L’odore del mare.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

L’odore del mare.

C’è una bella canzone di Eduardo De Crescenzo che parla dell’odore del mare,

Se penso al mondo come a un’armonia

tutto è giusto sia così

se ogni strada è la strada mia

il mio posto è stare qui

L’odore del mare mi calmerà

la mia rabbia diventerà

amore amore è l’unica per me

né dare né avere la vita va da sé

né bene né male intorno a me non c’è

né luna né sole è tutto nel mio cuore

Già ma da dove viene l’odore del mare? E perchè ogni mare ha il suo, e quello di Pescara non sa come quello di Napoli? É la domanda da cento milioni che mi ha fatto il solito amico di Napoli, che mi aveva già fatta quella della pietra focaia; e perchè non pensiate che me lo sono inventato vi dico anche come si chiama: Biagio, è un chimico pure lui, ormai in pensione, ma sempre chimico e anche appassionato di cucina. Non ho intenzione di togliere la poesia a questa cosa, per carità, ma anzi forse la poesia ne esce rinforzata, non diminuita perchè dopo tutto ha colto, prima della scienza, la tipicità dell’odore del mare.

Allora supponiamo che siate in spiaggia o in una città di mare, sapete da dove viene quel particolare odore che è tipico del mare, e del vostro mare in particolare? Quando respirate a pieni polmoni l’aria salmastra minuscole gocce di acqua di mare, di aerosol marino vi entrano nei polmoni e voi state letteralmente gustando il vostro mare; e anche ad una certa distanza da esso rimangono gli odori dei principali costituenti biologici e chimici di una miscela molto complessa.

Una possibile spiegazione è dunque che l’odore del mare venga da una miscela di composti la cui precisa composizione è diversa da caso a caso.

Ci sono almeno tre diverse classi di composti che vi contribuiscono:

-il DMS, dimetilsolfuro mare1

-i dictioptereni, (di seguito dictiopterene D, C, B)

mare2 mare3  mare5

ed infine i bromofenoli mare6.

Vediamo meglio.

Il DMS è un prodotto della degradazione dei tessuti, del catabolismo delle alghe o del fitoplancton, viene dal dimetilsolfoniopropionato (DMSP), la cui formula è indicata nella figura seguente che da ragione anche dei rapporti reciproci fra le due molecole.

Nell’articolo da cui è tratta questa immagine si discutono gli enzimi che degradano il DMSP e la loro genetica; quegli enzimi si trovano in varie specie batteriche sia marine che terrestri, perfino in batteri che si trovano in sistemi produttivi semplici, come nella produzione di alcuni formaggi, che hanno di fatto l’aroma “del mare”.mare7

La cosa interessante è il compito climatico di questa molecola che gioca un ruolo nel ciclo complessivo dello zolfo; nella immagine di Science si fa riferimento al fatto che , direttamente, o indirettamente tramite i suoi prodotti di ossidazione, il DMS svolge un ruolo nella formazione di nuclei di condensa del vapore acqueo; a loro volta tali nuclei sono indispensabii nella formazione delle nuvole, perchè, come molti di voi ricorderanno, la transizione di fase vapore/liquido è sfavorita in modalità omogenea, ossia senza nuclei di condensa, a causa del cosiddetto effetto Kelvin. La tensione di vapore di un liquido o il suo potenziale chimico aumenta con la curvatura, quindi diminuisce con il raggio di curvatura; quando un vapore condensa, se non si supera un certo volume di condensato il nucleo tende a rievaporare velocemente; viceversa se c’è un nucleo di condensa il volume necessario è già fornito da questo nucleo o direttamente o come contributo di energia libera di miscelamento che riduce la spinta a rievaporare.

In sostanza senza nuclei di condensa non ci sarebbero nuvole. Il DMS gioca quindi un ruolo cruciale sulle grandi aree oceaniche; molti anni fa il chimico James Lovelock, il padre (insieme a Lynn Margulis, una biologa) della ipotesi GAIA, aveva ipotizzato questo ruolo del DMS, la cosiddetta ipotesi CLAW, illustrata nella seguente immagine (CLAW è un acronimo dalle iniziali dei proponenti).mare8

In entrambi i casi si tratta del fatto che l’aumento del catabolismo del fitoplancton interagisce in modo positivo o negativo con la formazione di nuvole e la formazione di nuvole a sua volta interagisce con la formazione del fitoplancton. Il riscaldamento dell’oceano viene diminuito dalla formazione delle nuvole stimolata dal catabolismo del fitoplancton (più caldo l’oceano, più fitoplancton, più DMS, più nuvole, meno luce, meno caldo l’oceano), ma può anche esserne aumentato (più caldo l’oceano, più stabilità convettiva, meno risalita di nutrienti, meno plancton, meno DMS, meno nuvole, più luce, più caldo l’oceano). Cogliete anche voi che le due ipotesi, entrambe ragionevoli, (ma non ancora verificate bene) funzionano in intervalli diversi di condizioni. Si tratta di meccanismi di retroazione spontanei che di fatto consentono alla biosfera di possedere modalità di equilibrio, di omeostasi, o di evoluzione che a prima vista appaiono frutto di un disegno intelligente, ma che in realtà non sono diversi dai meccanismi di retroazione negativa classici (come quello del galleggiamento di un corpo) o di retroazione positiva e quindi di allontanamento dall’equilibrio (come l’effetto Droste o l‘effetto Larsen), conosciuti per sistemi inanimati.

I dictioptereni sono invece composti volatili di origine naturale, prodotti dagli organi sessuali delle alghe brune (le cosiddette Feoficee) e giocano il ruolo di feromoni ; in qualche modo potremmo considerarli l’equivalente dei profumi delle piante terrestri, servono ad ottimizzare la riproduzione sessuata delle alghe che li producono, attirando e fissando la componente spermatica. Probabilmente il loro nome (dal greco ali a rete) viene dalla loro struttura così singolare che ricorda appunto un uccello visto di fronte, non essendoci alcun legame con gli insetti dictiopteri. (Qualcuno ne sa di più?)mare9

Macrocystis pyrifera (in inglese Giant Kelp)

Gli uccelli usano sia il DMS che i dictioptereni come segnali della presenza di specie predabili e quindi sono molto sensibili al loro odore.

Ed infine i bromofenoli.

Questi composti anch’essi di origine naturale danno l’aroma a molti cibi e prodotti marini a cui siamo abituati come granchi, gamberi; ma non sono questi animali a produrli ma piuttosto essi li assorbono dal loro medesimo cibo, ossia dai vermi marini, dalle alghe e da altri piccoli esseri che fungono da prede.

La deduzione di questo fatto viene dall’osservazione che alcune specie, come i salmoni del Pacifico che dividono la loro esistenza fra il mare e le acque dolci aumentano il proprio contenuto in bromofenoli massimamente durante la loro permanenza in mare, ma la riducono moltissimo mentre sono in acque dolci; ragionevolmente dunque essi assorbono questi composti attraverso la dieta in ambiente marino.

L’idea di riprodurre questa situazione aggiungendo direttamente i bromofenoli alla dieta di pesci cresciuti in cattività non ha funzionato granchè.

Quale ruolo svolgano per gli esseri che li producono non è ben chiaro; probabilmente servono come aggressivo chimico o per difendersi dall’attacco di altre specie, quindi come pesticidi naturali o dissuasori di attacco. Hanno mostrato attività utili in medicina e per questo motivo sono ampiamente studiati.

Noto di passaggio la confusione che regna su internet dove si richiamano questi composti sostenendo che quando sono concentrati il loro odore diventa spiacevole a causa della componente iodica(sic!?): insomma bromo o iodio?

E’ vero che c’è un ciclo dello iodio i cui attori biologici sono i medesimi di cui abbiamo parlato finora, ma bromo e iodio rimangono elementi distinti!mare10

Insomma la conclusione è che l’odore del mare, come l’odore dei prati in fiore dipende dalle creature che vi abitano, che producono molte molecole diverse, usando queste classi di sostanze o come messaggeri chimici della loro vita sessuale, o come componenti del proprio cibo o come pesticidi spontanei (ricordate per esempio le sostanze cosiddette allelopatiche prodotti da alcuni alberi?) o come cataboliti, come molecole prodotte dal loro metabolismo o perfino dalla loro morte. E’ chiaro allora che in dipendenza della abbondanza dei singoli composti che abbiamo citato, ciascun ambiente marino avrà il proprio profumo, esattamente come l’odore di un prato, o di una foresta o di una palude sono diversi fra di loro ma possono condividere certe componenti. Ovviamente queste molecole hanno un doppio ruolo perchè esse saranno presenti in acqua come soluto, ma avranno una loro tensione di vapore, specifica, in dipendenza da concentrazione e temperatura e anche questo contribuirà a formare uno specifico “odore di mare” in ogni circostanza.

Riferimenti

J.D. Todd et al. Structural and Regulatory Genes Required to Make the Gas Dimethyl Sulfide in Bacteria2 FEBRUARY 2007                  VOL 315    SCIENCE                   www.sciencemag.org

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2007-02/uoea-cts012907.php

Popular Science http://www.popsci.com/seasmells Why Does The Sea Smell Like The Sea?

https://en.wikipedia.org/wiki/CLAW_hypothesis

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