האם תהיתם פעם מה גורם לאותו ריח אדמה שעולה אחרי גשם קיצי קל? הריח המסתורי הזה נקרא "פטריגור”, ומרכיב עיקרי בו הוא תרכובת אורגנית הנקראת גיאוסמין, הנשארת סביב אדמה לחה.
גיאוסמין מגיע מה"גיאו "היווני הקדום, שמשמעותו אדמה ו"אוסמה", שמשמעותו ריח. אנו משתמשים בריח זה כמרכיב בבשמים וזה מה נותן לסלק את טעמו הארצי. גאוסמין יכול להיתפס גם כטעם "כבוי" במים וביין.
בעלי חיים יכולים לזהות גיאוסמין. זבובי פירות, למשל, לא אוהבים גיאוסמין והם נמנעים מכל מה שמריח ממנו, אולי כדי להימנע מזוהמים מזון שעלול להיות רעיל. אבל מדוע מייצרים את הגיאוסמין בקרקע? כחלק מצוות מדענים משוודיה, בריטניה והונגריה, גילינו את הביולוגיה המרתקת שמאחורי התרכובת האניגמטית הזו.
המבנה הכימי של הגיאוסמין. ריימונדו 79 / שוטרסטוק
מריח כמו רוח צוות (מיקרוביאלית)
מדענים יודעים מאז שנות השישים שגיאו-מינן מיוצר על ידי מיקרואורגניזמים בקרקע, בעיקר על ידי חיידקים בעלי השם המדעי. Streptomyces. חיידקים אלה נמצאים בשפע באדמה ונמנים עם הכימאים הטובים ביותר בטבע, מכיוון שהם מייצרים מגוון רחב של מולקולות (הנקראות מטבוליטים מיוחדים) שמהם נובעות אנטיביוטיקה רבות. סטרפטומיציטים וקרוביהם הקרובים עושים אלפי מטבוליטים מיוחדים שונים אוצר אמיתי לגילוי פוטנציאלי של אנטיביוטיקה חדשה.
מתברר שלכל סטרפטומיציט יש הגן לייצור גיאוסמין, מה שמרמז שיש לו תפקיד חשוב. אך מה מרוויחים החיידקים הללו מייצור גיאוסמין? זו הייתה תעלומה ארוכת שנים.
חיידקי סטרפטומיצטה נמצאים בדרך כלל בקרקע ומפורסמים בזכות היותם מקור לאנטיביוטיקה רבים המשמשים כיום. טוביאס קיזר / ג'ון אינס סנטר, נוריץ '., מחבר מסופק
In המחקר האחרון שלנו, מצאנו שגיאוסמין הוא חלק מהשפה הכימית ביחס מועיל הדדית Streptomyces חיידקים ו קפיצי קפיצה, אורגניזמים דמויי חרקים הנמצאים בשפע בקרקע.
גילינו זאת על ידי שאלנו אם יכולים להיות שם אורגניזמים קרקעיים שיימשכו לריח של Streptomyces. ביצענו מלכודות עם מושבות של Streptomyces coelicolor והניח אותם בשדה. המלכודות שלנו לכדו כמה סוגים של אורגניזמים בקרקע, כולל עכבישים וקרדית. אך למרבה הפלא, קפיצי הקפיצה הם שהראו העדפה מסוימת למלכודות המופקות על ידי ייצור גיאוסמין Streptomyces.
שימוש במין מסוים של זנב קפיצי, פולסומיה קנדידה, בדקנו כיצד היצורים הללו חשים ומגיבים לגאוסמין. הנחנו אלקטרודות על האנטנות הזעירות שלהן (גודל הגוף הממוצע של זנב הקפיצה הוא כ -2 מ"מ) וגילינו איזה ריחות מגרים אותן.
קפיצי קפיצה נבדקו כדי לראות כיצד הם מגיבים לריח הגיאוסמין. בלה פ. מולנאר / המרכז למחקר חקלאי, הונגריה., מחבר מסופק
הגיאוסמין והריח הארצי הקשור 2-מתיליסובורנול זוהו על ידי האנטנות, שהוא למעשה אפו של היצור. על ידי לימוד קפיצי קפיצה שהולכים בצינורות זכוכית בצורת Y, ראינו שיש להם העדפה חזקה לזרוע שמדיפה ריח של תרכובות ארציות אלה.
נראה כי התועלת לבעלי החיים היא שהריחות מובילים אותם למקור מזון. בעוד שחיידקים הפולטים גיאו-מינים רעילים לעיתים קרובות לאורגניזמים אחרים שנמנעים מהם, גילינו שזה לא מזיק לקפיצות הבדיקה שבדקנו.
אך כיצד ייצור תרכובות אלו מיטיב עם החיידקים? Streptomycetes בדרך כלל גדלים כמו תפטיר - רשת של תאים ארוכים ומסתעפים המשתלבים עם האדמה בה הם גדלים. כאשר נגמרים להם חומרי המזון או התנאים בקרקע, החיידקים בורחים ומתפשטים למקומות חדשים על ידי יצירת נבגים שניתן להפיץ. ברוח או במים.
הממצא החדש שלנו הוא שייצור נבגים כולל גם שחרור של ריחות אדמה שמושכים את קפיצי הקפיצה - וזה עוזר להפיץ את הנבגים בדרך אחרת.
Streptomyces נבגים נצמדים לציפורניים של זנב קפיצי, ועוזרים להפיץ את החיידקים באדמה. אולה גוסטפסון / אוניברסיטת לונד, מחבר מסופק
כאשר קפיצי הקפיצה רועים על א Streptomyces מושבה, ראינו נבגים נדבקים לציפורן (המשטח החיצוני של החיה). לקפיצי קפיצה יש משטח אנטי דבק ודוחה מים מיוחד חיידקים בדרך כלל לא נצמדים, אבל Streptomyces נבגים יכולים להיצמד, כנראה בגלל שיש להם שכבת משטח דוחה מים משלהם. נבגים הנאכלים על ידי קפיצי הקפיצה יכולים גם לשרוד ולהופרש בכדורי צואה.
אז, קפיצי קפיצה עוזרים להתפשט Streptomyces נבגים כאשר הם עוברים באדמה, באותה צורה, פותחים דבורים מאבקות לבקר בפרחים ולקחת איתם את גרגרי האבקה שנדבקים לגופם ומפרות את הצמחים האחרים שהם מבקרים בהם. ציפורים אוכלות פירות יער או פירות אטרקטיביים ועוזרות לצמח להפיץ את זרעיו עם גלליהם.
בפעם הבאה שאתה נתקל בריח הארצי הזה, תן לו להיות תזכורת לחיידקים המרתקים ובעלי הערך העצום המשגשגים באדמה מתחת לרגליך. יתכן שאתה מקשיב לסוג עתיק של תקשורת בין חיידקים ליצורים החיים איתם בקרקע.
על המחבר
קלאס פלארדה, פרופסור לביולוגיה של תאים מולקולריים, אוניברסיטת לונד ופול בכר, פרופסור חבר באקולוגיה כימית, האוניברסיטה השבדית למדעי החקלאות
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ing
