¿Por qué huele el suelo tan bien después de la lluvia?
Y brillaban las estrellas,
y olía la tierra.
Giacomo Puccini. Tosca (1899).
 |
| Superficie del suelo después de la lluvia. A. Jordán/Imaggeo. Más detalles. |
Soy de esas personas a las que les gusta pasear bajo la lluvia. Si a ti te pasa lo mismo o alguna vez la lluvia te ha sorprendido en el campo, en un jardín, un parque o en un balcón con macetas, seguro que has notado que la tierra comienza a desprender un olor muy agradable. Es un olor que conoce bien un aficionado a buscar setas, porque algunas de las más apetitosas también desprenden ese aroma al cortarlas. ¿Pero de dónde viene? Y es más: ¿tiene alguna función en la naturaleza? Vamos a verlo.
Un poco de historia y un poco de química
Se echó la manta de caballerías sobre los hombros y se arrastró hasta el aire libre. Fuera mediaba la mañana, una mañana de finales de febrero. Brillaba el sol y la tierra olía a piedra húmeda, musgo y agua.
Patrick Süskind. El perfume: historia de un asesino (1984).
Aunque es conocido desde la antigüedad, las primeras referencias sobre la naturaleza química del olor a tierra mojada vienen de finales del siglo XIX, publicadas por P. E. M. Berthelot y G. Andre en un artículo de 1891 (este de aquí) o por T. L. Phipson en la revista Scientific American (este) titulado, precisamente, “El olor del suelo tras la lluvia” (“The odor of the soil after a shower”). Como si se tratase de personajes de Patrick Süskind (con algo menos de truculencia, pero con la misma dedicación), Berthelot y Andre consiguieron extraer y aislar ese “perfume”. El olor del suelo mojado se debe a la presencia de ciertas sustancias que algunos organismos (como veremos más adelante) liberan durante los períodos secos. Estas sustancias se acumulan en el suelo y se mezclan con la geosmina (una molécula cuyo nombre químico es 4,8a-dimetil-decahidronaftaleno-4a-ol), un alcohol derivado de la decalina (o decahidronaftaleno). Hasta aquí la nomenclatura química, no os voy a aburrir con eso porque no sois mis alumnos.
 |
| Estructura molecular de la geosmina. ⬤, carbono; ⭘, hidrógeno; ⬤, oxígeno. |
La geosmina es producida y posteriormente liberada al medio por varios microorganismos, como bacterias de la especie Streptomyces coelicolor, algunas cianobacterias y algunos hongos. Las bacterias del género Streptomyces son muy conocidas principalmente por su importancia como fuente de antibióticos, aunque también son capaces de sintetizar muchas otras sustancias usadas actualmente en medicina (como antifúngicos, antiparásitos, antivirales o sustancias que combaten el cáncer). Hace unos veinte años, un grupo de más de 40 investigadores publicó la secuencia del genoma de Streptomyces coelicolor en la revista Nature. Gracias a su trabajo se descubrió el gen implicado en la síntesis de la geosmina. Hoy sabemos que todas las bacterias de Streptomyces son capaces de “fabricar” geosmina.
 |
| Representación circular del cromosoma de Streptomyces coelicolor. Fuente: Bentley et al. (2002). Complete genome sequence of the model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2). Nature 417:141-147. DOI: 10.1038/417141a. |
La geosmina (palabra que procede del griego “geo”, tierra y “osmin”, olor: olor de la tierra) fue descrita por primera vez en 1965 por los microbiólogos N. N. Gerber y H. A. Lechevalier (puedes leer su trabajo aquí). Cuando llueve, la geosmina pasa la atmósfera y contribuye a la aparición de un olor especial que se conoce como petricor (del griego “petros”, piedra, e “ikhôr”, que es como se llama el líquido que corre por las venas de los dioses en lugar de la sangre humana). ¿Recuerdas el olor característico que se produce cuando empieza a llover en el campo? Pues eso es el petricor, amigo/a/e.
 |
| Artículo original de Gerber y Lechevalier en 1965. |
¿Cómo se difunde el petricor en el aire?
Allí, sobre una escarpada ladera poblada de árboles, los helechos se conservan verdes todo el invierno, cuando los de la colina se mueren y amarillean, y despiden un olor dulce y fuerte parecido al que rezuma de los abetos. Un arroyo descendía por el valle, tan pequeño que pude cruzarlo fácilmente. Bebí agua en mi mano y la saboreé como si se tratara de un ilustre vino dorado.
Arthur Machen. El libro verde (1904).
Aparentemente, el proceso por el que se difunde el petricor en el aire podría parecer simple. Sin embargo, hasta hace bien poco no se conocía el mecanismo por el que estas sustancias pasan del suelo a la atmósfera. Cuando la geosmina se libera, queda adherida a la superficie de las partículas del suelo, como piedras, arena y limo, pero principalmente en las partículas más finas, las arcillas (que poseen un tamaño menor de dos micras y son imposibles de ver por el ojo humano). Al ser partículas muy pequeñas y con carga eléctrica negativa, tienen una alta superficie específica y pueden “atrapar” muy fuertemente las moléculas orgánicas. De este modo, la geosmina y otras sustancias volátiles que forman el petricor (como algunos aceites esenciales o el ozono) quedan temporalmente “secuestradas” en la superficie de las partículas de arcilla durante el tiempo seco. Al llover, la geosmina es liberada, formándose el petricor.
 |
| Excursión científica durante un día de lluvia intensa cerca de Cabrela (Portugal). A. Jordán/Imaggeo. Más detalles. |
Los ingenieros Y. S. Joung y C. R. Buie, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han desvelado el proceso... ¡y lo han grabado en vídeo! Lo puedes ver aquí:
Para realizar el vídeo utilizaron cámaras de alta velocidad. Han observado que las gotas de lluvia pueden comportarse de manera diferente si impactan sobre una superficie homogénea y lisa o irregular y porosa (por ejemplo, el suelo). En este último caso, las gotas pueden atrapar pequeñas burbujas de aire en el punto de impacto. Las burbujas viajan dentro de las pequeñas gotas que rebotan y explotan en la superficie. Así, cada burbuja libera una pequeña nube de partículas de suelo a la atmósfera.
 |
| Fotograma del vídeo realizado por Joung y Buie, del MIT. |
Joung y Buie observaron que la cantidad de estas sustancias que se pueden dispersar y la velocidad a que lo hacen depende en gran medida de variables como la intensidad de la lluvia (cuánto llueve en un intervalo de tiempo), el tamaño de las gotas y la permeabilidad y porosidad de la superficie de contacto. Durante su experimento (que puedes leer aquí), observaron y describieron por primera vez el impacto de gotas de lluvia simuladas en diferentes superficies hidrofílicas (como materiales de ingeniería o suelo natural) utilizando cámaras de alta velocidad. En el momento del impacto, se forman pequeñas burbujas en la interfase sólido/líquido, atraviesan la masa de agua y se liberan a la atmósfera en forma de microgotas (lo que llamamos un aerosol). Inmediatamente después, también observaron cómo el viento transportaba y dispersaba la nube de sustancias liberadas. En total, todo el proceso dura unos pocos microsegundos. Sugirieron que este proceso también puede contribuir al transporte de otras sustancias e incluso seres vivos, explicando, por ejemplo, la propagación de microorganismos infecciosos como Escherichia coli. Si bien, esta bacteria es normalmente inocua y vive en nuestro intestino (donde nos ayuda a digerir los alimentos y produce vitamina K), algunas cepas producen toxinas que pueden causar enfermedades intestinales o de otro tipo.
 |
| Tormenta en la Baja Austria. P. Huber/Imaggeo. Más detalles. |
¿Para qué sirve el olor a suelo mojado?
La tierra exhalaba un agradable vaho a humedad y a excremento de vaca. También olía, con más o menos fuerza, la hierba según el estado del cielo o la frecuencia de las lluvias. A Daniel, el Mochuelo, le placían estos olores, como le placía oír en la quietud de la noche el mugido soñoliento de una vaca o el lamento chirriante e iterativo de una carreta de bueyes avanzando a trompicones por una cambera. Miguel Delibes.
El camino (1950).
A todo esto, ¿qué ganan bacterias como Streptomyces coelicolor produciendo geosmina? ¿Les sirve de algo? Pues sí. Según algunos investigadores (como estos), la geosmina se utiliza como elemento de un cierto lenguaje químico entre bacterias del género Streptomyces y otros organismos. Los animales pueden detectar concentraciones extremadamente bajas de geosmina en el aire y otras sustancias similares liberadas por el suelo húmedo.
 |
| Flamencos en la Laguna de la Rianzuela (Sevilla). A. Jordán/Imaggeo. Más detalles. |
De camellos y otros bichos
La estación de las lluvias acababa de finalizar y el agua conservada en las profundidades del terreno había de ser un preciado tesoro para los viajeros cuando se vieran obligados a atravesar el desierto.
Julio Verne. Aventuras de tres rusos y tres ingleses en el África austral (1872).
Se sabe que los camellos, por ejemplo, son capaces de encontrar agua en el desierto desde distancias de hasta 80 km guiándose solo por el olfato. Pero no solo ellos. Lombrices, nematodos (un tipo de pequeños gusanos que viven en el suelo) o insectos son capaces de guiarse por la geosmina para encontrar zonas húmedas en el suelo. Parece que hay algunas razones ecológicas para ello. La geosmina podría ser parte de un mecanismo de atracción para que los animales, al beber, puedan propagar los microorganismos que los producen. De este modo, Streptomyces coelicolor sería capaz de atraer a un animal sediento mediante la geosmina. Al beber, las esporas bacterianas se adhieren a su pelo o su piel y el animal las transportaría a otro lugar húmedo que podrían colonizar.
 |
| Camellos cruzando el Valle de Nubra (India). T. Labourda/Imaggeo. Más detalles. |
Los colémbolos son un tipo de artrópodo con seis patas, muy parecido a los insectos, y muy, muy abundante en el suelo desde hace 400 millones de años hasta la actualidad. Los colémbolos se alimentan de pequeños organismos como protozoos, pequeños animales como nematodos, rotíferos o tardígrados así como de microorganismos como bacterias, algas y hongos. Cuando a las bacterias Streptomyces se les acaban los nutrientes, intentan colonizar nuevos medios produciendo esporas. Para que estas esporas puedan desplazarse, recurren, como hemos visto, a producir geosmina para atraer animales (como a los camellos en el desierto). Y eso incluye también a los colémbolos, a los que las esporas se les adhieren cuando se acercan en busca de sus presas.
 |
| Marisma en El Rocío (Huelva). A. Jordán/Imaggeo. Más detalles. |
El mosquito Aedes aegypti transmite enfermedades graves como el dengue, la fiebre amarilla, la chikunguña, el zika y el virus mayaro, y es famoso por su incómoda presencia en nuestras latitudes en los últimos años (por mal que nos caigan los mosquitos, tienen muchísima importancia en el equilibrio de los ecosistemas de todo el planeta). Pues bien, este, y probablemente otros mosquitos, se ve atraído por la geosmina, ya que necesita encontrar zonas húmedas donde poner sus huevos.
Algo parecido podría ocurrir con los canguros. Al parecer, la geosmina podría indicar a estos animales el momento adecuado para procrear. Por un lado, las lluvias prevén el crecimiento de la vegetación (y la próxima abundancia de alimento). Por otro, sorprendentemente, la geosmina liberada por la lluvia constituiría una señal para, digamos, ponerse patas a la obra. Al menos, así lo piensan investigadores como H. Tyndale-Biscoe (según su libro “Life of marsupials”).
Por otro lado, investigadores de la Universidad de Bonn sugirieron en 2004 (aquí) que existen algunos tipos de cactus que liberan geosmina a la atmósfera durante el día, momento en que se abren sus flores, para atraer polinizadores (los cactus son polinizados por murciélagos, pájaros, abejas y otros amiguetes del reino animal) haciéndoles creer que son una fuente de agua. Cuando abandona la flor, el bicho se va con la misma sed que tenía, pero ayuda a transportar el polen.
Pero la geosmina no parece gustarle a todo el mundo. Las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), por ejemplo, rechazan el alimento cuando la detectan, ya que podría estar contaminado por microbios patógenos (puedes leerlo aquí). A los colémbolos, las toxinas de estos microbios no parecen importarles demasiado.
¿Y qué pasa con nosotros, los humanos?
Ha besado la lluvia al jardín provinciano
dejando emocionantes cadencias en las hojas.
El aroma sereno de la tierra mojada
inunda el corazón de tristeza remota.
Federico García Lorca. Meditación bajo la lluvia (1919).
¿Qué pasa con nosotros, los humanos? ¿Nos dice algo el petricor? A Federico García Lorca lo ponía nostálgico porque, como usted y yo, tenía su bulbo olfatorio directamente conectado al sistema límbico, la parte del cerebro encargada de la memoria y las emociones. Esta conexión hace que ciertos olores hagan aflorar recuerdos muy lejanos, de la infancia. A los esclavos judíos de Egipto les recordaba a Israel, como cantan en Nabucco, de Verdi. A Federico le pasaba esto con el olor a tierra mojada, a mí con el galán de noche (la planta, no ningún señor).
¡Ve pensamiento, sobre alas doradas,
ve y pósate en los caminos y en las colinas
donde exhala su suave fragancia
el aire dulce de la tierra natal!
Giusseppe Verdi. "Va, pensiero", Coro de los esclavos hebreos (Nabucco, 1942).
 |
| Hojarasca mojada por la lluvia. A. Jordán/Imaggeo. Más detalles. |
Pero volvamos a lo que nos ocupa. Si el olor a humedad en la actualidad nos dice que debe haber agua alrededor, probablemente también lo ha hecho durante los últimos 200.000 años con nuestros antepasados. Imagínate por un momento que eres tu retatarabuelo/a/e capitaneando un viaje por un lugar árido durante el Paleolítico. Tú y tu familia avanzáis penosamente con vuestras pocas pertenencias y la boca más seca que después de comerse un mantecado en julio. Vale que el mantecado se inventó en el siglo XVI, pero ya me entiendes. Si en ese momento, notas el olor a tierra mojada, estoy seguro de que levantarías la vista para intentar descubrirla.
 |
| Llegada de las lluvias al Valle del Rift (Kenya). L. Merbold/Imaggeo. Más detalles. |
Sin embargo, no siempre nos gusta la presencia de geosmina, como bien saben los señores que fabrican el vino. Del mismo modo, el olor a humedad en ciertos alimentos nos resulta desagradable porque intuimos que se han estropeado (como hemos visto que le ocurre a nuestra buena amiga la mosca drosofila).
Dado que Streptomyces se halla presente en, prácticamente, todos los sitios, la lluvia produce siempre el mismo efecto. Así que la próxima vez que notes ese olor tan característico del suelo mojado, ya sea en el campo, un bosque, un jardín o en esa maceta que tienes en el balcón, recuerda la gran cantidad de procesos químicos que están ocurriendo, los innumerables procesos ecológicos que están teniendo lugar y la multitud de seres vivos que están ahí abajo haciendo sus cosas.
Comentarios
Publicar un comentario