Extrém mikrobák feltérképezése az Amazonas forrásban lévő folyójában

Rosa Vásquez Espinoza biokémikus és a National Geographic felfedezője az Amazonas szent forrásvizét tárja fel Peruban. Arra törekszik, hogy megértse a vizekben áramló mikrobákat. hitel: Lucas Fiat

Ez a cikk itt érhető el spanyol . Ez a történet itt érhető el spanyol . Hallgatni egy interjú Rosa Vásquez Espinozával a Forrásfolyó felfedezéséről a Tudományos pénteken.

A perui Amazonas buja bozótja alatt egy folyó forr és 212 fokra melegszik.°F – elég meleg ahhoz, hogy kis állatokat főzzön, amelyek az útjába eshetnek. De ezek a gőzölgő vizek még mindig hemzsegnek az élettől.

„Látod, hogy a mikrobiális szőnyegek felgyülemlenek a sziklákon mindenütt, ahol forró vízforrások vannak” – mondja. Rosa Vasquez Espinoza , biokémikus és Ph.D. a Michigani Egyetem kandidátusa, aki a sokszínű mikrobiális életet tanulmányozza Forróban lévő folyó a perui Amazonas esőerdőből.

A perui forrás folyó olyan széles, mint egy kétsávos út, eléri a 16 láb mélységet, és körülbelül négy mérföldnyi esőerdőn kígyózik át. A változatos növények és állatok mellett ez geotermikusan fűtött ökoszisztéma számos zuzmónak, cianobaktériumnak, baktériumnak és más mikroorganizmusnak ad otthont, amelyek a talajban élnek, és borítják a vizet és a sziklákat. A tudósok gyógyászati ​​értékük miatt vonzódnak az extrém környezetben élő mikrobák felé, mint például a Forrásfolyó.

De évek óta a folyó mentén élő közösségek sok erőforrást merítettek. A vizet inni, főzni, fürdeni vagy csak pihenni használják. Vásquez Espinoza szerint a gőzöket védekezésre és gyógyításra használják fel.

'A folyó életforrás számukra.'

2019 nyarán Vásquez Espinoza expedícióra indult a Forrásfolyóhoz, hogy összegyűjtse a mikrobáit. Most igyekszik jobban megérteni a mikrobák szerepét a természetes termékek létrehozásában – és azt, hogy a későbbiekben miként használhatók fel gépeik potenciális jövőbeni gyógyszerek és terápiák szintetizálására.

'Ez a folyó olyan erős gőzt bocsát ki, hogy ha felnézel az égre, szó szerint nem tudod, hol ér véget a pára és hol kezdődnek a felhők.'

Vásquez Espinoza a perui fővárosban, Limában született és nőtt fel, de a természet iránti rajongása a nagymamája által a vidéken élt idejével nőtt.Magas Andok. Az idősek, mint a nagymamája, tudták, hogyan aknázzák ki a természet erőforrásait, hogy segítsenek a közösség tagjainak kezelésében. Később a nagymamája Limába költözött.

„Van egy kis hátsó udvarunk a házamban, és ő úgy alakította ki, mint egy kis gyógyszertárat” – mondja Vásquez Espinoza. Kíváncsi lett, hogy a nagymamája növényi alapú gyógymódjai hogyan gyógyítják meg a betegségeket, például a vágásokat és a gyakori fájdalmakat.

Az emberek gyakran tanulmányozták az Amazonast Brazíliában, de más részei nagyrészt feltáratlanok maradtak, például a perui Amazonas, amely Dél-Amerika második legnagyobb esőerdeje. Vásquez Espinoza családjával és gimnáziumi kirándulásokon látogatta ezeket a távoli régiókat. Ezeken a gyerekkori kirándulásokon és később posztgraduális tanulmányok és kutatás a Michigani Egyetemen , elkezdte vizsgálni a növényekben zajló mikrobiális és biokémiai folyamatokat, amelyek közül néhányat az Öregek gyógyszereiben használnak.

„Ez lenyűgöző volt, mert a családomban senki sem volt tudós. Szóval számomra ez egy teljesen más világ volt” – mondja. „Még eddig az időpontig alig tudtuk, hogy mi van az Amazonas esőerdőjének mikroszintjén, és ez tényleg felrobbantotta a fejemet.”

„Az Amazonas biológiai sokfélesége nem ér véget ott, ahol a szemek találkoznak.”

Az egyik Amazonas ökoszisztéma, amelyet még alaposan tanulmányozni kellett a mikrobák szempontjából, egy szent szivárgó vízi út volt. korábban helyi legendának hitték . Vásquez Espinoza felidézi, hogy évekkel ezelőtt hallott a Forrás folyóról. Először azt hitte, hogy ez folklór lehet. Úgy tűnt, Limában senki sem tudott róla, és sok helyi tudós nem tudott a természeti jelenségről, mondja.

A természetes melegforrásokat és folyókat általában a vulkánokhoz kötik. De a perui Amazonason vagy Peru nagy részén nincsenek vulkánok. Vásquez Espinoza továbbra is elhatározta, hogy megtalálja a folyót. 2016-ban Vásquez Espinoza és édesanyja Pucallpába ​​utazott, egy kelet-perui városba, amely állítólag a legközelebb van a folyóhoz. Miután megkérdezte az egyik kutatót, aki sejtette a folyó hollétét, Vásquez Espinoza egy homályos útvonalat tudott azonosítani. Három-négy órás utat tett meg egy terepjáróval, amelyen körülbelül két órát utazott ugrálás , egy helyi csónakkal, majd több órán keresztül gyalog túrázott. Amikor végre elérte a folyót, lélegzetelállító volt először látni a hullámzó gőzt és a csobogó vizet, mondja.

'Ez a folyó olyan erős gőzt bocsát ki, hogy ha felnézel az égre, szó szerint nem tudod, hol ér véget a pára és hol kezdődnek a felhők.'

Kredit: Stephanie King

Első látogatása óta Vásquez Espinoza visszatért a Forrásfolyóhoz – ezúttal mikroszkópokkal, kémcsövekkel és kutatótársak egy csoportjával. 2019-ben a geoscientist segítségével Andrew Ruzo Vásquez Espinoza pedig a Forrásfolyó sámánja, Juan Flores mester áldásával indult el a perui esőerdő eddigi legnagyobb feltárására, ahol hat kutatócsoport hét ország 23 intézményét képviselte.

A legtöbb növényt vagy állatot könnyű észrevenni, de a mikrobák különböző nyomokat hagynak maguk után. Különféle színű „szőnyegeket” alkothatnak. A szőnyegek hasonlítanak az erdei fákon növekvő mohához, ehelyett a mikrobák a forró, zord folyófenékben csoportosulnak össze, mondja. Ezeket a mikrobákat „extremofileknek” nevezik, egy olyan organizmustípusnak, amely képes alkalmazkodni a barátságtalan vagy szélsőséges körülményekhez.

Az extremofilek nem kizárólagosak a Boiling Riverben. Más szélsőséges környezetben is léteznek, például a Yellowstone Nemzeti Park meleg forrásaiban. De Yellowstone meleg forrásai erősen savasak. A Forrásfolyó geokémiai profilja eltérő, és az ásványi összetétel is folyamatosan változik, ami egyedülállóvá teszi a mikrobiális ökológiát,Vasquez Espinoza elmagyarázza. Azt mondja, „nem lenne tisztességes, ha közvetlen összehasonlítást végeznénk” a Yellowstone-i és az Amazonas élőlényei között.

Az egyedülálló ökoszisztéma jobb megértése érdekében Vásquez Espinoza térképet készít a Forrásfolyóban élő mikrobákról, és megnézi, hol helyezkednek el a világ többi extremofilje között.

Vásquez Espinoza és a csapat mintákat gyűjtöttek a folyó különböző helyeiről. A folyó hűvösebb részein zöld szőnyegek borították a partokat, de ahogy a folyó fokozatosan felmelegedett, a vizek tisztábbak voltak. Ezeken a forró pontokon Vásquez Espinoza mintákat gyűjtött a talajból. Vásquez Espinoza a folyónak egy főként sziklamászással megközelíthető szakaszán a folyásiránnyal feljebb különféle bakteriális szőnyegeket talált, mint például a kék és a világoszöld – eltérve attól, amit korábban megfigyelt.

Vacsora után a csapat felállított egy mikroszkópot, és elkezdte elemezni a nap folyamán gyűjtött mintákat a helyi Mayantuyacu közösséggel. A közösség tagjai éppolyan kíváncsiak voltak, mint a kutatók arra, hogy mi lakik a folyó belsejében – egy vízi útban, amely mindennapi életük számos területén szerves részét képezi. „Szó szerint felfedeznénk velük, mi van a mintánkban” mondja Vásquez Espinoza. A csapat a mikroszkópokat a Boiling River helyi lakosainál hagyta, hogy folytathassák a megfigyeléseket.

A Michigani Egyetem laborjában Vásquez Espinoza azt tervezi, hogy feldolgozza a mikrobákat, és azonosítja azokat a kémiai vegyületeket és fehérjéket, amelyek gyógyászati ​​tulajdonságokkal rendelkeznek. A kutatók eltéríthetik a mikroba gépezetét, hogy meghatározzák a specifikus fehérjéket, majd később megismételhetik a gépezetet, hogy maguk a fehérjéket állítsák elő.

Vásquez Espinoza szerint több van a Forrásban, mint amilyennek látszik. Köszönetnyilvánítás: Ana Sotelo

Ezeknek a mikrobáknak a tanulmányozása más szemüveget nyújt a Boiling River ökoszisztémájáról és az Amazonas láthatatlan sokféleségéről. „Nem csak anakondákról és jaguárokról van szó, és nem csak egy Forródó folyóról, ami egzotikus és menő” – mondja. „Természetesen ez a történet nagyszerű. Szerintem ez csak valami mást mutat meg nekik.”

Ez az Amazonas-nézet hatalmas hatással lehet a természetvédelemre, mondja.

Andrés Ruzo tudományos megfigyeléseinek és a sámán Maestro Juan Flores-szal folytatott folyamatos együttműködésének köszönhetően az emberek jobban tájékozottak a Forrás folyó biológiai sokféleségéről és kulturális relevanciájáról. Erőfeszítéseik hozzájárultak a térség idegenforgalmának ellenőrzéséhez is. Ennek ellenére Vásquez Espinoza ezen a legutóbbi utazáson észrevette, hogy az utazás sokkal könnyebb volt az Amazonas kiterjedt erdőirtása miatt – ezt a kérdést reméli, hogy kutatásaival leküzdeni tudja.

„Az Amazonas biológiai sokfélesége nem ér véget ott, ahol a szemek találkoznak” – mondja. „Nem csak a gyönyörű növényekről és az egzotikus állatokról van szó. Sokkal több élet van ott, és úgy gondolom, hogy ezt figyelembe kell venni, amikor az Amazonas megőrzéséről beszélünk.”

Az elmúlt két évben a mikrobákat világszerte bevonták a védelembe. Vásquez Espinoza és csapata szerint fontos dokumentálni és teljes mértékben megérteni az Amazonasban élő mikrobákat, mielőtt azok elvesznének. Ez segíthet a terület megőrzésében, mondja.

„Nem tudjuk megvédeni azt, amiről nem tudjuk, hogy ott van” – mondja Vásquez Espinoza.

A kutatást a perui kormány, a National Geographic Society, a University of Michigan Biosciences Initiative és David H. Sherman laboratóriuma a Michigan Egyetem Élettudományi Intézetében engedélyezte.

*Szerkesztői megjegyzés 2020.08.10.: Ezt az oldalt frissítettük a kutatási engedélyekkel és az érintett laboratóriumokkal kapcsolatos további információkkal. Az oldalt 2020.08.12-én frissítettük a perui elírás javítása érdekében. Sajnáljuk a hibát.

Adományozzon a tudománynak pénteken

Fektessen be a minőségi tudományos újságírásba azáltal, hogy adományoz a Science Friday számára.