Australijski istraživači Isabel Joy Bear i Richard Grenfell Thomas uveli su termin petrikor 1964. godine, u radu objavljenom u časopisu Nature. Thomas ga je skovao za ono što se do tada zvalo glinasti miris. Naziv je predložen za miris koji su smatrali ihorom, odnosno tananom suštinom koja potiče iz stene ili kamena. Naziv ne podrazumeva da je petrikor nužno stalno hemijsko jedinjenje. Označava celovit miris, promenljiv u izvesnom, lako prepoznatljivom rasponu.
Bear i Thomas su tim terminom označili miris koji stene i zemljište oslobađaju kada posle suše dođu u dodir s vlagom. Miris se vezuje za ulja koja se tokom sušnih perioda nakupljaju u stenama i zemljištu, a vlaga ih oslobađa. Prema opisu koji su dali Bear i Thomas, miris potiče od hemijskih jedinjenja koja biljke izlučuju tokom suše, a zatim ih upijaju glinovita zemljišta i stene. Sama kiša ne miriše. Kapi udaraju u stene i zemlju i raspršuju u vazduh uljastu supstancu koju stvaraju bakterije.
Aerosol nastaje u tri koraka kad kap udari u poroznu podlogu: mehurići se stvore, porastu i puknu. Mehurići zatim jure naviše i izlaze iz kapi u penušavom oblaku aerosola. Istraživači pretpostavljaju da u prirodi ti aerosoli mogu da nose aromatične materije, kao i bakterije i viruse iz zemljišta. Tim je izveo oko 600 eksperimenata na 28 vrsta površina: 12 veštački izrađenih podloga i 16 uzoraka zemljišta. U tim eksperimentima slaba i umerena kiša stvarala je više aerosola, a jaka znatno manje. Sporije kapi kiše možda stvaraju više aerosola, što se navodi kao objašnjenje zašto se petrikor češće oseća posle slabe kiše. Pored biljaka, sa stvaranjem hemikalija u tim aerosolima delimično se dovode u vezu i bakterije roda Streptomyces. Dalja istraživanja ukazuju na to da ljudi mogu da naslute skoru kišu po ozonu koji se javlja neposredno pred nju, a nastaje iz spoja raznih materija iz zemljišta i munje.
Geozmin doprinosi snažnom mirisu poznatom kao petrikor, koji se javlja kad kiša padne posle sušnog perioda. Od geozmina i cvekla ima zemljan ukus. Geozmin je biciklični alkohol, derivat dekalina. Naziv dolazi od grčkih reči za miris zemlje. Prag detekcije njegovog mirisa u vodi kreće se od 0,006 do 0,01 mikrograma po litru. Ljudsko čulo mirisa izuzetno je osetljivo na geozmin. U istraživanju na 50 ispitanika srednji prag detekcije iznosio je 9,5 ng/L za prirodni (-)-geozmin i 78 ng/L za (+)-geozmin.
Geozmin stvaraju brojni mikroorganizmi, među njima većina vrsta roda Streptomyces i više vrsta cijanobakterija, miksobakterija i gljiva. Među cijanobakterijama glavni rodovi za koje je pokazano da stvaraju geozmin jesu Anabaena, Phormidium i Planktothrix. Biosinteza geozmina počinje od farnezil-difosfata, ključnog gradivnog elementa u biosintezi sterola i seskviterpena. Kod vrste Streptomyces coelicolor enzim germakradienol/geozmin-sintaza je bifunkcionalan: jedan domen pretvara farnezil-difosfat u germakradienol, a drugi dovršava pretvaranje u geozmin. Pri pretvaranju germakradienola u geozmin bočni lanac od tri atoma ugljenika oslobađa se kao aceton. U kiseloj sredini geozmin se razgrađuje na supstance bez mirisa.
Pokazano je da geozmin i 2-metilizoborneol privlače skokune, za koje se veruje da se hrane sporama bakterija Streptomyces i šire ih. Geozmin i 2-metilizoborneol glavni su biološki uzročnici mirisa i ukusa na mulj u vodi za piće širom sveta i kod ribe iz uzgoja. Identifikovan je ljudski mirisni receptor za geozmin, OR11A1, a njegova funkcija očuvana je u ortolozima kod šest vrsta sisara. Pretpostavlja se da se izuzetna osetljivost na geozmin razvila kod ljudi ili njihovih predaka kao pomoć u traženju retke vode, ali to nije dokazano.
Kako kapi kiše oslobađaju aerosol
Pre ovog istraživanja smatralo se da aerosol u životnoj sredini raznose pre svega prašina koju nosi vetar i morska so iz kapljica morske pene. Kad kap kiše udari u površinu, počinje da se spljoštava, a sitni mehurići dižu se s površine kroz kapljicu i rasprskavaju u vazduh. Količina oslobođenog aerosola može se predvideti iz brzine kapi i propustljivosti površine. Aerosola nastaje najviše kada je odnos Weberovog i Pécletovog broja uravnotežen, oko 1: kapi tada nisu ni prebrze ni prespore, a površina nije ni prevlažna ni presuva. Pri jakoj kiši kap udara takvom brzinom da u njoj nema dovoljno vremena da se stvore mehurići. Umerena ili slaba kiša na peskovitom ili glinovitom zemljištu stvara mnogo aerosola, jer se peskovita glina kvasi umereno. U eksperimentima sa bojom utvrđeno je da aerosoli iz kapi kiše sadrže boju, što ukazuje na to da takvi aerosoli mogu da nose i druge zagađivače, poput virusa i bakterija iz zemljišta.
Geozmin: izvori i hemija
Geozmin je sekundarni metabolit modrozelenih algi, končastih bakterija iz klase Actinomyces, drugih prokariota i raznih eukariota. U cvekli geozmin stvara sama biljka, a ne mikrobi iz okoline ili endofitski mikrobi. Geozmin stvaraju i neke vaskularne biljke, poput cvetova kaktusa i crvene cvekle. Utvrđeno je i da geozmin odbija nematodu Caenorhabditis elegans i smanjuje njen dodir sa bakterijama Streptomyces. Ne stvara svaka modrozelena alga geozmin: gen geozmin-sintaze geoA postoji kod vrsta cijanobakterija koje ga stvaraju, a nema ga kod ostalih. Umnožavanje ovog gena iz uzoraka vode metodom PCR u realnom vremenu moglo bi da omogući predviđanje pojava ukusa i mirisa u slatkoj vodi koje izazivaju cijanobakterije. Geozmin je nepravilni seskviterpenoid. Među međuproizvodima njegovog nastanka su germakren D, oktalin i izolepidozen. U ovoj biosintezi nastaje samo (-) izomer geozmina, dok se (+) izomer može dobiti u laboratoriji. Retro-Prinsova fragmentacija, kojom se bočni lanac germakradienola uklanja kao aceton, nema presedana u biohemiji.
Geozmin u vodi, ribi i hrani
Cijanobakterije i aktinobakterije oslobađaju geozmin kad uginu, a slatkovodne ribe koje se hrane pri dnu mogu da ga upiju. To je poseban problem u delovima Sjedinjenih Država, gde geozmin daje stran ukus somu, šaranu, cipolu i školjkama. Zajednice koje zavise od površinskih voda povremeno imaju vodu neprijatnog ukusa, kad nagli pad populacije tih bakterija ispusti geozmin u lokalni vodovod. Geozmin rastvoren u vodi mogu da razgrade i fotokatalizatori na bazi titanijum-dioksida.
Srodne note
Svih sedam ekstrakata možete da probate u kompletu Discovery Set.
