Naisip mo ba kung ano ang nagiging sanhi ng makamundong amoy na bumangon pagkatapos ng isang ilaw na pag-ulan sa tag-araw? Ang mahiwagang pabango na ito ay tinawag na "petrichor", At isang pangunahing sangkap nito ay isang organikong compound na tinatawag na geosmin, na umiikot sa basa-basa na lupa.
Ang Geosmin ay nagmula sa sinaunang Griyego na "geo", na nangangahulugang lupa, at "osme", nangangahulugang amoy. Ginagamit namin ang pabango na ito bilang isang sangkap sa mga pabango at ito ay kung ano ay nagbibigay ng beetroot na makalikaw na lasa nito. Ang Geosmin ay maaari ding matanggap bilang isang "off" na lasa sa tubig at alak.
Maaaring makita ng mga hayop ang geosmin. Ang mga lilipad ng prutas, halimbawa, ay hindi nagustuhan ang geosmin at iniiwasan nila ang anumang bagay na amoy nito, marahil upang maiwasan ang kontaminado at potensyal na nakakalason na pagkain. Ngunit bakit ang geosmin ay ginawa sa lupa? Bilang bahagi ng isang koponan ng mga siyentipiko mula sa Sweden, UK at Hungary, natuklasan namin ang kamangha-manghang biology sa likod ng enigmatic compound na ito.
Ang kemikal na istraktura ng geosmin. Raimundo79 / Shutterstock
Mga ngiti tulad ng (microbial) team spirit
Ang mga siyentipiko ay kilala mula noong 1960s na ang geosmin ay ginawa ng mga microorganism sa lupa, lalo na sa pamamagitan ng bakterya na may pang-agham na pangalan Streptomyces. Ang mga bakterya na ito ay sagana sa lupa at kabilang sa mga pinakamahusay na chemists, dahil gumawa sila ng isang malawak na hanay ng mga molekula (tinatawag na dalubhasang mga metabolite) kung saan nagmula ang maraming mga antibiotics. Ang Streptomycetes at ang kanilang malapit na kamag-anak ay gumawa libu-libong iba't ibang mga dalubhasang metabolite - isang tunay na trove ng kayamanan para sa potensyal na pagtuklas ng mga bagong antibiotics.
Ito ay lumiliko na ang lahat ng mga streptomycetes ay mayroong gene para sa paggawa ng geosmin, na nagmumungkahi na mayroon itong isang mahalagang function. Ngunit ano ang nakukuha ng mga bakteryang ito mula sa paggawa ng geosmin? Ito ay naging isang matagal na misteryo.
Ang mga bakterya ng streptomycete ay karaniwang matatagpuan sa lupa at sikat sa pagiging mapagkukunan ng maraming kasalukuyang ginagamit na antibiotics. Tobias Kieser / John Innes Center, Norwich., Author ibinigay
In ang aming kamakailang pag-aaral, nalaman namin na ang geosmin ay bahagi ng wikang kemikal sa isang kapaki-pakinabang na relasyon sa pagitan Streptomyces bakterya at springtails, tulad ng mga insekto na tulad ng mga insekto na sagana sa lupa.
Natuklasan namin ito sa pamamagitan ng pagtatanong kung maaaring magkaroon ng mga organismo ng lupa doon na maaakit sa amoy ng Streptomyces. Kami baited traps sa mga kolonya ng Streptomyces coelicolor at inilagay ang mga ito sa isang bukid. Ang aming mga traps ay nakakuha ng maraming uri ng mga organismo ng lupa, kabilang ang mga spider at mites. Ngunit kapansin-pansin, ito ay mga springtails na nagpakita ng isang partikular na kagustuhan para sa mga traps na pinuno ng geosmin-paggawa Streptomyces.
Gamit ang isang partikular na species ng tagsibol, Folsomia candida, sinubukan namin kung paano ang kahulugan ng mga nilalang na ito at reaksyon sa geosmin. Inilagay namin ang mga electrodes sa kanilang maliit na maliit na antennae (ang average na sukat ng katawan ng tagsibol ay halos 2mm) at nakita kung aling mga amoy ang pinukaw sa kanila.
Sinubukan ang mga springtails upang makita kung ano ang kanilang reaksyon sa amoy ng geosmin. Béla P. Mólnar / Center para sa Pananaliksik sa Agrikultura, Hungary., Author ibinigay
Ang Geosmin at ang nauugnay na walang amoy na 2-methylisoborneol ay nadama ng antennae, na mahalagang ilong ng nilalang. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga springtails na naglalakad sa mga hugis-tub na salamin ng Y, nakita namin na mayroon silang isang mahusay na kagustuhan para sa braso na naamoy ng mga makamundong compound na ito.
Ang pakinabang para sa mga hayop ay tila na ang mga amoy ay humantong sa kanila sa isang mapagkukunan ng pagkain. Habang ang mga microbes na naglalabas ng geosmin ay madalas na nakakalason sa iba pang mga organismo na nag-iwas sa kanila, natagpuan namin na hindi ito nakasama sa mga springtail na sinubukan namin.
Ngunit paano nakikinabang ang paggawa ng mga compound na ito sa mga bakterya? Ang mga streptomycetes ay karaniwang lumalaki bilang mycelium - isang network ng mahaba, branching cells na sumasama sa lupa na kanilang pinapalaki. Kapag naubos ang mga sustansya o kondisyon sa lupa ay lumala, ang bakterya ay tumakas at kumakalat sa mga bagong lugar sa pamamagitan ng paggawa ng mga spores na maaaring kumalat sa pamamagitan ng hangin o tubig.
Ang aming bagong paghahanap ay ang paggawa ng spore ay may kasamang pagpapakawala ng mga makamundong amoy na kaakit-akit sa mga springtails - at nakakatulong na maikalat ang mga spores sa pamamagitan ng isa pang ruta.
Streptomyces dumikit ang mga spores sa mga cuticle ng isang springtail, na tumutulong sa pagkalat ng bakterya sa lupa. Ola Gustafsson / Lund University, Author ibinigay
Tulad ng mga springtails grazed sa isang Streptomyces kolonya, nakita namin ang mga spores na nakadikit sa kanilang cuticle (ang panlabas na ibabaw ng hayop). Ang mga springtails ay may espesyal na anti-adhesive at water-repellent na ibabaw karaniwang hindi dumidikit ang bakterya, Ngunit Streptomyces ang mga spores ay maaaring sumunod, marahil dahil mayroon silang sariling sariling layer ng tubig-repellent. Ang mga spores na kinakain ng mga springtails ay maaari ring mabuhay at mai-excreted sa faecal pellets.
Kaya, ang tulong ng mga springtails ay kumakalat Streptomyces spores habang sila ay naglalakbay sa lupa, sa parehong paraan ang pollinating bees ay lured upang bisitahin ang mga bulaklak at dalhin sa kanila ang mga butil ng pollen na sumunod sa kanilang mga katawan at lagyan ng pataba ang iba pang mga halaman na kanilang binibisita. Kumakain ang mga ibon ng mga kaakit-akit na berry o prutas at tumutulong sa halaman upang maikalat ang mga buto nito sa kanilang mga pagtulo.
Sa susunod na nakatagpo ka ng makamundong amoy na ito, hayaan itong maging isang paalala ng kamangha-manghang at sobrang mahalagang bakterya na umunlad sa lupa sa ilalim ng iyong mga paa. Maaari kang nakikinig sa isang sinaunang uri ng komunikasyon sa pagitan ng bakterya at mga nilalang na nakatira sa kanila sa lupa.
Tungkol sa Ang May-akda
Klas Flärdh, Propesor ng Molecular Cell Biology, Lund University at Paul Becher, Associate professor sa Chemical Ecology, Suweko University of Agricultural Sciences
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
ing
