Hvordan en spætte, der fester sig med myrer, mistede smagen for saftens sødme

Mange pattedyr har en sød tand, men fugle mistede deres søde receptor under evolutionen. Selvom kolibrier og sangfugle uafhængigt genbrugte deres velsmagende receptor til at mærke sukker, er det uklart, hvordan andre fugle smager sødt. Nu viser et internationalt hold ledet af forskere fra Max Planck Institute for Biological Intelligence (i foundation), at spætter også genvandt sød smag. Interessant nok vendte wrynecks, specialiserede myreædende spætter, selektivt denne gevinst gennem en simpel og uventet ændring i receptoren. Disse resultater demonstrerer en ny mekanisme for sensorisk reversion og fremhæver, hvordan sensoriske systemer tilpasser sig forskellige arters kostbehov.

Fugle, efterkommere af kødædende dinosaurer, mangler en del af den søde receptor, der findes hos pattedyr. Dette bør efterlade dem ufølsomme over for sukker. Nylige undersøgelser har dog vist, at både kolibrier og sangfugle har genvundet evnen til at fornemme sukker ved at genbruge deres velsmagende receptor til nu at detektere kulhydrater i frugter og nektar. Hvordan andre fugle fornemmer sukkerarter, og i hvilket omfang smagsreceptorresponser sporer fuglenes enorme diætdiversitet, er uklart. For at undersøge dette spørgsmål fokuserede Julia Cramer og Maude Baldwin fra Research Group Evolution of Sensory Systems og kolleger fra andre universiteter på spætter. Selvom den primært er insektædende, indeholder denne gruppe af fugle også flere arter, der inkluderer sukkerrig saft, nektar og frugter i deres kost.

Ved hjælp af adfærdstest af vilde fugle viste Baldwins gruppe, at spætter klart foretrækker sukker og aminosyrer frem for vand. Overraskende nok viste wrynecks - et medlem af spættegruppen, hvis kost næsten udelukkende består af myrer - præferencer for aminosyrer, men ikke sukkerarter. "Vores næste spørgsmål var, om den observerede sukkerpræference afspejles af fuglenes receptorer," opsummerer Baldwin.

Fælles forfader besad sukkerreceptor

Funktionelle analyser af smagsreceptorer bekræftede, at spættereceptorer var følsomme over for sukkerarter, hvorimod rynakkes ikke var det. Interessant nok indikerede forfædres rekonstruktioner, at den fælles forfader til rynke og spætter allerede havde en modificeret velsmagende receptor, der var i stand til at reagere på sukkerarter. "Dette fund afslørede et tredje tilfælde af uafhængig sukker-sansende evolution via modifikation af den velsmagende receptor i fugle," siger Cramer, undersøgelsens første forfatter. "Alligevel, hvad der var endnu mere spændende, var implikationen, at wrynecks efterfølgende mistede receptorens nye funktion."

Cramers omhyggelige dissektion af forskelle mellem wryneck- og spætte-receptorer afslørede uventet, at ændringer i kun en enkelt aminosyre i wryneck-receptoren selektivt deaktiverede sukker-sansning:fuglene beholdt deres evne til at smage krydret, hvilket sandsynligvis er vigtigt for insekt-specialfugle. indtage en proteinrig kost.

Disse resultater sporer en evolutionær historie, hvor en tidlig forstærkning af sukkersansning hos spætter - muligvis opstået i en tidligere forfader og derfor ældre end spætter selv - blev fulgt af dens tilbagevenden, da wryneck-receptoren senere blev ændret. "Vi var meget overraskede over at finde ud af, at denne tilbagevenden er forårsaget af ændringer i kun én enkelt aminosyre, der fungerer som en molekylær omskifter til selektivt at regulere sukkerfølsomheden i rynke," forklarer Cramer. "Uventet er resultatet af denne lille ændring, at rynakke nu igen ikke er i stand til at opdage sukker i deres mad, men har bevaret receptorens evne til at indsamle information om specifikt aminosyreindhold. Det giver meget mening, når det meste af din kost er lavet op af myrer."

Yderligere undersøgelser vil være påkrævet for at beskrive, hvordan specifikke ændringer i smagsreceptorer og i andre fysiologiske og sensoriske systemer er relateret til den rige kostdiversitet på tværs af fugle.

Forskningen blev offentliggjort i Current Biology .