что такое запах дождя
Запах дождя оказался ароматом столовой для микробов. Им приманивают самых милых в мире членистоногих
Приятный многим запах дождя оказался приглашением к трапезе. Его специально синтезируют почвенные бактерии, чтобы их съели членистоногие. Но это вовсе не «микробное помешательство», а взаимовыгодный симбиоз для переселения на новое место. Хищники переносят на себе выжившие бактерии, а в желудках — их споры.
Группа ученых, возглавляемая Класом Флердом из Лундского университета в Швеции, выяснила, что любимый многими запах дождя (петрикор) создают почвенные микробы стрептомицеты. Они выделяют летучие вещества геосмин и 2-метилизоборнеол, которые пахнут сырой землей. С помощью этого запаха бактерии подманивают примитивных членистоногих коллембол или ногтехвосток. Те поедают микробов, а затем разносят их споры. Их исследование было опубликовано в научном журнале Nature Microbiology.
«Многие бактерии из рода стрептомицетов вырабатывают два типа летучих веществ — основу специфического запаха дождя. Его может почувствовать любой человек, выйдя в поле после дождя. Микробы используют этот запах для того, чтобы привлекать внимание разносящих их членистоногих существ», — пишут исследователи.
Изучение петрикора началось еще в 1964 году. Тогда же исследователи выяснили, что основной вклад в его появление вносит геосмин. Это органическое вещество, которое, как оказалось, выделяют некоторые виды стрептомицетов. Однако раньше, никто не знал, для чего микробы это делают. Современные исследователи предположили, что этим запахом микробы могут подманивать или отпугивать другие живые существа.
Чтобы выяснить истину, Флерд вместе с коллегами вырастил несколько колоний бактерий, поместил их в специальные ловушки и установил их в лесу. Через некоторое время они обнаружили внутри ловушек с выделяющими летучие вещества стрептомицетами множество коллембол. Повторные опыты подтвердили, что запах дождя подманивает этих членистоногих, которые с удовольствием перекусывают бактериями.
Однако оставалось непонятным, для чего микробы «повышают» свою привлекательность и, можно сказать, добровольно отправляются на съедение. Выяснилось, что ногтехвостки переносят некоторые бактерии на поверхности тела, а их жизнеспособные споры — в желудке. При испражнении они выходят, и стрептомицеты находят в новое место для колонии. Так запах дождя оказался необходимым для взаимовыгодного симбиоза почвенных обитателей.
Бар для членистоногих
Стрептомицеты выделяют множество разных соединений, включая известный всем антибиотик стрептомицин, рассказал «360» Константин Северинов, доктор биологических наук и заведующий лабораторией Института молекулярной генетики РАН. О том, что они синтезируют волатильные вещества, имеющие запах сырой земли, известно давно, подтвердил биолог. Но то, что это происходит в то время, когда бактерии выделяют споры, действительно раньше не знали. В мире, в том числе в России, есть большое количество ученых, изучающих волатильные вещества, выделяемые бактериями.
«Некоторые выделяют антибиотики, эти вещества сами по себе запашистые. Некоторые сильно запашистые фактически имеют свойства феромонов. Некоторые из них действуют по воздуху, убивая других бактерий. А здесь выделяемое волатильное вещество действует не на других бактерий, а на многоклеточное существо, которое питается бактериями, зато их растаскивает», — добавил Северинов.
Примерно так же с помощью муравьев распространяются подснежники. Их семена окружены сладкой оболочкой. Муравьи берут их в лапки, несут и едят на ходу. А затем выкидывают несъедобное семечко, из которого вырастает новый цветок. Таким образом растения, которые не могут перемещаться, отправляют «детей» подальше, где они не смогут конкурировать с «родителем» за питательные вещества в земле.
Кстати, коллембол нередко называют самыми милыми членистоногими. В это трудно поверить, пока не увидишь фото этих существ.
«Я думаю, их так называют потому, что, в отличие от многих, они нас не кусают и не имеют к нам никакого отношения. Они живут себе тихо, нюхают, как выясняется, стрептомицетов. Как в баре в мультике „Муравей Антц“, где членистоногие сидели и ели всякую гадость», — заключил Северинов.
Аромат дождя: почему послегрозовой озоновый запах может быть опасен? (2 фото)
Когда после дождя озон наполняет пространство, хочется с наслаждением вдыхать этот специфический свежий запах. Между тем это далеко не безобидное, а порой и опасное для здоровья занятие.
Запах чистого воздуха, ощущающийся после грозы, для большинства людей и есть озон. Собственно, название вполне оправдано, поскольку в переводе с греческого слово значит «пахнуть».
Соединение образуется из кислорода под действием электрического либо ультрафиолетового излучения. Оно используется в различных областях медицины, начиная с регенерации поврежденных тканей и заканчивая стоматологией. Очень активно озон задействуется в эстетической медицине и косметологии. С его помощью устраняют целлюлит, растяжки, сосудистые звездочки и другие косметические дефекты.
Далеко не все знают об опасности озона. В больших объемах он ядовит. Механизм негативного воздействия на организм пока еще недостаточно изучен. Но известно, что он провоцирует образование свободных радикалов, негативно влияющих на здоровье. Озон представляет опасность для дыхательной системы, сосудов и сердца. Поэтому медики рекомендуют воздержаться от прогулок после грозы, когда воздух напоен озоном, таким категориям как пожилые, дети, астматики, сердечники, люди, имеющие проблемы с бронхами и легкими.
Глина, теплица и кровь богов: чем пахнет дождь
В 1950-х и 1960-х годах пара австралийских минералогов, Изабель Бэар и Ричард Томас, исследовали аромат дождя и в конце концов нашли его источник — органические взвеси в атмосфере, в первую очередь терпены. Это душистые вещества растительного происхождения, содержащиеся в эфирных маслах: колкая свежесть сосны, холодок мяты, пряный укус имбиря — все терпены. Пористые камни и глина впитывают их и другие молекулы из воздуха, как губки. Когда приближается дождь, предшествующая ему влажность вытягивает эти запахи из почвы, поднимает их и рассеивает по ветру. Чем дольше засуха, тем больше скапливается в земле душистых веществ и тем ароматнее долгожданный дождь.
Бэар и Томас не только рассекретили запах дождя. Они, как это часто бывает в ученой среде, придумали для него романтическое название, которое со временем закрепилось. В статье для журнала Nature, вышедшей в 1964 году, минералоги назвали этот аромат «петрихором» (от греческого petra, «камень», и ikhor — «кровь богов»). Бессмертная кровь камня! Еще эффектнее, чем «роза ветров» или «точка росы». Правда, авторы статьи признали, что петрихор в чистом виде уже получали прежде — сотни лет назад, за тысячи километров от австралийских лабораторий. Первыми, кто вытянул из дождя его душу, были индийские парфюмеры в городе Каннаудж на берегу Ганга, штат Уттар-Прадеш. Из поколения в поколение они производят «митти аттар» методом дистилляции, но сырье — не жасмин, не розы и не чампака, а диски обожженой глины, которые за шесть-семь часов отдают свой аромат сандаловому маслу. Это чистый запах ожидания: день в печи, закаливший глину, четыре бесконечных месяца жаркого, пыльного лета северной Индии — пока в июле не придет муссон, сорок лет — возраст взросления сандалового дерева. Нет человека, которому не понравился бы петрихор: мы унаследовали эту любовь от предков. Для них дождь означал нечто большее, чем посиделки на подоконнике с чашкой кофе, — выживание.
Еще одно вещество, отвечающее за запах дождя, — геосмин. Его производят некоторые микроорганизмы, живущие в почве, в основном бактерии и синезеленые водоросли. Если петрихор пахнет влажной свежестью, то геосмин — рыхлой, только что перекопанной землей (И немного свеклой. Точнее, наоборот: свекла пахнет геосмином). Мы очень чувствительны к этому запаху и способны распознать его в самой ничтожной концентрации. Что роднит нас с верблюдами, которые чуют оазис за несколько километров, как считают некоторые ученые, благодаря геосмину — читай, живой, плодородной земле. Восприимчивость к петрихору и геосмину мы приобрели в результате эволюции: когда-то нам всем приходилось искать воду. А теперь, тысячи лет спустя, мы продолжаем поиски с поправкой на время: сегодня нам нужны духи, которые эту воду, льющуюся с неба, воспроизводят.
Лучшие ароматы с запахом дождя
Angéliques Sous La Pluie, Frédéric Malle
Angéliques — не какие-то Анжелики, решившие романтически бродить под дождем, а цветы ангелики, или дудника. В Сибири, где дудник прижился лучше, чем где бы то ни было, его очень уважают пасечники: мед из дудника получается хороший, и много. Angéliques Sous La Pluie, напротив, горьковатый, колкий и прохладный, как самый сухой джин со льдом — или дождь в сибирской тайге.
Voleur de Roses, L’Artisan Parfumeur
Розы, прибитые к земле дождем: от корней поднимается влажное тепло и травянистый камфарный дух. Ветром с веток сбило спелые сливы — еще час-другой, и забродят.
«Грязь» — едва ли не самый геосминовый аромат из всех существующих: настоящая мать сыра земля, погреб и весенние дождевые черви в одном флаконе.
Un Matin d’Orage, Annick Goutal
«Грозовое утро» — сад, крепко потрепанный дождем: сохнут на солнце магнолии, вовсю раздышалась мокрая мята, облетевшие гардении оплакивают свое неглиже.
Непогода нынче в моде: чем пахнет дождь? 🌧️☔
Как пахнет дождь! Какой букет собрал
Со своих подданных — цветов и трав!
«Всякий дождь пахнет, но запах его зависит от места на планете, где он идет», — считает Памела Далтон, психолог и обонятельный ученый в Центре химических веществ Monell в Филадельфии.
Наиболее ощутимы запахи во время легкого дождя, когда тонкие химические реакции усиливают летучесть ароматических молекул в воздухе. Если это ливень, то связанных с дождем запахов будет не много, по крайней мере, пока не выглянет солнце и не согреет землю. Когда дождь идет в сосновом лесу, мы ощущаем освежающий запах хвои, древесины, трав. И этот запах сильно отличается, например, от запаха тропического леса после осадков. Это связано с составом почвы и растительностью, характерной для разных регионов. В городе дождь пахнет мокрым бетоном и асфальтом в сопровождении других многочисленных запахов, которыми они успели пропитаться. В деревне — прибитой пылью, влажным сеном и землей, на побережье — тиной и крепким рассолом.
Особенно ароматны летние осадки, хотя и осенний моросящий дождик предоставляет нам возможность ощутить всю богатую палитру. Дождь пахнет ароматами эфирных масел, выбиваемыми каплями из поверхностей земли. Дождевая дробь создает нечто похожее на аэрозоль из пахучих соединений, а тепло и влага помогают нам их почувствовать. «Чем теплее окружающая среда, тем устойчивее ароматные молекулы», — говорит Далтон, которая исследует влияние когнитивных и эмоциональных процессов на восприятие запаха и сенсорное раздражение от летучих химических веществ. Совсем по-другому пахнет перед грозой: находящийся в атмосфере электрический заряд расщепляет двухатомные молекулы кислорода (О 2), объединяя их в трехатомные (О 3). Образуется озон с сильным, характерным запахом, который предшествует буре.
Запах озона после грозы
И хотя описание запаха дождя можно обобщить, не все воспринимают его одинаково. По словам все той же Далтон, существует множество вариантов: первый — это то, чем действительно пахнет, все остальные — это то, что мы воспринимаем на основе анатомии носа, генетики и прошлого опыта. Физиологическое расположение носового прохода и рецепторы обоняния, которые мы получили при рождении, объясняют некоторые различия в восприятии запахов. У многих из нас запах дождя может вызвать «эффект Пруста» — появление яркоокрашенных эмоциональных воспоминаний, вызванных определенным ароматом, вкусом или их сочетанием. Этот феномен назван по имени французского писателя Марселя Пруста, который описал его в своем труде «В поисках потерянного времени».
Чем пахнет дождь?
Мокрой землей, пылью прибитой,
мокрой дорогой и домом политым.
После дождя мы действительно чувствуем запахи, порой очень яркие — особенно если осадкам предшествовала длительная засуха. За запах дождя отвечают различные химические вещества в воздухе, в первую очередь терпены — душистые соединения эфирных масел, производимые растениями, древесиной, пряными плодами. Почва, пористые камни, глина, как губки, впитывают в себя из воздуха молекулы терпенов и накапливают их до первых осадков. Замечали, как особенно ароматен долгожданный дождь? С первыми каплями в сухой земле пробуждается жизнь, запахи высвобождаются и рассеиваются ветром.
Запах пыли после дождя
Впервые этот процесс был описан двумя австралийскими учеными, Изабель Бэар и Ричардом Томасом, которые назвали свое открытие «петрихор» (от греч. Petra — «камень», ikhor — «кровь мифологических богов»). Правда, ученые признали, что «душу дождя» еще сотни лет назад смогли разгадать парфюмеры из города Каннаудж на севере Индии, что на берегу Ганга. От отца к сыну они передают секрет производства «митти-аттар», получаемых методом дистилляции. Только сырьем служат не душистые цветы или растения, а диски глины, обожженной в течение суток в печи и впитывавшей в себя четыре бесконечных месяца ароматы пыльного индийского лета. За 6-7 часов глина полностью отдает накопившиеся терпены сандаловому маслу: получается чистый аромат дождя.
Обожженая глина для создания запаха дождя
До января 2015 года ученые не могли точно определить, как именно происходит процесс освобождения запахов, пока исследователи из Массачусетского технологического института не догадались использовать высокоскоростную камеру. Было проведено 600 экспериментов на 28-ми поверхностях. Во время исследований ученые выяснили, что при ударе дождевой капли о пористую поверхность сквозь воду поднимаются крошечные пузырьки, которые затем вырываются наружу. За несколько микросекунд капля генерирует сотни аэрозольных пузырьков: это открытие позволило визуализировать аэрозолизацию. Ученые сделали публикацию в журнале «Nature Communications», уточнив, что таким образом могут распространяться также микроскопические вирусы и бактерии.
Запах дождя формирует еще одно вещество — геосмин (происходит от слов «geo» — земля, «smell» — запах), которое выделяют проживающие в земле микроорганизмы, в основном, актиномицеты и цианобактерии. Механизм биосинтеза геосмина бактериями открыли только в 2006 году. Погибая, бактерии выделяют геосмин (транс-1, 10-диметил-транс- 9-декалол), который накапливается в почве до первого дождя. Вода извлекает это вещество из почвы и отдает воздуху. Запах геосмина довольно неприятен, наш нос может уловить его даже в концентрации пять к триллиону (примерно 1 чайная ложка на 200 олимпийских бассейнов).
Однако аромат дождя все равно прекрасен, поскольку помимо геосмина содержит множество молекул ароматических масел. Воссоздать запах дождя в своих творениях пытались многие парфюмеры. Достойны упоминания Demeter Fragrance Rain и Dirt, La Prairie Midnight Rain, Annick Goutal Un Matin d Orage, Clean Rain, L Artisan Parfumeur Voleur de Roses, Positive Parfum Ozon Rain, Marc Jacobs Splash Rain 2016 и другие.
То необъяснимое чувство, которое вызывает у нас запах дождя, позволяет глубоко прочувствовать всю прелесть природы. И мы восхищаемся духами, которые эту красоту воспроизводят.
Хотите знать, почему после дождя так приятно пахнет?
«Используя высокоскоростные камеры и флуоресцентный краситель, ученые смогли записать капли воды, падающие на различные виды почвы, в которой находилось это органическое вещество. На записанных кадрах четко видно, как капли в буквальном смысле катапультируют микробы в воздух.
При падении капли на поверхность с определенной скоростью, она захватывает образующиеся под ней пузырьки воздуха, каждый из которых имеет диаметр не больше человеческого волоса. После этого пузырьки воздуха проходят через каплю и в конечном итоге лопаются. В рамках этого процесса в воздух поднимаются крошечные струйки воды, и некоторые из них могут содержать болезнетворные бактерии, которые в дальнейшем распространяются по воздуху».
Ученые выяснили, что при падении всего одной капли происходит выброс сотни крошечных пузырьков, каждый из которых может содержать тысячи живых бактерий. Внутри этих почти невидимых пузырьков бактерии могут выживать всего около одного часа. Но как только происходит их выброс в воздух, они подхватываются и разносятся ветром. Как отмечает Каллен Буи, один из исследователей данного научного проекта, следующей задачей для ученых будет выяснение того, насколько далеко эти бактерии способны распространяться таким образом.
Само органическое вещество ничем особо не примечательно и, как выяснилось, не представляет никакой опасности для организма. Однако причина, по которой Буи и ее коллеги решили заняться этим исследованием, заключается в том, что предыдущие исследования показали определенный уровень связи между распространением мелиоидоза и сезонами дождей в Юго-Восточной Азии и северной части Австралии. Сама болезнь поддается лечению, но без наличия подходящих антибиотиков смертность среди пораженных ею людей может достигать 90 процентов.
Это далеко не первые исследования, в которых ученые пытались связать степень распространения мелиоидоза с уровнем осадков, однако новая работа дополняет наше понимание этой проблемы. В конце своей статьи ученые сообщают, что нам не следует беспокоиться об этом крайне редком заболевании. И практически все мы можем без опасения свободно, полной грудью дышать и наслаждаться приятным запахом после дождя.