God jord:Kemikere viser oprindelsen af ​​jordduftende geosmin

Geosmin er den kemiske forbindelse, der er ansvarlig for den jordagtige eller "petrichor" lugt forbundet med jord efter nedbør. For nylig har et hold af kemikere fra University of Cambridge opdaget oprindelsen af ​​denne forbindelse. De har identificeret en klasse af bakterier, der producerer geosmin og bestemt, hvordan bakterierne frigiver forbindelsen i jorden. Denne opdagelse hjælper videnskabsmænd til bedre at forstå, hvordan jordens økosystemer fungerer, og hvordan lugten af ​​regn kan påvirke vores humør.

Baggrund

Geosmin er en terpenalkohol med molekylformlen C₁₂ H₂₂ O. Det er et naturligt produkt syntetiseret af visse bakterier, svampe og planter. Geosmin har en stærk, jordagtig lugt, der ofte beskrives som "muggen" eller "muggen". Det findes i en lang række miljøer, herunder jord, kompost og vandmiljøer.

Opdagelse af de geosminproducerende bakterier

Kemikere fra University of Cambridge isolerede og identificerede de bakterier, der var ansvarlige for at producere geosmin i 2018. Bakterierne er actinomycetes, en gruppe af gram-positive bakterier, der inkluderer Streptomyces, kilden til mange antibiotika. Cambridge-holdet fandt ud af, at disse actinomyceter producerer geosmin som en sekundær metabolit, hvilket betyder, at det ikke er afgørende for bakteriernes vækst eller overlevelse.

Forskerne identificerede også genet, der er ansvarligt for geosminproduktionen i disse actinomyceter. Dette gen er kendt som ges, og det koder for et enzym, der katalyserer omdannelsen af ​​farnesylpyrophosphat til geosmin. Farnesylpyrophosphat er en forløber for en række andre terpener, herunder isopren og limonen.

Sådan frigives geosmin i jorden

Cambridge-kemikerne fandt ud af, at actinomyceterne frigiver geosmin i jorden ved en proces kendt som sporulation. Når disse bakterier danner sporer, dannes et lag af hydrofobt materiale omkring dem. Dette lag får sporerne, som indeholder geosmin, til at blive hydrofobe og frastøde vand. Når det regner, binder de hydrofobe sporer sig til jordpartikler, som også er hydrofobe. Dette immobiliserer effektivt geosminen i jorden.

Når regn falder, vasker det det hydrofobe lag af sporerne og frigiver geosminet i vandet. Dette skaber den karakteristiske jordagtige eller "petrichor" lugt forbundet med regn.

Betydning

Opdagelsen af ​​de bakterier, der producerer geosmin, og hvordan de frigiver forbindelsen i jorden er afgørende for at forstå bakteriernes rolle i jordens økosystemer. Denne viden kan også hjælpe videnskabsmænd med at designe nye strategier til at kontrollere lugten af ​​regn.

Derudover er der noget, der tyder på, at lugten af ​​geosmin kan påvirke vores humør. Geosmin har vist sig at øge positive humørtilstande og mindske negative humørtilstande. Dette kan skyldes sammenhængen mellem lugten af ​​regn og starten på en frisk, ny dag.

Konklusion

Opdagelsen af ​​de bakterier, der producerer geosmin, er et væsentligt skridt i vores forståelse af jordens økosystemer og lugten af ​​regn. Denne forskning kan hjælpe forskere med at udvikle nye strategier til at kontrollere lugten af ​​regn, og den kan også føre til ny indsigt i bakteriernes rolle i vores miljø.