Znate li zašto kiša ima miris?

Na portalu PopSci pojavio se zanimljiv tekst o mirisu kiše. Prenosimo ga:

"Znaš taj miris. Pojavi se svaki put kada prve debele kapi kiše udare o tlo – poseban, zemljani miris koji ispuni vazduh, aroma koja govori o promeni godišnjih doba i obećava olakšanje od letnje vrućine. Taj miris kiše ima i ime: „petrikor“, poetska složenica od grčkih reči „petros“ (kamen) i „ihor“ (krv bogova u grčkoj mitologiji).

Preporučujemo

Petrikor – miris kiše. Ali šta ga uzrokuje?

Ime „petrikor“ skovali su australijski naučnici Izabel Ber i Dik Tomas 1964. godine, u radu koji je predstavljao verovatno prvi ozbiljan naučni pokušaj da se objasni ovaj fenomen. Oni su taj pojam koristili da opišu ulje koje su destilisali iz uzoraka zemlje i vegetacije ostavljenih do godinu dana izloženih vazduhu i dnevnoj svetlosti, ali zaštićenih od kiše. Otkrili su da to ulje sadrži složenu mešavinu isparljivih organskih jedinjenja.

Jedno pitanje na koje Ber i Tomas nisu odgovorili jeste poreklo tih jedinjenja. Kasnija istraživanja su se fokusirala na jedno specifično jedinjenje – isparljivo biciklično alkoholno jedinjenje geosmin. Izolovano je godinu dana nakon njihovog rada, a njegovo ime doslovno znači „miris zemlje“. Zajedno sa još jednim isparljivim jedinjenjem, 2-metilizoborneolom (2-MIB), geosmin je glavni uzročnik karakterističnog mirisa zemlje – a oba značajno doprinose mirisu kiše.

Rajen Basbi, ekolog iz Inženjerskog korpusa američke vojske, kaže za Popular Science da ova jedinjenja postoje u zemljištu širom sveta i da se raspršuju u vazduh svaki put kada se zemlja poremeti.

„Ta jedinjenja se nakupljaju u porama zemljišta“, objašnjava Basbi. „Mogu biti vezana za čestice tla. Istraživanja su pokazala da udar kiše o površinu tla uzrokuje oslobađanje tih isparljivih materija u atmosferu.“

A odakle dolaze geosmin i 2-MIB? Basbi kaže da, iako je poreklo oba jedinjenja i dalje predmet brojnih istraživanja, trenutni naučni konsenzus je da ih proizvode bakterije koje žive u zemljištu.

Različiti odnosi ova dva jedinjenja mogu objasniti zašto miris kiše varira od mesta do mesta.

„Geosmin je prilično ujednačen u okolini, dok je 2-MIB mnogo promenljiviji. Kada je prisutan, oslobađa se u mnogo većim koncentracijama, pa imate područja sa ogromnim količinama, i druga gde ga uopšte nema“, kaže Basbi. Ostale komponente petrikora – mnogobrojna, slabije izražena isparljiva jedinjenja povezana sa biljkama, pa čak i karakteristični oštar miris ozona koji prati munje – takođe variraju u zavisnosti od lokacije.

Ljudi su izuzetno osetljivi na miris geosmina. U vodi se može otkriti već u koncentracijama od samo 4 ng/L, što je ekvivalentno jednoj kašičici u 200 olimpijskih bazena. Basbi kaže da postoji nekoliko teorija zašto je to tako.

„Jedna teorija je da pomaže u pronalaženju izvora vode“, objašnjava on. „Geosmin je češći u vlažnom, plodnom zemljištu.“ Prisustvo vlažne zemlje znači i prisustvo vode, i lako je zamisliti kako bi sposobnost da se nanjuši geosmin u vetru i prati do izvora vode mogla predstavljati evolutivnu prednost.

Nisu samo ljudi ti koji se mogu osloniti na miris ovih jedinjenja u potrazi za vodom. Basbi kaže: „Kamile mogu da otkriju geosmin i pronađu oazu u pustinji sa udaljenosti od 80 kilometara. Komarci ga koriste da pronađu stajaće vode za polaganje jaja, a rakuni ga koriste da pronađu gnezda kornjača i zakopana jaja.“

Ali, dok su mirisi geosmina i 2-MIB privlačni za nas, njihov ukus je potpuno drugačiji. „Zanimljivo je“, kaže Basbi. „Volimo miris, ali mrzimo ukus.“ U vodi, ta jedinjenja su odgovorna za ustajali, buđav ukus koji pokazuje da voda nije bezbedna za piće. Basbi objašnjava: „Svaki put kad popijete vodu i pomislite ‘ovo ima ukus kao voda iz jezera’, to je zbog toga što su ta jedinjenja rastvorena u vodi koju pijete.“

Opet, verovatno postoji i evolutivni razlog za to: jedno je da zemlja oko izvora vode miriše na bakterije, ali ako i sama voda nosi taj ustajali miris, verovatno nosi i rizik od gastrointestinalnih problema. Basbi kaže da to objašnjava zašto su geosmin i 2-MIB „glavni mirisni zagađivači pijaće vode širom sveta.“

Ali jedno pitanje i dalje ostaje: zašto geosmin i 2-MIB uopšte postoje? Kako Basbi kaže, iako je jasno da „geosmin ima razne koristi za nas, nismo sigurni zašto [bakterije] proizvode toliko tog jedinjenja. To zahteva veliku energetsku potrošnju.“

Studija objavljena u časopisu Nature Microbiology 2020. godine ponudila je moguće objašnjenje. Istraživanje je ispitivalo interakcije između bakterija roda Streptomyces – koje proizvode geosmin i 2-MIB – i sitnih stvorenja zvanih skakači (springtails). Skakači su sitne šestonožne životinje koje nisu insekti, ali se hrane bakterijama. Istraživači su otkrili da geosmin i 2-MIB proizvode samo one kolonije bakterija koje ujedno stvaraju reproduktivne spore. U stvari, jedino takve kolonije ih i mogu proizvoditi: „Geni za sintezu geosmina i 2-MIB nalaze se pod direktnom kontrolom transkripcionih faktora specifičnih za sporulaciju, što ograničava emitovanje mirisa na kolonije koje stvaraju spore“, objašnjava studija.

Skakače privlače geosmin i 2-MIB, pa kada stignu do mirisne kolonije, počinju da se hrane bakterijama – i zajedno sa njima, konzumiraju i spore. Te spore potom prolaze kroz probavni trakt skakača i izlaze sa druge strane spremne za dalje širenje.

Basbi kaže da bi to moglo objasniti i zašto je miris kiše najintenzivniji kada pada na suvo tlo. „Kako se zemlja suši, bakterije ulaze u stanje mirovanja, a tada izgleda dolazi do naglog oslobađanja [mirisa]. Dakle, iz tog ugla, ta jedinjenja mogu biti način da se privuče neko ko će preneti bakterije na pogodnije mesto za rast.“

Možda deluje kao da poetičnost petrikora bledi kada otkrijemo da taj uzbudljivi miris kiše verovatno postoji da bi privukao sitne beskičmenjake da izbacuju bakterijske spore kroz svoje creva. Ali u suštini, to je još jedan primer kako priroda pronalazi način – koevolucijska veza nalik onoj između pčela i polena, koja koristi i nama.

Dakle, sledeći put kad kiša padne na suvo tlo, setite se sićušnih bakterija koje nas vode do vode – i upozoravaju nas da je možda ne treba piti."

(Telegraf Nauka/PopSci)