В процеса на еволюция колибритата объркаха нектара с месото
Хранещите се с нектар колибри очевидно предпочитат сладки храни, въпреки че на теория не би трябвало. По правило птиците нямат рецептори, отговорни за възприемането на сладкия вкус, така че не са привлечени от него.
Малките свръхбързи птици са коренно различни от своите събратя и предпочитат напитката на боговете. Колибритата са постоянно гладни. Техният метаболизъм е хиперактивен, сърцата им могат да бият 20 пъти в секунда и често трябва да ядат много повече от телесното си тегло, за да останат живи.
Случва се тези птици случайно да ядат насекоми, но основният им източник на храна е нектарът на цветята, което е доста нетипично за повечето птици.
Ново проучване на експерти от Харвардския университет показа, че в даден момент от еволюцията на колибритата техният вкусов рецептор умами (вкус на месо) се е променил, превръщайки се в рецептор за сладък вкус.
Колибритата заемат отделна екологична ниша. Малките птици се срещат в цяла Северна и Южна Америка, от високите пасища на Андите до тропическите гори, и са много разнообразни. Общо семейството включва повече от 300 вида, а тяхната независима еволюция има 42 милиона години. Толкова време е минало, откакто еволюционният път на сладкоядната птица се е отклонил от най-близкия насекомояден роднина.
Учените отдавна са озадачени от факта, че колибритата изглежда предпочитат сладка диета, без да имат рецептори за този вкус.
Колибри, което се храни с нектар от цветя на мимоза (снимка от George Grall, National Geographic Creative).
Повечето бозайници възприемат растителните захари чрез работата на два протеина: T1R2 и T1R3. Вкусовият рецептор, който разпознава умами (месо, гъби), се състои от протеини T1R1 и T1R3.
Въпреки това следСлед като изследователите секвенираха генома на пилето през 2004 г., се оказа, че на птицата просто липсва генът, който кодира T1R2, един от най-важните компоненти на рецептора. Същият модел е открит в геномите на други птици. Тоест всъщност те просто не усещат сладкия вкус.
Когато учените дешифрираха геномите на котки, лъвове, тигри и гепарди, тоест истински хищници, които също не вкусват сладко, те откриха псевдоген в тялото на тези видове (нефункциониращ ген, който е загубил способността си да кодира протеини). Той е отговорен за възприемането на сладкия вкус от рецепторите. Но в птичия геном не е имало дори такъв псевдоген.
За да разберат защо колибритата предпочитат нектара, докторантът по еволюционна биология Мод Болдуин и нейните колеги клонираха вкусовите рецепторни гени T1R1, T1R2 и T1R3 от всеядни кокошки, насекомоядни бързолети и колибри. След това изследователите тестваха как вкусовите рецепторни протеини, произведени от тези гени, реагират на различни аромати в епруветки.
Рецепторите на пилетата и бързолетите показаха ясен отговор на аминокиселините, отговорни за вкуса на умами. Рецепторите на колибрито от своя страна почти не бяха стимулирани от вкуса на умами, но реагираха на сладкия вкус на въглехидратите.
За да намерят молекулярната основа за тази разлика, Болдуин и нейният екип създадоха хибриди на вкусовите пъпки, използвайки различни части от рецептори на колибри и пиле. Оказа се, че чрез мутиране на рецептора на пилето на 19 различни места, то може да бъде накарано да реагира на сладкиши. Изследователите обаче подозират, че има няколко други мутации, които са допринесли за промените във възприемането на вкуса при колибри.
По-нататъшни изследвания показаха кога е могла да настъпи тази промяна по време наеволюция, както при колибри, така и при други птици, които ядат сладки храни (например при авлигата, която обича горски плодове, или при медоносните птици). Все още не е ясно защо птиците са загубили рецепторите си за сладък вкус. Но най-вероятно това се е случило поради факта, че сладките храни са изчезнали от диетата им.
„Птиците са потомци на месоядни динозаври, така че е възможно този ген да е бил изгубен рано“, каза Болдуин. „Промененият вкусов рецептор обаче не е единственият удивителен аспект от биологията на колибрито. Има много поведенчески и физиологични промени, които са направили колибритата да се открояват от масовите птици, като малък размер на тялото и промени във формата на крилата, които им позволяват да се реят различно от другите колибри."