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O cheiro de chuva sai do chão, não do céu
A gota levanta do chão seco uma molécula fabricada por bactérias, e o nariz humano detecta cinco partes por trilhão dela.
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A primeira gota batendo no chão seco
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O nariz humano tem fama de instrumento fraco. A fama é falsa, e uma revisão publicada na revista Science em 2017 tratou a ideia como um mito nascido no século XIX.
O erro veio de anatomistas que compararam o tamanho do bulbo olfativo humano com o de um cachorro e pararam a conta ali. Tamanho de peça não decide sensibilidade de aparelho.
A pessoa comum carrega cerca de seis milhões de neurônios olfativos no fundo do nariz e algumas centenas de tipos de receptor diferentes. Em teste lado a lado, molécula por molécula, ela ganha do cachorro em várias delas.
O olfato também não tem uma sensibilidade só. Ele tem uma sensibilidade por molécula. Para umas, o nariz é grosseiro e precisa de bastante coisa no ar para acusar alguma presença. Para outras, ele encosta no limite do que a química de laboratório consegue medir.
A lista das moléculas fáceis é curta e estranha. Não é perfume caro, não é comida quente, não é nada que uma flor tenha desenvolvido ao longo de milhões de anos para atrair gente.
A campeã sai do chão.
Um grama de terra de jardim guarda perto de um bilhão de bactérias. Quase todas passam a vida inteira invisíveis, sem nome popular, sem cheiro, sem nenhum sinal para quem anda por cima.
Uma família delas quebra a regra. Ela cresce em fios finos como um fungo, ocupa os primeiros centímetros do solo e fabrica uma molécula que sobe pelo ar assim que o chão molha.
Você conhece o produto dela desde criança e provavelmente nunca aprendeu o nome. Ele aparece na varanda, no quintal e na janela do carro, sempre no mesmo momento e sempre antes do resto.
A curiosidade de hoje é o nome dessa molécula, a quantidade ridícula que o seu nariz detecta dela e o motivo de o aviso chegar com o céu ainda seco.
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I A Curiosidade do Dia
O nariz que ganha do tubarão
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O cheiro que anuncia a chuva não vem da água nem do céu. Ele é fabricado no chão, por uma bactéria, e o seu nariz pega a molécula em quantidade quase impossível de medir. Veja de quanto é e como ela sobe.
Um fim de tarde parado, janela aberta, o céu ainda sem nuvem carregada. O cheiro chega primeiro, e é sempre o mesmo cheiro, no Brasil, na Austrália e no meio do deserto.
Ele tem nome, fórmula e fabricante. Chama-se geosmina, do grego geo, terra, e osme, cheiro. É um álcool de doze carbonos produzido por bactérias do solo, principalmente do gênero Streptomyces.
O limite de detecção do nariz humano fica em torno de cinco nanogramas por litro de água. Cinco partes por trilhão.
A imagem ajuda a entender o tamanho do número: são cerca de duas colheres de chá da substância diluídas numa piscina olímpica cheia. Nessa concentração a água continua transparente, sem cor e sem nenhuma alteração visível. O nariz encontra.
O tubarão tem a fama de farejar sangue a quilômetros de distância. O número mais repetido para ele fica na casa de uma parte por bilhão. Cinco partes por trilhão são duzentas vezes menos que uma parte por bilhão.
Ninguém treinou você para o exercício. O aparelho já veio ajustado nessa molécula, e em quase nenhuma outra.
Falta a parte mecânica. Como a geosmina sai do chão e chega ao seu nariz antes da chuva.
Em 2015, dois engenheiros do MIT filmaram gota por gota o momento do impacto. Youngsoo Joung e Cullen Buie usaram câmera de alta velocidade sobre amostras de solo poroso e publicaram o resultado na revista Nature Communications.
A gota que bate no chão seco não simplesmente espirra. Ela achata, aprisiona bolhas minúsculas de ar entre a água e o solo, e as bolhas sobem por dentro dela até estourar na superfície.
Cada estouro lança centenas de gotículas microscópicas para cima. O aerossol carrega o que estava no chão: geosmina, esporos e fragmentos de bactéria.
O detalhe contraintuitivo do estudo é o regime de chuva. Chuva fraca e moderada lança mais aerossol que temporal, porque a gota pesada demais expulsa o ar e mata a bolha antes de ela subir.
Falta o transporte. A corrente de ar frio que desce de uma tempestade corre à frente dela e chega na sua rua antes da água, trazendo o aerossol do trecho que já molhou lá atrás.
Some ozônio à mistura. O relâmpago quebra moléculas de oxigênio e forma ozônio, e a mesma corrente empurra o gás para a frente. O cheiro cortante que vem junto com o de terra molhada é ele.
O conjunto todo ganhou nome bonito em 1964, num artigo curto que dois pesquisadores australianos do CSIRO publicaram na revista Nature.
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"Propomos o nome petrichor para esse odor aparentemente único, que pode ser encarado como um ichor, ou essência tênue, derivada da rocha ou da pedra." Isabel Joy Bear e Richard Thomas, revista Nature, 1964.
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Petra é pedra em grego. Ichor era o fluido dourado que corria nas veias dos deuses gregos, no lugar do sangue, e a escolha da palavra diz bastante sobre o que os dois achavam do cheiro.
Bear e Thomas mostraram também que a chuva libera óleos de planta que ficam grudados na argila e na rocha durante a estiagem. O petrichor é a mistura inteira. A geosmina é a peça que o nariz pega primeiro.
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II A História Por Trás
Por que a bactéria fabrica o cheiro
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A molécula ganhou nome próprio um ano depois do petrichor, em 1965, na Universidade Rutgers, em Nova Jersey. Nancy Gerber e Hubert Lechevalier isolaram a substância de culturas de actinomicetos e a batizaram de geosmina.
O produtor principal é o gênero Streptomyces. Ele é bactéria, e não se comporta como a bactéria do desenho da escola: cresce em filamentos ramificados, forma colônias parecidas com mofo e domina os primeiros centímetros de qualquer solo saudável.
A fábrica não trabalha o tempo todo. A produção de geosmina liga quando a colônia entra em esporulação, a fase em que ela para de crescer e monta esporos para atravessar a seca.
Aí aparece a pergunta que a microbiologia levou meio século para responder. Por que gastar energia fabricando cheiro? Bactéria não tem nariz. Cheiro sem receptor do outro lado é energia jogada fora.
A resposta saiu em 2020, na revista Nature Microbiology, assinada por um grupo da Universidade de Lund, na Suécia. Os pesquisadores mostraram que a geosmina atrai colêmbolos, artrópodes de meio milímetro que vivem no solo e comem exatamente esse tipo de colônia.
O colêmbolo chega, come, e sai com esporos grudados no corpo e outros tantos passando inteiros pelo intestino. A bactéria não tem pernas para espalhar a próxima geração. O bicho tem.
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A geosmina não é sobra de metabolismo. É anúncio, pago em energia, dirigido a um animal de meio milímetro que trabalha de transportadora de esporo.
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O mesmo gênero tem outra linha de produto, e ela mudou a medicina. Em 1943, no laboratório de Selman Waksman, na mesma Rutgers, uma cultura de Streptomyces griseus entregou a estreptomicina, o primeiro remédio eficaz contra a tuberculose.
Waksman cunhou a palavra antibiótico e levou o Nobel de Medicina de 1952. Do mesmo gênero saíram depois a neomicina, o cloranfenicol, a tetraciclina e a nistatina.
A conta mais citada hoje é redonda e desconfortável: perto de dois terços dos antibióticos de origem natural em uso clínico vêm de Streptomyces.
A coincidência de endereço é boa demais para passar em branco. O instituto que tirou o antibiótico do solo é o mesmo que, vinte e dois anos depois, batizou o cheiro do solo.
O gênero também não trabalha sozinho na produção. Cianobactérias de represa e de lago fabricam geosmina, e o efeito delas aparece na torneira de cidade inteira.
O cheiro de terra molhada, no fim, é o anúncio de uma bactéria que já tinha entregado meia farmácia antes de alguém descobrir por que ela cheira.
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III Pra Contar na Mesa
A beterraba, o peixe e o limão
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A geosmina não fica no quintal. Ela aparece no prato, no copo e na conta de água, e quase ninguém liga uma coisa na outra.
Comece pela beterraba. O gosto de terra que divide a mesa em duas turmas é geosmina de verdade, presente no próprio vegetal, mais concentrada na casca e na parte de fora da raiz.
O limiar de detecção varia bastante de pessoa para pessoa, e a variação explica a discussão do almoço de domingo. Quem detesta beterraba costuma ter o nariz mais afiado para a molécula, não o paladar mais frágil.
Depois vá para o peixe de água doce. Tilápia, carpa e bagre criados em tanque de água parada absorvem geosmina do ambiente e guardam a molécula na gordura. O resultado é o gosto de barro.
O produtor sério resolve antes de vender. Ele coloca o peixe em água limpa e corrente por alguns dias, num processo chamado depuração, e o gosto sai junto com a molécula.
Na cozinha existe um atalho químico. A geosmina se degrada em meio ácido. O limão espremido no peixe e o vinagre na beterraba não estão só temperando, estão desmontando a molécula.
Depois abra a torneira. Floração de cianobactéria em represa deixa a água da cidade com gosto e cheiro de terra, e a companhia de saneamento recebe reclamação em massa na mesma semana.
A água nesses episódios costuma estar dentro do padrão de potabilidade. A geosmina não é tóxica na concentração que aparece. O problema é o nariz do assinante, que detecta partes por trilhão e não perdoa.
Estação de tratamento combate a molécula com carvão ativado e ozônio, os dois caros, e a conta chega para todo mundo que abre a torneira.
Alguns bichos também usam a pista química. Em 2020, um estudo publicado na revista Current Biology mostrou que a fêmea do Aedes aegypti é atraída pela geosmina na hora de escolher onde botar ovos, porque a molécula indica água parada com micro-organismos.
A mosca-das-frutas faz o oposto. Ela tem um receptor dedicado só a essa molécula e foge dele, porque geosmina em fruta indica micróbio perigoso.
1. Na próxima tempestade, saia antes da primeira gota e cheire o vento. O que chega é aerossol do trecho que já molhou.
2. Na cozinha, esprema limão em metade do filé de peixe de água doce e prove os dois lados.
3. Na feira, cheire a beterraba crua recém-cortada. O cheiro de terra sai de dentro dela.
Água não tem cheiro. Chuva não tem cheiro. O que você sente na janela é a assinatura química de um organismo microscópico que estava lá embaixo esperando molhar.
O nariz humano tem um único talento de nível mundial, e ele aponta para o chão.
"Quantas vezes você já fechou a janela obedecendo a uma bactéria?"
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Quiz da edição
Em que ano cientistas do MIT filmaram em câmera de alta velocidade o instante em que a gota de chuva solta o cheiro do solo?
Resultado da última edição: 0% acertaram.
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