הגן שמאפשר את הבישול מייצג גם תיאוריה אבולוציונית חשובה.
כפי שכל מבשל יאמר לכם, השמרים המשמשים להכנת בירה נוטים להצטבר במהלך התסיסה. עם זאת, למרות אלפי שנות בישול ועשרות שנים של מחקר גנטי על שמרים, איש לא הצליח להסביר למה שמרים דבוקים זה לזה. כעת, לא רק שהתגלה הגן שמאחורי הגיבוש, אלא שהגן הזה מציע גם עניין מעניין תראה איך החיים הפכו לרב-תאיים, ומספקים דוגמה חדשה לאבולוציה חשובה תֵאוֹרִיָה.
צוות מדענים מאוניברסיטת הרווארד דיווח בשבוע שעבר שהם בודדו את הגן היחיד שמאפשר לשמרים להיצמד זה לזה. הגן הזה מאפשר לתאי השמרים הבודדים בדרך כלל להגן על עצמם מפני רעלים בסביבתם על ידי התאחדות בכדורי הגנה. מאחר שאחד מאותם רעלנים הוא האתנול שהשמרים עצמם מייצרים, קיבוץ זה מאפשר לשמרים לשרוד בסביבה העשירה באלכוהול הנובעת מחליטה.
יתרה מכך, לגן יש מערכת ערכים חברתית מובנית המונעת מתאי שמרים ללא הגן לנצל את תחום ההגנה של להקת השמרים. מנגנון הבקרה החברתי הזה הוא דוגמה לאופן שבו תאים בודדים יכולים לווסת תפקוד ביחידות גדולות יותר.
"זה כן מראה שכאשר אלה מתקבצים יחד, הם עושים דברים שהם לא יכולים לעשות כתאים בודדים", אמר קווין ורסטרפן, המדען הראשי במחקר. "אתה יכול להסתכל על זה כמודל של איך אורגניזמים חד-תאיים יכולים לשתף פעולה, לעשות צעד קטן לעבר חיים רב-תאיים."
הגן, הנקרא FLO1, מייצר חלבון דמוי סקוטש בצד החיצוני של תאי השמרים. כאשר תא שמרים נתקל בתא אחר עם אותו גן, הם נדבקים זה לזה. ייצור החלבון עולה אנרגיה, ולכן התאים עם הגן משלמים מחיר כדי לקצור את התועלת מההגנה. עם זאת, כמה תאי שמרים עם FLO1 מנסים לקבל את התועלת מבלי לשלם את העלות. כאשר הכדורים נוצרים לראשונה, תאים ללא FLO1 רבים מהווים 30 אחוזים מלהקת השמרים.
עם הזמן, תאי השמרים עם FLO1 מנככים את המטענים החופשיים, ודוחפים אותם לחלק החיצוני של הכדור. בתהליך זה, תאי הטעינה החופשית לא רק שאינם מקבלים את היתרון של הימצאות בכדור השמרים, אלא הם משלמים עלות בכך שהם פועלים כקו ההגנה הראשון של להקת השמרים. "במקום רמאים, הם הופכים לפראיירים", אמר ורסטרפן.
FLO1 מספק גם את הדוגמה המובהקת ביותר לתיאוריה האבולוציונית המכונה בחירת קרובי משפחה. בחירת משפחה אומרת שאורגניזמים יסתור את הברירה הטבעית על ידי הפחתת הסיכויים שלהם מתרבים על ידי סיוע לקרובים שלהם כי הם חולקים גנים, והגנים הם אלה, לא הפרטים לְשַׁחְזֵר. בהיותו משותף לשמרים והן מקור שיתוף הפעולה שלהם, FLO1 מייצג את הגרסה המופחתת ביותר האפשרית של בחירת קרובי משפחה.
עבור ורסטרפן, שקיבל את הדוקטורט שלו בביולוגיה מהמרכז להמלחה ולחליטה באוניברסיטת בלגיה, זו רק עוד דוגמה לכמה יש למדע הבירה להציע למדע ביולוגיה.