Därför gillar de flesta hackspettar sött – men inte göktytorna

Fåglar, som är ättlingar till de köttätande dinosaurierna, saknar en del av däggdjurens sockerreceptor. Detta bör göra dem okänsliga för sockerarter. Nya studier har dock visat att både kolibrier och sångfåglar har återfått förmågan att känna av socker genom att smakceller (receptorer) för den femte grundsmaken, umami, har förändrats så att de även reagerar på kolhydrater i frukt och nektar.

Hur andra fåglar känner av socker, och i vilken utsträckning deras smakreceptorer speglar den enorma mångfalden av dieter i fågelvärlden, är dock oklart. För att undersöka denna fråga valde forskargruppen att fokusera på familjen hackspettar. Även om hackspettar i första hand är insektsätare, innehåller familjen också flera arter som även livnär sig på sockerrik sav, nektar och frukt.

Smaksinnet anpassar sig till kostbehovet

Genom att studera beteenden hos vilda fåglar kunde forskarna visa att hackspettar helt klart föredrar socker och aminosyror (som proteiner är uppbyggda av) framför rent vatten. Överraskande nog visade det sig att göktytor – en medlem av hackspettfamiljen som nästan uteslutande lever av myror – hade smak för aminosyror, men inte för sockerarter.

Fyndet belyser hur smaksinnet anpassar sig till olika arters kostbehov.

– Vår nästa fråga var om det gensvar på socker vi såg speglas av fåglarnas smakreceptorer, säger Maude Baldwin, forskare på Max Planck Institute for Ornithology i Tyskland.

Smakceller har förändrats

Analyser av smakreceptorer bekräftade att hackspettarnas receptorer är känsliga för sockerarter, medan göktytornas inte är det. Intressant nog tyder en rekonstruktion av hackspettfamiljens evolutionshistoria på att den gemensamma förfadern till göktytor och hackspettar redan hade en modifierad smakreceptor som kände av sockerarter.

– Denna upptäckt avslöjade alltså ett tredje oberoende fall där umamireceptorn hos fåglar har modifierats så att den också ger utslag för socker, säger Julia Cramer, forskare på Max Planck Institute for Ornithology i Tyskland.

Men ännu mer spännande var slutsatsen att receptorns nya funktion därefter har gått förlorad hos göktytor.

Föredrar smaken umami

Julia Cramers minutiösa studier av skillnader mellan göktyte- och hackspettsreceptorer avslöjade oväntat att förändringar i en enda aminosyra i göktytans receptor blockerade sockeravkänningen: fåglarna behöll sin förmåga att smaka umami, vilket troligen är viktigt för insektsspecialister som äter en proteinrik kost.

Resultaten spårar en evolutionär historia där en tidigt förvärvad förmåga att känna sötma hos hackspettar – möjligen uppkommen hos en tidig förfader och därför äldre än hackspettarna själva – följdes av en återgång när göktyte-receptorn senare förändrades.

Förändring i en aminosyra

– Vi blev mycket förvånade över att denna återgång orsakas av förändringar i en enda aminosyra, som fungerar som en molekylär omkopplare för selektiv reglering av sockerkänslighet hos göktytor, förklarar Cramer. Det oväntade resultatet av denna lilla förändring är att göktytor återigen saknar förmåga att upptäcka socker i maten, men har behållit receptorns förmåga att samla information om innehållet av aminosyror. Detta är mycket vettigt när det mesta av din kost består av myror.

SLU:s representant i gruppen är Max Cardinale, vars forskning framför allt handlar om analyser av marina fiskbestånd. Han är dock även engagerad i forskning om fågelmigration och är sedan 2002 föreståndare för Bird Migration Research Centre på ön Ponza i Italien.

– En del av hackspettsstudien genomfördes på Ponza, eftersom det är en av de få platserna i Europa där man kan fånga många göktytor på kort tid, vilket var en av nycklarna till experimentets framgång, säger Max Cardinale.

Det kommer att krävas ytterligare studier för att beskriva hur förändringar i smakreceptorer, och i andra fysiologiska och sensoriska system, är kopplade till fågelvärldens stora mångfald av födospecialicering.

Vetenskaplig artikel:

A single residue confers selective loss of sugar sensing in wrynecks. Current Biology.

Kontakt:

Max Cardinale, forskare. Institutionen för akvatiska resurser, Sveriges lantbruksuniversitet, massimiliano.cardinale@slu.se