Proč kolibříci milují sladkosti?

Metabolismus je neuvěřitelně rychlý, dokonce i na ptačí standardy. A je pochopitelné proč - stačí se podívat, jak rychle mávají křídly. Pokud změříte srdeční frekvenci kolibříka, ukáže se, že jeho srdce může bít rychlostí 20 úderů za sekundu. Tato fyziologie vyžaduje neustálý přísun paliva, tedy živin, a přestože kolibříci dokážou chytat hmyz, základem jejich stravy je květový nektar bohatý na cukry. Z hlediska výživy jde o skutečně unikátní volbu – žádný z ptáčků nikdy „neovládl“ nektar.

Kolibříci dosáhli dobrých evolučních úspěchů: více než 300 jejich druhů se rozšířilo po Severní a Jižní Americe, od tropických deštných pralesů po vysočiny na svazích And. Aby se však kolibříci rozhodli pro sladký, na sacharidy bohatý a energeticky hustý nektar, museli by umět ochutnat jeho sladkou chuť. A zde leží jedna z největších evolučních a genetických záhad: ptáci nemají receptory sladké chuti.

Je známo, že existuje pouze pět základních chutí: hořká, kyselá, sladká, slaná a chuť umami, neboli, jak se také říká, chuť bílkovinných látek. Každý z nich má svůj vlastní typ receptorů. Například u zvířat vzniká chuť sladkých sacharidů díky receptorovým proteinům T1R2 a T1R3 a proteiny T1R1 a znovu T1R3 „cítí“ chuť umami. Ale když byl v roce 2004 sekvenován kuřecí genom, nenašli žádnou stopu genu T1R2, bez kterého receptor nemůže chutnat sladkosti. Nebyl nalezen ani v jiných ptačích genomech. T1R3 byl, ale sám o sobě, bez partnera T1R2, k vnímání chuti na sladké nestačí. Mimochodem, kočky také necítí sladké, nicméně v jejich genomu je nefunkční „gen sladké chuti“, který kdysi fungoval, ale nyní už ne. Ale ptáci ani tu možnost nemají. A pak vyvstává otázka, jak by se kolibříci mohli zamilovat do sladkostí, když je necítí??

Hádanku se pokusili vyřešit výzkumníci z Harvardu spolu s kolegy z Tokijské univerzity. Rozhodli se přímo otestovat, jak budou proteiny chuťových pohárků ptáků reagovat na konkrétní chuť. Za tímto účelem byly buňky, ve kterých byly syntetizovány receptorové proteiny pro chuť umami (T1R1 a T1R3), ošetřeny různými chuťovými podněty – proteinové geny byly odebrány z kuřat, kolibříků a z nichž se předpokládá, že pocházejí i kolibříci.

Ukázalo se, že receptory kuřat a rorýsů aktivně reagují na chuť umami, neboli chuť bílkovin. Ale u kolibříků tentýž receptor špatně reagoval na chuť bílkovin, ale aktivně reagoval na sacharidy. To znamená, že u kolibříka chuťový pohárek, dalo by se říci, změnil svou specializaci. Zjevně se tak stalo v důsledku mutací – autoři práce experimentálně napočítali 19 mutací, které by mohly kuřecí umami receptor proměnit na sladkou chuť, ale ve skutečnosti jich může být více, a abychom je mohli určit všechny, je nutné podrobně studovat samotné proteiny receptoru kolibříka.

Výsledky nám neříkají jen něco nového o úžasných kolibřících a jejich vývoji. Příběh o tom, jak se chuťový receptor najednou nestal tím, čím se dosud zdál, opět ukazuje na důležitost komplexního studia konkrétního genu – nestačí znát jeho sekvenci a genealogii, je třeba také přímo studovat funkci protein, o kterém je informace obsažena v gen.

Kirill Stasevič
https://www.nkj.en/