Você já se perguntou o que causa aquele cheiro de terra que sobe após uma leve chuva de verão? Esse perfume misterioso foi chamado "Petrichor”E um componente principal é um composto orgânico chamado geosmina, que permanece no solo úmido.
Geosmin vem do grego antigo “geo”, que significa terra, e “osme”, que significa cheiro. Usamos esse perfume como ingrediente em perfumes e é isso que dá beterraba seu sabor terroso. Geosmin também pode ser percebido como um sabor "off" na água e no vinho.
Os animais podem detectar geosmin. As moscas da fruta, por exemplo, não gostam da geosmina e evitam tudo o que cheira a ela, possivelmente para evitar contaminação e alimentos potencialmente tóxicos. Mas por que a geosmina é feita no solo? Como parte de uma equipe de cientistas da Suécia, Reino Unido e Hungria, descobrimos a fascinante biologia por trás desse enigmático composto.
A estrutura química da geosmina. Raimundo79 / Shutterstock
Cheira a espírito de equipe (microbiano)
Os cientistas sabem desde a década de 1960 que a geosmina é produzida por microorganismos no solo, principalmente por bactérias com o nome científico streptomyces. Essas bactérias são abundantes no solo e estão entre os melhores químicos da natureza, pois produzem uma ampla gama de moléculas (chamadas metabólitos especializados) das quais derivam muitos antibióticos. Os estreptomicetos e seus parentes próximos milhares de diferentes metabólitos especializados - um verdadeiro tesouro para a descoberta potencial de novos antibióticos.
Acontece que todos os estreptomicetos têm o gene para produzir geosmina, sugerindo que ela tem uma função importante. Mas o que essas bactérias ganham com a produção de geosmina? Este tem sido um mistério de longa data.
As bactérias estreptomicetos são comumente encontradas no solo e são famosas por serem a fonte de muitos antibióticos usados atualmente. Tobias Kieser / John Innes Centre, Norwich., Autor fornecida
In nosso estudo recente, descobrimos que a geosmina faz parte da linguagem química em uma relação mutuamente benéfica entre streptomyces bactérias e coquetéis, organismos semelhantes a insetos que são abundantes no solo.
Descobrimos isso perguntando se poderia haver organismos do solo por aí que seriam atraídos pelo cheiro de streptomyces. Arrastamos armadilhas com colônias de Streptomyces coelicolor e os colocou em um campo. Nossas armadilhas capturaram vários tipos de organismos do solo, incluindo aranhas e ácaros. Mas, surpreendentemente, foram os springtails que mostraram uma preferência particular pelas armadilhas atraídas pelos produtores de geosmina. streptomyces.
Usando uma espécie específica de springtail, Fossomia Candida, testamos como essas criaturas percebem e reagem à geosmina. Colocamos eletrodos em suas antenas minúsculas (o tamanho médio do corpo do springtail é de cerca de 2 mm) e detectamos quais odores os estimulavam.
Os coquetéis foram testados para ver como eles reagem ao odor da geosmina. Béla P. Mólnar / Centro de Pesquisa Agrícola, Hungria., Autor fornecida
A geosmina e o odorante da terra relacionado 2-metilisoborneol foram detectados pelas antenas, que são essencialmente o nariz da criatura. Ao estudar coquetéis de primavera andando em tubos de vidro em forma de Y, vimos que eles tinham uma forte preferência pelo braço que cheirava a esses compostos terrosos.
O benefício para os animais parece ser que os odores os levam a uma fonte de alimento. Embora os micróbios emissores de geosmina sejam freqüentemente tóxicos para outros organismos que os evitam, descobrimos que isso não prejudica os springtails que testamos.
Mas como a produção desses compostos beneficia as bactérias? Os estreptomicetos normalmente crescem como micélio - uma rede de células longas e ramificadas que se entrelaçam com o solo em que crescem. Quando ficam sem nutrientes ou as condições no solo se deterioram, as bactérias escapam e se espalham para novos lugares produzindo esporos que podem ser espalhados pelo vento ou pela água.
Nossa nova descoberta é que a produção de esporos também inclui a liberação desses odores da terra que são atraentes para os coquetéis de primavera - e que ajudam a espalhar os esporos por outra rota.
streptomyces os esporos se agarram às cutículas de um springtail, ajudando a espalhar as bactérias no solo. Ola Gustafsson / Universidade de Lund, Autor fornecida
Enquanto os coquetéis pastavam em um streptomyces colônia, vimos esporos grudando na cutícula (a superfície externa do animal). Os Springtails têm uma superfície especial antiadesiva e repelente de água que bactérias normalmente não aderem, mas streptomyces os esporos podem aderir, provavelmente porque possuem sua própria camada superficial repelente à água. Os esporos ingeridos pelos coquetéis também podem sobreviver e ser excretados em pellets fecais.
Então, os coquetéis ajudam a espalhar streptomyces esporos enquanto viajam pelo solo, da mesma forma que as abelhas polinizadoras são atraídas para visitar flores e levar consigo os grãos de pólen que aderem ao corpo e fertilizam as outras plantas que visitam. Os pássaros comem bagas ou frutos atraentes e ajudam a planta a espalhar suas sementes com seus excrementos.
Da próxima vez que encontrar esse cheiro de terra, deixe lembrar as bactérias fascinantes e extremamente valiosas que prosperam no chão sob seus pés. Você pode estar ouvindo um tipo antigo de comunicação entre bactérias e as criaturas que vivem com elas no solo.
Sobre o autor
Klas Flärdh, Professor de Biologia Celular Molecular, Universidade de Lund e Paul Becher, professor associado de ecologia química, Universidade Sueca de Ciências Agrárias
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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