È la sostanza psicoattiva più popolare al mondo, consumata da miliardi ogni giorno. Lo adoriamo così tanto, abbiamo inviato una macchina speciale per farlo nello spazio. Ma finora, il caffè ha tenuto diversi segreti per il suo successo. Come ha fatto la pianta a prendere a calci la caffeina? In che modo il fagiolo produce il suo aroma e il suo gusto preziosi? E il caffè può davvero essere buono per te?
Libri correlati
Caffè pazzo: 140 AHA! Momenti di caffè dalla sala conferenze, al caffè, alla cucina
Acquistare
The Coffeeist Manifesto: No More Bad Coffee!
AcquistareOra gli scienziati hanno sequenziato il genoma del caffè Robusta ( Coffea canephora ), che rappresenta circa un terzo degli incredibili 2, 25 miliardi di tazze di joe che beviamo ogni giorno. (Le specie Arabica strettamente correlate riempiono la maggior parte del resto delle tazze del mondo.) Pubblicato oggi sulla rivista Science, un documento che descrive il genoma del caffè confronta anche le sequenze genetiche della pianta con quelle della vite, del pomodoro e della Arabidopsis, un organismo modello comune in biologia vegetale, rivelando alcuni degli adattamenti unici del caffè. Con questo nuovo strumento in mano, ulteriori ricerche potrebbero aiutare a stimolare le risposte a questi enigmi del caffè.
Perché le piante dovrebbero produrre caffeina?
Mentre potremmo desiderare la nostra scossa mattutina, non è ovvio il motivo per cui la pianta del caffè dovrebbe evolvere la caffeina in ambienti naturali. Il coautore dello studio Victor Albert, un biologo dell'evoluzione vegetale dell'Università di Buffalo, afferma che ci sono tre principali teorie per spiegare il fenomeno.
La caffeina può impedire agli erbivori di mangiare le foglie. "La caffeina si accumula in modo estremamente forte nelle foglie", dice Albert. Ci sono stati anche tentativi di fare il tè con le foglie di caffè, ma non ha un sapore simile al caffè dai chicchi. È anche possibile che le piante di caffè usino caffeina per superare i loro vicini. "L'idea è che dopo che le foglie cadono, la caffeina fuoriesce nel terreno, insieme ad altri composti, e inibisce la germinazione dei semi da altre piante in competizione per risorse limitate, luce e spazio", dice. Oppure la caffeina può attirare gli impollinatori dando loro un brusio. “La ricerca pubblicata su Science l'anno scorso suggerisce che la caffeina abitua gli impollinatori. In un certo senso agisce su di loro in un modo simile a quello che fa per noi: continua a farli tornare di più ”, dice Albert.
Mentre la risposta a questo mistero di vecchia data non è nel nuovo studio, ora si può trovare che abbiamo il genoma dettagliato della pianta. "Non mi sorprenderebbe se tutte e tre queste teorie fossero corrette in una certa misura", afferma Albert.
Come si è evoluta la caffeina?
I biologi hanno riflettuto su due percorsi genetici per la produzione di caffeina, afferma Albert. Un'idea è che tutte le piante da fiore avevano i geni per cominciare, e solo pochi hanno iniziato a produrre caffeina sul serio. Oppure, la biosintesi della caffeina si è evoluta più volte attraverso percorsi unici in gruppi di piante lontanamente correlati.
Lo studio del genoma sostiene questo secondo scenario. L'analisi mostra che i geni che producono la caffeina nel caffè sono diversi da quelli che producono il composto nel tè e nel cacao. "Caffè e tè condividevano l'ultima volta un antenato comune forse 100 milioni di anni fa", dice Albert. “Caffè e cioccolato forse 120 milioni di anni fa. Quindi stiamo parlando di piante che sono state separate per molto tempo e che hanno sviluppato indipendentemente la capacità di produrre caffeina. "
Le piante portano versioni degli stessi geni della caffeina, ma piccoli cambiamenti hanno innescato grandi differenze nei loro ruoli biologici. "I geni che codificano per gli enzimi della caffeina nel caffè hanno parenti stretti nel cioccolato, per esempio, ma nel cioccolato quei geni non producono caffeina, ne producono qualcos'altro", afferma Albert. "C'è una grande area di ricerca nella chimica degli enzimi di design, in cui le persone modificano i gruppi di enzimi in piccoli modi affinché possano assumere funzioni completamente nuove", aggiunge. "Questo tipo di chimica di design è stata realizzata per caso da queste piante che producono caffeina in natura."
Uno zibetto mangia le bacche di caffè mature in una piantagione in Indonesia. (Tri Saputro / Demotix / Corbis) Che cosa dà al caffè il suo sapore irresistibile e l'aroma?
L'alto contenuto di caffeina non è l'unico attributo che crea dipendenza dal caffè. Il genoma appena descritto sta anche sbloccando le origini dei gusti e degli odori speciali che fanno sì che le persone tornino di più. "Il nostro studio ha evidenziato i geni che producono composti alcaloidi, che sono noti sapori amari", afferma Albert. “Abbiamo trovato un altro gruppo di enzimi arricchiti che producono composti flavonoidi, che sono un altro elemento gustativo. Abbiamo anche messo in evidenza i geni coinvolti nelle vie degli acidi grassi, quindi abbiamo identificato molti aspetti genetici diversi di aroma e sapore. "
Scoprire esattamente quali geni sono responsabili dei sapori o degli aromi più desiderati può consentire di produrre caffè che offre più di ciò che amiamo attraverso l'allevamento selettivo o l'ingegneria genetica.
Possiamo rendere il caffè più sano?
Alcuni dei molti composti del caffè, come i bevitori si dilettano nello stress, hanno caratteristiche che promuovono la salute umana, come gli antiossidanti che presumibilmente proteggono le cellule dai danni. Recenti lavori suggeriscono persino che la caffeina contenuta nel caffè aiuta le persone a conservare nuovi ricordi. Ma altri componenti del caffè sono meno che sani o addirittura leggermente cancerogeni. (Almeno è un mito che il caffè stenta la tua crescita.)
Tutta questa chimica estremamente complicata può essere illuminata dall'analisi del genoma, che potrebbe fornire la base per strategie di allevamento o manipolazione genetica per massimizzare il bene e minimizzare il danno riscontrato nella birra. "Tutto ciò che è noto sul caffè e di interesse potrebbe essere mirato geneticamente", afferma Albert.
Il caffè può sopravvivere ai cambiamenti climatici?
La pianta coltivata del caffè è nata in Etiopia e l'Africa rimane il centro della diversità del caffè. Oggi la pianta è anche una delle principali colture in contanti in Brasile, Vietnam, Indonesia e Colombia. Ma questa produzione mondiale dipende da varietà con una diversità relativamente bassa, che le rende vulnerabili a minacce come malattie, parassiti e cambiamenti climatici.
Dani Zamir dell'Università Ebraica di Gerusalemme spera che il genoma possa essere utilizzato per potenziare l'allevamento del caffè e mantenere fiorente il popolare raccolto. "La chiave per garantire che il caffè possa sopravvivere come una coltura economica sta nella variazione genetica riscontrata nelle specie africane", ha scritto Zamir in un articolo prospettico che accompagna lo studio. Rispetto a molte piante, il caffè ha geni molto specifici di resistenza ai patogeni, mostra il genoma, forse rivelando un obiettivo tattico per la lotta dell'agricoltura per mantenere colture sane.
Ma recenti sondaggi in Etiopia hanno scoperto quello che Zamir ha definito "un tasso allarmante di erosione genetica del pool genetico a causa della deforestazione unita a sforzi di conservazione inadeguati". Ha chiesto l'uso del genoma appena sequenziato come strumento per monitorare e mitigare queste minacce spronando progetti di riproduzione genomica assistita nei paesi esportatori di caffè, garantendo così un futuro che includa chicchi di alta qualità per la routine quotidiana del mondo.
