¿Te has preguntado alguna vez qué causa ese olor a tierra que se eleva después de una ligera lluvia de verano? Ese olor misterioso ha sido llamado "petricor", Y uno de sus componentes principales es un compuesto orgánico llamado geosmina, que permanece alrededor del suelo húmedo.
Geosmin proviene del griego antiguo "geo", que significa tierra, y "osme", que significa olor. Usamos este aroma como ingrediente en perfumes y es lo que le da a la remolacha su sabor terroso. La geosmina también se puede percibir como un sabor "desagradable" en el agua y el vino.
Los animales pueden detectar geosmina. A las moscas de la fruta, por ejemplo, no les gusta la geosmina y evitan cualquier cosa que huela a ella, posiblemente para evitar la contaminación y comida potencialmente tóxica. Pero, ¿por qué se produce geosmina en el suelo? Como parte de un equipo de científicos de Suecia, el Reino Unido y Hungría, descubrimos la fascinante biología detrás de este enigmático compuesto.
La estructura química de la geosmina. Raimundo79 / Shutterstock
Huele a espíritu de equipo (microbiano)
Los científicos han sabido desde la década de 1960 que la geosmina está hecha por microorganismos en el suelo, principalmente por bacterias con el nombre científico. Streptomyces. Estas bacterias abundan en el suelo y se encuentran entre los mejores químicos de la naturaleza, ya que producen una amplia gama de moléculas (llamadas metabolitos especializados) de las cuales se derivan muchos antibióticos. Streptomycetes y sus parientes cercanos hacen miles de metabolitos especializados diferentes - Un verdadero tesoro para el descubrimiento potencial de nuevos antibióticos.
Resulta que todos los estreptomicetos tienen el gen para producir geosmina, lo que sugiere que tiene una función importante. Pero, ¿qué ganan estas bacterias al producir geosmina? Este ha sido un misterio de larga data.
Las bacterias estreptomicetas se encuentran comúnmente en el suelo y son famosas por ser la fuente de muchos antibióticos utilizados actualmente. Tobias Kieser / John Innes Center, Norwich., autor proporcionado
In nuestro estudio reciente, descubrimos que la geosmina es parte del lenguaje químico en una relación mutuamente beneficiosa entre Streptomyces bacterias y colémbolos, organismos similares a insectos que abundan en el suelo.
Descubrimos esto preguntando si podría haber organismos del suelo que se sintieran atraídos por el olor a Streptomyces. Carpamos trampas con colonias de Streptomyces coelicolor y los colocó en un campo. Nuestras trampas capturaron varios tipos de organismos del suelo, incluidas las arañas y los ácaros. Pero sorprendentemente, fueron los colémbolos los que mostraron una preferencia particular por las trampas cebadas con geosmina productora Streptomyces.
Usando una especie particular de springtail, Candida de Folsomia, probamos cómo estas criaturas perciben y reaccionan a la geosmina. Colocamos electrodos en sus diminutas antenas (el tamaño promedio del cuerpo de un springtail es de aproximadamente 2 mm) y detectamos qué olores los estimulaban.
Los colémbolos se probaron para ver cómo reaccionan al olor de la geosmina. Béla P. Mólnar / Centro de Investigación Agrícola, Hungría., autor proporcionado
Geosmin y el odorizante terroso relacionado 2-metilisoborneol fueron detectados por las antenas, que es esencialmente la nariz de la criatura. Al estudiar los colémbolos que caminan en tubos de vidrio en forma de Y, vimos que tenían una gran preferencia por el brazo que olía a estos compuestos terrosos.
El beneficio para los animales parece ser que los olores los llevan a una fuente de alimento. Si bien los microbios emisores de geosmina a menudo son tóxicos para otros organismos que los evitan, descubrimos que no dañó los colémbolos que probamos.
Pero, ¿cómo beneficia la producción de estos compuestos a las bacterias? Los estreptomicetos normalmente crecen como micelio, una red de células largas y ramificadas que se entrelazan con el suelo en el que crecen. Cuando se agotan los nutrientes o las condiciones en el suelo se deterioran, las bacterias escapan y se propagan a nuevos lugares haciendo esporas que pueden propagarse por viento o agua.
Nuestro nuevo hallazgo es que la producción de esporas también incluye la liberación de esos odorantes terrosos que son atractivos para los colémbolos, y eso ayuda a propagar las esporas por otra ruta.
Streptomyces las esporas se adhieren a las cutículas de un springtail, ayudando a propagar las bacterias en el suelo. Ola Gustafsson / Universidad de Lund, autor proporcionado
Mientras los springtails pastaban en un Streptomyces colonia, vimos esporas pegadas a su cutícula (la superficie exterior del animal). Los Springtails tienen una superficie especial antiadhesiva y repelente al agua que las bacterias generalmente no se adhieren a, pero Streptomyces las esporas pueden adherirse, probablemente porque tienen su propia capa superficial repelente al agua. Las esporas comidas por los colémbolos también pueden sobrevivir y excretarse en gránulos fecales.
Entonces, los colémbolos ayudan a extenderse Streptomyces las esporas a medida que viajan por el suelo, de la misma manera que las abejas polinizadoras son atraídas para visitar flores y llevar consigo los granos de polen que se adhieren a sus cuerpos y fertilizan las otras plantas que visitan. Las aves comen bayas o frutas atractivas y ayudan a la planta a esparcir sus semillas con sus excrementos.
La próxima vez que encuentre ese olor a tierra, que sea un recordatorio de las bacterias fascinantes y extremadamente valiosas que prosperan en el suelo debajo de sus pies. Es posible que esté escuchando un antiguo tipo de comunicación entre las bacterias y las criaturas que viven con ellas en el suelo.
Sobre el Autor
Klas Flärdh, profesor de biología celular molecular, Universidad de Lund y Paul Becher, profesor asociado en Ecología Química, Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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