Der Geruch des Bodens wurde erstmals 1891 untersucht, aber die Hauptverbindung, die ihn verursacht, wurde erst 1965 von Gerber und Lechevalier isoliert, die sie „Geosmin“ („Geo“ Erde; „Osme“ = Geruch) nannten.
Gerber zeigte dann 1968 die Struktur von Geosmin.
Eigenschaften von Geosmin
Geosmin ist eine farblose Flüssigkeit, ein Mitglied einer großen Familie von Terpenoiden. Terpenoide haben aromatische Eigenschaften, d.h. sie verströmen einen Geruch.
Andere Beispiele für diese Moleküle finden sich in Eukalyptus, Zimt oder Nelken.
Geosmin hat einen stechenden Geruch, und eine Reihe von Tieren reagiert äußerst empfindlich auf ihn. Berichten zufolge kann der Mensch 100 Teile in einer Billion nachweisen.
Wie wird Geosmin hergestellt?
Im Boden wird die Produktion von Geosmin einer einzigen Bakteriengattung, den Streptomyces, zugeschrieben. Dabei handelt es sich um bodenbewohnende Bakterien, die unter ungünstigen Bedingungen Sporen bilden (siehe Foto), die sich unter neuen, günstigeren Bedingungen ausbreiten können und so das Überleben der Bakterien ermöglichen.
Biosynthese von Geosmin
Viele Jahre lang blieb die Produktion von Geosmin ein Rätsel, doch mit der Veröffentlichung der Genomsequenz von Streptomyces coelicolor A3(2) im Jahr 2002, einem Projekt, das von Sir David Hopwood, John Innes Centre, vorangetrieben wurde, war ein entscheidender Moment gekommen.
Die Wissenschaftler konnten nun die wichtige Verbindung zwischen Gen und Funktion herstellen. In der Folge zeigte das Labor von Prof. Keith Chater, ebenfalls am John Innes Centre, dass ein einziges Gen für das Enzym kodiert, das die Synthese von Geosmin katalysiert, und das Labor von Prof. David Cane an der Brown University, USA, entdeckte die diesem Prozess zugrunde liegende Biochemie.
Warum produziert Streptomyces Geosmin?
Obwohl viele der komplexen Moleküle, die Streptomyces herstellt, antibiotische Eigenschaften haben – das heißt, sie töten andere Mikroorganismen ab, die um Raum und Nahrung konkurrieren – ist dies bei Geosmin nicht der Fall.
Stattdessen kann Geosmin Fressfeinde abschrecken und Organismen anlocken, die Sporen verbreiten. Geosmin stößt Fruchtfliegen ab, so dass sie weniger wahrscheinlich Materialien fressen, auf denen Streptomyces wächst.
Es wird spekuliert, dass Geosmin kleine Bodentiere anzieht, die sich mit den Sporen bedecken und sie so über den Boden verbreiten.
Ein guter oder ein schlechter Geruch?
Streptomyceten sind auch eine ergiebige Quelle für Antibiotika und daher Gegenstand umfangreicher Forschungsarbeiten, die darauf abzielen, ihre Eigenschaften zu nutzen und neue Moleküle zu finden, die in der Klinik eingesetzt werden können.
Für viele am John Innes Centre, wo die Streptomycetenforschung eine lange Tradition hat, ist der Geruch von Geosmin ein vertrauter und angenehmer Geruch. Diejenigen von uns, die den Geruch von Regen oder einem Waldspaziergang genießen, werden dem wahrscheinlich zustimmen. Parfümeure fügen Geosmin routinemäßig zu, um einen erdigen Geruch in ihren Düften zu erzeugen.
Geosmin ist jedoch auch für den schlechten Geschmack von Wasser, Wein und Süßwasserfischen verantwortlich, und die Beseitigung seines Geruchs ist für einige von erheblichem kommerziellen Wert.
