Äärmuslike mikroobide kaardistamine Amazonase keevas jões

Biokeemik ja National Geographicu uurija Rosa Vásquez Espinoza uurib Amazonase püha keeva jõge Peruus. Ta püüab mõista vetes voolavaid mikroobe. Krediit: Lucas Fiat

See artikkel on saadaval keeles hispaania keel . See lugu on saadaval keeles hispaania keel . Kuula intervjuu koos Rosa Vásquez Espinozaga tema Boiling Riveri uurimisest teadusreedel.

Peruu Amazonase lopsaka tihniku ​​all on jõgi, mis keeb ja kuumeneb kuni 212 kraadini.°F – piisavalt kuum väikeste loomade küpsetamiseks, kes võivad tema teele kukkuda. Kuid need auravad veed kubisevad endiselt elust.

'Näete, et mikroobsed matid kogunevad kividele kõikjal, kus teil on keeva vee kuumaallikad,' ütleb Rosa Vasquez Espinoza , biokeemik ja Ph.D. Michigani ülikooli kandidaat, kes uurib mitmekesist mikroobide eluviisi Keev jõgi Peruu Amazonase vihmametsast.

Peruu keev jõgi on sama lai kui kaherealine maantee, ulatub 16 jala sügavusele ja maod läbi umbes nelja miili vihmametsa. Lisaks mitmekesistele taimedele ja loomadele on see geotermiliselt köetav ökosüsteem on koduks mitmesugustele samblikele, tsüanobakteritele, bakteritele ja teistele mikroorganismidele, mis elavad pinnases ning katavad vett ja kive. Teadlased eelistavad nende meditsiinilise väärtuse tõttu äärmuslikes keskkondades, näiteks Boiling Riveris, elavaid mikroobe.

Kuid aastaid on jõe ääres elavad kogukonnad ammutanud selle paljusid ressursse. Nad kasutavad vett joomiseks, toidu valmistamiseks, suplemiseks või lihtsalt lõõgastumiseks. Vásquez Espinoza ütleb, et nad kasutavad aurusid kaitseks ja tervendamiseks.

'Jõgi on nende jaoks eluallikas.'

2019. aasta suvel läks Vásquez Espinoza ekspeditsioonile Boiling Riveri äärde, et koguda selle mikroobe. Nüüd püüab ta paremini mõista mikroobide rolli looduslike toodete loomisel ja seda, kuidas nende masinaid hiljem võimalike tulevaste ravimite ja ravimite sünteesimiseks kasutada.

'See jõgi eraldab nii tugevat auru, et kui vaatate üles taeva poole, ei tea te sõna otseses mõttes, kus aur lõpeb ja kust algavad pilved.'

Vásquez Espinoza sündis ja kasvas üles Peruus pealinnas Limas, kuid tema vaimustus loodusest kasvas läbi vanaema elamise ajal.Kõrged Andid. Vanemad nagu tema vanaema teadsid, kuidas kasutada looduse ressursse, et aidata kogukonnaliikmeid ravida. Hiljem kolis tema vanaema Limasse.

'Meil on minu majas väike tagaaed ja ta arendas selle välja nagu väikest apteeki,' ütleb Vásquez Espinoza. Ta sai uudishimulikuks, kuidas tema vanaema taimepõhised ravimid ravisid haigusi, nagu lõikehaavad ja tavalised valud.

Inimesed on Brasiilias Amazonast sageli uurinud, kuid teised osad on jäänud suures osas uurimata, näiteks Peruu Amazonas, mis on Lõuna-Ameerika suuruselt teine ​​vihmamets. Vásquez Espinoza külastas neid kaugeid piirkondi perega ja keskkooli õppereisidel. Läbi nende lapsepõlveretkede ja hiljemgi kraadiõpingud ja teadustööd Michigani ülikoolis , hakkas ta uurima taimedes toimuvaid mikroobseid ja biokeemilisi protsesse, millest mõnda kasutati vanemate ravimites.

„See oli põnev, sest minu peres polnud kedagi teadlast. Nii et minu jaoks oli see täiesti teine ​​maailm, ”ütleb ta. 'Isegi kuni selle kuupäevani ei tea me vaevu, mis Amazonase vihmametsade mikrotasandil on, ja see pani mu pähe.'

Amazonase bioloogiline mitmekesisus ei lõpe seal, kus silmad kohtuvad.

Üks Amazonase ökosüsteem, mille mikroobide osas tuli veel põhjalikult uurida, oli püha imbuv veetee, varem peetud kohalikuks legendiks . Vásquez Espinoza meenutab, et kuulis aastaid tagasi Boiling Riverist. Alguses arvas ta, et see võib olla folkloor. Ta ütleb, et Limas ei paistnud keegi sellest teadvat ja paljud kohalikud teadlased polnud sellest loodusnähtusest teadlikud.

Looduslikke kuumaveeallikaid ja jõgesid seostatakse tavaliselt vulkaanidega. Kuid Peruu Amazonases ega enamikus Peruus pole vulkaane. Vásquez Espinoza oli endiselt otsustanud jõe üles leida. 2016. aastal sõitsid Vásquez Espinoza ja tema ema Pucallpasse, Peruu idaosas asuvasse linna, mis väidetavalt asub jõele kõige lähemal. Pärast seda, kui Vásquez Espinoza uuris ühe uurija käest, kellel oli aimu jõe asukohast, suutis ta tuvastada ebaselge marsruudi. Ta sõitis maastikusõidukiga kolm kuni neli tundi, sõites sellega umbes kaks tundi hüppamine , kohaliku paadiga ja seejärel matkati mitu tundi jalgsi. Kui ta lõpuks jõe äärde jõudis, oli esimest korda veereva auru ja vuliseva vee nägemine hingemattev, ütleb ta.

'See jõgi eraldab nii tugevat auru, et kui vaatate üles taeva poole, ei tea te sõna otseses mõttes, kus aur lõpeb ja kust algavad pilved.'

Krediit: Stephanie King

Alates oma esimesest külastusest on Vásquez Espinoza naasnud Boiling Riveri äärde – seekord varustatud mikroskoopide, katseklaaside ja kaasuurijate rühmaga. 2019. aastal geoteadlase abiga Andrew Ruzo ja keeva jõe šamaani maestro Juan Florese õnnistusel asus Vásquez Espinoza Peruu vihmametsa seni suurimale uurimistööle, kus kuus uurimisrühma esindasid 23 asutust seitsmest riigist.

Enamikku taimi või loomi on lihtne märgata, kuid mikroobid jätavad endast maha erinevaid jälgi. Need võivad moodustada erinevat värvi 'matte'. Matid näevad välja sarnased metsapuudel kasvava samblaga, kuid selle asemel kogunevad mikroobid kuuma ja karmi jõepõhja, ütleb ta. Neid mikroobe nimetatakse 'ekstremofiilideks' - organismide tüübiks, mis on suutnud kohaneda ebasõbralike või äärmuslike tingimustega.

Ekstremofiilid ei ole ainult Boiling Riveris. Neid leidub ka muudes ekstreemsetes keskkondades, näiteks Yellowstone'i rahvuspargi kuumaveeallikates. Kuid Yellowstone'i kuumaveeallikad on väga happelised. Boiling Riveril on erinev geokeemiline profiil ja ka mineraalide koostis muutub pidevalt, mis muudab mikroobide ökoloogia ainulaadseks,Vasquez Espinoza selgitab. Ta ütleb, et 'ei oleks õiglane teha otsest võrdlust' Yellowstone'i ja Amazonase organismide vahel.

Unikaalse ökosüsteemi paremaks mõistmiseks koostab Vásquez Espinoza Boiling Riveris elavate mikroobide kaarti ja vaatab, kuhu nad üle maailma teiste ekstreemofiilide hulka mahuvad.

Vásquez Espinoza ja meeskond kogusid proove jõe erinevatest kohtadest. Jõe jahedamates osades katsid kaldaid rohelised matid, kuid jõe järk-järgult kuumaks muutudes oli vesi selgem. Nendes kuumades kohtades kogus Vásquez Espinoza mullast proove. Peamiselt kaljuronimisega ligipääsetavas jõelõigul ülesvoolu leidis Vásquez Espinoza erinevat tüüpi bakterimatte, nagu sinine ja heleroheline – erinevalt sellest, mida ta varem oli täheldanud.

Pärast õhtusööki seadis meeskond üles mikroskoobi ja hakkas koos kohaliku Mayantuyacu kogukonnaga päeva jooksul kogutud proove analüüsima. Kogukonna liikmed olid sama uudishimulikud kui teadlased, mis jõe sees elab - veeteel, mis on nende igapäevaelu nii paljudes aspektides lahutamatu osa. 'Me avastaksime nendega sõna otseses mõttes, mis meie proovis on,' ütleb Vásquez Espinoza. Meeskond jättis mikroskoobid Boiling Riveri kohalikele elanikele, et nad saaksid jätkata vaatlusi.

Tagasi Michigani ülikooli laborisse kavatseb Vásquez Espinoza mikroobe töödelda ning identifitseerida keemilisi ühendeid ja valke, millel on raviomadused. Teadlased võivad kaaperdada mikroobide masinaid, et määrata kindlaks konkreetsed valgud, ja hiljem kopeerida masinaid, et valke ise valmistada.

Vásquez Espinoza ütleb, et Boiling Riveris on rohkem, kui esmapilgul paistab. Krediit: Ana Sotelo

Nende mikroobide uurimine annab Boiling Riveri ökosüsteemi ja Amazonase seninägematu mitmekesisuse kohta teistsuguse objektiivi. 'See ei ole ainult anakondad ja jaaguarid ning mitte ainult keev jõgi, mis on eksootiline ja lahe,' ütleb ta. 'Loomulikult on see lugu suurepärane. Ma arvan, et see näitab neile lihtsalt midagi teistsugust.

See Amazonase vaade võib looduskaitsele tohutult mõjutada, ütleb ta.

Tänu Andrés Ruzo teaduslikele tähelepanekutele ja jätkuvale koostööle šamaan Maestro Juan Floresega on inimesed Boiling Riveri bioloogilisest mitmekesisusest ja kultuurilisest tähtsusest teadlikumad. Nende jõupingutused on aidanud kontrollida ka piirkonna turismi. Siiski märkas Vásquez Espinoza sellel viimasel reisil, et teekond oli Amazonase ulatusliku metsaraadamise tõttu palju lihtsam – probleemiga ta loodab oma uurimistööga võidelda.

'Amasoonia bioloogiline mitmekesisus ei lõpe seal, kus silmad kohtuvad,' ütleb ta. 'See pole ainult ilusad taimed ja eksootilised loomad. Seal on palju rohkem elu ja ma arvan, et Amazonase kaitsest rääkides tuleb seda arvesse võtta.

Viimase kahe aasta jooksul on mikroobid kaitstud kogu maailmas. Vásquez Espinoza ja tema meeskond ütlevad, et on oluline dokumenteerida ja täielikult mõista Amazonase mikroobid, enne kui need kaovad. See võib aidata ala säilitada, ütleb ta.

'Me ei saa kaitsta seda, mida me ei tea, et see seal on,' ütleb Vásquez Espinoza.

Uurimistöö sai võimalikuks tänu Peruu valitsuse, National Geographic Society, Michigani ülikooli bioteaduste algatuse ja David H. Shermani labori Michigani ülikooli bioteaduste instituudi lubadele.

*Toimetaja märkus 8/10/2020: seda lehte on värskendatud täiendava teabega uurimislubade ja kaasatud laborite kohta. Lehte värskendati ka 12.08.2020, et parandada Peruu kirjaviga. Vabandame vea eest.

Anneta teadusele reedel

Investeerige kvaliteetsesse teadusajakirjandusse, tehes teadusreede annetuse.