Котики люблять рибу. За підрахунками, близько 6% виловленої риби, переважно морської, використовується для виготовлення котячої їжі. І це може видатися трохи дивним, зважаючи на те, що приручення цих тварин відбулося на території Близького Сходу. Усі сучасні кішки, кількість яких оцінюється в 600 млн., є нащадками тих диких близькосхідних пустельних кішок. Що ж приваблює їх у рибі? Дослідники виявили, що розгадка у особливостях котячої смакової чутливості.

За смак у нас відповідають рецептори, розташовані на язику. Виділяють п’ять базових смаків: солодкий, кислий, солоний, гіркий та юмамі. Останній, незважаючи на те, що його описали ще у 1908 році, лише нещодавно потрапив до підручників.

Те, що ми зазвичай називаємо смаком їжі, радше є її ароматом та обумовлене активацією нюхової сенсорної системи. Проте, власне смак є також важливим, адже дозволяє швидко оцінити біологічну придатність того, що в нас у роті. Солодкий смак мають висококалорійні сполуки, головним чином цукри. Юмамі або м’ясний смак повідомляє про наявність у їжі іншого важливого компонента – білків. Гіркий смак мають різноманітні небезпечні та отруйні сполуки, і такої їжі потрібно уникати. Чистий смак солі обумовлений наявністю іонів Na⁺ і Cl^–, які мають важливе значення для забезпечення водно-сольового балансу. Помірна кислотність додає пікантності, а надмірна може бути ушкоджуючою.

Звісно, що особливості сприйняття тих чи інших речовин повинні певним чином залежати від того, що тварини їдять в природних умовах. Ми краще знаємо, як працює смак людини, яка є всеїдною. Коти ж є переважно м’ясоїдними, і цей факт обумовлює ряд фізіологічних відмін їхньої смакової системи.

Безпосередньо сприйняття смакових речовин забезпечують смакові рецептори – білкові структури, розташовані у мембранах смакових чутливих клітин, що входять до складу смакових бруньок язика.

Солодке, гірке та юмамі розпізнаються молекулами, які називаються TAS (taste receptors). Їх поділяють на два типи (T1R/T2R), з яких перший відповідає за солодке і юмамі, а другий – за гірке. Існують три підтипи T1R (T1R1, T1R2, T1R3), і вони працюють парами. Комплекси T1R2+T1R3 та T1R3+T1R3 реагують на солодкі речовини, а м’ясний смак ідентифікується парою T1R1+T1R3. Саме останній є головним у смаковій системі котів.

Цікаво, шо кішки майже не реагують на солодке, і це обумовлене “вимкненням” гену T1R2 (він став псевдогеном). Певно, для тварин, що живляться м’ясом, ця здатність не настільки важлива, як для мавпочок, які мають вміти розрізняти стиглі калорійні фрукти від “зелених”.

Також у котів виявилася меншою, порівняно із людьми, кількість рецепторів до гіркого. Оскільки потенційно небезпечними можуть бути речовини найрізноманітнішої хімічної природи, рецепторів T2R набагато більше, ніж T1R: у різних тварин описано 64 гени (T2R1-T2R64). У нас з вами їх 43, з яких п’ять є неробочими. У котів, за різними джерелами, їх від 7 до 12. Певно, пояснення цьому також криється в їхній дієті. В м’ясі тварин набагато менше потенційно небезпечних сполук, порівняно із рослинами. А для детекції того, що м’ясо зіпсувалося, достатньо нюху, не обов’язково пробувати на смак. Та й коти зазвичай не живляться падлом.

Система юмамі в котів також не така, як у нас. Зокрема, у них відповідні рецептори найкраще активуються не амінокислотами (хімічними компонентами білків), а нуклеотидами (компонентами РНК/ДНК). Найактивнішими такими сполуками виявилися інозинмонофосфат (проміжна сполука синтезу нуклеотидів) та гуанозинмонофосфат (літера Г з генетичного коду). При цьому амінокослоти самі по собі майже не активували юмамі рецептори, але посилювали їхню активацію при дії нуклеотидів.

Поведінкові тести показали, що мікс зазначених сполук має найбільшу привабливість для кішок. Цікаво, що чутливість до амінокислот у котів також інша. У нас з вами відчуття м’ясного смаку можна викликати глутаматом натрію – сіллю глутамінової кислоти, що є однією з поширених амінокислот (і через ці свої властивості широко використовується як підсилювач смаку). Натомість, коти не реагують ані на глутамат, ані на споріднений аспартат, їм подобаються інші амінокислоти – а найбільше гістидин.

Тож, чому риба? Виявилося, що концентрація інозинмонофосфату та гістидину в м’ясі, зокрема, тунця у десятки разів перевищує таку в м’язах більш природної котячої їжі – щурів. А вільного гістидину в свинині, яловичині, індичці чи кур’ячому філе взагалі не було виявлено.

Отже, смакова система котів заточена під сприйняття головних компонентів м’яса – нуклеотидів та амінокислот.

Цікаво, що описана у котів втрата рецептору до солодкого T1R2 відбулася і в іншій групі тварин – у птахів. Їхніми еволюційними предками були динозаврові рептилії, що переважно м’ясоїдні. Певно, як і у котів, сприйняття солодкого не було надто важливим. Проте, по мірі поширення та захоплення нових екологічних ніш, птахи стали їсти різноманітнішу їжу, зокрема, ягоди та нектар квіток. Тож, солодке відчувати потрібно, але необхідний для цього ген вже втрачено. Що ж робити?

В таких ситуаціях еволюція часто використовує наявні гени/білки, адаптуючи їхню будову під нові задачі. Так і відбулося у колібрі – відомих нектароїдних птахів.

Структура їхнього “юмамі-гена” T1R1 змінилася так, що комплекс T1R1+T1R3, який в нас сприймає юмамі, у цих птахів реагує на солодке. Причому, таке відбулося не один раз. Дослідники виявили подібну (але незалежну) зміну спеціалізації смакових рецепторів в співочих птахів. Ця група охоплює десь половину птахів планети, які живляться різноманітною їжею. До речі, ми раніше розповідали, скільки всього птахів на Землі, та які є найпоширенішими (спойлер, лідером є звичайний горобець). Автори дослідження припускають, що відновлення чутливості до солодкого дозволило деяким видам використовувати сезонну рослинну їжу, наприклад комахоїдним підживлюватися висококалорійним нектаром. А така харчова універсальність, безперечно, є запорукою здатності до виживання та еволюційного успіху.

Ну а фактором успіху котів, певно, є їхня вироблена в еволюції мімімішність, що змушує людей ділитися виловленим з океану тунцем та іншими м’ясними смаколиками.

До речі, в нас є багато про котів. Зокрема, про генетичні загадки еволюції забарвлення їхнього хутра.

Джерело: McGrane, S. J., Gibbs, M., Hernangomez de Alvaro, C., Dunlop, N., Winnig, M., Klebansky, B., & Waller, D. (2023). Umami taste perception and preferences of the domestic cat (Felis catus), an obligate carnivore. Chemical senses, bjad026. Advance online publication. https://doi.org/10.1093/chemse/bjad026
Головне зображення: Автор: Serena – originally posted to Flickr as Friday’s fish, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4223728