Apakah Anda pernah bertanya-tanya apa yang menyebabkan bau tanah yang muncul setelah hujan musim panas yang ringan? Aroma misterius itu disebut “petrichor.dll”, Dan komponen utamanya adalah senyawa organik yang disebut geosmin, yang menempel di sekitar tanah yang lembab.
Geosmin berasal dari bahasa Yunani kuno "geo", yang berarti bumi, dan "osme", yang berarti bau. Kami menggunakan aroma ini sebagai bahan dalam parfum dan itu adalah apa memberikan bit rasa yang bersahaja. Geosmin juga bisa dianggap sebagai "off" rasa dalam air dan anggur.
Hewan dapat mendeteksi geosmin. Buah lalat, misalnya, tidak menyukai geosmin dan mereka menghindari apa pun yang berbau itu, mungkin untuk menghindari yang terkontaminasi dan makanan yang berpotensi beracun. Tapi mengapa geosmin dibuat di tanah? Sebagai bagian dari tim ilmuwan dari Swedia, Inggris dan Hongaria, kami menemukan biologi yang menakjubkan di balik senyawa misterius ini.
Struktur kimia geosmin. Raimundo79 / Shutterstock
Bau seperti semangat tim (mikroba)
Para ilmuwan telah mengetahui sejak 1960-an bahwa geosmin dibuat oleh mikroorganisme di dalam tanah, terutama oleh bakteri dengan nama ilmiah streptomyces. Bakteri ini berlimpah di tanah dan merupakan salah satu ahli kimia terbaik di alam, karena mereka membuat berbagai molekul (disebut metabolit khusus) dari mana banyak antibiotik berasal. Streptomisetes dan kerabat dekat mereka ribuan metabolit khusus yang berbeda - harta karun sejati untuk potensi penemuan antibiotik baru.
Ternyata semua streptomycetes memiliki gen untuk membuat geosmin, menunjukkan bahwa ia memiliki fungsi penting. Tapi apa yang didapat bakteri ini dari memproduksi geosmin? Ini telah menjadi misteri yang sudah berlangsung lama.
Bakteri streptomycete umumnya ditemukan di tanah dan terkenal sebagai sumber dari banyak antibiotik yang saat ini digunakan. Tobias Kieser / John Innes Centre, Norwich., penulis tersedia
In studi terbaru kami, kami menemukan bahwa geosmin adalah bagian dari bahasa kimia dalam hubungan yang saling menguntungkan streptomyces bakteri dan pegas ekor, organisme mirip serangga yang berlimpah di tanah.
Kami menemukan ini dengan menanyakan apakah mungkin ada organisme tanah di luar sana yang akan tertarik pada baunya streptomyces. Kami memberi umpan perangkap dengan koloni Streptomyces coelicolor dan menempatkannya di lapangan. Perangkap kami menangkap beberapa jenis organisme tanah, termasuk laba-laba dan tungau. Tapi yang mengejutkan, itu adalah pegas ekor yang menunjukkan preferensi khusus untuk perangkap yang diberi umpan dengan penghasil geosmin streptomyces.
Menggunakan spesies tertentu dari springtail, Folsomia kandida, kami menguji bagaimana makhluk ini merasakan dan bereaksi terhadap geosmin. Kami menempatkan elektroda pada antena kecil mereka (ukuran tubuh rata-rata pegas sekitar 2mm) dan mendeteksi bau yang merangsang mereka.
Springtail diuji untuk melihat bagaimana mereka bereaksi terhadap bau geosmin. Béla P. Mólnar / Pusat Penelitian Pertanian, Hongaria., penulis tersedia
Geosmin dan 2-methylisoborneol yang berbau bersahaja yang dirasakan oleh antena, yang pada dasarnya adalah hidung makhluk itu. Dengan mempelajari pegas berjalan di tabung kaca berbentuk Y, kami melihat mereka memiliki preferensi yang kuat untuk lengan yang berbau senyawa-senyawa yang bersahaja ini.
Manfaatnya bagi hewan-hewan itu adalah aromanya membawa mereka ke sumber makanan. Sementara mikroba pemancar geosmin sering menjadi racun bagi organisme lain yang menghindarinya, kami menemukan bahwa itu tidak membahayakan pegas yang kami uji.
Tetapi bagaimana menghasilkan senyawa ini menguntungkan bakteri? Streptomycetes biasanya tumbuh sebagai miselium - jaringan sel bercabang panjang yang melilit tanah tempat mereka tumbuh. Ketika mereka kehabisan nutrisi atau kondisi di tanah memburuk, bakteri melarikan diri dan menyebar ke tempat-tempat baru dengan membuat spora yang dapat menyebar oleh angin atau air.
Temuan baru kami adalah bahwa produksi spora juga mencakup pelepasan bau-bauan yang bersahaja yang menarik bagi pegas ekor - dan yang membantu menyebarkan spora melalui rute lain.
streptomyces spora menempel pada kutikula pegas, membantu menyebarkan bakteri di tanah. Ola Gustafsson / Lund University, penulis tersedia
Saat springtail menyerempet pada streptomyces koloni, kami melihat spora menempel pada kutikula mereka (permukaan luar hewan). Springtails memiliki permukaan anti-perekat dan anti air khusus Bakteri biasanya tidak menempel, tapi streptomyces spora dapat melekat, mungkin karena mereka memiliki lapisan permukaan anti air. Spora yang dimakan oleh springtails juga dapat bertahan hidup dan diekskresikan dalam pelet feses.
Jadi, springtails membantu menyebar streptomyces spora saat mereka melakukan perjalanan melalui tanah, dengan cara yang sama seperti lebah penyerbuk dipikat untuk mengunjungi bunga dan membawa bersamanya serbuk sari yang melekat pada tubuh mereka dan menyuburkan tanaman lain yang mereka kunjungi. Burung memakan buah atau buah yang menarik dan membantu tanaman menyebarkan bijinya dengan kotorannya.
Lain kali Anda menemukan bau yang bersahaja itu, biarkan itu menjadi pengingat akan bakteri yang menarik dan sangat berharga yang tumbuh subur di tanah di bawah kaki Anda. Anda mungkin mendengarkan jenis komunikasi kuno antara bakteri dan makhluk yang hidup bersama mereka di tanah.
Tentang Penulis
Klas Flärdh, Profesor Biologi Sel Molekuler, Universitas Lund dan Paul Becher, profesor Asosiasi Ekologi Kimia, Universitas Ilmu Pertanian Swedia
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
ing
