ปลวกที่ฉูดฉาดที่สุดคือ African Macrotermesซึ่งเป็นช่างก่อ

ชาวนาเหนือพื้นดินสร้างกองโคลนแข็งสีส้มแดงสูงหลายเมตรและขรุขระเหมือนเทือกเขาแอลป์ ภูเขาขนาดเล็กเป็นรูพรุน สามารถระบายอากาศและจัดการอุณหภูมิของเชื้อราในถ้ำได้ ฟาร์มเลี้ยงลูกของราชาและราชินีที่เกินขนาด ซึ่งในหนึ่งสายพันธุ์มีรายงานว่าจะผลิตไข่ได้ประมาณ 20,000 ฟองต่อวัน เกษตรกร ผู้ปลูกแมลงรายใหญ่ที่มีชื่อเสียงที่สุดได้คิดค้นแคนซัสของตนเอง

มดเลี้ยงเชื้อราเริ่มต้นอย่างสุภาพในการเกษตรเมื่อ 60 ล้านปีก่อน แต่เมื่อประมาณ 15 ล้านปีก่อน มดตัดใบ อัตตะและญาติสนิทบางกลุ่มก็เติบโตขึ้น ทุกวันนี้ แต่ละรังเติบโตเป็นเชื้อราสายพันธุ์เดียวในระดับอุตสาหกรรม ฟาร์มเป็นพืชเชิงเดี่ยวที่กว้างใหญ่ เป็นพืชผลเดียวที่น่าแปลกใจ เช่น ทุ่งข้าวสาลีที่แผ่กว้างออกไปสู่ขอบฟ้า

รัง Attaหนึ่ง รังใหญ่พอที่จะเลี้ยงผู้อยู่อาศัยได้ 7 ล้านคน ลองนึกภาพชิคาโกที่มีผู้คนมากกว่าสองเท่า ทั้งหมดปลูกอาหารในเขตเมือง และเมืองมดยังคงมีผู้อยู่อาศัยและอาหารเพิ่มขึ้น แน่นอนว่าพลเมืองของชิคาโกสองคนนี้ใช้เวลารับประทานอาหารตลอดชีวิตเป็นส่วนใหญ่

เครื่องตัดใบ อัตตา เป็นมดที่เดินผ่านสารคดีธรรมชาติมากมาย ไม่มีอะไรบ่งบอกว่าป่าเขตร้อนเหมือนกับนัก ล่าสัตว์ Atta ตัวเล็ก ๆ ที่ แคระแกร็นเพียงไม่กี่วินาทีภายใต้เศษใบไม้ขนาดใหญ่ของเธอ คนขนใบไม้เหล่านั้นได้ใกล้ชิดกับภาพยนตร์แอนิเมชั่นเรื่องLion King ปี 1994 ด้วยซ้ำ ไม่เป็นไรหรอกว่าจะไม่มีใบมีดในชีวิตจริงในแอฟริกา

อย่างไรก็ตาม มด Attaบาง ตัวอาศัยอยู่ทางตอนใต้ของสหรัฐอเมริกา ดังนั้น เมื่อฉันไปเที่ยวออสตินในเดือนมกราคม อุลริช มูลเลอร์ นักวิจัยที่ใช้เวลาหลายสิบปีในการศึกษาเกษตรกรผู้ปลูกเชื้อราที่มหาวิทยาลัยเท็กซัส เสนอให้นำการสำรวจขนาดเล็กเพื่อค้นหาเครื่องตัดใบในท้องถิ่น

ฉันเห็นAtta texana แวบแรก ประมาณ 10 ขั้นในอาคารวิจัยหลักของ Brackenridge Field Laboratory บนผนังแขวนเครื่องช่วยสอนซีทรูที่คล้ายกับวังหนูแฮมสเตอร์สองชั้นที่มีมดตัวเล็ก ๆ เคลื่อนไหวอยู่ที่นี่และที่นั่น ในกล่องพลาสติกใสกล่องหนึ่งที่เชื่อมต่อกันด้วยท่อทางเดินวางสิ่งที่ดูเหมือนฟองน้ำอาบน้ำสีเทาเก่าๆ ที่ควรทิ้งจริงๆ เมื่อดูใกล้ ๆ ดูเหมือนต่างดาวมากขึ้น: ผิดปกติ มีรูเล็กๆ โดยมีโซนสีน้ำตาลเข้มเป็นแอ่งน้ำค่อยๆ จางลงจนถึงสิ่งที่ใกล้เคียงกับเนื้อสีซีด

กองเชื้อรานี้เป็นสาเหตุที่คนขนใบไม้ทั้งหมดบรรทุกตัวอย่างสีเขียวของพวกเขาเป็นแถวยาวบนทางหลวงมด มดไม่กินต้นไม้เขียวขจี พวกเขาเซ่อมันซึ่งเป็นการปรับสภาพที่กระตุ้นเอนไซม์ย่อยอาหารของเชื้อรา จากนั้นมดจะวางกระดาษแผ่นเล็กๆ ไว้บนกองเชื้อราเพื่อรออาหารกลางวันเติบโต

“นี่คือท้องของพวกเขา” มูลเลอร์กล่าว กองเชื้อราย่อยความเขียวขจีที่มดไม่สามารถทำได้ การให้อาหารรังมดที่เต็มไปด้วยเชื้อราต้องใช้พื้นที่สีเขียวมากจน รังมด Atta ในอเมริกาใต้ กลายเป็นหนึ่งในผู้กินพืชรายใหญ่ในละแวกนั้น

สำหรับมนุษย์ กระเพาะของเชื้อราที่กินหญ้าขนาดใหญ่นี้ดูเหมือนกันเกินไปสำหรับมดเอง รังแต่ละรังเติบโตเพียงหนึ่งโคลนของเชื้อรา Mueller ผู้ซึ่งขุดบิต สุ่มตัวอย่าง เปรียบเทียบ และสุ่มตัวอย่างในช่วงหลายปีที่ผ่านมากล่าว ฟาร์มมนุษย์ที่ปลูกพืชได้เพียงหนึ่งหรือสองพันธุ์เท่านั้นที่เชิญชวนให้เกิดภัยพิบัติ หากศัตรูพืชหรือโรคสามารถทำลายการป้องกันของพันธุ์ไม่กี่ชนิดเหล่านั้น พืชผลทั้งหมดจะหายไป คิดว่าความอดอยากมันฝรั่งไอริช

อย่างไรก็ตาม มดชนิดนี้ได้ปลูกพืชเชิงเดี่ยวมาเป็นเวลาหลายล้านปี บางคนถึงกับใช้ยาฆ่าแมลงเพื่อต่อสู้กับศัตรูพืช กวาดเชื้อราที่บุกรุกด้วยสารพิษที่หลั่งจาก แบคทีเรีย Pseudonocardiaซึ่งเจริญเติบโตในกระเป๋าหรือรอยพับเฉพาะของมด มนุษย์ต่อสู้กับศัตรูพืชที่พัฒนาความต้านทาน ตัวอย่างเช่น ด้วงมันฝรั่งโคโลราโดบางตัวได้พัฒนาความต้านทานต่อส่วนผสมของยาฆ่าแมลง 56 ชนิด มดจะรักษาพืชผลของมันได้อย่างไร?

ประการหนึ่ง มดจับตาดูพืชผลของมันอย่างใกล้ชิด จับและรักษาปัญหาตั้งแต่เนิ่นๆ Mueller ประมาณการว่ามดชาวนาส่งเชื้อราแต่ละชิ้นในสวนวันละหลายครั้ง มนุษย์เรียกการตรวจสอบพืชผลแบบจุลภาคว่า “การเกษตรที่แม่นยำ” และเห็นคุณค่าของมันสำหรับฟาร์มมนุษย์ด้วย

นอกจากนี้ มดอาจนำหน้ามนุษย์ในการส่งเสริมไมโครไบโอมที่เป็นประโยชน์ วิธีที่มดปลูกถ่ายชิ้นส่วนของสวนเพื่อเริ่มต้นแพทช์ใหม่อาจเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมดกับการเกษตรของมนุษย์ Mueller กล่าว มนุษย์ปลูกเพียงแค่เมล็ดหรือกิ่ง แต่เมื่อมดต้องการกำจัดเชื้อราไปยังจุดใหม่ พวกมันจะดึงชิ้นส่วนของทั้งสวนออกมาและเคลื่อนย้ายไป — เชื้อราและจุลินทรีย์พันล้านชนิดใดก็ตามที่เข้าไปพัวพัน

มดกำลังจำลองชุมชนจุลินทรีย์ทั้งหมด Mueller กล่าว เกษตรกรผู้เลี้ยงมดไม่จำเป็นต้องรู้จุลชีววิทยาหรืออะไรทั้งสิ้น ยกเว้นแต่ว่ากลุ่มเชื้อราจะมีรสชาติที่ดีต่อสุขภาพ ด้วยวิธีนี้กลุ่มจุลินทรีย์จะถูกส่งต่อซึ่งเข้ากันได้กับพืชผลและเป็นส่วนผสมที่ดีในการต่อต้านภัยคุกคามในปัจจุบัน “มดค้นพบเมื่อ 60 ล้านปีก่อน … ว่าจุลินทรีย์คั่นระหว่างหน้ามีความสำคัญเพียงใด” มูลเลอร์กล่าว

แม้ว่า มด Attaอาจจัดการไมโครไบโอมของลำไส้ภายนอกได้อย่างน่าชื่นชม แต่วิธีการเลี้ยงมดอื่นๆ บางอย่างก็ดูสิ้นเปลือง

เชื้อราที่อัตตาและญาติสนิทบางส่วนเติบโตเนื่องจากพืชผลเพียงชนิดเดียวของพวกมันไม่ได้มีประสิทธิภาพสูงสุดในการทำลายสารประกอบในใบ “มันต้องใช้สิ่งที่ย่อยง่าย” มูลเลอร์กล่าว ในทางกลับกัน เมื่อมดกินเชื้อรานี้ พวกมันจะปฏิบัติต่อมันเหมือนต้นแอปเปิ้ลมากกว่าเหมือนกล่องใส่ผักสลัด มดกัดกินอาหารอันอวบอ้วนที่เรียกว่า gongylidia ซึ่งอ้วนขึ้นที่ปลายเส้นของเชื้อราชนิดนี้ เชื้อราที่เหลือจำนวนมากสูญเปล่า

ดูเหมือนจะมีตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากกว่า มดสายพันธุ์หนึ่งที่พบใน Brackenridge Field Lab ใน สกุล Cyphomyrmexมีแนวโน้มว่าจะมียีสต์สีเหลืองอ่อนถึงสีเหลืองอำพันที่มดกินเหมือนองุ่น โดยไม่มีเมล็ดแม้แต่จะถ่มน้ำลายลงถังขยะ อีกทั้งเกษตรกรเหล่านี้ไม่ต้องตัดใบสดเพื่อเลี้ยงในฟาร์ม ในทางกลับกัน มดจะผสมพันธุ์โดยนำของเสียที่มีอยู่เข้ามา: มูลของหนอนผีเสื้อ

ความ พยายามของมด Attaในการรวบรวมความเขียวขจีนั้นดูไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบ เพื่ออธิบายกระบวนการอย่างใกล้ชิด Mueller และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Tristan Kubik ได้นำฉันออกจากห้องแล็บเข้าไปในป่า Brackenridge บ่ายเดือนมกราคมที่อากาศปลอดโปร่งและโปร่งสบายนี้น่าจะเหมาะสำหรับมดลากใบไม้

เพื่อตามหาคนหาอาหาร คูบิกผู้หลงใหลในแมลงรุ่นที่สามจึงสะกดรอยตามแมวอย่างดุเดือด ฉันใช้เวลาสักครู่กว่าจะรู้ว่าเขากำลังชี้ไปที่อะไร: เศษสีเขียวเล็กๆ น้อยๆ ที่ทำให้กระตุกผิดปกติน้อยที่สุด มันเหมือนกับการมองลงไปที่คัพเค้กสองสามชิ้นที่โรยอยู่บนพื้น แต่ละอันให้การกระตุกน้อยที่สุดต่อขั้นตอนของมด และแทบไม่ซิงค์กัน เหล่านี้เป็นใบมีดที่นำความเขียวขจีกลับบ้าน

การกระตุกเล็กๆ น้อยๆ เป็นขั้นเล็กๆ และรังในบ้านยังไม่อยู่ในสายตามนุษย์ การเดินทางออกหาอาหารเพียงครั้งเดียวซึ่งอยู่ห่างจากรังประมาณ 75 เมตร อาจใช้เวลาประมาณสองชั่วโมงไปกลับบนพื้นราบ อย่างไรก็ตาม มด A. texanaเหล่านี้เสี่ยงเป็นสองเท่า ทั้งหมดนี้สำหรับเศษไม้เพียงชิ้นเดียว อาจเป็นขนาดเท่าเล็บมือ ของใบไม้บางส่วน คำพูดที่ผุดขึ้นในใจคือ “ไร้สาระ”

ในขั้นตอนของมนุษย์ รังอยู่ห่างออกไปโดยใช้เวลาเดินเพียงไม่กี่นาที รังดูแปลกตาเมื่อมองจากด้านบน สิ่งที่ใหญ่ที่สุดที่เราเห็นในบ่ายวันนั้นอยู่บนฝั่งที่อ่อนโยนโดยมีจุดสีแดงเล็กน้อยหรือดินพังทลายสองแห่งท่ามกลางต้นไม้ฤดูหนาวที่มีตะปุ่มตะป่ำ ด้วยการฝึกสอน ฉันเห็นรูขนาดเท่านิ้วโปกเล็กๆ บนพื้น ฉันสงสัยว่ามีมดกี่พันตัวที่ทำงานหนักอยู่ใต้รองเท้าบูทของเรา มูลเลอร์โต้เถียงกับตัวเอง: “สามล้าน … อาจจะห้า?”

การตัดใบเป็นชิ้น ๆ เป็นงานที่ต้องทำมาก การทำกระดาษปาเล็กๆ จากพื้นผิวใบหนึ่งตารางเมตรหมายถึงการตัดไปมาและระยะทางประมาณ 2.9 กิโลเมตรนักวิจัยประเมินในปี 2016 ในRoyal Society Open Scienceหลังจากสังเกตกลุ่มทดลองของA. cephalotes พลังงานที่ป้อนเข้าสู่ฟาร์มฟังดูคุ้นเคยเกินไป

เชื้อราเป็นพืชผลไม่ได้สังเคราะห์แสงเหมือนพืช ดังนั้นจึงไม่สามารถทำอาหารกลางวันจากแสงแดดได้ การเปรียบเทียบฟาร์มเห็ดราไม่ใช่ทุ่งข้าวสาลี แต่กับวัวควายหรือสุกรในแหล่งอาหารของมนุษย์อาจยุติธรรมกว่า แคลอรี่ของอาหารแต่ละอย่าง ไม่ว่าจะเป็นเศษใบไม้หรือรถรางของถั่วเหลือง จำเป็นต้องปลูกหรือรวบรวมและดึงโดยเกษตรกร แหล่งอาหารขนาดยักษ์ที่ดำเนินการโดยมดมีความท้าทายในการจัดหาอาหารอย่างไม่หยุดยั้งเช่นเดียวกับที่มนุษย์ทำ

ไม่แปลกใจเลยที่ Ford Denison บางคนมองว่ามีข้อเสียในการมองว่าฟาร์มมดเป็นแบบอย่างทางการเกษตร Denison เป็นผู้เขียนหนังสือDarwinian Agriculture ปี 2012 และเขาเข้าร่วมการประชุมสัมมนา Konrad Lorenz ปี 2019 ที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาในเซนต์ปอล เดนิสันศึกษาความยั่งยืนทางการเกษตรและคิดเกี่ยวกับวิธีการคัดลอกจากธรรมชาติอย่างมีกลยุทธ์

เพียงเพราะเราเห็นรังมดที่เหมือนฟาร์มหรือป่าผสมพันธุ์ที่ยั่งยืน ไม่ได้หมายความว่าการเลียนแบบทั้งตัวจะเป็นความคิดที่ดี เขากล่าวว่าสิ่งที่ต้องทำคือการมองหารายละเอียดที่วิวัฒนาการได้ทดสอบมาเป็นเวลาหลายล้านปีกับตัวเลือกอื่น ๆ

วิวัฒนาการไม่ได้ทดสอบรูปแบบการเพาะเลี้ยงเดี่ยวของมดผ่านการแข่งขันอย่างแน่นอน มดไม่สามารถเติบโตเชื้อราด้วยวิธีอื่นได้ หากมีเชื้อรามากกว่าหนึ่งสายพันธุ์ในฟาร์ม “มีการทำสงครามเคมี” เขากล่าว โดยทั่วไปแล้วสายพันธุ์หนึ่งจะฆ่าคู่ต่อสู้ของมัน แม้ว่าพวกมันจะเติบโตในห้องที่แยกจากกัน

“การใช้พืชเชิงเดี่ยวในระยะยาวอาจเป็นหลักฐานว่าวัฒนธรรมเชิงเดี่ยวสามารถยั่งยืนได้” เดนิสันกล่าว อย่างไรก็ตาม มนุษย์ที่กำลังมองหาแบบจำลองตามธรรมชาติ ควรจะมุ่งเป้าไปที่แถบที่สูงกว่า การทำฟาร์มเชิงเดี่ยวในหมู่มดเหล่านี้ “ไม่ได้หมายความว่าจะดีกว่าการผสมพันธุ์แบบผสมผสาน” เขากล่าว การเพาะปลูกในฟาร์มที่มีความหลากหลายมากขึ้นอาจช่วยบรรเทาปัญหาศัตรูพืชได้ แต่ใครจะรู้ล่ะ? มดที่มีพืชผลเดียวไม่เคยแข่งขันกับมดที่มีมากกว่าหนึ่งตัว

ฟาร์มแมลงอื่น ๆ มีนิสัยใจคอที่ดูเหมือนพัฒนาภายใต้การแข่งขันที่รุนแรง พิจารณา หยด Squamellaria บนยอดไม้ ซึ่งเผชิญกับความท้าทายในการรีไซเคิลไนโตรเจน

ไนโตรเจนมักเป็นสินค้าที่มีค่าสำหรับพืชเช่นSquamellariaที่ไม่ได้อาศัยอยู่ในดิน สำหรับพืชเหล่านี้ซึ่งหล่อหลอมวิถีชีวิตของสถานีอวกาศโดยเกาะกิ่งไม้สูงเหนือพื้นดิน มด P. nagasauอาจเป็นผู้ให้ไนโตรเจนหรือสารอาหารอื่น ๆ ที่หวงแหน มดยังมีการป้องกันที่สำคัญ โดยพุ่งเข้าโจมตีผู้บุกรุกที่พยายามแทะเมล็ดพืชหรือใบไม้จากฟาร์มที่มีกระเปาะของพวกมัน

เพื่อเป็นการคืนทุน พืชมีที่พักพิงที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับมดและอาหาร ซึ่งสะดวกแต่สามารถเปลี่ยนได้ในเวลาอันสั้น ดอกไม้ของพืชSquamellaria มีเสน่ห์ดึงดูดมด เมื่อกลีบดอกร่วง ดอกไม้ก็หยุดพัฒนาเป็นเวลาหลายวัน และมดมาเยี่ยมเยียนเพื่อกินขอบหวานด้วยกรดอะมิโนที่ฐานดอก

ในหก สายพันธุ์ Squamellariaเมื่อพืชเติบโตและเปิดทางเข้าสู่โพรงในของพวกมันมากขึ้น มดจะเคลื่อนเข้ามาทางประตูเล็ก ๆ และเลี้ยงลูก พืชขนาดใหญ่สามารถเลี้ยงมดได้ประมาณ 10,000 ตัว และมดทั้งฝูงสามารถขยายขอบเขตให้ครอบคลุมพืชหลายชนิด แม้กระทั่งสายพันธุ์ที่เป็นก้อนผสมกัน

ในฐานของต้นไม้ ห้องบางห้องสร้างผนังด้านในเรียบ ในขณะที่โพรงอื่นๆ แตกหน่อออกมาเป็นปุ่มเล็กๆ ที่มีระยะห่างกันมาก มดดูแลไข่และตัวอ่อนในห้องเรียบ Chomicki คิดว่าโพรงที่มีกำแพงล้อมรอบทำหน้าที่เป็นส้วมมดและถังขยะ จากมุมมองของพืช ห้องเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นศูนย์รับบริจาคมดที่อุดมด้วยไนโตรเจน

การดูดซึมไนโตรเจนของผนังที่เป็นตะปุ่มตะป่ำนั้น “มีประสิทธิภาพมาก” Chomicki กล่าว เขาได้ฉีดความเข้มข้นที่แตกต่างกันและติดตามพืชเพื่อให้ทันกับการไหลเข้าจำนวนมาก

มดเลือกกล่องทั้งหมดสำหรับการเพาะพันธุ์อย่างแท้จริงในหกสายพันธุ์ Chomicki โต้แย้ง เขาได้บันทึกวิดีโอมดที่เพาะ เมล็ด สควอเมลลาเรียโดยซุกไว้ใต้เปลือกไม้ จากนั้นมดจะปกป้องเมล็ดพืชจากแมลงปีกแข็งและสัตว์กินเนื้ออื่นๆ แม้กระทั่งโจมตีนักวิทยาศาสตร์ที่อยากรู้อยากเห็น การป้องกันที่แข็งแกร่งในโลกยอดไม้นี้สามารถนับเป็นอีกหนึ่งงานที่น่าเบื่อในการดูแลฟาร์ม

Toby Kiers นักนิเวศวิทยาจาก Vrije Universiteit Amsterdam หนึ่งในผู้เขียนร่วมของ Chomicki กล่าว มลพิษของปุ๋ยเป็นประเด็นร้อนในประเทศเนเธอร์แลนด์ ในวิสัยทัศน์ของ Kiers เกี่ยวกับอนาคตที่ยั่งยืนกว่า พืชไร่ได้ปุ๋ยจากปุ๋ยคอกในทุ่งหญ้าที่อยู่ใกล้เคียง ดังนั้นกลุ่มผลิตภัณฑ์ขยะในอดีตจึงกลับกลายเป็นสิ่งที่มีประโยชน์

ใช้แรงบันดาลใจจากมดเธอขอ ฟาร์มหยดเป็นเหมือนเศรษฐกิจหมุนเวียนที่ดีที่สุด โดรนที่เป่าฟองละอองเรณูบนดอกไม้ในสักวันหนึ่งอาจช่วยให้เกษตรกรผสมเกสรพืชผลของตนได้

แทนที่จะพึ่งพาผึ้งและแมลงผสมเกสรตัวอื่นๆ ซึ่งกำลังลดน้อยลงทั่วโลกอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ( SN: 7/9/15 ) การใช้ ยาฆ่าแมลง ( SN: 10/5/17 ) และปัจจัยอื่นๆ — เกษตรกรสามารถฉีดพ่นหรือกวาด ละอองเรณูลงบนพืชผลด้วยตัวเอง แต่ขนนกที่เป่าด้วยเครื่องจักรสามารถทำลายละอองเรณูจำนวนมาก และการแปรงละอองเกสรด้วยตนเองบนต้นไม้นั้นต้องใช้แรงงานมาก

นักเคมีด้านวัสดุ Eijiro Miyako จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งประเทศญี่ปุ่นใน Nomi จินตนาการถึงการเอาท์ซอร์สการผสมเกสรไปยังโดรนอัตโนมัติที่ส่งละอองเรณูไปยังดอกไม้แต่ละดอก ความคิดเดิมของเขาเกี่ยวข้องกับ โดร นที่เคลือบด้วยละอองเรณูถูเมล็ดพืชบนดอกไม้แต่การรักษานั้นทำให้ดอกไม้เสียหาย ( SN: 3/7/17 ) จากนั้น ขณะเป่าฟองสบู่กับลูกชายของเขา มิยาโกะก็ตระหนักว่าฟองสบู่อาจเป็นวิธีการคลอดที่อ่อนโยนกว่า

ด้วยเหตุนี้ มิยาโกะและเพื่อนร่วมงานของเขา ซีหยาง นักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่ JAIST เช่นกัน ได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหาที่ประกอบด้วยละอองเรณู ซึ่งโดรนที่ถือปืนฟองสบู่สามารถเป่าลงบนพืชผลได้ เพื่อทดสอบความมีชีวิตของฟองอากาศที่มีละอองเรณู นักวิจัยใช้เทคนิคนี้ในการผสมเกสรด้วยต้นแพร์ในสวนผลไม้ นักวิจัยรายงานออนไลน์ใน วันที่17 มิถุนายนใน iScience

ในบรรดาสารละลายฟองสบู่ที่มีจำหน่ายทั่วไป มิยาโกะและหยางพบว่าละอองเรณูยังคงมีสุขภาพที่ดีและใช้งานได้ดีที่สุดในสารละลายที่ทำด้วยลอรามิโดโพรพิลเบทาอีน ซึ่งเป็นสารเคมีที่ใช้ในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล นักวิจัยได้เพิ่มส่วนผสมป้องกันละอองเกสร เช่น แคลเซียมและโพแทสเซียม ร่วมกับพอลิเมอร์เพื่อทำให้ฟองอากาศแข็งแรงพอที่จะทนต่อลมที่เกิดจากใบพัดโดรน

นักวิจัยเป่าละอองเกสรดอกไม้บนต้นแพร์สามต้นในสวนผลไม้ โดยเฉลี่ย 95 เปอร์เซ็นต์ของดอกผสมเกสร 50 ดอกบนต้นไม้แต่ละต้นก่อให้เกิดผล นั่นเปรียบได้กับต้นไม้สามต้นที่คล้ายคลึงกันอีกชุดหนึ่งซึ่งผสมเกสรด้วยมือด้วยแปรงละอองเรณูแบบมาตรฐาน มีดอกไม้เพียงประมาณ 58 เปอร์เซ็นต์บนต้นไม้สามต้นที่อาศัยแมลงและลมในการออกผล

เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ของการใช้บับเบิ้ลทรีตเมนต์นี้กับหุ่นยนต์บินได้ มิยาโกะและหยางจึงใช้ปืนฉีดฟองและเป่าละอองเกสรดอกไม้ใส่ดอกลิลลี่ปลอมขณะบินด้วยความเร็ว 2 เมตรต่อวินาที ดอกลิลลี่มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ถูกฟองสบู่ แต่มีฟองอากาศอีกมากมายที่พลาดการบาน นักวิจัยกล่าวว่าการผสมเกสรด้วยโดรนนั้นต้องใช้หุ่นยนต์บินได้ซึ่งสามารถจดจำดอกไม้และกำหนดเป้าหมายเฉพาะดอกได้อย่างช่ำชอง

ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อว่าการสร้างหุ่นยนต์ผสมเกสรเป็นความคิดที่ดี Simon Potts นักวิจัยด้านการจัดการที่ดินอย่างยั่งยืนที่ University of Reading ในอังกฤษ มองว่าเทคโนโลยีนี้เป็น “ชิ้นส่วนของวิศวกรรมอัจฉริยะที่ได้รับการปรับแต่งเพื่อแก้ปัญหาซึ่งสามารถแก้ไขได้ใน … วิธีที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น”

ในปี 2018 Potts และเพื่อนร่วมงานได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาในScience of the Total Environmentโดยอ้างว่าการปกป้องแมลงผสมเกสรตามธรรมชาติเป็นวิธีที่ดีกว่าในการปกป้องการผสมเกสรของพืชมากกว่าการสร้างผึ้งหุ่นยนต์ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า แมลงเป็นแมลงผสมเกสรที่เชี่ยวชาญมากกว่าเครื่องจักรใดๆ และไม่รบกวนระบบนิเวศที่มีอยู่ มิยาโกะและหยางกล่าวว่าสารละลายฟองสบู่ของพวกมันเข้ากันได้ทางชีวภาพ แต่ Potts กังวลว่าการรดน้ำดอกไม้ในสารที่มนุษย์สร้างขึ้นอาจห้ามไม่ให้แมลงมาเยี่ยมต้นไม้เหล่านั้น

Yu Gu นักวิทยาการหุ่นยนต์แห่งมหาวิทยาลัยเวสต์เวอร์จิเนียในมอร์แกนทาวน์ ซึ่งออกแบบหุ่นยนต์ผสมเกสร แต่ไม่ได้มีส่วนร่วมในงานชิ้นใหม่นี้ กล่าวว่าการสร้างหุ่นยนต์ผึ้งและการสนับสนุนประชากรแมลงไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกัน “เราไม่ได้หวังที่จะครอบครองผึ้งหรือแมลงผสมเกสรตามธรรมชาติอื่นๆ” เขากล่าว “สิ่งที่เราพยายามทำคือเสริมพวกเขา” ในที่ที่ขาดแคลนแรงงานติดปีกเพื่อผสมเกสรพืช วันหนึ่งเกษตรกรอาจใช้หุ่นยนต์ “เป็นแผน B” เขากล่าว ไม่มีปุนตั้งใจ

ประมาณเจ็ดปีที่แล้ว Kristin และ Josh Mohagen กำลังฮันนีมูนใน Napa Valley ในแคลิฟอร์เนีย เมื่อพวกเขาได้กลิ่นบางอย่างที่น่าแปลกใจในแก้ว Cabernet Sauvignon: พริกเขียว พ่อค้าไวน์คนหนึ่งอธิบายว่าองุ่นในขวดนั้นสุกบนเนินเขาข้างทุ่งพริกเขียว “นั่นเป็นประสบการณ์ครั้งแรกของฉันกับดินแดน” Josh Mohagen กล่าว

มันสร้างความประทับใจ แรงบันดาลใจจากเวลาของพวกเขาใน Napa Mohagens กลับบ้านที่ Fergus Falls, Minn. และเปิดตัวธุรกิจช็อกโกแลตตามหลักการของ terroir ซึ่งมักถูกกำหนดให้เป็น “ความรู้สึกของสถานที่”

ประเทศต่างๆ ผลิตโกโก้ที่มีรสชาติและกลิ่นหอมที่แตกต่างกันออกไป Kristin Mohagen กล่าว โกโก้จากมาดากัสการ์ “มีรสเบอร์รี่ที่สดใสจริงๆ อาจจะเป็นราสเบอร์รี่ อาจจะเป็นส้ม” เธอกล่าว ในขณะที่โกโก้จากสาธารณรัฐโดมินิกัน “มีรสบ๊องและช็อกโกแลตมากกว่านิดหน่อย”

ทั้งคู่ประเมินว่าย้อนกลับไปในปี 2013 เมื่อพวกเขาก่อตั้ง Terroir Chocolate บริษัทช็อกโกแลตขนาดเล็กอื่นๆ อีกประมาณ 50 แห่งในสหรัฐอเมริกาต่างก็โน้มน้าว terroir ว่าเป็นส่วนสำคัญในรสชาติของผลิตภัณฑ์ของพวกเขา

ตั้งแต่นั้นมา terroir ยังคงเป็นกลยุทธ์ทางการตลาดอย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่แค่สำหรับไวน์และช็อกโกแลตเท่านั้น มิเกล โกเมซ นักเศรษฐศาสตร์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ ผู้ศึกษาการตลาดและการจัดจำหน่ายอาหาร กล่าวว่า ฉลาก Terroir กลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น กาแฟ ชา และคราฟต์เบียร์ ผู้บริโภค “มีความสนใจมากขึ้นในการรู้ว่าผลิตภัณฑ์ที่พวกเขารับประทานนั้นผลิตขึ้นจากที่ใด ไม่เพียงแต่ที่ใดแต่ใครเป็นผู้ผลิตและอย่างไร” เขากล่าว ผู้คน “เห็นคุณค่าความแตกต่างในกลิ่นหอม รสชาติ”

คำจำกัดความของ terroir ค่อนข้างลื่นไหล ผู้ชื่นชอบไวน์ใช้ศัพท์ภาษาฝรั่งเศสเพื่ออธิบายสภาพแวดล้อมที่องุ่นเติบโตซึ่งทำให้ไวน์มีรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ ดิน ภูมิอากาศ และแม้แต่การวางแนวของเนินเขาหรือกลุ่มพืชใกล้เคียง แมลงและจุลินทรีย์มีบทบาท ผู้เชี่ยวชาญบางคนขยายพื้นที่เพื่อรวมแนวทางปฏิบัติทางวัฒนธรรมเฉพาะสำหรับการปลูกและการแปรรูปองุ่นที่อาจส่งผลต่อรสชาติได้เช่นกัน

แนวคิดเรื่องดินแดนค่อนข้างเก่า ในยุคกลาง พระซิสเตอร์เชียนและเบเนดิกตินในเบอร์กันดี ฝรั่งเศส แบ่งชนบทออกเป็น ภูมิ อากาศตามความแตกต่างเล็กน้อยในภูมิประเทศที่ดูเหมือนจะแปลเป็นลักษณะเฉพาะของไวน์ ไวน์ที่ผลิตในหมู่บ้าน Gevrey-Chambertin “มีชื่อเสียงในด้านความสมบูรณ์ของร่างกาย ทรงพลัง และมีแทนนิกมากกว่าส่วนใหญ่” ซอมเมลิเย่ร์ โจ ควินน์ ผู้อำนวยการด้านไวน์ของ The Red Hen ร้านอาหารในวอชิงตัน ดีซี กล่าว “ใน ในทางตรงกันข้าม ไวน์จากหมู่บ้าน Chambolle-Musigny ซึ่งอยู่ห่างจากทางใต้เพียงไม่กี่ไมล์ ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่ามีความละเอียดอ่อน ละเอียดอ่อน และมีน้ำหนักเบากว่า”

นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญด้านไวน์บางคนสงสัยว่าสถานที่จริง ๆ แล้วทิ้งรอยประทับไว้นานในรสชาติ แต่คลื่นล่าสุดของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่า ที่จริงแล้ว สิ่งแวดล้อมและวิธีปฏิบัติในการผลิตสามารถให้ลายเซ็นทางเคมีหรือจุลินทรีย์ที่โดดเด่นจนนักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ลายเซ็นเพื่อติดตามอาหารกลับไปยังต้นกำเนิดได้ และในบางกรณี เทคนิคเหล่านี้กำลังเริ่มให้เบาะแสว่า terroir สามารถสร้างกลิ่นและรสชาติของอาหารและเครื่องดื่มได้อย่างไร

นักนิเวศวิทยา Jim Ehleringer แห่งมหาวิทยาลัย Utah ในซอลท์เลคซิตี้ศึกษาธาตุที่พืชเก็บสะสมไว้อย่างอดทน องค์ประกอบเหล่านี้เป็นภาพสะท้อนโดยตรงของดิน Ehleringer กล่าวว่า “ธาตุตามรอยไม่สลายตัว ดังนั้นจึงกลายเป็นลักษณะของดินและคงอยู่เมื่อเวลาผ่านไป

เพื่อดูว่าพวกเขาสามารถติดตามเมล็ดกาแฟไปยังต้นกำเนิดโดยใช้ส่วนผสมของธาตุรองของกาแฟได้หรือไม่ Ehleringer และทีมงานของเขาได้ตรวจวัดความเข้มข้นของธาตุรองประมาณ 40 ตัวอย่างในตัวอย่างเมล็ดกาแฟอาราบิก้าคั่วมากกว่าสี่โหลจาก 21 ประเทศ การคั่วถั่วในอุณหภูมิที่ต่างกันอาจส่งผลต่อความเข้มข้นของแต่ละธาตุ เพื่อแก้ไขเอฟเฟกต์การคั่วนี้ Ehleringer ได้คำนวณอัตราส่วนของแต่ละองค์ประกอบต่อองค์ประกอบอื่นๆ ในตัวอย่าง ซึ่งยังคงค่อนข้างคงที่ แม้จะผ่านการคั่วก็ตาม

ในFood Chemistry ฉบับวันที่ 1 สิงหาคม ทีมงานของเขารายงานว่าเมล็ดกาแฟจากภูมิภาคต่างๆสามารถมีลายนิ้วมือทางเคมีที่แตกต่างกันได้ คุณภาพทางเคมีของกาแฟ “มาจากธรณีวิทยา” Ehleringer กล่าว ตัวอย่างเช่น เมล็ดกาแฟสามตัวอย่างจากเยเมนมีอัตราส่วนของโบรอนต่อแมงกานีสซึ่งแบ่งโดยตัวอย่างกาแฟที่ปลูกในที่อื่นน้อยกว่า 0.5 เปอร์เซ็นต์

นักวิจัยคนอื่นๆ ได้ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบที่คล้ายคลึงกันเพื่อค้นหาลายเซ็นทางเคมีของสถานที่ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ตั้งแต่ไวน์ที่ผลิตในพื้นที่ปลูกที่แตกต่างกันในโปรตุเกสไปจนถึงถั่วลิสงที่ปลูกในจังหวัดต่างๆ ในประเทศจีน

เทคนิคนี้มีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบแหล่งกำเนิดเมื่อ terroir เป็นส่วนหนึ่งของเสน่ห์ของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น ชาวไร่กาแฟในโคนาบนเกาะใหญ่ของฮาวาย กำลังใช้ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบเพื่อสนับสนุนการฟ้องร้องดำเนินคดีแบบกลุ่ม ซึ่งมีกำหนดการพิจารณาคดีในเดือนพฤศจิกายน กับผู้ค้าปลีกรายใหญ่ 21 ราย คดีนี้อ้างว่าบริษัทเหล่านั้นปลอมแปลงกาแฟของตนเป็น “โคน่า” เมื่อเมล็ดกาแฟถูกปลูกที่อื่น

แม้ว่าการวิเคราะห์องค์ประกอบจะรับรองความถูกต้องของพื้นที่ของผลิตภัณฑ์ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าธรณีวิทยาจะกำหนดรสชาติ ติดตามองค์ประกอบเพียงอย่างเดียว Ehleringer กล่าวว่า “ไม่มีรสชาติหรือรสชาติ”

เพื่อพยายามเชื่อมโยงรสชาติกับสถานที่ นักวิทยาศาสตร์บางคนใช้ลายเซ็นทางเคมีที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ที่มหาวิทยาลัย Towson ในรัฐแมริแลนด์ นักเคมี Shannon Stitzel กำลังติดตามโกโก้จนถึงรากของมันโดยใช้สารประกอบอินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่ผลิตโดยต้นโกโก้เอง ความเข้มข้นของสารประกอบอินทรีย์จำเพาะในพืชอาจเป็นผลมาจากการผสมผสานของปัจจัยที่มีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อน — ตั้งแต่ยีนของความหลากหลายเฉพาะไปจนถึงองค์ประกอบของภูมิประเทศ เช่น สภาพภูมิอากาศและการปฏิบัติทางการเกษตร

Stitzel ทำงานร่วมกับตัวอย่างสุราโกโก้ — ​​เมล็ดโกโก้ที่ผ่านการหมัก ตากให้แห้ง คั่ว และบดให้เป็นแป้ง — จากทั่วโลก สุราโกโก้เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง แต่ด้วยความร้อนเล็กน้อย แป้งพัฟจะละลายเป็นของเหลวมันวาวที่ Stitzel อธิบายว่า “ข้นกว่าน้ำผึ้งเล็กน้อย”

การใช้สารประกอบอินทรีย์ในการกำหนดตัวอย่างสุราโกโก้ให้กับประเทศต้นกำเนิดนั้น “ไม่ค่อยสะอาดเท่าเมื่อคุณทำกับการวิเคราะห์ธาตุ” เธอกล่าว ในงานที่ไม่ได้เผยแพร่ เธอสามารถใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบเพื่อเชื่อมโยงสุราโกโก้กับประเทศต้นกำเนิดได้อย่างแม่นยำประมาณร้อยละ 97 ของเวลาทั้งหมด

แต่ Stitzel หันมาใช้สารประกอบอินทรีย์เพราะในที่สุดแล้วการมีอยู่ของพวกมันอาจช่วยอธิบายความแตกต่างของรสชาติที่เธอ เช่น Mohagens คิดว่ามีอย่างชัดเจนมากระหว่างสุราโกโก้จากประเทศต่างๆ “คุณสามารถเปิดแต่ละภาชนะได้และกลิ่นจะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง” เธอกล่าว

เมื่อเร็วๆ นี้ Stitzel ระบุความเข้มข้นของสารประกอบอินทรีย์ในสุราโกโก้จากเวียดนาม อินโดนีเซีย ฮอนดูรัส เอกวาดอร์ และเม็กซิโก จากนั้นเธอก็ใช้เทคนิคทางสถิติที่เรียกว่าการวิเคราะห์แบบจำแนกเพื่อจัดกลุ่มตัวอย่างโดยพิจารณาจากสารประกอบอินทรีย์ 9 ชนิดที่มีความเข้มข้นใกล้เคียงกัน รวมถึงคาเฟอีน สารประกอบที่คล้ายกันที่เรียกว่าธีโอโบรมีน และสารต้านอนุมูลอิสระที่เรียกว่าอิพิคาเทชิน

บนแพลตฟอร์มออนไลน์ SciMeetings ของ American Chemical Society ในเดือนเมษายน Stitzel รายงานว่าลายนิ้วมือทางเคมีนี้เพียงพอที่จะระบุประเทศต้นกำเนิดที่ถูกต้องได้อย่างถูกต้องสำหรับตัวอย่างประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี กลุ่มตัวอย่างไม่ได้จัดกลุ่มอย่างเรียบร้อยตามประเทศ ตัวอย่างสุราโกโก้จากฮอนดูรัสก่อตัวเป็นสองกลุ่มที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการคั่ว ตัวอย่างในกลุ่มฮอนดูรัสที่คั่วด้วยอุณหภูมิสูงสุดนั้นแยกได้ยาก นอกจากตัวอย่างจากเอกวาดอร์และเวียดนาม

ตอนนี้ Stitzel ต้องการเพิ่มสารประกอบอื่นๆ ในการวิเคราะห์เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการจัดหาของเธอ และเพื่อเชื่อมต่อภูมิภาคต่างๆ กับสารประกอบรสชาติที่เฉพาะเจาะจง “เรายัง… พยายามทำความเข้าใจว่าสารประกอบใดที่เกี่ยวข้องกับรสชาติ” เธอกล่าว การวิเคราะห์ล่าสุดของเธอแสดงให้เห็นแล้วว่าคาเฟอีน ธีโอโบรมีน และอีพิคาเทชิน ซึ่งล้วนแต่ให้รสขม สามารถช่วยแยกช็อกโกแลตของประเทศหนึ่งออกจากกัน

นักวิจัยคนอื่นพบว่า terroir ทิ้งรอยประทับไว้บนโมเลกุลที่สร้างกลิ่นของอาหาร พืชผลิตสารประกอบที่เรียกว่าอะโรมาไกลโคไซด์ซึ่งมีส่วนประกอบของน้ำตาลที่เชื่อมโยงกับสารประกอบอะโรมาติกที่ระเหยได้ เมื่อไม่บุบสลาย อะโรมาไกลโคไซด์จะไม่มีกลิ่น แต่การทำลายพันธะที่ระเหยง่ายของน้ำตาล — ผ่านอุณหภูมิสูง ค่า pH ต่ำ หรือเอนไซม์จากยีสต์ — ทำให้สารระเหยและปราศจากกลิ่นของมัน ช่อดอกไม้ของขวดไวน์ที่มีอายุมากนั้นประกอบขึ้นด้วยกลิ่นหอมระเหยในองุ่นซึ่งเอนไซม์ของยีสต์จะหลุดออกมาเมื่อเวลาผ่านไป

อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตเบียร์หลายรายอยากให้ IPA ของคุณมีรสชาติที่เชื่อถือได้เหมือนกัน ไม่ว่าคุณจะเปิดขวดในวันศุกร์นี้หรือในเดือนตุลาคม เมื่อสารอะโรเมติกส์ระเหยในเบียร์ขวด ย่อมไม่เป็นผลดีกับผู้ผลิตเบียร์จำนวนมากที่ต้องการจัดส่งผลิตภัณฑ์ที่มีรสชาติสม่ำเสมอ ผู้ผลิตเบียร์เรียกการปลดปล่อยที่ระเหยง่ายว่า “เบียร์คืบ” Paul Matthews นักวิทยาศาสตร์การวิจัยอาวุโสในสาขา Hopsteiner ของรัฐวอชิงตัน ซึ่งเป็นบริษัทผู้ผลิตและแปรรูปฮ็อพเชิงพาณิชย์ระดับนานาชาติซึ่งมีสำนักงานใหญ่ในนิวยอร์กซิตี้กล่าว

หากผู้ผลิตเบียร์เพิ่มฮ็อพ (ดอกไม้ของต้นฮ็อพ) ลงในเบียร์ในช่วงเริ่มต้นของวงจรการต้มเบียร์ ความร้อนจะทำลายพันธะที่ระเหยของน้ำตาลและกลิ่นหอมจากอะโรมาไกลโคไซด์จะหายไปอย่างมากก่อนบรรจุขวด รสชาติที่เหลือจะคงเส้นคงวามากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แต่เมื่อผู้ผลิตคราฟต์เบียร์ทำเบียร์แบบ “dry hopped” เช่น IPA โดยเติมฮ็อปหลังจากขั้นตอนการเดือด การเติมช่วงท้ายนี้จะช่วยให้กลีโคไซด์อโรม่าจำนวนมากเข้าสู่กระบวนการหมักแล้วจึงใส่ลงในขวดโดยที่ไม่บุบสลาย สารประกอบจะปล่อยอะโรเมติกส์ที่ระเหยได้เนื่องจากเอนไซม์ของยีสต์จะทำลายพันธะแม้หลังจากปิดฝาขวดแล้ว ดังนั้นกลิ่นของเบียร์เหล่านี้จึงมีแนวโน้มที่จะ “คืบคลาน” เมื่อเวลาผ่านไป

เนื่องจากพันธุกรรมมีอิทธิพลต่อกลิ่นและรส แมตทิวส์จึงกำลังสำรวจว่าสามารถควบคุมความเข้มข้นของอะโรมาไกลโคไซด์ได้ดีขึ้นผ่านการผสมพันธุ์หรือไม่ การผสมพันธุ์ฮ็อพที่มีความเข้มข้นต่ำสามารถลดปัญหา “การคืบคลานเบียร์” ที่ผู้ผลิตคราฟต์เบียร์จำนวนมากต้องเผชิญซึ่งจำหน่ายเบียร์ในระยะทางไกล

ในเวลาเดียวกัน แมตทิวส์และเพื่อนร่วมงานกำลังตรวจสอบศักยภาพของการเพาะพันธุ์ฮ็อพเพื่อให้มีความเข้มข้นของอะโรมาไกลโคไซด์สูงขึ้นสำหรับผู้ผลิตคราฟต์เบียร์ขนาดเล็ก ซึ่งไม่ค่อยกังวลเกี่ยวกับอายุการเก็บรักษาแต่ต้องการเพิ่มกลิ่นหอมของเบียร์

แมทธิวส์เพิ่งทำการทดสอบว่าความเข้มข้นของอะโรมาไกลโคไซด์ในพันธุ์ฮ็อพแต่ละตัวนั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรมหรือโดยสภาพดินมากกว่าหรือไม่ “แน่นอน พวกเขาถูกกำหนดโดยทั้งคู่” เขากล่าว “แต่ถ้าพวกมันมีพันธุกรรมมากกว่า เราสามารถผสมพันธุ์ให้พวกมันได้”

ในความร่วมมือกับเพื่อนร่วมงาน ซึ่งรวมถึงนักพฤกษเคมี Taylan Morcol แห่ง Lehman College ใน Bronx ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ City University of New York Matthews ได้ขยายพันธุ์ฮ็อพที่แตกต่างกัน 23 สายพันธุ์ที่แตกต่างกันไปตามพื้นที่เชิงพาณิชย์สองแห่งที่มีพื้นที่ที่แตกต่างกัน แมทธิวส์เรียกพื้นที่หุบเขายากิมาในรัฐวอชิงตันว่า “ทะเลทรายใต้เงาภูเขาเรเนียร์” อีกแห่งในหุบเขาแม่น้ำคูเทเนย์ในรัฐไอดาโฮนั้น “มีป่าสนและชื้นทางเหนือกว่ามาก” เขากล่าว

ในแต่ละสถานที่ ทีมงานวัดความเข้มข้นของอะโรมาไกลโคไซด์สี่ชนิดในแต่ละพันธุ์ฮ็อพ นักวิจัยรายงานใน สาขาวิชาเคมีอาหาร เมื่อวันที่ 15 สิงหาคม ว่าพันธุศาสตร์มีบทบาทสำคัญในการพิจารณาว่าอะโรมาไกลโคไซด์ที่พืชฮอปผลิตได้มากเพียงใด ความเข้มข้นของอะโรมาไกลโคไซด์สามชนิดแตกต่างกันไปตามพันธุ์ แต่ยังคงค่อนข้างใกล้เคียงกันภายในพันธุ์เดียวกันที่ปลูกในสองสถานที่

แต่สำหรับหนึ่งกลิ่นหอมไกลโคไซด์ terroir มีอิทธิพลต่อยีนอย่างมาก ที่ไซต์ Kootenay ทุกสายพันธุ์ผลิตเฮกซิลกลูโคไซด์ที่มีความเข้มข้นต่ำ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ให้กลิ่นหอมของหญ้าเมื่อพันธะน้ำตาลถูกทำลาย แต่ที่ไซต์ยากิมา ทุกสายพันธุ์เดียวกันนี้ โดยที่พันธุกรรมตรงกับพืชในคูเทเนย์ ผลิตเฮกซิลกลูโคไซด์ได้ประมาณสองถึงแปดเท่า

“มีความแตกต่างของดินแดน” แมตทิวส์กล่าว ทีมงานยังไม่สามารถระบุได้ว่าส่วนประกอบใดของ terroir ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของเฮกซิลกลูโคไซด์ที่ไซต์ยากิมา การเดาที่ดีที่สุด: ไรและเพลี้ย

ที่ Yakima สัตว์เหล่านั้นที่แทะเล็มบนต้นฮ็อพ จะอยู่รอบๆ ช่วงฤดูปลูกนานกว่าที่ Kootenay แมทธิวส์และเพื่อนร่วมงานตั้งสมมติฐานว่าพืชอาจผลิตสารเคมีเฮกซิลกลูโคไซด์เพื่อป้องกันแมลงศัตรูพืช เมื่อไรหรือเพลี้ยกัดกินพืช สารระเหยอาจถูกปล่อยออกมาเพื่อดึงดูดแมลงที่จะกินไรหรือเพลี้ย

นักวิจัยกำลังวางแผนการทดลองติดตามผลเพื่อทดสอบว่าพืชฮ็อพที่สัมผัสกับศัตรูพืชเหล่านี้ในห้องที่ควบคุมโดยสิ่งแวดล้อมนั้นผลิตเฮกซิลกลูโคไซด์ที่เป็นหญ้ามากกว่าฮ็อพที่ปลูกภายใต้สภาวะควบคุมสิ่งแวดล้อมเดียวกันโดยไม่มีศัตรูพืชหรือไม่

ผู้คนเข้าใจถึงความสำคัญของยีสต์ในการหมักไวน์อย่างน้อยสองศตวรรษ ประมาณหกปีที่แล้ว David Mills นักจุลชีววิทยาด้านอาหารแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Nicholas Bokulic ซึ่งปัจจุบันเป็นนักจุลชีววิทยาด้านอาหารที่ ETH Zurich ค้นพบว่ากลุ่มของจุลินทรีย์อาจช่วยสร้างรสชาติของไวน์ ชุมชนจุลินทรีย์ที่ไม่ซ้ำกันในภูมิภาคต่างๆ ที่กำลังเติบโตในแคลิฟอร์เนียสามารถคาดการณ์ได้ว่าสารเมตาโบไลต์ใดจะมีอยู่ในไวน์สำเร็จรูป Mills, Bokulich และเพื่อนร่วมงานรายงานในปี 2016 ในmBio “เมแทบอไลต์เป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญในสิ่งมีชีวิตใดๆ” โบคูลิชกล่าว และเสริมว่ายีสต์ เชื้อราและแบคทีเรียอื่นๆ ต่างก็มีส่วนทำให้เกิดเมตาโบไลต์ในไวน์ที่แตกต่างกัน

“สารเมตาโบไลต์เหล่านั้น … มีกลิ่นหอมและรสชาติ” Kate Howell นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์นในออสเตรเลียกล่าว หนึ่งในการศึกษาของ Howell เธอและทีมของเธอรายงานออนไลน์ในเดือนสิงหาคมในmSphereแสดงให้เห็นว่าเชื้อราโดยเฉพาะรูปร่างของสารเมตาบอลิซึมและกลิ่นและรสในไวน์จากพื้นที่ปลูกต่างๆ ในออสเตรเลีย

Howell และคณะได้ศึกษาจุลินทรีย์ที่ไร่องุ่น 15 แห่งที่ปลูกองุ่น Pinot Noir ในพื้นที่ผลิตไวน์ 6 แห่งทางตอนใต้ของออสเตรเลีย ที่ไร่องุ่นแต่ละแห่ง ทีมงานได้สกัด DNA ของเชื้อราและแบคทีเรียจากดิน รวมทั้งจากสิ่งที่เรียกว่า “ต้อง” – องุ่นที่ขูดแล้วและยังไม่ได้หมัก จากนั้นทีมงานได้ระบุสารเมตาโบไลต์ 88 รายการในไวน์สำเร็จรูป

พื้นที่ปลูกองุ่นที่แตกต่างกันมีชุมชนจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันทั้งในดินและในดิน ซึ่งดูเหมือนว่าจะมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบเฉพาะของสารเมตาโบไลต์ในไวน์สำเร็จรูป นักวิจัยพบว่ากว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของสารเมตาโบไลต์ที่พบในไวน์ต่างๆ เชื่อมโยงกับความหลากหลายของเชื้อราที่พบในองุ่น ตัวอย่างเช่น ใน ระดับสูงของ เชื้อรา Penicilliumส่งผลให้ไวน์มีกรดออกตาโนอิกในระดับต่ำ ซึ่งเป็นสารประกอบระเหยง่ายที่สามารถให้รสชาติของเห็ดแก่ไวน์

ฮาวเวลล์หวังว่าซักวันหนึ่งผู้ผลิตไวน์จะสามารถจัดการจุลินทรีย์ในดินและตลอดกระบวนการหมักเพื่อดึงเอาพื้นที่จุลินทรีย์ในท้องถิ่นที่ดีที่สุดออกมา ทุกวันนี้ ยีสต์เกือบทั้งหมดที่ผู้ผลิตไวน์ซื้อเพื่อเพิ่มลงในองุ่นจะต้องถูกแยกออกจากไร่องุ่นฝรั่งเศสและแหล่งผลิตไวน์ที่มีชื่อเสียงอื่นๆ เธอกล่าว “นั่นไม่ได้แสดงถึงคุณค่าของสถานที่เช่นเดียวกับการส่งเสริมความหลากหลายในการหมักในสถานที่ที่ปลูกองุ่น”

สำหรับบทบาทของเขา NOVA88 Quinn จาก The Red Hen รอคอยการสำรวจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดินแดนมากขึ้นอย่างใจจดใจจ่อ เขาอยากรู้เป็นพิเศษว่าทำไมไวน์ที่ผลิตขึ้นจากดิน Kimmeridgian ที่มีหินปูนเป็นส่วนใหญ่ใน Chablis, Sancerre และ Champagne ประเทศฝรั่งเศส ไวน์ทั้งหมดจึงมีรสชาดเหมือนเกลือแร่ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ช่วยอธิบายว่าไวน์สะท้อนถึงตำแหน่งของไวน์อย่างไร Quinn กล่าวว่า “ตั้งแต่องค์ประกอบทางภูมิอากาศไปจนถึงองค์ประกอบของจุลินทรีย์ สิ่งที่โลกกำลังพูด และทำไมไวน์ [บางชนิด] ถึงได้อร่อยมาก”