Giovedì, 09 luglio 2020 - ore 22.38

Come si è evoluto il profumo di terra bagnata e perché piace così tanto a uomini e animali

La geosmina gli streptomiceti e i collemboli, un rapporto di reciproca convenienza che da mezzo miliardo di anni profuma il pianeta

| Scritto da Redazione
Come si è evoluto il profumo di terra bagnata e perché piace così tanto a uomini e animali

La geosmina è il composto che dona al terreno quel suggestivo odore che è un mix di fungo, muffa e terra così caratteristico della primavera, soprattutto dopo un acquazzone o dopo che si scava. Il naso umano è così sensibile al composto che possiamo rilevarlo già in quantità infinitesimali. 100 parti per trilione. Al John Innes Centre, spiegano che «In altre parole, possiamo percepire la geosmina meglio di quanto gli squali sono in grado di rilevare il sangue».

Gli scienziati si sono posti una domanda: «Ma perché esiste, questo odore che ha profumato il pianeta per quasi mezzo miliardo di anni?» e la risposta l’ha data lo studio Developmentally regulated volatiles geosmin and 2-methylisoborneol attract a soil arthropod to Streptomyces bacteria promoting spore dispersal”, pubblicato su Nature Microbiology, da un team di ricercatori svedesi, britannici e australiani, secondo il quale il segreto, secondo sta in una relazione reciproca ancestrale tra gli streptomiceti (Streptomyce), batteri Gram Positivi del suolo dell’ordine degli Actinomycetales, che hanno una struttura filamentosa che li fa somigliare a funghi e un complesso ciclo riproduttivo, e i collemboli, esapodi dei quali si conoscono circa 7.500 specie, primitive creature a sei zampe.

Gli streptomiceti sono batteri che hanno un’importanza planetaria: una serie di composti organici, tra cui armi chimiche per combattere i loro nemici nel suolo e che vengono sfruttate anche per uso umano come antibiotici tra i più efficaci al mondo.

Questi batteri producono anche la geosmina e tutta una serie di altri composti organici volatili (COV) e i ricercatori fanno notare che «Mentre le specie di Streptomyces variano drasticamente nei tipi di molecole che producono come antibiotici, tutte, senza eccezione, producono geosmina».

Uno degli autori dello studio, il britannico Mark Buttner del Department of molecular microbiology del John Innes Centre – Norwich Research Park, spiega che «Il fatto che producano tutti geosmina ci ha suggerito che conferisca un vantaggio selettivo ai batteri, altrimenti non lo farebbero. Quindi, sospettavamo che stessero segnalando qualcosa e la cosa più ovvia sarebbe qualche animale o insetto che potesse aiutare a distribuire le spore degli Streptomyces».

Per scoprire cosa potesse essere attratto dall’odore di geosmina, Paul Becher e il suo team della Sveriges lantbruksuniversitet che hanno guidato i ricercatori, hanno creato una rete di trappole innescate con streptomiceti, mentre altre trappole sono state innescate con sostanze di controllo. Questi esperimenti hanno rivelato che i collemboli erano attratti dall’esca degli streptomiceti e ulteriori esperimenti controllati condotti in laboratorio prevedevano l’inserimento di collemboli uno alla volta, ad intervalli di 20 minuti – per evitare l’effetto mandria – in un tubo a Y per osservare se seguivano l’odore di geosmina o altri COV. Poi il team ha utilizzato un metodo chiamato elettroantennografia, che prevede l’inserimento di minuscoli elettrodi nelle antenne lunghe 1.5 millimetri dei collemboli per poi osservare le loro risposte a una successione di molecole odorifere.

Da queste esperimenti e osservazioni è emerso chiaramente che i collemboli sono fortemente attratti dalla geosmina e da un altro composto dall’odore terroso prodotto dagli streptomiceti: il 2metilisoborneolo (2-MIB).

Ma perché, mezzo miliardo di anni fa, si è evoluta questa relazione da quando il genere Streptomyces ha fatto la sua comparsa sul pianeta e proprio nello stesso periodo in cui i Collembola si sono separati dagli insetti? Lo studio rileva che «La geosmina e il 2-MIB sono segnali chimici che guidano i collemboli agli streptomiceti come fonte di cibo privilegiata», si tratta di qualcosa che uccide altri organismi come i nematodi e i moscerini della frutta, ma al quale i collemboli possono resistere perché hanno una batteria di enzimi che li disintossicano dagli antibiotici prodotti dagli Streptomyces. In cambio, i collemboli aiutano gli streptomiceti a disperdere le loro spore in due modi: attraverso la defecazione e con la distribuzione delle spore che si attaccano su di loro. Il team internazionale di ricercatori ha scoperto che le spore degli streptomiceti sopravvivono al passaggio nell’intestino dei collemboli per dare origine a nuove colonie di Streptomyces.

Secondo Buttner, «C’è un vantaggio reciproco. I collemboli mangiano gli streptomiceti, quindi la geosmina li attira verso una preziosa fonte di cibo. E i collemboli distribuiscono le spore, sia quelle finite sui loro corpi che nelle loro feci, che sono piene di spore vitali, quindi gli streptomiceti si disperdono. Questo è analogo a quello che fanno gli uccelli che mangiano i frutti delle piante. Ricevono cibo ma distribuiscono anche i semi, a beneficio delle piante».

Anche le immagini al microscopio elettronico a scansione hanno dimostrato che i corpi dei collemboli erano ricoperti da spore di streptomiceti e al John Innes Centre evidenziano che «Entrambi gli organismi sono idrofobici e di conseguenza la guaina idrofobica che copre le spore degli Streptomyces aderisce allo strato impermeabile ceroso che ricopre i collemboli. L’analisi genomica ha completato il quadro rivelando che i geni di Streptomyces che producono geosmina sono sotto il diretto controllo degli stessi regolatori che controllano la sporulazione. Questo meccanismo coordina l’emissione di geosmina e 2-MIB con lo stadio finale dello sviluppo delle colonie, quando vengono prodotte le spore.

Buttner conclude: Streptomyces fossero distribuite dal vento e dall’acqua, ma per il vento o l’acqua c’è poco spazio per fare qualsiasi cosa nei piccoli compartimenti d’aria nel terreno. Quindi, questi piccoli animali primitivi sono diventati importanti nel completare il ciclo di vita degli Streptomyces, una delle fonti più importanti di antibiotici conosciuti dalla scienza. Quindi la prossima volta che camminate nei boschi o scavate nel vostro giardino e notate l’odore della primavera, pensate un poco ai collemboli e agli streptomiceti che stanno lavorando duramente nel sottosuolo; un esempio di comunicazione chimica che dura da 450 milioni di anni».

 

fonte greenreport

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