Luonto keskustelee tuoksujen avulla
Ovi avautuu teollisuusrakennuksen toisen kerroksen pieneen huoneeseen, ja vastaan hulmahtaa tuoksujen sinfonia. Kemian tohtori Jari Tuomiselle aistimus on jo tuttu, onhan tämä hänen työhuoneensa.
”Olemme tehneet vähän kokeiluja”, Tuominen naurahtaa.
Hän luotsaa Kenzen-tuoksuinnovaatioyritystä, ja aiemmin hän on työskennellyt pitkän tovin muun muassa Teknologian tutkimuskeskus VTT:llä.
”Joka paikassahan on hajuja. Ihminen ei pysty estämään niitä, sillä on pakko hengittää. Jos mietitään vaikkapa metsää, niin kivet ja kalliot ovat ainoita asioita, jotka eivät tuoksu miltään, sillä niissä ei ole haihtuvia molekyylejä.”
Ihminen hengittää vuorokaudessa noin 23 000 kertaa. Jokaisella sisäänhengityksellä myös hajuaistimme reagoi, vaikka se ei olekaan enää meille tärkeä selviytymisen tae kuten esi-isillämme.
Hajuaisti on läheisessä yhteydessä tunnemaailmaan ja muistiin.
Kun hengitämme sisään, tuoksumolekyylit koskettavat nenän hajuepiteeliä ja sen noin 20 miljoonaa hermopäätettä. Vertailun vuoksi esimerkiksi kädessä on noin 2500 tuntohermopäätettä neliösenttimetrillä. Tuoksumolekyylin kemiallinen informaatio muuntuu sähköiseksi signaaliksi, ja se jatkaa matkaansa hajukäämiä pitkin ja päätyy aivojen limbiseen järjestelmään eli tunnekeskukseen. Siellä syntyy tunneaistimus tuoksusta.
”Hajuaisti on hyvin läheisessä yhteydessä tunnemaailmaamme ja muistiin, sillä tuntemamme hajuaistimus jatkaa matkaansa vielä aivojen kuorikerroksiin tarkistamaan, onko kyseisestä tuoksusta aiempia muistihavaintoja.”
Siksi jokin lapsuudesta tuttu tuoksu voi palauttaa mummolan mieleen.
Sadepisarat irrottavat kasveista ja maasta tuoksumolekyylejä.
Uusilla aivojen kuvantamismenetelmillä voidaan jo nähdä, missä kohden aivoja tuoksut vaikuttavat, mutta tuoksujen vaikutuksista ihmiseen tiedetään vielä vähän.
Maapallolla on yli 60 miljoonaa erilaista molekyyliyhdistettä, joista noin puolella miljoonalla on ihmisen kokemana jokin tuoksu. Aistimamme tuoksut ovatkin yhdisteitä, jotka koostuvat pääosin viidestä alkuaineesta, jotka ovat hiili, rikki, happi, typpi ja vety.
Ihminen pystyy uusimpien tutkimuksien mukaan tunnistamaan lähes rajattoman määrän tuoksuja. Käytännössä hajujen tunnistaminen ja erityisesti nimeäminen on vaikeaa. Tuomisen mukaan niitä pystyy kuitenkin opettelemaan melko paljon. Kukin tuoksu saattaa sisältää satoja tai tuhansia erilaisia yhdisteitä, joista tavallinen ihminen pystyy hajuaistinsa avulla erottamaan kaksi, parfymööri enintään neljä. Vanilja on tästä poikkeus, sillä sen tuoksun antaa käytännössä vain yksi molekyyli.
”Olisi kuitenkin mielenkiintoista tietää, miksi tunnistamme vain kaksi. Monilla muilla eläimillä hajuaisti on varsin tarkka, ja esimerkiksi jotkin perhoset huomaavat kumppanin useiden kilometrien päästä vain muutaman hajumolekyylin perusteella. Karhukin pystyy haistamaan hajuja jopa 20 kilometrin päästä.”
Valkolehdokki lähettää öisin voimakkaita tuoksuviestejä pölyttäjilleen, yöperhosille. Kuva: Ari Ahlström
Luonto keskustelee tuoksuilla
Jotta tuoksu ylipäänsä syntyy, molekyylien pitää olla kaasufaasissa eli ilmassa. Kesän lämpö ja kosteus jouduttavat vesiliukoisten molekyylien haihtumista ja näin ollen tuoksujen syntymistä.
Leimallisin alkukesän tuoksuva kukka on kielo.
”Sen tuoksussa on liki tuhat yhdistettä, joista ehkä noin kymmenen antaa sen ominaistuoksun”, Tuominen sanoo.
Kielon tuoksua luonnehditaan hienostuneeksi, makeaksi ja vihreäksi (green odor). Siinä on kukkaisia yhdisteitä kuten sitronelloonia, gerniolia ja nerolia sekä vihreän ruohoisia yhdisteitä kuten 3-heksenyyliasetaattia. Beta-iononi on puolestaan hedelmäinen yhdiste, jota löytyy myös vadelmasta.
Lähde nuuhkimaan kesän tuoksuja
Kielo ei kuitenkaan tuoksu ihmistä varten, vaan sen ja muiden kukkien ja kasvien tuoksuyhdisteet ovat usein niin sanottuja semiokemikaaleja, jotka jaetaan lajin sisäisiin kemikaaleihin sekä lajien välisiin kemikaaleihin.
”Semiokemikaaleja ovat kaikki tuoksuvat yhdisteet, joilla luonto eri lajeineen kommunikoi keskenään. Feromonit ovat lajien sisäisiä kemikaaleja, joiden avulla puolustetaan, kokoonnutaan, hajaannutaan ja haetaan kumppaneita.”
Ihminen on meitä ympäröivästä hajusignaalien kuhinasta pihalla kuin lumiukko, mutta tätäkin aihealuetta on alettu nyt tutkia yhä enemmän.
Me kytkeydymme ehkä vahvimmin osaksi luontoa juuri tunteidemme kautta. Ja niitä synnyttävät myös aistimamme tuoksut.
Vihreät kasvit vapauttavat niin sanottuja vihreitä haihtuvia yhdisteitä. Kuva: iStockphoto
Tuominen nappaa työhuoneensa ikkunalaudalta erään tuoksunäytepullon, jossa on synteettisesti valmistettua luonnon tuoksua.
”Haistapas tuosta!”
Nuuhkaisen ruskean pullon suuta.
”Tässähän on nurmikon tuoksu.”
”Kyllä vain. Vastaleikatun nurmikon tuoksun herättämiä tunteita on myös tutkittu ja on ilmennyt, että se tuo monelle mieleen lapsuusmuistoja sekä lisää tiettyjen aivoalueiden aktiivisuutta.”
Vastaleikatun nurmikon tuoksu tuo monelle mieleen lapsuusmuistoja.
Kuvitellaanpa nyt ilman raikkautta kesäisen sadekuuron jälkeen. Tuoksu on melko helppo palauttaa muistiin ilman kokemustakin, sillä meillä kaikilla on siitä jo muistijälki aivoissamme.
”Sadepisaroiden mekaaninen hakkaaminen kasveihin ja maahan irrottavat tuoksumolekyylejä, ja vesi liottaa tuoksuvia aineita höyrystyessään ilmaan”, Tuominen selventää.
Puiden lehdistä ja neulasista vapautuu vihreän tuoksun yhdisteitä sekä haihtuvia öljyjä eli fytonsideja. Niiden on tutkimuksissa todettu vaikuttavan aivojemme mielialaa ja muistia sääteleviin osiin.
Kesäsateen jälkeistä ilmaa kannattaa siis nuuhkaista toisenkin kerran ja suunnata metsäkävelylle mäntymetsään, sillä männyistä irtoaa erityisen runsaasti näitä haihtuvia öljyjä.
Männyn neulasista irtoaa erityisen runsaasti haihtuvia öljyjä eli fytonsideja. Kuva: Riitta Veijola / Vastavalo
Hajuaisti biotunnisteena?
Vaikka kesä on tulvillaan etenkin helposti haihtuvia kukkaistuoksuja, kaikki tuoksut eivät suinkaan ole hyviä. Sellainen on ihmiselle esimerkiksi marjaluteen haju, joka toimii luteiden maailmassa parittelukumppanin houkuttimena ja viestisignaalina. Lude erittää erilaisia orgaanisia yhdisteitä kuten aldehydejä ja alkeeneita, joista sen syksyisestä marjaämpäristäkin tuttu haju syntyy.
Esimerkiksi moniaineksinen appelsiini ja vanilliini ovat taas globaalisti koettu miellyttäviksi tuoksuiksi.
”Jos niidenkin pitoisuus on liian vahva, aistimus muuttuu pahaksi”, Tuominen sanoo. ”Nenän signaalikanava menee kiinni, jos sama haju jatkuu kauan. Hyvä esimerkki tästä ovat sellutehdaspaikkakunnilla asuvat ihmiset, jotka tottuvat sellun hajuun: siitä ei kulje enää signaalia aivoihin, toisin kuin paikkakunnalla vierailevilla henkilöillä.”
Kokemus tuoksusta on aina myös yksilöllinen, joten etenkin ihmisten tuottamia ja valmistamia tuoksuja pitää pystyä hallitsemaan ja pitoisuudet pitää alhaisina.
Marjaluteen haju karkottaa, houkuttaa ja varoittaa. Kuva: Risto Puranen / Vastavalo
Hajuaistin tutkimus ja sen valjastaminen esimerkiksi lääketieteen palvelukseen voivat tarjota tulevaisuudessa apua ihmiselle. Jo nyt koulutetaan koiria haistamaan erilaisia sairauksia ja kehitellään haistamalla nautittavia nopeatehoisia lääkkeitä. Toisaalta hajuominaisuutta sovitellaan myös osaksi viihdeteollisuutta kuten puhelimiin ja televisioihin sekä vaatteisiin.
”Nenää ei ole vielä pystytty mallintamaan teknisesti. Jos siinä onnistutaan, se avaa paljon uusia mahdollisuuksia. Ehkä jonain päivänä voidaan laskea jokaiselle ihmiselle oma hajuaistia kuvaava matemaattinen mallinsa. Se kuvaisi jokaisen yksilöllistä geneettistä hajuaistia ja toimisi myös biotunnisteena”, Tuominen maalailee.
Tuoksumolekyylit vievät ajatukset jo huimaa vauhtia kauas tulevaisuuteen, vaikka ne oikeasti kulkevat noin metrin sekunnissa ilmavirrasta, lämpötilasta ja koosta riippuen.
Näistä tekijöistä on kiinni myös Tuomisen lempituoksu, joka leijuu tietenkin perisuomalaisesti saunassa.
”Se on saunavihta. Kun se on tehty kesäkuun lopulla tai heinäkuun alussa, koivun lehden tuoksumolekyylit ovat ehtineet jo valmistua. Koivun kasvupaikka vaikuttaa myös sen tuoksumaailmaan. Jos puu on kitukasvuinen, siitä erittyy vahvempi haju.”
Kun vihdan vie lämpimään saunaan, alkaa lehdistä vapautua vihreän tuoksua – heksenolia ja heksenaalia, jotka leijailevat nenän hajuepiteeliin.
”Se on minun huumetta”, Tuominen hymyilee.
Lue lisää: Jari Tuominen: Tuoksujen ihmeellinen maailma, Kureeri 2012.