El olor a geosmina es inconfundible: es el olor que impregna el aire después de una tormenta de lluvia de verano o llena la nariz mientras trabaja en el jardín. Es el olor a tierra mojada, un aroma terroso, casi reconfortante.
por Patrick Lejtenyi, Universidad de Concordia
Pero como señala un nuevo estudio recién publicado en la revista Applied and Environmental Microbiology , ese olor también tiene un propósito particular. Está hecho por ciertos tipos de bacterias que son conocidas como productoras de toxinas. Esto actúa como una advertencia para C. elegans, un tipo común de gusano, de que la bacteria que están a punto de comerse es venenosa. El químico es una señal aposemática que activa el sentido del gusto del gusano ciego al igual que los colores brillantes de una oruga o las espinas de un pez globo le dicen a un depredador vidente que se mantenga alejado.
Con solo unos pocos milímetros de largo, los nematodos como C. elegans son diminutos pero se encuentran en toda la Tierra, incluida la Antártida. Los nematodos son también el animal más abundante en la Tierra y representan alrededor de las cuatro quintas partes de la población animal mundial. Los investigadores suelen utilizar C. elegans como organismo modelo en sus estudios porque sus sistemas biológicos son menos complejos pero similares a los de los humanos.
«A través de nuestro estudio, encontramos que la geosmina en Streptomyces coelicolor, una bacteria que es tóxica para C. elegans, no parece tener otro papel que el de señal», dice Brandon Findlay, profesor asociado en el Departamento de Química y Bioquímica. y el autor supervisor del artículo. «No ayuda a que las células crezcan, coman o se dividan. No protege directamente a los depredadores. Simplemente parece estar ahí como una advertencia». Dice que no tiene conocimiento de ninguna otra sustancia química producida por bacterias que actúe de esa manera.
El estudio fue dirigido por Liana Zaroubi, una de las alumnas de Findlay que ahora está cursando su doctorado. en la Universidad Simon Fraser.
Un olor a peligro
Zaroubi reconoce que le tomó algún tiempo llegar a la idea de que la geosmina era aposemática.
«Definitivamente no era obvio», dice ella. «Eliminé muchas hipótesis antes de descubrir que la geosmina actuaba como una señal de advertencia. Sin embargo, cada experimento descartado reveló pistas importantes que ayudaron a dilucidar el misterio que es la geosmina. Seguimos la ciencia y creo que fue clave para este descubrimiento».
Los investigadores utilizaron varias cepas de C. elegans para probar su hipótesis. Primero, observaron el movimiento y el comportamiento de los gusanos en placas de agar donde había geosmina pero ausencia de bacterias. En este caso, los gusanos reaccionaron adversamente a la presencia del compuesto, moviéndose rápidamente con frecuentes cambios de dirección. Sin embargo, se observó que los nematodos mutantes sin la neurona quimiosensorial ASE, que se dedica al gusto, se comportan normalmente. La propia geosmina parecía no ser tóxica para C. elegans.
Se diseñó un experimento separado que incluía la bacteria Streptomyces coelicolor. Los investigadores observaron que los gusanos evitaban a sus presas cuando podían sentir la presencia de geosmina. Pero aquellos sin las neuronas ASE devoraron las bacterias tóxicas, con consecuencias previsiblemente fatales tanto para el depredador como para la presa.
Una muestra de evolución
Geosmin es un compuesto muy picante, detectable por humanos en cinco partes por trillón. Si bien muchos encuentran su olor agradable, también es un contaminante común creado por bacterias en el agua potable humana que puede hacer que el agua sepa a suciedad.
El alcance de los usos biológicos de la geosmina aún no se comprende por completo. Sin embargo, los investigadores creen que el compuesto ofrece información sobre cómo interactúan las bacterias y sus depredadores y cómo evolucionan los comportamientos complejos como la evitación de toxinas.
