Człowiek ma bardzo wyczulony węch na niektóre związki chemiczne. Jednym z nich jest geosmina, o której pisałem w tekście o zapachu ziemi. Ale po co mikroorganizmy w ogóle produkują ten związek? Przecież nie po to, aby pachnieć, zwłaszcza że uwalnia się ona w zasadzie już pod koniec ich krótkiego żywota. OK, wiem, że z tą długością życia upraszczam, ale mniej więcej wiadomo, o co chodzi.
Mamy więc cyjanobakterie (sinice) czy bakterie z rodzaju Streptomyces.
Sinice (zdjęcie z mikroskopu elektronowego)
Źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna
Bakterie Streptomyces
Źródło: Wikimedia, licencja: CC BY-SA 4.0
W procesach metabolicznych wytwarzają LZO (lotne związki organiczne, ang. VOC – volatile organic compounds) – m.in. wspomnianą geosminę, jak też 2-metyloizoborneol. W chwili, gdy zaczyna padać deszcz, związki te zostają uwolnione z mikroorganizmów i rozprzestrzeniają się po okolicy. I natychmiast zjawiają się tam skoczogonki.
Orchesella cincta – jeden ze skoczogonków
Źródło: Wikimedia, licencja: GNU Free Documentation 1.2
Te niewielkie (poniżej 1 cm) stawonogi o sześciu odnóżach reagują na zapach sygnalizujący, że w okolicy znajduje się ich ulubione pożywienie. Gdy taki skoczogonek się naje, wędruje dalej. I w pewnym momencie będzie wydalał produkty przemiany materii. A wraz z nimi wydali fragmenty nici sinic albo rozmaite spory. Z tych elementów powstaną nowe organizmy – w pewnej odległości od tych pierwotnych. I między innymi po to sinice czy niektóre bakterie wytwarzają dwa wspomniane związki. Wszystko w przyrodzie musi mieć sens! No dobrze, ale człowiek nie żywi się przecież sinicami. Po co nasz węch jest aż tak wyczulony, że jesteśmy w stanie wyczuć jedną cząsteczkę geosminy na bilion (tysiąc miliardów) innych (1012)? Okazuje się, że to też ma głęboki sens. W procesie ewolucji gatunku ludzkiego w Afryce przeżywali ci, którzy byli w stanie znaleźć często trudno dostępną wodę, absolutnie niezbędną do życia. A właśnie zapach geosminy mówił im wprost: w okolicy jest woda!
Podobnie, jeśli nie bardziej, wyczulony węch mają wielbłądy. Badania wykazały, że zwierzęta te, żyjące na pustyni Gobi w Mongolii i Chinach, potrafią wywąchać geosminę, a więc też wodę, z odległości kilku kilometrów. Niektórzy badacze uważają nawet, że odległość ta może wynosić nawet 80 km!
Wielbłąd (baktrian) w zachodniej Mongolii
Źródło: Wikimedia, licencja: CC BY-SA 4.o
Podobnie ma się rzecz z afrykańskimi olbrzymami – słoniami. Najnowsze eksperymenty naukowców z Pretorii (RPA) pokazały, że słonie bez problemu wykrywają wodę, jeśli znajdują się w niej LZO, takie jak geosmina, 2-metyloizoborneol lub siarczek dwumetylu. Nie są natomiast w stanie znaleźć wody destylowanej.
Słoń przy wodopoju
Źródło: Wikimedia, licencja: CC BY-SA 4.0
Ale najbardziej spektakularnym przykładem są obdarzone doskonałym węchem kangury. W ich przypadku sytuacja jest jeszcze ciekawsza. Naukowcy zauważyli, że dwa tygodnie po deszczu, gdy geosmina zdążyła przenieść się w powietrzu, 2/3 samic kangurów było w rui. Ponieważ pęcherzyki jajnikowe dojrzewają u tych zwierząt średnio 10 dni, uważa się, że proces ten jest związany właśnie z detekcją geosminy lub 2-metyloizoborneolu. Obecność tego związku w powietrzu oznacza deszcz w okolicy, a woda stymuluje wzrost roślin. Ponieważ ciąża u kangura trwa ok. 5 tygodni, rośliny zdążą dojrzeć i zapewnić matce obfitość pożywienia. Jak dla mnie to niesamowita manifestacja zależności chemicznych w przyrodzie.
Noworodek kangura w torbie lęgowej
Źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna
Ale nie wszystkie stworzenia są przyciągane przez ten charakterystyczny zapach. Są i takie, dla których wykrycie geosminy jest sygnałem ostrzegawczym. Jednym z takich zwierząt jest wywilżna karłowata, znana szerzej jako muszka owocowa (łac. Drosophila melanogaster). Dla niej zapach geosminy jest mocnym ostrzeżeniem: uwaga, tu nie żeruj, bo się otrujesz!
Już na sam koniec – aromat geosminy, który może być wyczuwalny w wodzie pitnej działa na człowieka podobnie jak na muszkę owocową. Jest raczej odpychający. To też sygnał chemiczny dla naszych receptorów, abyśmy raczej tej wody nie próbowali, bo jest zanieczyszczona bakteriami.
Dla zainteresowanych – literatura dodatkowa
https://www.nature.com/articles/s41598-023-30796-5
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34292432/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23217715/
https://www.nature.com/articles/s41684-018-0161-1
https://www.the-scientist.com/notebook/the-unusual-functions-of-geosmin-70231
(c) by Mirosław Dworniczak. Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.
