Scienze 23 Febbraio 2021 Riccardo Oldani

I lieviti della birra? Arrivano dal vino e dal sake

Utilizzati in Europa a partire dal XV secolo, i lieviti della birra a bassa e ad alta fermentazione hanno tratti genetici in comune con quelli utilizzati per la produzione del vino e con quelli usati per il sake. Lo hanno scoperto studiosi dell’Università di Rochester, negli Usa. Un incontro che forse è avvenuto lungo la Via della Seta.

Il mondo dei lieviti è estremamente complesso e affascinante. Racconta anche una storia di tradizioni e di pratiche che si sono consolidate a livello empirico nei secoli, prima ancora che l’uomo avesse conoscenza dell’esistenza dei microrganismi. Ora però la scienza può aiutare a ricostruire questa storia a ritroso e a scoprire cose inaspettate. È quanto per esempio ha fatto un team di studiosi dell’Università di Rochester, negli Stati Uniti, coordinato dal biologo Justin C. Fay.

Una storia antica

Analizzando il Dna dei vari ceppi del lievito Saccharomyces cerevisiae usati per la panificazione e per la produzione di vino e di birra i ricercatori sono riusciti a ricostruire una storia intricata e appassionante, che parla di relazioni tra i vari popoli del mondo avvenuti in tempi antichi. L’indagine è partita dai lieviti utilizzati per le birre. Quelle ad alta fermentazione, le ale, sono ottenute anch’esse da un ceppo di Saccharomyces cerevisiae. Le lager invece, a bassa fermentazione, sono prodotte con Saccharomyces pastorianus, un ibrido tra S. cerevisiae e un’altra specie, S. eubayanus, il cui utilizzo in Europa è datato a partire dal XV secolo.

Ibridi e genoma

Attraverso un’analisi genetica condotta su parti di genoma di questi lieviti, gli studiosi statunitensi sono arrivati alla conclusione che la loro origine si deve all’incrocio di ceppi anticamente utilizzati per produrre il vino in Europa e il sake, o vino di riso, in Estremo Oriente. Le origini della birra, insomma, sarebbero legate agli antichi commerci tra Oriente e Occidente legati alla Via della Seta, così come è avvenuto anche per la diffusione di specie vegetali e animali domesticate. Le loro conclusioni sono riportate in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica open access “Plos Biology” (https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000147).

Un ricco corredo genetico

Per arrivare a questa conclusione gli studiosi si sono basati su una caratteristica peculiare dei lieviti di birra, quella di essere poliploidi, cioè di possedere un numero di cromosomi più elevato del normale, tale da contenere più di due copie del genoma. Questa caratteristica garantisce una forte stabilità genetica della specie o della varietà e le consente di restare isolata da altre popolazioni. Nel caso dei lieviti la cosa è interessante, perché oggi non possediamo più i ceppi usati nell’antichità, ma il genoma di quelli usati adesso può dirci molto della loro storia.

L’antenato misterioso

I ricercatori hanno quindi confrontato ceppi di lieviti utilizzati per produrre birre ale e lager con campioni di altri lieviti utilizzati nel mondo e hanno riscontrato nei genomi tratti condivisi anche con ceppi usati per la produzione del vino e del sake. Sono anche stati individuati tratti di genoma appartenenti a un antenato sconosciuto, un ceppo misterioso di cui si sono perse le tracce oppure che si è estinto, ma che in passato era utilizzato sicuramente per produzioni alimentari.

Incontro sulla Via della Seta

Ora, concludono i ricercatori, i lieviti della birra possono essersi originati soltanto in un luogo in cui quelli usati in Europa per la vinificazione sono venuti a contatto con quelli utilizzati per la produzione del sake. Ciò può essere avvenuto, prima del XV secolo, lungo la Via della Seta e attesta ancora di più l’importanza di questo prezioso canale di comunicazione tra Oriente e Occidente. Lungo questa direttrice, evidentemente, sono avvenuti scambi commerciali e culturali fondamentali per l’umanità. Tra questi non soltanto lo scambio di lieviti ma anche delle tecniche per utilizzarli.

Incroci di popolazioni di lieviti secondo gli studi genetici condotti dal gruppo dell’Università di Rochester sui lieviti delle birre ale e lager

Evoluzione in laboratorio

Partendo da questo studio, pubblicato nel 2019, Fay e il suo gruppo hanno proseguito le loro indagini sui lieviti, soprattutto per capirne l’evoluzione. In una ricerca più recente, dello scorso ottobre il team ha proposto un metodo per testare la vitalità di ceppi di Saccharomyces cerevisiae sottoposti a esperimenti di evoluzione sperimentale, cioè posti in condizioni di laboratorio tali da simulare situazioni limite e costringerli così ad adattamenti evolutivi. In 25 giorni i ricercatori hanno sottoposto 76 popolazioni di lieviti a un esperimento evolutivo che ha riguardato ben 250 generazioni successive.

Sviluppi futuri

Ora Fay sta mettendo a punto marcatori per individuare e verificare le mutazioni genetiche indotte nei lieviti dalle pressioni evolutive. Con strumenti di questo tipo sarebbe anche possibile, in futuro, ripercorre a ritroso la storia che ha portato, per esempio, allo sviluppo dei lieviti di birra dall’incontro tra quelli del vino e del sake. E trovare in laboratorio una conferma sperimentale alle ipotesi avanzate con l’analisi genetica.

Foto di apertura di E. Rodriguez da Pixbay