Ti sei mai chiesto cosa causa quell'odore terroso che si alza dopo una leggera pioggia estiva? Quel profumo misterioso è stato chiamato "petricore", E un componente principale di esso è un composto organico chiamato geosmina, che indugia nel terreno umido.
Geosmin deriva dall'antico greco "geo", che significa terra, e "osme", che significa odore. Usiamo questo profumo come ingrediente nei profumi ed è cosa dà alla barbabietola il suo sapore terroso. Il geosmina può anche essere percepito come un sapore "off" in acqua e vino.
Gli animali possono rilevare il geosmina. I moscerini della frutta, ad esempio, non amano il geosmina ed evitano tutto ciò che ne puzza, possibilmente per evitare contaminazioni e cibo potenzialmente tossico. Ma perché il geosmina è prodotto nel terreno? Come parte di un team di scienziati provenienti da Svezia, Regno Unito e Ungheria, abbiamo scoperto l'affascinante biologia dietro questo composto enigmatico.
La struttura chimica del geosmina. Raimundo79 / Shutterstock
Odora di spirito di squadra (microbico)
Gli scienziati sanno dagli anni '1960 che il geosmina è prodotto da microrganismi nel suolo, principalmente da batteri con il nome scientifico Streptomyces. Questi batteri sono abbondanti nel suolo e sono tra i migliori chimici della natura, in quanto producono una vasta gamma di molecole (chiamate metaboliti specializzati) da cui derivano molti antibiotici. Streptomycetes e i loro parenti stretti fanno migliaia di diversi metaboliti specializzati - un vero tesoro per la potenziale scoperta di nuovi antibiotici.
Si scopre che tutti gli streptomiceti hanno il gene per produrre geosmina, suggerendo che ha una funzione importante. Ma cosa ottengono questi batteri dalla produzione di geosmina? Questo è stato un mistero di vecchia data.
I batteri streptomiceti si trovano comunemente nel suolo e sono famosi per essere la fonte di molti antibiotici attualmente utilizzati. Tobias Kieser / John Innes Centre, Norwich., Autore previsto
In il nostro recente studio, abbiamo scoperto che il geosmina fa parte del linguaggio chimico in una relazione reciprocamente vantaggiosa tra Streptomyces batteri e collemboli, organismi simili a insetti che sono abbondanti nel terreno.
Abbiamo scoperto questo chiedendo se ci potrebbero essere organismi del suolo là fuori che sarebbero attratti dall'odore di Streptomyces. Abbiamo innescato trappole con colonie di Streptomyces coelicolor e li mise in un campo. Le nostre trappole hanno catturato diversi tipi di organismi del suolo, tra cui ragni e acari. Ma sorprendentemente, sono stati i cocktail di primavera che hanno mostrato una particolare preferenza per le trappole innescate con la produzione di geosmina Streptomyces.
Utilizzando una particolare specie di coda di primavera, Folsomia candida, abbiamo testato come queste creature percepiscono e reagiscono al geosmina. Abbiamo posizionato gli elettrodi sulle loro piccole antenne (la dimensione media del corpo della molla a molla è di circa 2 mm) e abbiamo rilevato quali odori li stimolavano.
Gli springtail sono stati testati per vedere come reagiscono all'odore del geosmina. Béla P. Mólnar / Centro per la ricerca agricola, Ungheria., Autore previsto
Il geosmina e il relativo 2-metilisoborneolo odoroso terroso sono stati rilevati dalle antenne, che è essenzialmente il naso della creatura. Studiando cocktail primaverili che camminano in tubi di vetro a forma di Y, abbiamo visto che avevano una forte preferenza per il braccio che odorava di questi composti terrosi.
Il vantaggio per gli animali sembra essere che gli odori li portano a una fonte di cibo. Mentre i microbi che emettono geosmina sono spesso tossici per altri organismi che li evitano, abbiamo scoperto che non ha danneggiato i cocktail che abbiamo testato.
Ma in che modo la produzione di questi composti avvantaggia i batteri? Gli streptomiceti normalmente crescono come micelio - una rete di cellule lunghe e ramificate che si intrecciano con il suolo in cui crescono. Quando si esauriscono i nutrienti o le condizioni del suolo si deteriorano, i batteri fuggono e si diffondono in nuovi luoghi creando spore che possono essere diffuse dal vento o dall'acqua.
La nostra nuova scoperta è che la produzione di spore include anche il rilascio di quegli odori terrosi che sono attraenti per i cocktail primaverili e che aiutano a diffondere le spore su un'altra strada.
Streptomyces le spore si aggrappano alle cuticole di una coda di primavera, contribuendo a diffondere i batteri nel terreno. Ola Gustafsson / Lund University, Autore previsto
Mentre i cocktail al pascolo su a Streptomyces colonia, abbiamo visto le spore attaccarsi alla loro cuticola (la superficie esterna dell'animale). Le molle hanno una speciale superficie antiadesiva e idrorepellente i batteri in genere non si attaccano, ma Streptomyces le spore possono aderire, probabilmente perché hanno il loro strato superficiale idrorepellente. Le spore consumate dai cocktail primaverili possono anche sopravvivere ed essere escrete in pellet fecali.
Quindi, i trampolini aiutano a diffondersi Streptomyces spore mentre viaggiano attraverso il suolo, in modo simile alle api impollinatrici vengono attirate per visitare i fiori e portare con sé i granelli di polline che aderiscono ai loro corpi e fertilizzano le altre piante che visitano. Gli uccelli mangiano bacche o frutti attraenti e aiutano la pianta a diffondere i suoi semi con i loro escrementi.
La prossima volta che incontri quell'odore terroso, lascia che sia un promemoria per i batteri affascinanti ed estremamente preziosi che prosperano nel terreno sotto i tuoi piedi. Potresti ascoltare un antico tipo di comunicazione tra i batteri e le creature che vivono con loro nel suolo.
Circa l'autore
Klas Flärdh, professore di biologia cellulare molecolare, Università di Lund e Paul Becher, professore associato di ecologia chimica, Università svedese di scienze agrarie
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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