绘制亚马逊沸腾河流中的极端微生物地图

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生物化学家和国家地理探险家罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨探索秘鲁亚马逊的神圣沸腾河。她正在寻求了解水中流动的微生物( Lucas Fiat)
生物化学家和国家地理探险家罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨探索秘鲁亚马逊的神圣沸腾河。她正在寻求了解水中流动的微生物( Lucas Fiat)

【明德网李文涵综合编译】在秘鲁亚马逊河深处,生物化学家罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨调查了在一条神圣的沸腾河流中流动的微生物的药用特性。

在秘鲁亚马逊河郁郁葱葱的灌木丛下有一条沸腾的河流,温度高达华氏212度–足以煮熟可能落入河道的小动物。但是这些热气腾腾的水仍然充斥着生命。

密歇根大学的生物化学家和博士生罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨(Rosa Vásquez Espinoza)说,他正在研究秘鲁亚马逊雨林沸腾河中的各种微生物生命,你看到微生物垫就堆积在有沸水的地方。

秘鲁沸腾河与一条双车道的公路一样宽,水深达到16英尺,并蜿蜒穿过大约四英里的雨林。除了多种多样的植物和动物外,这个被地热加热的生态系统是各种地衣、蓝细菌、细菌和其他微生物的家园,它们生活在土壤中,并在水和岩石上铺上地毯。科学家们倾向于生活在极端环境中的微生物,如沸腾河,因为它们有药用价值。

罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨在沸腾河畔。( 斯蒂芬妮-金)
罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨在沸腾河畔( 斯蒂芬妮-金)

但多年来,生活在河边的社区一直在利用它的许多资源。他们用这些水来饮用、烹饪食物、洗澡,或者只是放松。Vásquez Espinoza说,他们利用水蒸气进行保护和治疗。

河流是他们的生命之源

2019年夏天,巴斯克斯-埃斯皮诺萨到沸腾河进行考察,收集其微生物。现在,她正试图更好地了解微生物在创造天然产品方面发挥的作用–以及它们的机器以后如何用于合成未来潜在的药物和治疗方法。

”这条河流散发出如此强烈的水汽,如果你抬头看天,你简直不知道水汽在哪里结束,云彩在哪里开始“。

巴斯克斯-埃斯皮诺萨在秘鲁首都利马出生和长大,但她对大自然的迷恋是通过她祖母在安第斯山脉高地生活的时间而增长的。像她祖母这样的长者知道如何利用大自然的资源来帮助治疗社区成员。后来,她的祖母搬到了利马。

巴斯克斯-埃斯皮诺萨说:“我们家有一个小后院,她把它开发得有点像一个小药房。她开始好奇她祖母的植物疗法是如何治愈疾病的,如割伤和普通疼痛”。

巴斯克斯-埃斯皮诺萨和她的家人在亚马逊丛林中冒险。信用: 罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨
巴斯克斯-埃斯皮诺萨和她的家人在亚马逊丛林中冒险(罗莎-巴斯克斯-埃斯皮诺萨)

人们经常研究巴西的亚马逊河,但其他地区在很大程度上仍未被开发,如秘鲁的亚马逊河,它是南美洲第二大雨林。巴斯克斯-埃斯皮诺萨与家人一起访问了这些偏远地区,并在高中的实地考察中进行了访问。通过这些童年的游览和后来在密歇根大学的研究生学习和研究,她开始研究植物中的微生物和生物化学过程,其中一些用于长老的药物。

“这很吸引人,因为我的家庭中没有人是科学家。所以,对我来说,那是一个完全不同的世界”,她说。即使到现在,我们也几乎不知道亚马逊雨林中的微观层面是什么,这真的让我大开眼界。

亚马逊的生物多样性并没有在目光交汇处结束

有一个亚马逊生态系统的微生物尚未被彻底研究,它是一条神圣的渗水河,以前被认为是当地的传说。Vásquez Espinoza回忆起多年前听说过沸腾河。起初,她认为这可能是民间传说。她说,在利马似乎没有人知道这件事,许多当地科学家也不知道这种自然现象。

天然温泉和河流通常与火山有关。但是在秘鲁亚马逊地区,或者说在秘鲁大部分地区都没有火山。Vásquez Espinoza仍然决心要找到这条河。2016年,巴斯克斯-埃斯皮诺萨和她的母亲前往普卡尔帕,据说这是秘鲁东部的一个城镇,距离河流最近。在向一位隐约知道河流下落的研究人员询问后,巴斯克斯-埃斯皮诺萨能够确定一条不明显的路线。她坐了三到四个小时的全地形车,坐了大约两个小时的peke-peke(一种当地的船),然后徒步走了多个小时。她说,当她终于到达河边时,第一次看到滚滚的蒸汽和潺潺的水声,令人叹为观止。

“这条河流散发着如此强烈的水汽,如果你抬头看天,你简直不知道水汽在哪里结束,云彩在哪里开始”。

斯蒂芬妮-金
(斯蒂芬妮-金)

自第一次访问以来,巴斯克斯-埃斯皮诺萨又回到了沸腾河–这次她配备了显微镜、试管和一群同伴。2019年,在地球科学家安德烈斯-鲁佐的帮助下,在沸腾河萨满大师胡安-弗洛雷斯的祝福下,巴斯克斯-埃斯皮诺萨出发了,这是迄今为止对秘鲁雨林最大的一次探索,六个研究小组代表七个国家的23个机构。

Vásquez Espinoza收集附着在河石上的微生物。(斯蒂芬妮-金)
Vásquez Espinoza收集附着在河石上的微生物。(斯蒂芬妮-金)

嗜极生物并不是沸腾河的专利。它们存在于其他极端环境中,如黄石国家公园的温泉。但是黄石公园的温泉是高度酸性的。Vásquez Espinoza解释说,沸腾河具有不同的地球化学特征,矿物成分也在不断变化–这使得微生物的生态环境独一无二。她说,在黄石公园的生物和亚马逊河的生物之间进行直接比较 “是不公平的。

为了更好地了解这个独特的生态系统,巴斯克斯-埃斯皮诺萨正在绘制一张生活在沸腾河中的微生物地图,看看它们在世界各地的其他嗜极生物中的位置。

Vásquez Espinoza和团队从河流的不同地方收集样本。在河流较凉爽的地方,岸边有绿色的垫子,但随着河流逐渐变热,水变得更加清澈。在这些热点地区,巴斯克斯-埃斯皮诺萨从土壤中采集了样品。在河流的上游,主要通过攀岩进入的一段,巴斯克斯-埃斯皮诺萨发现了各种类型的细菌垫,如蓝色和浅绿色–与她之前观察到的不同。

在现场查看样品(Stephanie King)
在现场查看样品(Stephanie King)
回到密歇根大学的实验室(Credit: Leisa Thompson)
回到密歇根大学的实验室(Credit: Leisa Thompson)

晚饭后,研究小组将架设一台显微镜,开始分析他们在白天与当地的马扬图亚库社区一起收集的样本。社区成员和研究人员一样,对生活在河里的东西感到好奇–这条水道在他们日常生活的许多方面都不可或缺。”Vásquez Espinoza说:”我们将与他们一起发现我们的样本中的东西。研究小组将显微镜留给沸腾河的当地人,以便他们能够继续进行观察。

回到密歇根大学的实验室,Vásquez Espinoza计划处理这些微生物,并确定具有药用价值的化合物和蛋白质。研究人员可以劫持微生物的机器来确定特定的蛋白质,随后复制机器来制造蛋白质本身。

巴斯克斯-埃斯皮诺萨说,沸腾河的情况比人们看到的要多(Credit: Ana Sotelo)
巴斯克斯-埃斯皮诺萨说,沸腾河的情况比人们看到的要多(Credit: Ana Sotelo)

研究这些微生物为沸腾河的生态系统和亚马逊河不为人知的多样性提供了一个不同的视角。“这不仅仅是蟒蛇和美洲虎,也不仅仅是沸腾河的异国情调和酷,”她说。”当然,这个故事很好。我认为这只是向他们展示不同的东西”。她说,这种对亚马逊的看法可以对保护产生巨大的影响。

斯蒂芬妮-金
(斯蒂芬妮-金)

由于Andrés Ruzo的科学观察以及与萨满大师Juan Flores的持续合作,人们对沸腾河的生物多样性和文化相关性有了更多的了解。他们的努力也有助于控制该地区的旅游业。然而,巴斯克斯-埃斯皮诺萨在最近的这次旅行中注意到,由于亚马逊地区广泛的森林砍伐,旅程变得更加轻松,她希望通过她的研究来解决这个问题。

她说:“亚马逊的生物多样性并没有在目光交汇处结束”,她说。她说:“它不仅仅是美丽的植物和奇特的动物。那里还有很多生命,我认为当我们谈论保护亚马逊时,必须考虑到这一点”。

在过去的两年里,微生物已经被纳入世界各地的保护范围。Vásquez Espinoza和她的团队说,在亚马逊地区的微生物消失之前,记录并充分了解这些微生物是很重要的。她说,这可以帮助该地区的保护。

Vásquez Espinoza说:“我们无法保护我们不知道的东西”。

这项研究得到了秘鲁政府、国家地理学会、密歇根大学生物科学倡议和密歇根大学生命科学研究所的David H. Sherman实验室的许可。

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