De ce miroase atât de bine după ploaie? Explicația științifică a unui fenomen fascinant.
Mirosul care umple aerul în timpul primei ploi după o perioadă lungă de secetă se numește petrichor. Provine din uleiuri vegetale, bacterii din sol și o moleculă pe care nasul uman o poate detecta la concentrații aproape incredibil de mici, scrie Space Daily.
Isabel Joy Bear și Richard Thomas, doi cercetători care lucrau la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation din Melbourne, au dat numele acestui miros într-o lucrare publicată în 1964.
Ei l-au numit petrichor, combinând rădăcinile grecești pentru „piatră” și „ichor”, fluidul despre care se spunea că circulă prin venele zeilor. După ce au distilat roci și argilă expuse timp îndelungat soarelui australian, au izolat un ulei gălbui pe care plantele îl eliberaseră treptat în sol timp de săptămâni, așteptând ca apa să-l readucă în atmosferă.
Molecula pe care o putem mirosi în concentrații extrem de mici
Componenta bacteriană se numește geosmină. Ea este produsă în principal de bacteriile din genul Streptomyces, care o eliberează în timpul formării sporilor. Este aceeași substanță care conferă sfeclei gustul său pământos și care dă peștilor de apă dulce aroma caracteristică de nămol.
În 2024, cercetători conduși de Dietmar Krautwurst de la Leibniz Institute au identificat receptorul olfactiv uman responsabil pentru detectarea geosminei: proteina OR11A1. Aceasta este neobișnuit de sensibilă.
De ce suntem atât de buni la detectarea mirosului de pământ
O explicație este că oamenii preistorici ar fi putut folosi geosmina ca indicator al prezenței apei. Mirosul solului umed este purtat de vânt, iar capacitatea de a-l detecta ar fi fost extrem de utilă pentru găsirea surselor de apă în zone aride.
Același receptor care astăzi ne avertizează că sfecla s-a alterat i-ar fi putut ajuta pe strămoșii noștri să descopere albiile umede ale râurilor.
Paradoxal, geosmina poate funcționa și ca semnal de avertizare. În concentrații mari în apa potabilă, ea poate indica activitate microbiană, motiv pentru care sistemele de tratare a apei elimină adesea compușii cu miros de pământ și mucegai înainte ca apa să ajungă la consumatori.
Uleiurile produse de plante
Contribuția inițială a lui Bear și Thomas nu a fost descoperirea geosminei, ci înțelegerea componentei vegetale a petrichorului.
În timpul perioadelor lungi de secetă, anumite arbuști, ierburi și copaci secretă acizi grași și terpene prin frunze și rădăcini. Aceste substanțe se acumulează în praf și în rocile poroase din jurul plantelor.
Această chimie este strâns legată de mecanismele prin care plantele încearcă să conserve apa. Cercetări recente privind adaptarea la secetă au arătat că celulele care controlează porii frunzelor produc lipide și compuși de semnalizare specializați atunci când planta este supusă stresului hidric.
Uleiurile se depun pe argilă și piatră asemenea unui strat subțire de lac. Când primele picături consistente de ploaie cad, ele desprind aceste substanțe și le transformă în aerosoli microscopici.
Mecanismul aerosolilor, filmat cu camere de mare viteză
Timp de decenii, nimeni nu observase direct modul în care petrichorul se formează în aer.
În 2015, cercetători de la Massachusetts Institute of Technology au utilizat camere de mare viteză pentru a studia impactul picăturilor de apă asupra mai multor suprafețe, inclusiv sol nisipos, nămol, sticlă și cărămidă poroasă.
Imaginile au dezvăluit un fenomen neașteptat. Atunci când o picătură de ploaie lovește o suprafață poroasă, aceasta captează mici bule de aer. Bulele urcă prin picătură și izbucnesc la suprafață, proiectând în atmosferă un nor fin de aerosoli — uneori sute pentru fiecare picătură.
Fiecare aerosol transportă cu el ceea ce se afla pe suprafață: uleiuri vegetale, geosmină, spori bacterieni și, uneori, microorganisme. Astfel părăsește petrichorul solul și ajunge la nasul nostru.
Efectul este cel mai intens atunci când ploaia este ușoară sau moderată și cade pe un sol cald și uscat. O ploaie torențială pe un teren deja umed produce foarte puțin petrichor, deoarece există mai puține buzunare de aer care să genereze aerosoli.
A treia componentă: ozonul
Există un miros mai ascuțit și mai „electric” care precede adesea ploaia cu câteva minute, mai ales înaintea unei furtuni.
Acesta este ozonul, format atunci când fulgerele despart moleculele obișnuite de oxigen, care apoi se recombină într-o structură alcătuită din trei atomi.
Curenții descendenți ai furtunii pot transporta ozonul aproape de nivelul solului înainte de sosirea ploii.
Astfel, parfumul complet al unei furtuni de vară este alcătuit din mai multe straturi:
- ozonul, ascuțit și metalic;
- geosmina, umedă și pământoasă;
- uleiurile vegetale, mai dulci și cu note vegetale.
De ce acest miros trezește amintiri
Semnalele olfactive ajung în creier pe o cale neobișnuit de scurtă.
Bulbul olfactiv comunică direct cu regiuni implicate în emoții și memorie, inclusiv sistemul limbic, amigdala și hipocampul. Din acest motiv, un simplu miros poate readuce în minte o amintire din copilărie cu o intensitate mai mare decât o fotografie.
Mirosul nu transmite doar informații. El vine încărcat și cu emoție.
Petrichorul activează un mecanism profund al creierului: livrează o moleculă pe care specia umană o percepe de când există, printr-un sistem senzorial construit pentru supraviețuire și conectat direct la zonele care dau sens experiențelor noastre.
Povestea bacteriilor
Mult timp, oamenii de știință nu au înțeles de ce bacteriile Streptomyces produc geosmină.
Sinteza ei consumă energie și nu pare să aibă un rol metabolic evident.
O explicație este că geosmina funcționează ca un semnal de recrutare. Micile artropode din sol, cunoscute sub numele de colembole, sunt atrase de miros, traversează coloniile bacteriene și transportă sporii pe corpul lor către alte zone.
În acest sens, geosmina este echivalentul bacterian al parfumului unei flori: o reclamă chimică adresată unui partener mobil.
Nasul uman nu a făcut decât să se conecteze la o conversație chimică deja existentă între bacterii și insecte.
Un miros pe care îl simțeau și dinozaurii
Acel miros nu este doar o senzație nostalgică. Este un amestec real și măsurabil de chimie bacteriană, vegetală și atmosferică, eliberat de bule microscopice care izbucnesc la suprafața solului și perceput de un nas modelat de milioane de ani de evoluție.
Și poate cel mai fascinant lucru este că și dinozaurii l-au simțit. Versiunea lor de geosmină provenea din aceleași familii de bacterii și se ridica din același pământ ud, cu sute de milioane de ani înainte ca cineva să-i dea un nume inspirat din cuvântul grec pentru „piatră”.
Recomandarea autorului:
The post De ce miroase atât de bine după ploaie? Explicația științifică a unui fenomen fascinant first appeared on Nexta.ro.
MAI MULT NEXTA.RO