唐辛子の何がそんなに熱いの？ | 科学| スミソニアン - 記事、科学、私たちの惑星

ピックアップトラックのベッドに座っているジョシュアテュークスベリーは、ボリビア中央部のアンボロ国立公園の端に沿って跳ね返る際に、あらゆる曲線とくぼみを縮めます。南アメリカで最悪の道路をいくつか走った後、トラックのサスペンションは故障しています。過去1時間で、2つのリーフスプリング（車軸が車輪にうまく衝突するのを防ぐ金属バンド）が背後の道路に押し寄せました。いつでも、テュークスベリーの並外れた狩猟遠征は突然終了する可能性があります。

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アメリカ南西部の料理の著者であり専門家であるジェーン・ブテルは、唐辛子、牛肉、ワインがこの地域の料理の一部となった経緯を明らかにします。（静止画像：iStock / Mark Stahl）

ビデオ：チリと南西部の食べ物

ワシントン大学のワイリー40歳の生態学者テュークスベリーは、このハエが出没する森で彼の仙腸骨を危険にさらしており、ジューシーな赤い実と小さな花のあるトウガラシを探しています： トウガラシ 。彼はそれが植物学で最も熱い質問に答えるのを助けることを望みます：なぜ唐辛子は辛いですか？

ボリビアはチリの祖国であると考えられており、穏やかなピーマンから中程度のハラペーニョ、肌荒れの長いナガジョロキア、これまでにテストされた唐辛子まで、世界中のすべてのチリ品種の祖先である可能性のある多数の野生種が生息しています。唐辛子の発熱化合物であるカプサイシンは、味taste、神経細胞、鼻膜に影響を与えることが長い間知られています（トウガラシのスプレーに刺されます）。しかし、野生のチリ植物でのその機能は神秘的です。

テュークスベリーと彼の同僚が過去4年間にボリビアに複数回旅行した理由はここにあります。彼らは、温和な唐辛子、特に同じ種の熱い唐辛子の近くで成長している唐辛子に最も興味を持っています。カプサイシンを欠く野生の唐辛子は、この不思議な愛のスパイスの秘密の目的に反して、規則を証明する一種の例外として役立つかもしれないという考えです。

トラックの境界に沿って、私たちは川の隣の家の群れに到達します。数年前、この場所の近くのどこかで、ニューヨーク植物園のマイケルニーがC. minutiflorumの標本を収集し、テュークスベリーはその親sをサンプリングしたいと考えています。ニーは彼のノートで、彼が味わった果物は甘いと書いた。しかし、テュークスベリーはちょうど数百マイル離れた同じ種に出会い、自分で味わった。それは辛いもので、矛盾は調査する価値がありました。

テュークスベリーは、コカインの葉とエスプレッソに対するボリビアの答えであるコカの葉の塊を、彼の口の中に吹き込み、小雨が降る中に微笑んでいます。中年の男性が低い家の外に現れ、日焼けしたシャツがベルトに向かって開いています。テュークスベリーは、彼の研究の利点の1つは、彼が彼の主題のためにあまり厳しく見る必要がないということです。彼は地元の住民に尋ねて、野生の唐辛子のためにボリビアの名前をいくつか投げました。 アリビビ ？

男は狂ったグリンゴで頭を振る。ここに？いいえ、山を登ります。テュークスベリーは困惑しています。「スパイスのない唐辛子はありますか？」彼は壊れたスペイン語で尋ねる。いいえ、男は言います。テュークスベリーは肩をすくめ、高速道路を渡って別の庭に行きます。そこでは女性がモップで立っています。彼女も、彼は間違っているに違いないと言う。ウルピカはありません。

私たちのグループの他の4人は、車両にとどまります。濡れています。ハエを噛むと、首と腕に赤いウェルトが残ります。ワシントン大学の大学院生であるノエル・マックニッキは、飛行機に乗ることができます。テュークスベリーは道を行進し、有刺鉄線の上を飛び越え、湿った雑草のなかで斜面を製材します。他の人たちはトラック周辺のエリアをスキャンするために中途半端な努力をしていますが、私はテュークスベリーに従って丘を登っていきます。彼が森に入ると、大理石サイズの赤い地球儀が目を引きます： C. minutiflorum 。テュークスベリーは果物を噛みます。「辛くない」と彼は言い、いくつかを封筒に入れた。

彼は別の工場に歩いて行きます。それも甘いです。すぐに彼は8つの植物から果物を味わったが、1つは辛くない。これは、完全に穏やかな野生のチリの個体群である可能性があります-最初に-彼はミューズし、その後、奇妙なチリのために進化ツリーを調理し、狂乱の自由な協会に噴火します。突然、天蓋の上の猿が枝から枝へと跳躍し、雨水が頭に流れ落ちます。テュークスベリーは、自分のアクロバットを行う前に動物のアクロバットを観察します。つるが足首を引っかけ、最初に顔をチリの茂み、もう1つのC. minutiflorumにひっくり返します。呆然と、彼は果物を摘み取り、それに噛みつきます。彼はそれを吐き出し、しかめっ面します。これは熱いです。彼は幸せになることができませんでした。

少なくとも8, 000年間、人々は唐辛子を使って食べ物に味をつけています。スミソニアン国立自然史博物館の考古学者であるリンダ・ペリーは、最初は野生の唐辛子を使用して、ジャガイモ、穀物、トウモロコシに追加したと考えています。彼女はバハマからペルー南部までの古代の製粉石と調理鍋でチリの痕跡を発見しました。彼女はさまざまな考古学的な場所の鉢植えの研究に基づいて、アメリカ大陸の人々が6, 000年以上前に唐辛子の栽培を始めたと結論付けています。彼らがやった理由は、学術的な議論の問題です。ペリーは味の問題だと信じています。「チリは早く家畜化され、彼らが好きだからといってすぐに広まった」と彼女は言う。「ヤムイモの大きな鍋、または唐辛子を投げ込んだヤムイモの鍋が欲しいですか？」コーネル大学のジェニファー・ビリングやポール・シャーマンなどの他の研究者は、唐辛子が食物の腐敗を減らすことができることを早い段階で学んだと主張しています。また、一部の学者は医療用途を指摘しています。古代マヤ人は、感染した傷、胃腸の問題、耳痛を治療するために唐辛子を薬用製剤に取り入れました。研究所の研究では、唐辛子抽出物が多くの微生物病原体を阻害し、カプサイシンが局所麻酔薬に使用されていることが示されています。

メリットが何であれ、Christopher Columbusのおかげで、唐辛子は驚くほどのスピードで世界中に広がりました。 1492年、探検家はヒスパニオラのアラワクインディアンによって栽培されたいくつかの植物に出会いました。彼がインドに上陸したことを確信して、彼はそれらを「コショウ」、亜大陸原産の無関係なスパイスと呼びました。「この土地は住民の唐辛子であるアジーを多く産み出し 、 普通の黒胡blackよりも価値が高いことがわかった」と彼は後に書いた。「彼らはそれを非常に健全であるとみなし、それなしでは何も食べません。」コロンバスは唐辛子をスペインに持ち帰りましたが、最初はヨーロッパでは評価されていませんでした。ポルトガル人はブラジルのペルナンブコにある交易所で唐辛子と知り合い、タバコと綿を使ってアフリカに運びました。コロンバスの航海から50年以内に、ペルナンブコの唐辛子はインド、日本、中国で栽培されていました。チリは1621年に英語でアメリカ植民地にたどり着きました。

チリはかつてエキゾチックなスパイスでしたが、米国では1995年から2005年の間に消費量が38％増加しました。この上昇は、スパイシーな食べ物が一般的な国からの移民の流入と一般的な人々の間でより冒険的な食事の両方を反映しています。米国農務省によると、平均的なアメリカ人は現在、アスパラガス、カリフラワー、またはグリーンピースの一人当たりの消費量を上回るチリのチリを年間5.9ポンド消費しています。

人々が唐辛子を「ホット」と呼ぶとき、彼らは比meta的に話すだけではありません。カプサイシンは、温度上昇を検出する舌と皮膚の神経センサーを刺激します。これらのニューロンと脳に関する限り、あなたの口は燃えています。（同様に、ミントは、冷温に敏感な神経受容体のタイプを刺激します。）十分な熱があると、アドレナリンが流れ、心臓がより速くポンプします。一部の生理学者によると、この反応は唐辛子をとても魅力的にするものの一部です。

科学者がチリの熱を記述するために使用するスケールは、デトロイトのPark-Davis製薬会社の化学者であるWilbur Scovilleによって1912年に開発されました。彼は、熱が訓練されたテイスターのパネルによって検出されなくなるまで、砂糖水で唐辛子抽出物を希釈しました。そのしきい値はScoville評価です。たとえば、ピーマンはゼロに値しますが、典型的なハラペーニョは2, 500〜8, 000のスコヴィル熱単位（SHU）になります。昨年、インドで栽培されているnaga jolokiaは、なんと100万SHUと評価されました。注目すべきは、この変動が単一の種内で発生する可能性があることです。カイエンペッパー、C。annuum（50, 000 SHU）は、数え切れないほどの栽培品種のピーマン、ハラペーニョ、ポブラノの由来となった種です。

テュークスベリーは、世界で最も北に位置する野生種であるチルテピンの本拠地であるアリゾナ州南部の山地で、トゥマカコリミッションの近くで最初にチリを研究しました。イグナス・フェファーコーン牧師は、1750年代にそこにチルテピンが好きになりました。 Pfefferkorn（その名前はドイツ語で「ペッパーコーン」を意味します）は、彼らを「私の口の中で地獄の火」と呼びました。 1999年、テュークスベリーとゲーリーナブハンは、南西部の土着の農業植物を保護するために活動しているネイティブシード/サーチを共同設立し、トゥマカコリにワイルドチリボタニカルエリアを設立しました。その時、テュークスベリーはなぜ唐辛子が暑いのかと考え始めました。

チリは、他の果物と同様に、鳥や他の動物を誘い、それらを食べて種をばらまきます。しかし、チリはげっ歯類のような種子捕食者を引き付け、種子を粉砕して発芽を不可能にします。多くの植物は、種子の捕食者を阻止する有毒または不快な化学物質を生成しますが、これらの化学物質は通常、植物の葉と根、および果実に含まれています。しかし、唐辛子では、カプサイシンは果実にのみ含まれ、茎の近くの特別な腺から分泌され、果実が熟すにつれてその生産が劇的に増加します。テュークスベリーとナブハンは、カプサイシンがchi歯動物から唐辛子を保護すると疑っています。

理論をテストするために、テュークスベリーは、同じ種のスパイシーな唐辛子とマイルドな唐辛子を比較したかったのです。彼は、チリ種子の膨大なコレクションを維持しているニューメキシコ州立大学のチリペッパー研究所のポールボスランドに連絡しました。ボスランドはテュークスベリーに、1996年のある日、温室で珍しい唐辛子を味わったと語った。「味がどうなるかを見るためだけに噛み、フルーツには熱がないようだと言った」彼は回想する。「だから、私は別のものを取り、私は「うーん」と言った。チリは37年前にボリビアで集められた種から来ました。ボスランドはそれに気づき、突然変異体としてそれを書き留め、冷凍庫に種子を戻しました。しかし、テュークスベリーが電話した後、彼は再び彼らを引き抜いた。

テュークスベリーは種を使って実験のためにチリを育てた。彼が実験室のパックラットとサボテンマウスにそれらの労働の成果を提供したとき、げっ歯類は穏やかな唐辛子を食べましたが、熱い唐辛子を避けました。そのような研究は、彼に「カプサイシンは親の世話に関するものだ」と確信させた、とテュークスベリーは言います。「それはすべて、子孫の世話をする植物についてです」と果物。彼は後に、カプサイシンは鳥の消化器系を遅くするという奇妙な効果も持っていることを発見しました。これは、種皮を柔らかくすることにより、種の発芽を助けます。（鳥はカプサイシンを食べることを気にしません。実際、裏庭のバードウォッチャーの中には、リスが餌を奪うのを止めるためにチリパウダーをスパイクします）。そもそも進化しました。代わりに、彼は唐辛子の熱がはるかに小さな敵からそれを守ると考えるようになりました。

ボリビアでは、真菌腐敗はげっ歯類よりもper延している脅威です。熟した野生のチリフルーツの90％以上に真菌感染の兆候が含まれています。これが、種子が散布される前に死ぬ主な理由です。シアトルの研究室に戻ると、Machnickiは、 フザリウム属の淡いピンク色の真菌のうち1つだけが、チリの種に関係なく主な原因であることを発見しました。「これはランダムな真菌ではありません」とMachnicki氏は言います。「これらの唐辛子と強く関連しています。」

辛い植物と穏やかな植物の両方を含むコショウの個体数を見ると、テュークスベリーとマックニッキは、カプサイシンが多いほど真菌の感染が少ないことを発見しました。さらに、真菌は湿度の高い環境で繁栄し、テュークスベリーと同僚は、ボリビアのチリがそれに応じて調整しているように見えることを発見しました：気候の湿気、辛いチリ。実験室では、穏やかな唐辛子から発生した真菌は少しの辛さで簡単に抑制されますが、より辛い唐辛子集団の真菌はより多くの熱に耐えることができます。

「カプサイシンは、進化の驚くべき優雅さを示しています」とテュークスベリーは言います。特殊な化学物質は微生物を抑止します-人間は唐辛子を使って食物を保存するときにこの能力を利用しますが、カプサイシンは鳥がチリフルーツを食べて種をまき散らすことを抑止しません。「たまに、自然選択が複雑な特性に置かれる複雑でしばしば対立する要求は、真にエレガントなソリューションをもたらします。これはその時代の1つです。」

キャンベラにあるオーストラリア国立大学の栄養生態学者であるウィリアム・フォーリーは、テュークスベリーが「人々が長い間求めてきたトリッキーな生態学的質問に答えるために適切なシステムに取り組んでいる」と言います。ユタ大学の生態学者であるデニス・ディアリングは、テュークスベリーの研究を「植物と果食動物（果物を食べる人）の相互作用に関する最も詳細な研究」と呼んでいます。テュークスベリーの成功の一部は、チリの祖国を大胆に探ったことから来ています。 Foleyを追加します：「実際にフィールドにいなければ、植物と動物の間の複雑な相互作用を理解することは期待できません。」

パラグアイ、アルゼンチン、ブラジル、ボリビアの500, 000平方マイルに及ぶ乾燥した森林の荒野、グランチャコでフィールドワークを行うには、特別な忍耐力が必要です。ボリビアでは、道路の6％しか舗装されておらず、ガソリンと正確な地図を入手するのは困難です。天候は、猛暑と集中豪雨の間で変動し、道路を泥だらけに変えます。研究者のトラックには2本のスペアタイヤが装備されていますが、3番目のパンクで一時停止しました。彼らの研究の過程で、科学者は車輪を失い（緩んだラグナット）、車軸をスナップし（経験の浅いドライバー）、エンジンブロックに亀裂を入れた（川の横断）。スポンサー組織であるFundaciónAmigos de la Naturalezaは、2003年に盗難にあった車両全体を交換する必要がありました。

テュークスベリーは、フィールドワークはコカ、カフェイン、カプサイシンの3つの化合物で行われていると言います。しかし、彼の天然物への魅力と、見た目が変わらないことには、より深いルーツがあるかもしれません。彼の父ピーター・テュークスベリーは、1950年代のテレビコメディ「マイスリーサンズ」と「ファーザーノウズベスト」の監督であり、短命だが称賛されたシリーズ「イッツアマンズワールド」では、ジョシュの母親であるシエルが、名前はアン・スカイラー。ピーターは最終的にステイ・アウェイ、ジョー 、 ザ・トラブル・ウィズ・ガールでエルヴィス・プレスリーを監督し、短編小説の1つをスクリーンに持ち込もうとして失敗したJDサリンジャーと簡単に協力しました。最終的にハリウッドの制約にうんざりしていたピーターは、1970年代のある日帰宅し、クローゼットからエミー賞を引き出し、ゴミ箱に入れました。「それは彼の苦い瞬間の1つでした」とCielleは回想します。「彼は道徳と倫理の信じられないほどの感覚を持っていた、それはちょうどハリウッドのキャリアと一致しませんでした。」ピーター自身が後にニューヨーク・タイムズに伝えるように、「ピーター・テュークスベリー監督は死んだ」。

カップルは車を荷造りし、2人の子供と一緒にバーモントに向かい、そこでヘンリーとメアリージェーンの名前を採用しました。「ヘンリー」は有名なチーズの専門家になり、 バーモント州のチーズ：バーモントの職人のチーズ作りのグルメガイドの著者になりました。彼らはジョシュと妹のマリンサをホームスクーリングし、バーモント州、ケベック州、オレゴン州、カリフォルニアの牧場に移動しました。ピーター・テュークスベリーは2003年に79歳で亡くなりました。「[ピーター]は自分のやりたいことに夢中になったとき、それはただ[死んでいた]でした」と、道教哲学の太極拳と中国の剣とバーモント州ブラトルボロのサーベルテクニック。「ジョシュにはかなりの人がいます。興奮、意欲、そして献身と集中。」

確かに、ボリビアのある朝、ジョシュ・テュークスベリーは急いでフィールドに出て行き、シャツを裏返しにしたり裏返しにしたりしました。科学について話すと、彼は遠くを見て、「それは滑らかだ」と言うでしょう。ある日、トラックの後ろから、彼はキャブに乗っている同僚に、彼が考えていた新しい実験について叫んだ。ボリビアの自然史博物館の学生であるカルロスマンチェゴとペンシルベニア州立大学の生態学者であるトマスカルロは、窓をぶら下げてルーフラックを握りながら、テュークスベリーで次の1時間を費やしました。

彼の熱意は時々彼を良くすることができます。約8年前、彼とフロリダ大学のDoug Leveyは、植物と動物の相互作用の専門家で、ブラジル沖のカルドソ島を訪れていました。デュオは、彼らが新規性を発見したと確信するようになりました：胞子が鳥によって分散された真菌。彼らは、実験室で真菌を培養することを期待して、必死にサンプルを収集しました。彼らは調査結果を有名なジャーナルに提出したいと考えていました。しかし、彼らが最終的に顕微鏡で「真菌」を調べたとき、彼らはそれが足を持っていることに気づきました-そして、鳥が昆虫を食べることについて珍しいことは何もありません。

しかし、リーヴィーは、テュークスベリーの見当違いの熱意でさえ実りあるものになるかもしれないと指摘します。「科学には、偶然または気まぐれによってなされた最も重要な発見の長い歴史があります。」

「今、これは非常識だと思います」と、マックニッキは膝の後ろから大きな背骨を引き抜くと言います。彼女のナイロンの速乾性パンツは、ボリビアの森には合いません。彼女の足元では、ヘビのようなサボテンがとげのあるアナナス（「私の宿敵」、彼女はそれらを呼びます）、とげのある低木、および悪魔イラクサの球根の茂みの間を曲がりくねっています。

前夜、パラグアイの国境を見下ろす低い高原でキャンプしました。朝食と最後の食料品は、シンブルな冷たいコーヒー、箱入りのジュース、トレイルミックスの控えめなバッグで構成されていました。テュークスベリーは、計画どおりに進むのではなく、足をさまようことで、唐辛子の予期せぬパッチに連れて行った。彼はすぐに森の中に測定テープを張って、それぞれの側で約200ヤードのプロットでそれらのすべてを数えていました。菌類の専門家であるMachnickiは、2年間の研究室での作業の後、種を殺す菌が繁殖する自然の生息地を見る機会をようやく得ています。しかし、現時点では、彼女はむしろ昼食を食べているでしょう。「彼とのすべてはあなたのズボンの座席のそばにあります」と彼女は後で教えてくれました。

テュークスベリーが国勢調査の計画から外れると、チームは広がり、チリの偵察を開始します。カルロは、チリの植物の上をホバリングしているテュークスベリーにレーザー距離計を向けます。これにより、カルロは自分が描いている地図に植物を追加できます。テュークスベリーは、熟した果実と未熟な果実の両方を数え、辛味を評価します。これは、ロシアンルーレットをプレイするようなものです。「傷つくと思う」と、人間のカプサイシンメーターは、口に果物を入れると言います。「ああ！」彼は叫ぶ。（シアトルのラボでサンプルをより厳密にテストします。）

テュークスベリーは、彼自身のニックネームを使用して、果物を吸う虫について植物をスキャンします。「赤い肩甲虫の模倣」テュークスベリーは、昆虫学者が彼をまっすぐにするまで、かつてカブトムシ（甲虫目）と思っていた真のバグ（半H目）について言及して叫ぶ。「1、2、3-ああ-そして赤い尻！」彼は、チリの葉の下側にたむろする別の昆虫種に気づいたと言います。

前の遠征中に、Leveyは、このようなバグが種子を殺す真菌をチリ植物からチリ植物に広げている可能性があることに気付きました。チームの残りのメンバーが唐辛子をサンプリングしている間、レビーはキャンプで立ち往生し、腸の苦痛から回復しました。気を散らすものとして、彼は虫眼鏡で虫を調べるのに多くの時間を費やした、と彼は言います、そして、私はそれらの多くがこれらのバグからの穴で穴を開けられていることを発見しました。種子そのもの。」この菌は、これらの虫の口吻で果物から果物にヒッチハイクしたか、または虫の刺し傷が菌が肉に浸透しやすくしただけでした。

いずれにせよ、カプサイシンが真菌と戦うための適応であるという理論の重要なテストは、野生で刺激性および非刺激性唐辛子を隣同士に成長させて、あるタイプが他のタイプよりも優れているかどうかを調べることから来ます。昨シーズン、テュークスベリーはドン・オードンという男を雇い、遠隔地の牧場でテストに備えて千本のチリ植物を育てていました。しかし、生き残った植物は3つだけです。残りはドン・オードンの熱狂的な水やり体制の犠牲になった可能性があります。牧場を訪れたときにテュークスベリーが落胆した場合、彼はそれを見せませんでした。

南にジグザグの道をたどると、ユケリチの町で穏やかな唐辛子を持つ若い野生植物の巨大な作物を見つけました。その後、何時間も運転しました。しかし、翌朝チャラグアでチームが目覚めたとき、テュークスベリーは「なめらかな」アイデアを思いつきました。ユケリティに戻って、マイルドなチリの苗を掘り起こし、植物がすべて辛いアンデス山footの牧場まで数百マイル運んで、どれがより丈夫かを知ることができました。テュークスベリーの熱意に反論するのは難しく、6時間後、トラックの後ろで跳ね返り、自分自身と89の根こそぎになったチリ植物が荷物の山の下で押しつぶされないようにします。

2日後、山hillの牧場に着くと、テュークスベリーは、土着の唐辛子が干ばつや牛の放牧によって「ハンマー」にされたことを観察します。彼は実験的な苗木がこれらの条件で生き残るとは思わない。彼は、所有者がチームがトウモロコシ畑の端に苗を植えることを許可する別の牧場を見つけます。わずかな料金で、所有者はそれらを手入れすることに同意します。チームが野生のスパイシーなチリの隣に各マイルドなチリを植えるので、テュークスベリーは元気です。来年、植物が結実し始めると、生き残っている果物の数と、どのくらいの真菌がいるかがわかります。理想的には、チームは山hillの辛い植物を掘り起こし、ユケリチの穏やかな植物の近くにそれらを移植します。しかし、これはあなたのパンツの科学であり、テュークスベリーは、より実質的な実験を進めるために1年待たなければなりません。「私はこのシステムでさらに10〜20年作業することを望んでいます」と彼は最後のチリ植物の周りの土をなでながら言った。「それ以下で自分の質問が尽きるのを見ることができません。」

ブレンダンボレルはスミソニアンの 2008年10月号でヒクイドリについて書いています。彼はニューヨークのブルックリンに住んでいます。