Mapovanie extrémnych mikróbov vo vriacej rieke Amazonky

Mapovanie extrémnych mikróbov vo vriacej rieke Amazonky

Biochemička a prieskumníčka National Geographic Rosa Vásquez Espinozaová skúma posvätnú vriacu rieku Amazonky v Peru. Snaží sa pochopiť mikróby prúdiace vo vodách. Poďakovanie: Lucas Fiat

Tento článok je dostupný v španielčina . Tento príbeh je dostupný v španielčina . Počúvaj rozhovor s Rosou Vásquez Espinozovou o jej prieskume rieky Boiling na Science Friday.




Pod bujnou húštinou peruánskej Amazónie je rieka, ktorá vrie a ohrieva sa na 212°F – dostatočne horúce na varenie malých zvierat, ktoré mu môžu spadnúť do cesty. Ale tieto pariace sa vody stále prekypujú životom.

„Vidíte, ako sa mikrobiálne rohože hromadia na skalách všade tam, kde máte horúce pramene vriacej vody,“ hovorí Rosa Vasquez Espinoza , biochemik a Ph.D. kandidát na University of Michigan, ktorý študuje rozmanitý mikrobiálny život v Vriaca rieka peruánskeho Amazonského pralesa.

Peruánska vriaca rieka je široká ako dvojprúdová cesta, dosahuje hĺbku 16 stôp a hadí sa cez približne štyri míle dažďového pralesa. Okrem rozmanitých rastlín a živočíchov aj toto geotermálne vyhrievaný ekosystém je domovom rôznych lišajníkov, siníc, baktérií a iných mikroorganizmov, ktoré žijú v pôde a tvoria koberce vody a skál. Vedci sa prikláňajú k mikróbom žijúcim v extrémnych prostrediach, ako je napríklad rieka Boiling River, kvôli ich liečivej hodnote.

Rosa Vásquez Espinoza na brehu rieky Boiling River. Poďakovanie: Stephanie King

Ale už roky spoločenstvá žijúce pozdĺž rieky čerpajú z jej mnohých zdrojov. Vodu využívajú na pitie, varenie jedla, kúpanie alebo len relax. Využívajú výpary na ochranu a liečebné postupy, hovorí Vásquez Espinoza.

'Rieka je pre nich zdrojom života.'

V lete 2019 sa Vásquez Espinoza vydal na expedíciu k rieke Boiling River, aby pozbieral jej mikróby. Teraz sa snaží lepšie pochopiť, akú úlohu zohrávajú mikróby pri vytváraní prírodných produktov – a ako by sa ich stroje mohli neskôr použiť na syntézu potenciálnych budúcich liekov a terapeutík.

'Táto rieka vyžaruje takú silnú paru, že keď sa pozriete na oblohu, doslova neviete, kde para končí a kde začínajú oblaky.'

Vásquez Espinoza sa narodila a vyrastala v hlavnom meste Lima v Peru, no jej fascinácia prírodou prerástla počas života jej starej mamy.Vysoké Andy. Starší ako jej stará mama vedeli, ako využiť prírodné zdroje, aby pomohli liečiť členov komunity. Neskôr sa jej stará mama presťahovala do Limy.

'Máme v mojom dome malý dvorček a ona ho vybudovala ako malú lekáreň,' hovorí Vásquez Espinoza. Začala byť zvedavá, ako rastlinné lieky jej babičky liečia choroby, ako sú rezné rany a bežné bolesti.

Vásquez Espinoza a jej babička. Poďakovanie: Rosa Vasquez Espinoza Vásquez Espinoza a jej rodina sa púšťajú do amazonskej džungle. Poďakovanie: Rosa Vasquez Espinoza

Ľudia často študovali Amazóniu v Brazílii, ale ostatné časti zostali do značnej miery nepreskúmané, napríklad peruánska Amazónia, ktorá je druhým najväčším dažďovým pralesom v Južnej Amerike. Vásquez Espinoza navštívil tieto vzdialené regióny s rodinou a na stredoškolských exkurziách. Prostredníctvom týchto detských výletov a neskôr postgraduálne štúdium a výskum na University of Michigan začala skúmať mikrobiálne a biochemické procesy v rastlinách, niektoré používané v liekoch starších.

„Bolo to fascinujúce, pretože v rodine som nemal nikoho, kto by bol vedcom. Takže pre mňa to bol úplne iný svet,“ hovorí. 'Dokonca až do tohto dátumu sotva vieme, čo je na mikroúrovni v amazonskom dažďovom pralese, a to mi naozaj vyfúklo.'

'Biodiverzita Amazónie nekončí tam, kde sa oči stretnú.'

Jeden amazonský ekosystém, ktorý ešte nebol dôkladne preštudovaný na prítomnosť mikróbov, bola posvätná presakujúca vodná cesta, predtým považovaný za miestnu legendu . Vásquez Espinoza spomína, že pred rokmi počul o rieke Boiling. Najprv si myslela, že by to mohol byť folklór. Zdá sa, že o tom nikto v Lime nevedel a mnohí miestni vedci o tomto prírodnom fenoméne nevedeli, hovorí.

Prírodné horúce pramene a rieky sú bežne spájané so sopkami. Ale v peruánskej Amazónii ani vo väčšine Peru nie sú žiadne sopky. Vásquez Espinoza bol stále odhodlaný nájsť rieku. V roku 2016 Vásquez Espinoza a jej matka cestovali do Pucallpy, mesta vo východnom Peru, ktoré je údajne najbližšie k rieke. Po otázke jedného výskumníka, ktorý tušil, kde sa rieka nachádza, Vásquez Espinoza dokázal identifikovať nejasnú cestu. Absolvovala tri až štyri hodiny jazdy terénnym vozidlom, ktoré prešlo asi dve hodiny skákanie , miestna loď a potom niekoľko hodín peši. Keď sa konečne dostala k rieke, vidieť po prvý raz valiacu sa paru a žblnkotanie vody bolo úchvatné, hovorí.

'Táto rieka vyžaruje takú silnú paru, že keď sa pozriete na oblohu, doslova neviete, kde para končí a kde začínajú oblaky.'

Súvisiaci článok

Hľadanie peruánskej „Vriacej rieky“

Poďakovanie: Stephanie King

Od svojej prvej návštevy sa Vásquez Espinoza vrátila k Boiling River – tentoraz vybavená mikroskopmi, skúmavkami a skupinou kolegov výskumníkov. V roku 2019 s pomocou geovedca Andrej Ružo a požehnaním šamana z Boiling River Maestra Juana Floresa sa Vásquez Espinoza vydal na doteraz najväčší prieskum peruánskeho dažďového pralesa so šiestimi výskumnými tímami zastupujúcimi 23 inštitúcií v siedmich krajinách.

Vásquez Espinoza zbiera mikroorganizmy priľnuté na riečnych skalách. Poďakovanie: Stephanie King

Väčšinu rastlín alebo živočíchov je ľahké spozorovať, ale mikróby zanechávajú rôzne stopy. Môžu vytvárať „rohože“ rôznych farieb. Rohože vyzerajú podobne ako mach rastúci na lesných stromoch, ale namiesto toho sa mikróby zhlukujú na horúcom a drsnom dne rieky, hovorí. Tieto mikróby sa nazývajú „extremofily“, čo je typ organizmu, ktorý sa dokázal prispôsobiť nehostinným alebo extrémnym podmienkam.

Extrémofili nie sú exkluzívni len pre Boiling River. Vyskytujú sa v iných extrémnych prostrediach, napríklad v horúcich prameňoch v Yellowstonskom národnom parku. Ale horúce pramene v Yellowstone sú vysoko kyslé. Boiling River má odlišný geochemický profil a minerálne zloženie sa tiež neustále mení – vďaka čomu je mikrobiálna ekológia jedinečná,Vasquez Espinoza vysvetľuje. Hovorí, že „by nebolo fér robiť priame porovnanie“ medzi organizmami v Yellowstone a tými v Amazónii.

Aby ste lepšie porozumeli jedinečnému ekosystému, Vásquez Espinoza vytvára mapu mikróbov žijúcich vo vriacej rieke a vidí, kam zapadajú medzi ostatných extrémofilov z celého sveta.

Vásquez Espinoza a tím zozbierali vzorky z rôznych miest v rieke. V chladnejších častiach rieky boli na brehoch zelené rohože, ale ako sa rieka postupne zahrievala, vody boli čistejšie. V týchto horúcich miestach Vásquez Espinoza zbieral vzorky z pôdy. Proti prúdu rieky v časti rieky, ktorá je prístupná hlavne lezením po skalách, Vásquez Espinoza našla bakteriálne podložky rôznych druhov, ako sú modré a svetlozelené - odlišné od toho, čo predtým pozorovala.

Prehliadka vzoriek v teréne. Poďakovanie: Stephanie King Späť v laboratóriu na University of Michigan. Poďakovanie: Leisa Thompson

Po večeri tím nastavil mikroskop a začal analyzovať vzorky, ktoré zozbierali počas dňa s miestnou komunitou Mayantuyacu. Členovia komunity boli rovnako zvedaví ako vedci na to, čo žije vo vnútri rieky – vodnej cesty, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou mnohých aspektov ich každodenného života. „S nimi by sme doslova zisťovali, čo je v našej vzorke,“ hovorí Vásquez Espinoza. Tím nechal mikroskopy u miestnych obyvateľov Boiling River, aby mohli pokračovať v pozorovaniach.

Späť v laboratóriu na University of Michigan, Vásquez Espinoza plánuje spracovať mikróby a identifikovať chemické zlúčeniny a proteíny, ktoré majú liečivé vlastnosti. Výskumníci môžu uniesť mašinériu mikróbov, aby určili špecifické proteíny a neskôr replikovali stroj na výrobu samotných proteínov.

Vásquez Espinoza hovorí, že vo Vriacej rieke je toho viac, než by sa na prvý pohľad zdalo. Poďakovanie: Ana Sotelo

Štúdium týchto mikróbov poskytuje iný pohľad na ekosystém Boiling River a neviditeľnú rozmanitosť Amazónie. 'Nie sú to len anakondy a jaguáre a nie je to len o vriacej rieke, ktorá je exotická a cool,' hovorí. „Samozrejme, ten príbeh je skvelý. Myslím, že im to len ukazuje niečo iné.'

Tento pohľad na Amazóniu môže mať obrovský vplyv na ochranu prírody, hovorí.

Poďakovanie: Stephanie King

Vďaka vedeckým pozorovaniam Andrésa Ruza a pokračujúcej spolupráci so šamanom Maestrom Juanom Floresom sú ľudia viac informovaní o biodiverzite a kultúrnom význame rieky Boiling River. Ich úsilie tiež pomohlo kontrolovať cestovný ruch v tejto oblasti. Vásquez Espinoza si však na tejto najnovšej ceste všimol, že cesta bola oveľa jednoduchšia kvôli rozsiahlemu odlesňovaniu v Amazónii - problém, ktorý dúfa, že bude bojovať s jej výskumom.

„Biodiverzita Amazónie nekončí tam, kde sa oči stretnú,“ hovorí. „Nie sú to len krásne rastliny a exotické zvieratá. Je tam oveľa viac života a myslím si, že to treba brať do úvahy, keď hovoríme o ochrane Amazónie.“

Za posledné dva roky boli mikróby zahrnuté do ochrany na celom svete. Vásquez Espinoza a jej tím tvrdia, že je dôležité zdokumentovať a plne pochopiť mikróby v Amazónii skôr, ako sa stratia. To môže pomôcť pri zachovaní oblasti, hovorí.

'Nemôžeme chrániť to, o čom nevieme, že tam je,' hovorí Vásquez Espinoza.


Výskum umožnili povolenia od peruánskej vlády, National Geographic Society, University of Michigan Biosciences Initiative a laboratória Davida H. Shermana v University of Michigan Life Sciences Institute.

*Poznámka redakcie 8/10/2020: Táto stránka bola aktualizovaná o ďalšie informácie o povoleniach na výskum a príslušných laboratóriách. Stránka bola tiež aktualizovaná dňa 8.12.2020, aby sme opravili preklep v peruánčine. Ospravedlňujeme sa za chybu.


Piatok prispejte vede

Investujte do kvalitnej vedeckej žurnalistiky prispením daru Science Friday.