Het u al ooit gewonder wat die aardse reuk veroorsaak wat na 'n ligte somerreën opkom? Die geheimsinnige geur word 'petrichor'', En 'n hoofkomponent daarvan is 'n organiese verbinding genaamd geosmin, wat om klam grond hang.
Geosmin kom van die antieke Griekse “geo”, wat aarde beteken, en “osme”, wat reuk beteken. Ons gebruik hierdie geur as 'n bestanddeel in parfuum, en dit is wat gee die biet sy aardse geur. Geosmin kan ook gesien word as 'n 'af' smaak in water en wyn.
Diere kan geosmin opspoor. Vrugtevlieë hou byvoorbeeld nie van geosmin nie en hulle vermy enigiets wat daaraan ruik, moontlik om besoedelde en potensieel giftige voedsel. Maar waarom word geosmin in die grond gemaak? As deel van 'n span wetenskaplikes uit Swede, die Verenigde Koninkryk en Hongarye, het ons die boeiende biologie agter hierdie enigmatiese verbinding ontdek.
Die chemiese struktuur van geosmin. Raimundo79 / Shutter
Ruik soos (mikrobiese) spangees
Wetenskaplikes weet al sedert die 1960's dat geosmin deur mikro-organismes in die grond gemaak word, hoofsaaklik deur bakterieë met die wetenskaplike naam Streptomyces. Hierdie bakterieë is volop in die grond en is een van die beste chemici in die natuur, aangesien hulle 'n wye verskeidenheid molekules vorm (genoem spesialismetaboliete) waaruit baie antibiotika spruit. Streptomycetes en hul naasbestaandes maak duisende verskillende gespesialiseerde metaboliete - 'n ware skatkis vir die moontlike ontdekking van nuwe antibiotika.
Dit blyk dat alle streptomycete die geen bevat om geosmin te maak, wat daarop dui dat dit 'n belangrike funksie het. Maar wat baat hierdie bakterieë uit die vervaardiging van geosmin? Dit was 'n jarelange raaisel.
Streptomycete-bakterieë kom gereeld in die grond voor en is bekend vir die bron van baie antibiotika wat tans gebruik word. Tobias Kieser / John Innes Center, Norwich., skrywer met dien verstande
In ons onlangse studie, het ons gevind dat geosmin deel is van die chemiese taal in 'n wedersyds voordelige verhouding tussen Streptomyces bakterieë en springsterte, insekagtige organismes wat in die grond volop is.
Ons het dit ontdek deur te vra of daar grondorganismes daar kan wees wat aangetrek sal word deur die reuk van Streptomyces. Ons het lokvalle met kolonies van Streptomyces coelicolor en hulle in 'n veld geplaas. Ons lokvalle het verskillende soorte grondorganismes gevang, insluitend spinnekoppe en myte. Maar opvallend, dit was lentetafels wat 'n besondere voorkeur getoon het vir die lokvalle wat geosmineer word Streptomyces.
Met behulp van 'n spesifieke lentestert spesie, Folsomia candida, het ons getoets hoe hierdie wesens op geosmin voel en reageer. Ons het elektrodes op hul klein antennas geplaas (die gemiddelde liggaamsgrootte van die stertstert is ongeveer 2 mm) en ontdek watter reuke dit stimuleer.
Springtails is getoets om te sien hoe hulle reageer op die geur van geosmin. Béla P. Mólnar / Sentrum vir Landbounavorsing, Hongarye., skrywer met dien verstande
Geosmin en die verwante aardse geurstof 2-metielisoborneol is deur die antennas waargeneem, wat in wese die dier se neus is. Deur die lente wat in Y-vormige glasbuise loop, te bestudeer, het ons gesien dat hulle 'n sterk voorkeur het vir die arm wat na hierdie aardse verbindings ruik.
Die voordeel vir die diere blyk te wees dat die reuke hulle na 'n voedselbron lei. Alhoewel geosmin-emitterende mikrobes dikwels giftig is vir ander organismes wat hulle vermy, het ons gevind dat dit geen skade het aan die veerstawe wat ons getoets het nie.
Maar hoe bevoordeel die vervaardiging van hierdie verbindings die bakterieë? Streptomycetes groei gewoonlik soos mycelium - 'n netwerk van lang, vertakte selle wat inmekaarvloei met die grond waarin hulle groei. As die voedingstowwe opraak of toestande in die grond agteruitgaan, ontsnap die bakterieë en versprei dit na nuwe plekke deur spore te maak wat versprei kan word deur wind of water.
Ons nuwe bevinding is dat die produksie van spore ook die vrystelling van aardse geurmiddels insluit wat aantreklik is vir die lente - en dit help om die spore op 'n ander manier te versprei.
Streptomyces spore klou aan die kutikula van 'n springstert, wat help om die bakterieë in die grond te versprei. Ola Gustafsson / Lund Universiteit, skrywer met dien verstande
Terwyl die springbome op 'n Streptomyces kolonie, sien ons spore wat aan hul kutikula kleef (die buite-oppervlak van die dier). Springtails het 'n spesiale kleefmiddel en waterafstotende oppervlak Bakterië hou gewoonlik nie by nieNie, maar Streptomyces spore kan kleef, waarskynlik omdat hulle hul eie waterafstotende oppervlaklaag het. Spore wat deur die springkappe geëet word, kan ook oorleef en in fekale korrels uitgeskei word.
Dus help springbrande versprei Streptomyces spore as hulle deur die grond reis, word op dieselfde manier die bestuiwende bye gelok om blomme te besoek en die stuifmeelkorrels saam te neem wat aan hul liggame kleef en die ander plante wat hulle besoek, bemes. Voëls eet aantreklike bessies of vrugte en help die plant om sy sade met hul druppels te versprei.
Volgende keer as u die aardse reuk teëkom, moet u dit herinner aan die fassinerende en uiters waardevolle bakterieë wat in die grond onder u voete gedy. U luister miskien na 'n antieke vorm van kommunikasie tussen bakterieë en die diere wat daarmee saam in die grond woon.
Oor Die Skrywer
Klas Flärdh, professor in molekulêre selbiologie, Lund Universiteit en Paul Becher, medeprofessor in chemiese ekologie, Sweedse Universiteit van Landbouwetenskappe
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
ing
