cadaverina

Il fiore (che sa di) cadavere

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po’

Allora diciamolo subito, anche perché, secondo voi, se lo hanno soprannominato “fiore-cadavere” (corpse flower) quale tripudio di aromi potrà mai sprigionare?

E ora pensate a chi lo scoprì.

Siamo nel 1878 e il botanico italiano Odorado Beccari si trova nel mezzo della foresta pluviale di Sumatra. Immaginatevi l’atmosfera umida e satura di odori tropicali, di fiori carnosi e selvaggi dall’aroma intenso, ma tutto sommato tollerabile o piacevole. Poi a un certo punto Odoardo inizia a sentire qualcosa, un tanfo rancido, tanto che pensa di trovarsi nelle vicinanze di una carcassa, una scimmia morta, vai te a sapere. E cosa fai, senti un odore del genere e non vai a vedere di cosa si tratta?

Seguendo questa scia pestilenziale il nostro Odoardo però di bestie morte non ne trova. Si imbatte invece in una roba un po’ surreale: un fiore di proporzioni gigantesche. Una base rosso vinaccia dal cui centro si erge uno stelo massiccio. Si chiama Titan Arum, ma in latino, vezzosi, hanno pensato bene di chiamarlo Amorphophallus titanum.

Si tratta per la precisione di un’infiorescenza a spadice, cioè non è un fiore solitario, ma un insieme di fiori in questo caso senza ramificazioni. Ed è la più grande al mondo. Per convenienza in gergo comune lo chiamiamo “fiore”.

Beccari

Botanist Odoardo Beccari.

 

Diverse specie di Arum hanno come profilo odoroso acidi esteri, p-cresolo, indolo e 2-heptanone – quello che, per capirci, sa un po’ di banana, ma è anche tra i componenti del mix di odori del gorgonzola, e viene, infatti, usato anche come aroma alimentare; il 2-heptanone è inoltre un feromone prodotto dalle ghiandole salivari delle api, e pare abbia anche un effetto anestetico:le api lo usano per stordire i parassiti eventualmente presenti nell’alveare ed eliminarli.

Ma tornando al nostro fiore gigante, perché sta puzza? L’odore è uno degli stratagemmi evolutivi che i fiori hanno sviluppato per attrarre gli insetti impollinatori. Però mica tutti sono attratti da robe vive, anzi. Mettetevi nei panni di un insetto “spazzino”, o di uno di quelli che si ciba di carogne o che ha bisogno di un bel posticino accogliente per deporre le uova. Niente meglio di un bel anfratto di carne putrescente con quel magico microclima generato dalla decomposizione e dall’attività di una moltitudine di batteri e parassiti che, digerendola, la trasformano, liberano anidride carbonica (CO2), altri gas e sostanze di cui le larve potranno nutrirsi. Di conseguenza a molti fiori conviene emettere aromi il più possibile simili a cose marcescenti.

E ora mettetevi nei panni di una pianta che deve sopravvivere e riprodursi in un ambiente estremamente competitivo come la foresta pluviale, dove mediamente gli insetti impollinatori sono piuttosto distratti da numerosi altri odori e per giunta l’aria circola poco per via dell’umidità e degli alberi alti che creano come un “tetto” di vegetazione rendendo l’aria ancora più “ferma”. In un ambiente del genere hai voglia tu a profumare, gli odori circolano a fatica e di insetti si rischia di non beccarne molti. Come l’ha risolta il nostro Titan arum? Con un mix letale.

Intanto il gigantismo, non è l’unico per la verità, ma è un elemento importante. Lo spadice centrale può tranquillamente raggiungere i tre metri di altezza. Gli scienziati hanno poi scoperto che è termogenico, cioè produce calore. Ma non un teporino così, la punta dello spadice raggiunge temperature di circa 36 gradi centigradi, comparabili alla temperatura interna di una persona, che è di 37 gradi. Come funziona? a cicli regolari lo spadice si riscalda e questo calore agisce in due modi: primo, aiuta a sprigionare gli odori che se già di loro sono pestilenziali immaginate col caldo; secondo, l’aria intorno e sopra lo spadice in questo modo si riscalda e, riscaldandosi, va verso l’alto facendosi largo tra gli strati di aria più fredda. Si generano in questo modo dei moti convettivi che portano aria calda e puzzolente verso l’alto. E così gli odori riescono a diffondersi più lontano.

La base del fiore inoltre, con il suo colore rosa scuro richiama l’aspetto della carne e quindi invita gli insetti ad avvicinarsi. Il tutto per cercare di attirarne il più possibile e ottimizzare i tempi e le risorse. Questo lavoro è energeticamente molto dispendioso e il fiore, infatti, dura al massimo 48 ore. Una volta andato, per il prossimo ci possono volere degli anni.

flower

Infiorescenza di Titan arum di 3.06 m, Giardino botanico di Bonn, 2003. Questa stessa pianta eccezionalmente nel 2006 produsse tre infiorescenze e gli scienziati potere farene accurate osservazioni sul fenomeno della termogenesi. (Bartlott et al., 2008, Plant Biology).

 

 

 

Tra le principali classi di odori identificati in diverse specie troviamo composti caratteristici di gas nauseabondi tipo petrolati; rancidi tipo formaggio; carne putrefatta, odori fecali; odori di pesce avariato e urina; odori speziati o che ricordano il cioccolato; odori di frutta.

 

 

 

 

In diversi giardini botanici è possibile trovarne degli esemplari anche se sono molto difficili da far crescere e ogni volta che una di queste delizie sboccia, c’è una movimentazione generale di botanici e scienziati che devono cogliere l’attimo per poterne studiare la biologia, e del pubblico che accorre curioso per snasare. Tra le recenti c’è stata Alice (perché a una pianta del genere non vuoi dare un nome?) sbocciata nel  Chicago Botanic garden a settembre 2015.

E niente, l’ho già aggiunta alla lista delle cose da fare almeno una volta nella vita: snasare sto fiore assurdo. Voi no?

The corpse flower

 

Let’s make it clear from the beginning, if they call it ‘corpse flower’ there is a reason.

And now, imagine being the first person who found it.

We are in the 1878 and Italian botanist Odoardo Beccari is exploring the raining forest in Sumatra: a walk through all kind of green, a rich atmosphere, lush and highly humid, full of odors coming from the vegetation. At a certain point a strange scent has been catching Odoardo, an unusual smell like something rotten. He thinks there must be a monkey-carcass somewhere nearby or something similar…

In such situation you don’t go straight ahead to see what is going on, do you?

Odoardo starts to follow the putrid scent, but It turns out what he finds is not the remaining of a dead animal, but something way more interesting, and astonishing: a three-meters tall flower standing in front of him.

It is called Titan Arum, Amorphophallus titanum in Latin, which comes from ancient Greek and means άμορφος – amorphos, “without form, misshapen” and φαλλός – phallos, “phallus”, and “titan”, “giant”. The plant, from the Araceae family, consists of a smelly spadix of flowers wrapped by a spathe (a leaf-like bract), and it is the largest unbranched inflorescence in the world, though commonly named giant “flower”. And it stinks. Heavily and deadly.

 

I was like last summer, August 2016, to get the blooming of a corpse flower in Frankfurt at the Palmengarden. Credit: perfecsenseblog.

I was lucky last summer, August 2016, to get the blooming of a corpse flower in Frankfurt at the Palmengarden. Credit: perfecsenseblog.

 

Some species of Amorphophallus have an odor profile rich of chemical compound like cresol and indole (like human feces), and 2-heptanone, which smells like banana. Interestingly, 2-heptanone is also a bee-pheromone and it has anesthetic-effect: it is produced in the salivary-glands of the bees and used to knock-down intruders and send them out from the beehive.

Other characteristic odors of the plant include trimethylamine, which smells like rotting fish, isovaleric acid, a cheese-smell also similar to used sweaty socks, benzyl alcohol, like floral scent, and several others ketones, esters and dimethyl oligosulphides.

Why the plant needs such odors?

Plants often use scent to attract pollinators, but what if the pollinators love rotting stuff? There is a bunch of parasites and insects that use rotten flesh to depose their eggs and grow well in the special “microclimate” generated by decomposing bacteria and small animals. Therefore for a certain plants it is useful to be stinking. Actually they evolved a stinking strategy, along with a reddish aspect of the spathe in order to pretend to be a decaying animal or a piece of rotten flesh. In this way they can mislead pollinators like carrion beetles and blowflies that get attracted by the putrid smell.

But there is more, the plant is thermogenic, meaning it heats up. Imagine being a plant in the middle of the jungle. You have many competitors for pollinators. To overcome this problem, the plant heats up to 36 degrees – close to the internal temperature of human body! – allowing the air in the surrounding to move up creating convection currents. In other words, the air close to the spadix – the smelly part of the plant – catches the odors and warms up because of the plant-temperature; therefore she travels to the upper levels sending the putrid call far away for the pollinators to come. Clever.

On the other hand this work is demanding for the plant, which needs lot of energy. Therefore the flower usually last around 48 hours. Two days of crazy putrid exhalation, short, but intense.

The plant is relatively difficult to grow and botanical gardens all around the word are in a sort of competition for the Titan Arum to bloom. And from times to times pops up an alert from one of them: the stink-bomb is about to bloom.

Bonus



Su Pinterest trovate una galleria di foto bellissime.

References

W. Barthlott, J. Szarzynski, P. Vlek, W. Lobin & N. Korotkova, (2008). A torch in the rain forest: thermogenesis of the Titan arum (Amorphophallus titanum). Plant Biology ISSN 1435-8603.

G.C. Kite, W,L.A. Hetterscheid, M.J. Lewis, P.C. Boyce, J.Olleton, E. Cocklin, A. Diaz, and M.S.J. Simmonds (1998). Inflorescence odours and pollinators od Arum and Amorphophallus (Araceae). In S.J. Owens and P.J. Rudall (Editors). Reproductive biology, pp295-315. Royal Botanic gardens, Kew.

La fabbrica di corpi

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Di cadaveri e cose un poco macabre

 

Memento mori di Max Ernst, Et le papillon se mettent a chanter, 1929 Stadel verein. Credit: VG Bild-Kunst Foto: U.Edelmann

Memento mori di Max Ernst, Et le papillon se mettent a chanter, 1929 Stadel verein.
Credit: VG Bild-Kunst Foto: U.Edelmann

Nel 2008 i riti popolari dell’America Latina per celebrare i morti sono stati inseriti dall’Unesco nel patrimonio immateriale dell’umanità. Che odore ha la morte? Probabilmente per ognuno di noi ha un odore diverso…

Siamo in periodo di cose lugubri e feste dei morti che forse un po’ ci consolano e un po’ ci fanno sdrammatizzare uno degli eventi più difficili da elaborare. E quindi sdrammatizziamo.

Una ricerca pubblicata lo scorso settembre sulla rivista scientifica PlosOne, identifica cinque componenti caratteristici dei corpi umani in decomposizione. Lo studio è stato condotto in Belgio nel laboratorio di tossicologia forense dell’università di Leuven guidato dalla chimica Eva Cuypers. La ricerca è iniziata nel 2010 quando il gruppo nazionale per l’identificazione delle vittime di disastri ha chiesto ai ricercatori un aiuto: avevano bisogno di metodi – e odori – più accurati per addestrare i propri cani nella ricerca dei cadaveri. È possibile isolare molecole caratteristiche solo degli odori dei corpi umani e non di altri animali?

Durante la ricerca di corpi gli investigatori sono aiutati da cani addestrati, che con il loro fiuto riescono a trovare i cadaveri. Tuttavia anche per il fine olfatto dei segugi questo può essere un compito difficile. E succede infatti che ogni tanto cani addestrati con molecole sintetiche non siano poi in grado di riconoscere i cadaveri veri. Per addestrarli al meglio sono necessari odori molto simili a quelli che poi dovranno davvero individuare, di solito cadaverina e putrescina, marcatori di decomposizione. Ma queste sono molecole liberate dalla maggiorparte degli animali, mentre più utile sarebbe conoscere odori caratteristici dell’uomo. In questo ambito le ricerche vanno avanti da molti anni vista la sua utilità. Certo, perché a molti potrà sembrare una cosa raccapricciante ma, se in seguito a un omicidio o un disastro naturale ci sono dei corpi che non si trovano, i familiari delle vittime e la polizia hanno tutte le ragioni per volerli ritrovare il prima possibile.

 

117418-md 117428-mdFesta per i morti in America Latina.
via Internazionale

In questo studio i ricercatori hanno analizzato campioni di 26 carcasse di diversi animali e di sei cadaveri umani, tenuti in laboratorio nelle stesse condizioni controllate per poter confrontare le molecole sviluppate nel corso del tempo. I campioni umani (da donazioni anonime) provenivano da autopsie fatte presso l’istituto di medicina forense dell’ospedale universitario di Leuven. Gli scienziati hanno conservato i tessuti in vasi di vetro chiusi con tappi a vite di metallo che permette il ricambio di aria all’interno del contenitore. I tappi avevano dei buchi richiudibili da cui hanno potuto prelevare campioni di aria a intervalli di tempo regolari e analizzarneil disfacimento.

Nel corso dei sei mesi di analisi sono stati isolati 452 composti organici. La maggiorparte di questi, come i composti solforati, sono comuni al processo di decomposione di numerose carcasse. Procedendo con le analisi e confrontando le molecole isolate dai tessuti di diversi animali, i ricercatori ne hanno individuato otto caratteristiche di uomini e maiali. Ecco la lista per i curiosi:

  • 3-methylthio-1-propanol
  • methyl(methylthio)ethyl disulfide
  • diethyl disulfide
  • Pyridine
  • ethyl propionate
  • propyl propionate
  • propyl butyrate
  • ethyl pentanoate

 

Ricordiamo che spesso i maiali anche per questo tipo di ricerche sono un modello di riferimento perché hanno una composizione corporea vicina a quella dell’uomo: simili microbi intestinali, simile percentuale di grasso corporeo e simili pure i peli. I ricercatori hanno poi distinto da quelli dei maiali cinque esteri caratteristici solo dell’uomo:

-3-methylbutyl pentanoate

– 3-methylbutyl 3-methylbutyrate

– 3-methylbutyl 2-methylbutyrate

– butyl pentanoate

– propyl hexanoate

 

Ovviamente questo non risolve tutti i problemi di identificazione visto che il processo di decomposizione – ne avevamo già parlato – è piuttosto complesso e influenzato da numerosi fattori ambientali come temperatura, tipo di suolo, umidità, grado di immersione del corpo nel terreno, tanto per dirne alcuni. Questo studio è però un altro tassello per capire come funzionano i processi di decomposizione e, tra le tante possibili applicazioni, magari potrà aiutare a migliorare le tecniche di addestramento dei cani da ricerca.

 

Bonus

05.The-Body-Farm.car_1

Ve lo ricordate il bestseller di Patricia Cornwell del 1994 La fabbrica di corpi (The body farm)? Il libro si ispira direttamente a una delle vere ‘body farm”, come vengono spesso chiamate, presenti sul territorio degli Stati Uniti e usate a scopo di ricerca forense e dall’FBI. Quella a cui si è ispirata la Cornwell nello specifico è la facility di ricerca antropologica di Knoxville, università del Tennessee, avviata nel 1971 dal chimico e ricercatore William Bass. Il centro studia il processo di decomposizione dei corpi e basa il proprio lavoro principalmente sui corpi donati da persone e loro familiari che accettano di aderire a questo programma di ricerca. I risultati di questi studi sono come dicevamo importanti per la ricerca forense e la criminologia.

Vedi che succede a crescere con una mamma appassionata di gialli e triller ?:D

Odore di… morte – The smell of death

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Ovvero come avere un costume per Halloween davvero impeccabile

 

Michael Wolgemut, Danza macabra (1493) da Liber chronicarum di Hartmann Schedel.

Michael Wolgemut, Danza macabra (1493) da Liber chronicarum di Hartmann Schedel.

 

Nel caso voleste vestirvi da morti viventi e celebrare degnamente Halloween c’è una cosa da fare assolutamente per essere credibili e davvero spaventosi: datevi una spruzzata di cadaverina e putrescina, l’odore di morto.

Qualunque zombie degno di questo nome infatti dovrebbe avere oltre all’andatura legnosa e la pelle verdognola con qualche vermetto attaccato, anche un bell’odore putrescente. Come si ottiene? In realtà, come spesso succede, quello definito come “odore di morte” è un bouquet di almeno 400 diverse molecole chimiche, ma tra queste alcune sono particolarmente degne di nota: cadaverina, putrescina, scatolo e indolo.

Perché i cadaveri in putrefazione puzzano? Intanto chiariamo una cosa: puzzano secondo noi, ma non tutti i nasi sono uguali. Prendete per esempio gli animali che si cibano di carcasse, o gli insetti che vi depositano le larve. Per molti esseri viventi riconoscere e essere attratti da questi odori pestiferi è vitale, nel vero senso della parola. Anche animali come i ratti e i pesci rossi sono moderatamente attratti da composti come cadaverina e putrescina, mentre altri usano questi odori per delimitare il territorio. Come si sviluppano? Il processo di decomposizione di un corpo attraversa diversi stadi: quando il cuore smette di battere si interrompe la circolazione sanguigna, perciò il sangue non irrora più i tessuti, e le cellule, non ricevendo più ossigeno e nutrimento, muoiono. L’azione di diversi tipi di batteri produce i primi odori. Le loro attività metaboliche producono infatti diversi tipi di gas che causano il classico gofiore del corpo e la sua puzza. Man mano che le molecole organiche del cadavere vengono digerite e altre quindi si formano, cambiano anche i batteri e gli insetti che usano in vario modo queste sostanze. Questa macabra staffetta è utile tra l’altro se si è sulla scena di un crimine: per stabilire l’ora del decesso gli investigatori si rifanno alle perizie dei patologi e degli entomologi che fanno un’analisi gli insetti infestanti.

decomposition

 

Ad ogni modo, le molecole più puzzolenti sono ammine e composti solforati. Putrescina (Butano-1,4,diamina) e cadaverina (Pentano, 1,5, diamina), descritte nel 1885 dal medico Ludwig Brieger, hanno il caratteristico odore di carne putrefatta – sono reponsabili anche della classica fiatella che si ha appena svegli – e sono molecole organiche a catena corta con due gruppi aminici alle estremità. La differenza tra le due sta nell’origine da due diversi aminoacidi: argininia e lisina. Ci sarebbe poi da dire che l’arginina nel diventare putrescina subisce un passaggio intermedio nel quale viene trasformata in ornitina, la quale entra anche nel ciclo dell’urea e come risultato finale del processo contribuisce all’odore caratteristico dell’urina. Il metabolismo delle proteine, essendo fatte di aminoacidi, di solito porta a molecole piuttosto odorose per via del gruppo amminico –NH2 (azoto, idrogeno) – parente dell’ammoniaca (NH4) per capirci – in diverse declinazioni. Ecco anche perché per esempio la pupù degli animali carnivori di solito ha un odore più pungente rispetto a quella degli erbivori.

Lo scatolo (3-metilindolo), dall’ odore più fecale, e l’indolo, più muffoso, danno invece al cadavere delle declinazioni odorose più stantie, ma si tratta di molecole che a basse concentrazioni hanno un sentore floreale. Lo scatolo, oltre a essere attraente per molti insetti lo si trova anche negli olii essenziali dei fiori d’arancio e del gelsomino, infatti insieme all’indolo viene usato anche in profumeria.

 The smell of death

 

How was your Halloween? Have you spotted any credible scary deadly monster around, or have you been yourself one of them? Did it worked out?

Well, one of the most important features of any respectable zombie is an awful, horrid, disgusting smell of putrescent flesh. How to get that?

First, we should notice that what we usually call “smell of death” is actually a mixture of more than 400 different compounds including putrescine, cadaverine, skatole (3-methylindole), and indole, which are released at a certain moment of the decaying process of a carcass or a corpse. Let’s have a look how it works.

When heart stops beating the blood stops flowing to the tissues and cells, without oxygen and nutrients, start to die. Bacteria take advantage from the situation, they start to eat and grow releasing gas as a by-product of digestion. Thus, the corpse body starts inflating and stinking.

As soon as all the organic compounds have been digested, the population of bacteria and insects able to eat the remains changes. This is how, for example, pathologist and forensic science can estimate the time of death during criminal investigations. Forensic entomology studies the succession pattern of insects and arthropods found on the decomposed cadavers. Therefore, depending on which kind of insect they found on the body, they can estimate the stage of decomposition and the time of death.

Among the most stinky molecules responsible for the smell of death we found sulfur and amine derivatives compounds. First discovered by the physician Ludwig Brieger in 1885, putrescine (1,4-diaminobutane) and cadaverine (1,5-pentanediamine) are both produced by the breakdown of amino acids arginine and lysine respectively, and they are the major responsible for the foul smell of putrefying flesh. By the way, they are also responsible, with other molecules, of bad breath, vaginosis odor and some of other body scents.

Usually protein metabolism produces smelly molecules because proteins are made out of amino acids, and the products of their metabolism usually are NH2 – compounds, similar to “ammonia” (NH4) derivatives to say it sample. This is why, for example, the poop of carnivores is smellier than that from vegetarian animals.

Skatole and indole are quite smelly as well. The fascinating thing about them is that they are also present in some essential oils from flowers like jasmine. Many insects are very attracted from them, which is the reason why many flowers evolved a way to produce such compounds. They have an odor which in small concentration can result flowery and pleasant, and they are used along with other compounds in perfumery as well.

Ready for being the scariest zombie ever?

Bonus
Come si fa la cadaverina?
How to make cadaverine.