Je! Umewahi kujiuliza ni nini husababisha harufu hiyo ya ardhini ambayo huibuka baada ya mvua nyepesi ya msimu wa joto? Harufu hiyo ya kushangaza imeitwa "petrodor", Na sehemu kuu ni kiwanja hai kinachoitwa geosmin, ambacho hukaa karibu na unyevu.
Geosmin hutoka kwa "geo" ya Kiyunani ya zamani, kumaanisha ardhi, na "osme", inamaanisha harufu. Tunatumia harufu hii kama kingo katika manukato na ni nini inatoa beetroot ladha yake ya kidunia. Geosmin pia inaweza kutambuliwa kama ladha ya “mbali” katika maji na divai.
Wanyama wanaweza kugundua geosmin. Inzi matunda, kwa mfano, hawapendi geosmin na huepuka kitu chochote kinacho harufu yake, ikiwezekana kuzuia kuchafuliwa na chakula chenye sumu. Lakini kwa nini geosmin imetengenezwa kwenye udongo? Kama sehemu ya timu ya wanasayansi kutoka Uswidi, Uingereza na Hungary, tuligundua biolojia ya kuvutia nyuma ya kiwanja hiki cha enigmatic.
Muundo wa kemikali ya geosmin. Raimundo79 / Shutterstock
Inavuta kama roho ya timu
Wanasayansi wamejua tangu miaka ya 1960 kwamba geosmin imetengenezwa na vijidudu katika udongo, kimsingi na bakteria iliyo na jina la kisayansi Streptomyces. Bakteria hizi ni nyingi katika udongo na ni kati ya wafundi bora wa maumbile, kwa kuwa wanapanga molekuli nyingi (zinazoitwa metabolites maalum) ambazo antibiotics nyingi hutoka. Streptomycetes na jamaa zao wa karibu hufanya maelfu ya metabolites tofauti maalum - jiko la hazina ya kweli kwa ugunduzi unaowezekana wa viuavya mpya.
Inabadilika kuwa kila streptomycetes inayo jeni ya kutengeneza geosmin, ikipendekeza kuwa ina kazi muhimu. Lakini bakteria hizi hupata nini kutokana na kutengeneza geosmin? Hii imekuwa siri ya muda mrefu.
Bakteria ya Streptomycete hupatikana kwa urahisi katika mchanga na ni maarufu kwa kuwa chanzo cha dawa nyingi za utumiaji wa dawa za kuzuia ukali. Kituo cha Tobias Kieser / John Innes, Norwich., mwandishi zinazotolewa
In utafiti wetu wa hivi karibuni, tuligundua kuwa geosmin ni sehemu ya lugha ya kemikali katika uhusiano wa faida baina ya Streptomyces bakteria na vitunguu, wadudu kama wadudu ambao wamejaa ardhini.
Tuligundua hii kwa kuuliza ikiwa kunaweza kuwa na viumbe vya ardhini huko nje ambavyo vitavutiwa na harufu ya Streptomyces. Tulipa mitego na makoloni ya Streptomyces coelicolor na kuwaweka shambani. Mitego yetu ilichukua aina kadhaa za viumbe vya udongo, pamoja na buibui na sarafu. Lakini cha kushangaza, ilikuwa mihimili ambayo ilionyesha upendeleo fulani kwa mitego iliyohifadhiwa na geosmin Streptomyces.
Kutumia spishi fulani za soko, Folsomia candida, tulijaribu jinsi viumbe hivi vinavyohisi na kuguswa na geosmin. Tuliweka elektroni kwenye antennae zao ndogo (saizi ya kawaida ya mwili wa chemchemi ni karibu 2mm) na kugundulika ambayo inavutia.
Vipeperushi vilijaribiwa ili kuona jinsi wanavyohisi kwa harufu ya geosmin. Béla P. Mólnar / Kituo cha Utafiti wa Kilimo, Hungary., mwandishi zinazotolewa
Geosmin na harufu mbaya ya ardhi 2-methylisoborneol iligunduliwa na antena, ambayo kimsingi ni pua ya kiumbe. Kwa kusoma vipeperushi wakitembea kwenye zilizopo kwenye glasi zenye umbo la Y, tuliona wana upendeleo mkubwa kwa mkono ambao unanukia wa misombo hii ya ardhini.
Faida kwa wanyama inaonekana kuwa harufu mbaya huwaongoza kwa chanzo cha chakula. Wakati vijidudu ambavyo vinatoa geosmin mara nyingi huwa na sumu kwa viumbe vingine ambavyo huviepuka, tuligundua kuwa haikuathiri vibaya kwa chemchemi tulizojaribu.
Lakini jinsi gani kutengeneza misombo hii kunufaisha bakteria? Streptomycetes kawaida hukua kama mycelium - mtandao wa seli ndefu zenye matawi ambayo huingiliana na mchanga ambao wanakua ndani. Wakati wanapomalizika na virutubishi au hali kwenye udongo unadhoofika, bakteria hutoroka na kusambaa hadi kwa maeneo mapya kwa kutengeneza spores ambazo zinaweza kusambazwa kwa upepo au maji.
Upataji wetu mpya ni kwamba uzalishaji wa viungo pia ni pamoja na kutolewa kwa harufu hizo za ardhini ambazo zinavutia kwa viunga - na ambayo husaidia kueneza spores kwa njia nyingine.
Streptomyces spores inashikilia kwenye ngozi ya kijiko, kusaidia kueneza bakteria kwenye udongo. Ola Gustafsson / Chuo Kikuu cha Lund, mwandishi zinazotolewa
Kama vipimo vya majani vilipakua kwenye a Streptomyces koloni, tuliona spores zikishikilia cuticle yao (uso wa nje wa mnyama). Vipeperushi vina eneo maalum la kupambana na wambiso na maji bakteria kawaida haziambati, Lakini Streptomyces spores zinaweza kuambatana, labda kwa sababu zina safu yao ya uso wa maji-ambayo haitoi maji. Spores zinazoliwa na chemchem pia zinaweza kuishi na kutolewa kwa mafuta mazuri.
Kwa hivyo, vitunguu husaidia kuenea Streptomyces spores wakati wanapita kwenye mchanga, kwa njia hiyo hiyo nyuki wanaolima hupandishwa kutembelea maua na kuchukua nafaka za poleni ambazo huambatana na miili yao na mbolea mimea mingine wanayotembelea. Ndege hula matunda au matunda mazuri na husaidia mmea kueneza mbegu zake na matone yao.
Wakati mwingine utakapokutana na harufu hiyo ya ardhini, iwe ni ukumbusho wa bakteria ya kuvutia na ya thamani sana ambayo inastawi chini ya miguu yako. Unaweza kuwa ukisikiza sauti ya aina ya mawasiliano kati ya bakteria na viumbe ambavyo huishi pamoja nao kwenye mchanga.
Kuhusu Mwandishi
Klas Flärdh, Profesa wa Bai ya Seli ya Masi, Chuo Kikuu cha Lund na Paul Becher, profesa Msaidizi katika Ikolojia ya Chemical, Chuo Kikuu cha Sayansi ya Kilimo Kiswidi
Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.
ing
