugetiere, Fische und Insekten) mit der Elementzusammensetzung von Pflanzen, der Basis der meisten Nahrungsnetze. Sie sagten voraus, dass Tiere, die Nahrung fressen, die aus bestimmten Elementen besteht, die selten oder unvorhersehbar sind, eher Geschmacksrezeptoren haben, die sie für das Auffinden eben dieser Elemente belohnen.
"Da Tiere nur eine sehr begrenzte Fähigkeit haben, ihre elementare Zusammensetzung zu ändern, trifft das alte Sprichwort 'Du bist, was du isst' nicht wirklich zu", sagt Demi. "Vielmehr werden die Tiere mit einem angenehmen Geschmack dafür belohnt, dass sie 'essen, was sie sind', zumindest aus der Perspektive der elementaren Zusammensetzung, was dazu beiträgt, die Aussicht auf eine Nährstofflimitierung in der Nahrung zu verringern."
Dies ist besonders wichtig für allesfressende und pflanzenfressende Tiere, die eine Vielzahl von verschiedenen Nahrungsmitteln fressen, die sich in ihrer Nährstoffqualität unterscheiden. In diesem Rahmen wird der Geschmack zu einem Werkzeug, das den Verbrauchern hilft, Prioritäten zu setzen, welche Lebensmittel sie suchen und konsumieren sollten, damit sie keine Zeit mit Lebensmitteln verschwenden, die weniger von diesen notwendigen Elementen haben. Ebenso kann der Geschmack die Verbraucher darüber informieren, Lebensmittel zu vermeiden, die zu viel von einem Element enthalten, das sie benötigen. Aus diesem Grund ist es attraktiver, eine Handvoll Chips zu essen als eine Handvoll Kochsalz.
Wo man sich in der Nahrungskette befindet, kann die Komplexität des Geschmackssystems vorhersagen. Einige Top-Raubtiere, wie Orcas, haben im Laufe der Evolution viele Geschmacksrezeptoren verloren. Diese Studie legt nahe, dass Raubtiere weniger wahrscheinlich starke elementare Ungleichgewichte in ihrer Ernährung erfahren als Pflanzen- oder Allesfresser. Da ihre Beute bereits ihren elementaren Bedürfnissen entspricht, erfahren Raubtiere weniger Selektionsdruck, um ausgeklügelte Geschmackssysteme zu erhalten. Allerdings haben diese Top-Raubtiere ihren Geschmack für Salz behalten, der bei übermäßigem Konsum schädlich sein kann.
"Die Affinität zu bestimmten Nahrungsmitteln muss einen starken evolutionären Antrieb haben, denn ohne Geschmack wären die Tiere gezwungen, alles zu überfressen, in der Hoffnung, das magische Verhältnis der für Wachstum und Entwicklung benötigten Elemente zu erreichen", sagt Benjamin Reading, Mitautor der Studie und Professor am NC State Department of Applied Ecology. "Sie müssten viel zu viel essen und würden am Ende große Mengen der Dinge ausscheiden, von denen sie weniger brauchen, was nicht effizient ist."
Das Forscherteam fand auch starke Hinweise auf eine konvergente Geschmacksevolution bei Säugetieren, Fischen und Insekten. Jede Gruppe, obwohl sie auf dem Stammbaum weit voneinander entfernt sind, haben alle einen angepassten Geschmack, der die gleichen seltenen Elemente bevorzugt, einschließlich Natrium, Stickstoff und Phosphor.
"Phosphor ist besonders faszinierend, weil dieser kürzlich entdeckte Geschmack am stärksten mit Phosphat verbunden ist, das auch die primäre Form von Phosphor in vielen Nukleinsäuren, ATP, Phospholipiden usw. ist", sagt Brad Taylor, Mitautor der Studie und Professor in der Abteilung für angewandte Ökologie der NC State University. "Phosphat ist die am leichtesten verfügbare Form von Phosphor für die Aufnahme durch Pflanzen und oft das primäre wachstumslimitierende Element in Organismen und Ökosystemen. Die Verbindungen zwischen der elementaren Form, den Geschmacksrezeptoren, den Bedürfnissen der Organismen und dem Ökosystem sind also sehr direkt."
Während der neurobiologische Prozess des Geschmacks ausgiebig erforscht wurde, ist diese Studie die erste, die den Geschmack als evolutionäres Werkzeug für eine optimale Nahrungssuche untersucht. Die Forscher vermuten, dass dies einen neuen Bereich des Denkens darüber eröffnen könnte, wie Geschmack anzeigen kann, wie Tiere ihre Umgebung durch Futtersuche, Nährstoffkreislauf und andere Kernprinzipien der Ökologie beeinflussen.
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