Geosmin, toprakta yaşayan bazı bakteri türleri tarafından üretilir. Yağmurdan sonraki toprak kokusu, özellikle kuru bir dönemin ardından yağmurun karakteristik kokusudur ve oldukça çekicidir. Bu koku öncelikle geosmin adı verilen bir molekülden kaynaklanır. Bakteriler, bitkiler ve hatta şimşekler, yağmurdan sonra alınan hoş kokuda rol oynar. Bu koku, kalıcı çekiciliği nedeniyle bilim insanları ve hatta parfümcüler tarafından uzun süredir takip edilmektedir.
Geosmin Nedir?
Kimyasal formülü C12H22O olan bisiklik yapıdaki geosmin (Yunanca’da toprak kokusu anlamına gelir), gram pozitif bir Actinobacteri türü olan Streptomyces tarafından üretilen bir terpendir. Streptomyces bakteri ailesi ticari antibiyotikler oluşturmak için de kullanılır. Bunlar, elverişsiz koşullarla karşı karşıya kaldıklarında yeni, daha uygun koşullara dağılabilen ve bakterilerin hayatta kalmasını sağlayan sporlar oluşturan, toprakta yaşayan bakterilerdir. Kolay buharlaşan bir alkol çeşidi olan geosmin buharlaşarak havada çözünür ve aerosol haline gelir. Oluşan aerosol yağmurdan sonra algılanan kokunun temel sebebidir. Terpenoidlerin aromatik özellikleri vardır, yani koku verirler. Bu moleküllerin diğer örnekleri okaliptüs, tarçın veya karanfilde bulunur.
Geosmin Biyosentezi
Toprağın kokusu ilk olarak 1891’de araştırılmıştır ancak buna neden olan ana bileşik 1965 yılına kadar izole edilmemiştir. Yunancada Geo = toprak; Osme = koku anlamına gelen kelimelerin birleştirilmesiyle “Geosmin” adı oluşturulmuştur. Daha sonra 1968’de Gerber tarafından geosmin’in yapısı gösterilmiştir. Uzun yıllar boyunca geosmin üretimi bir sır olarak kalmıştır ancak geosmin biyosentezi Streptomyces coelicolor’un genetik kodu
çözüldükten sonra ancak 2007’de yapılabilmiştir. Bunun ardından bilim insanları gen ve işlev arasındaki önemli bağlantıyı kurabilmiştir. Daha sonra, geosmin sentezini katalize eden enzimi tek bir genin kodladığı gösterilmiş ve bu sürecin altında yatan biyokimya keşfedilmiştir. Tek bir proteinin farnesil difosfatı (terpenlerin biyosentezi için ortak bir başlangıç malzemesi) bir geosmin öncüsü olan germacradienole dönüştüğü ve daha sonra geosmin’e dönüştürüldüğü ortaya çıkarılmıştır. İlk reaksiyon enzimin bir ucunda meydana gelir ve ardından diğer taraf bir sonraki dönüşümü gerçekleştirir. Ortaya çıkan molekül, milyarda yaklaşık 0,7 parçaya kadar inanılmaz derecede düşük konsantrasyonlarda olduğunda bile koklanabilen uçucu bir bisiklik alkoldür. 2019 yılında sarıhumma sivrisineklerinin (Aedes aegypti) geosmin’e çekildiği gözlemlenmiştir. A. aegypti’nin kokuyu çok sevdiği ve yumurtalarını geosmin’li yemlere bıraktıkları gösterilmiştir.
Streptomyces Türleri Neden Geosmin Üretir?
Geosmin, avcıları caydırabilir ve sporları dağıtan organizmaları çekebilir. Geosmin, meyve sineklerini uzaklaştırır, bu nedenle üzerinde Streptomyces’in büyüdüğü materyalleri yemeleri daha az olasıdır. Geosmin’in sporlarla kaplanmış küçük toprak hayvanlarını çekebileceği ve böylece onları toprakta dağıtabileceği tahmin edilmektedir. Aktinomisetler, toprak nemlendiği zaman gelişip hızla çoğalan, gram pozitif olan anaerobik (oksijen sevmeyen) bakterilerdir. Nem arttıkça çoğalma hızları ile metabolizmaları düşer. Toprak yeniden kurumaya başladığı zaman sporları etrafa dağılır ve sonraki yağmurlara kadar bekler. Kuraklık dönemlerinin ardından yağmur yağdığında toprak kokusunun yoğun hale gelmesinin sebebi işte bu bakterilerin yaşam döngüsüdür. Ortamdaki nem arttıkça çoğalması azalan bakterilerin ürettiği geosmin ve havadaki yoğunluğu azalır. Toprak kokusu giderek daha az hissedilir. Koku alma duyusunun yorulması da bu konuda etkilidir.
Pancar, Şarap ve Balık ![Muhteşem Bir Molekül: Geosmin]()
Geosmin, yiyeceklere toprağımsı, bazen hoş olmayan bir lezzet katar. Geosmin, pancarlarda, şarapta, yağlı deri ve kas dokularında yoğunlaştığı için yayın balığı ve sazan gibi tatlı su balıklarında bulunabilir. Her nasılsa, pancarda lezzetli olan bu bileşik diğer yiyeceklerde bulunduğunda pek sevilmez. Geosmin’in verdiği tattan neden hoşlanılmadığı tam bilinmemektedir. Geosmin asitle bozunabilir, bu sebeple geosmin’den dolayı çamurlu tada sahip olan tatlı su balıklarının üzerlerine genellikle bolca limon suyu gibi narenciye suları veya sirke serpilir. Bununla birlikte, bu seçenek geosmin ile kontamine olan stoğu bulunan şarap üreticileri için uygun değildir ve bu nedenle onu şaraptan uzaklaştırmak için diğer seçeneklerle ilgili çok sayıda araştırma vardır. Şaraptaki geosmin miktarını azaltmak için en etkili yol üzüm çekirdeği yağı gibi görünmektedir ve yağ geosmin için bir çözücü olarak görev yapmaktadır. Ne yazık ki, bu işlem aynı zamanda muhtemelen şarapta kalması istenen uçucu aromatik bileşikleri de azaltıyor gibi görünmektedir. Aslında, geosmin’in çoğu uzaklaştırılsa bile, diğer uçucu maddelerin azalması geosmin’i daha da belirgin hale getirebilir. Artık geosmin üretiminden sorumlu enzim belirlendiğine göre, daha sonra başarısız bir şekilde çıkarmaya çalışmak yerine geosmin üretimini ilk etapta durdurmanın bir yolunun bulunması umut edilmektedir. Ancak bu biraz uzak görünmektedir.
İnsan Burnu Geosmin’e Karşı Hassastır![Muhteşem Bir Molekül: Geosmin]()
Geosmin keskin bir kokuya sahiptir ve çeşitli hayvanlar buna karşı aşırı hassasiyet gösterirler fakat insanlar buna karşı daha fazla hassastır, onu trilyonda 5 parça gibi düşük seviyelerde algılayabilirler. Bir çay kaşığı geosmin 200 olimpik yüzme havuzuna karıştırılsa bile kokusu alınabilir. Bileşiğin yiyecek ve içeceklerde tatsız bulunduğu düşünülürse, insanların neden bu kadar duyarlı olduğu sorusu sorulabilir. Bir teoriye göre atalarımız su kaynaklarını belirlemek için geosmin kokusunu kullanmışlardır. Bu, gereksiz görünebilir ancak çok kurak iklimlerde bir cankurtaran olabilir. Streptomyces coelicolor’un genomunu sıralayan bilim insanları develerin geosmin’e karşı çok duyarlı olabileceğini, kilometrelerce uzaktaki vahaların kokusunu alabileceklerini ve çölde su bulmak için kokuyu izleyebileceklerini öne sürmektedir. Söz konusu bakterinin sporları, karşılığında, daha sonra bir gezintiye çıkabilir ve bir sonraki su birikintisine gidebilir. Bir şarap kadehinde hoşa gitmeyebilir ama geosmin ıslak bir toprak kokusundan daha fazlası: hayatta kalma kokusu olabilir.
Geosmin Bir Parfüm Bileşenidir
Streptomyces zengin bir antibiyotik kaynağıdır. Bu nedenle özelliklerinden yararlanmayı ve klinikte kullanılabilecek yeni molekülleri tanımlamayı amaçlayan kapsamlı araştırmaların konusudur. Uzun bir Streptomyces araştırması geçmişinin bulunduğu araştırma merkezlerinde pek çok kişi için geosmin kokusu tanıdık ve hoş bir kokudur. Yağmur kokusundan veya ormanda yürüyüşten hoşlananlar muhtemelen aynı fikirdedir. Gerçekten de parfümcüler, kokularında topraksı bir koku oluşturmak için rutin olarak geosmin ekler. Geosmin bir parfüm bileşeni olarak günümüzde yaygın hale gelmiştir. Parfümcüler bunun gerçekten güçlü bir malzeme olduğunu belirtmektedir. Koku, milyarda bir parçaya indirilse bile, insanlar onu hala algılayabilir. Yine de insanların geosmin ile garip bir ilişkisi vardır, kokusunu çekici bulsalar bile çoğu kişi onun tadını sevmemektedir.
Kaynakça:
https://www.jic.ac.uk/blog/meet-the-molecules-geosmin/
https://powerzeka.com/bilim/yagmurdan-sonra-gelen-toprak-kokusunun-sebebi/
https://www.sciencealert.com/that-rain-smell-turns-out-we-re-smelling-the-circle-of-life
https://www.theguardian.com/lifeandstyle/wordofmouth/2014/jul/29/why-some-people-love-earthy-flavours
Yazar: Müşerref Özdaş