Košický vedec Michal Goga o výskume na konci sveta, prežití v extrémoch a štúdiu machov a lišajníkov, ktoré môžu pomôcť aj medicíne

Antarktída nie je len najchladnejším kontinentom Zeme, ale aj jedným z najcennejších prírodných laboratórií. Doc. RNDr. Michal Goga, PhD. z Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach v nej strávil niekoľko týždňov ako člen medzinárodnej vedeckej expedície. V extrémnych podmienkach zbieral vzorky machov a lišajníkov, ktoré môžu pomôcť pochopiť nielen minulosť Zeme, ale aj formovať budúcnosť medicíny či biotechnológií.

Bola expedícia do Antarktídy vašou prvou cestou takéhoto charakteru?

Určite áno. Každoročne síce chodím do Škandinávie zbierať lišajníky a machy, ale to sú väčšinou desaťdňové expedície. Antarktída bola úplne iný level – logisticky, fyzicky aj psychicky.

Aká bola samotná príprava na expedíciu? Predpokladám, že určite iná než pri výpravách do Škandinávie.

Určite. Mal som výživovú poradkyňu, lekárov z košickej Šace, ktorí sledovali môj zdravotný stav, aj kondičného trénera. V Antarktíde sa totiž pohybujete prakticky výlučne pešo. Máte síce k dispozícii štvorkolky, ale tie slúžia najmä na prevoz väčšieho nákladu, napríklad pri budovaní kempov. Samotný výskum však človek absolvuje po vlastných. Treba mať preto nachodené kilometre. Zvládal som to pomerne dobre práve vďaka príprave. Trénoval som dlhé trasy v chladnejšom počasí a zároveň som testoval oblečenie.

Aj to zrejme muselo byť špeciálne prispôsobené podmienkam v Antarktíde…

Áno. Veľmi mi pomohol Technologický a inovačný park UPJŠ, ktorý zabezpečil partnerov a sponzorov. Mal som napríklad vybavenie od rakúskej firmy, ktorá vyrába funkčné oblečenie aj pre armádu. V Antarktíde je kľúčové vrstvenie. Človek sa počas pohybu zahrieva, takže si musí vedieť jednotlivé vrstvy postupne dávať dole alebo ich opäť pridávať podľa počasia a aktivity.

V rozhovoroch z expedície ste spomínali aj extrémne slnečné žiarenie. Naozaj ste sa museli natierať SPF krémom každé dve až tri hodiny? Najmä pre pánov to musí byť nezvyk.

Áno, no pred samotnou expedíciou sme mali v Brne spoločné školenie, kde nám vysvetľovali všetky pravidlá a riziká – od pohybu v teréne až po nebezpečné zvieratá. Veľmi zdôrazňovali práve ochranu pred slnkom. Nad Antarktídou je stále výrazná ozónová diera a slnečné žiarenie je tam mimoriadne agresívne.

Úpaly sú pomerne časté, najmä keď si človek nechráni uši alebo tvár. A extrémne rizikové sú aj pery. Navzájom sme sa preto kontrolovali. Ja mám zo slnka všeobecne panický strach, takže som bol prakticky stále úplne zahalený. Výnimkou bolo len otužovanie v oceáne.

Naozaj ste sa otužovali v Južnom oceáne?

Áno. Chcel som zažiť, aké to je. Otužovanie v Južnom oceáne človek zažije asi len raz v živote a tá scenéria okolo vás je neopísateľná. Voda má zvyčajne aj mínus dva stupne Celzia. Keďže je slaná, nezamŕza okolo nuly. Pocitovo je to extrémne, ale zároveň úžasné.

Ako bola expedícia zabezpečená po zdravotnej stránke? Za dlhé týždne sa predsa len môže všeličo vyskytnúť.

Súčasťou tímu bol lekár, ale zároveň nám vopred povedal, aby si každý zobral vlastné lieky. Pri toľkých ľuďoch by inak neviezol nič iné. Na stanici sme však mali veľmi dobré vybavenie – lieky, injekcie, dokonca aj ultrazvuk. Ja som si síce svoje lieky zbalil, ale polovicu som aj tak zabudol doma. (Smiech.)

Mali ste počas expedície nejaké vážnejšie zdravotné problémy?

Našťastie nie. Pritom ja aj jeden ďalší kolega sme patrili medzi rizikovejších členov expedície, keďže som po operácii srdca a dlho sa riešilo, či vôbec budem môcť ísť. Nakoniec však všetko dopadlo dobre. Jediný vážnejší incident bol, keď si jedna kolegyňa vytkla členok.

Koľko ľudí tvorilo expedíciu?

Bolo nás osemnásť vrátane dvoch technikov. Väčšinu tvorili Česi. Mali sme tam aj jedného Američana.

Začiatok expedície bol pomerne dramatický. Namiesto plánovaného presunu na Ostrov Jamesa Rossa ste napokon zostali na čilskej základni na Ostrove kráľa Juraja. Ako to vplýva na psychiku, keď ešte ani nedorazíte do cieľa a už sa plány menia?

Úprimne, malo to aj pozitívnu stránku. Už sme totiž boli v Antarktíde, keďže Ostrov kráľa Juraja je vlastne vstupnou bránou na kontinent. Horšie by bolo zostať dva týždne čakať v Punta Arenas. To je malé mestečko v Patagónii, ktoré si človek prejde za jeden deň. Navyše sme mali so sebou najmä vybavenie do zimy, takže by sme tam boli dosť limitovaní.

Logistika antarktických expedícií je nesmierne komplikovaná. Nebrali sme to preto ako stratu času. Skôr sme sa počas prvých dní učili fungovať v novom režime. Boli sme totiž na vojenskej základni, kde platili veľmi prísne pravidlá. Povolenie na zber vzoriek sme navyše mali iba pre Ostrov Jamesa Rossa, takže sme boli obmedzení.

Čakali sme na ľadoborec, ktorý zabezpečoval logistiku expedície aj zásobovanie. Problém bol v tom, že more pri ostrove bolo stále zamrznuté a ľadoborec sa nevedel dostať bližšie k pobrežiu. Každý večer sme sledovali satelitné snímky a dúfali, že sa ľad pohne. Nakoniec sme si už priali len poriadnu búrku, aby ho vietor rozbil a rozfúkal.

Počas expedície ste fungovali aj v terénnych kempoch. Aké to bolo?

Bez GPS sa tam prakticky nedá fungovať. Pokiaľ človek nepozná terén, môže sa pohybovať maximálne v okolí stanice a na niekoľkých blízkych lokalitách. Všetko vyzerá veľmi podobne a orientácia je náročná.

Kempovanie samotné nebolo až taký problém. Väčšinou sme v teréne zostávali jednu až dve noci. Horšie bolo prispôsobovať sa počasiu. Neraz sme plánovali zostať dlhšie, ale keď hlásili sneženie alebo zhoršenie podmienok, museli sme kemp zbaliť a vrátiť sa. V Antarktíde sa jednoducho improvizovať veľmi nedá.

Ako fungovali vzťahy v tíme? Poznali ste sa už pred expedíciou?

Poznal som iba vedúceho expedície a jednu kolegyňu, aj to v podstate len cez e-mailovú komunikáciu. Mali sme však obrovské šťastie, že sme si všetci veľmi dobre sadli.

Pri takýchto expedíciách sa vyberajú ľudia, ktorí vedia, do čoho idú. Nemôžete sa s niekým pohádať, keďže ste na sebe navzájom existenčne závislí. Konflikt dvoch ľudí by okamžite ovplyvnil psychiku celej expedície. Preto tam človek odkladá bokom ego aj ješitnosť a nič si neberie osobne.

Poďme k samotnému výskumu. Vy ste sa zameriavali najmä na machy a lišajníky. Hľadali ste aj nové druhy?

Áno. Mnohé lišajníky aj machy v Antarktíde sú endemické, teda rastú iba tam. Samozrejme, nájdete aj kozmopolitné druhy, ale veľa organizmov je unikátnych práve pre toto prostredie.

Lišajníky rastú extrémne pomaly, takže nájsť niektoré druhy bolo veľmi náročné. Niečo sa mi však podarilo objaviť. Keďže som bol na samotnej stanici napokon iba približne mesiac, musel som celý výskum prehodnotiť a robiť viacero vecí naraz. Zbieral som materiál aj pre ďalších kolegov, aby z expedície profitovalo čo najviac pracovísk PF UPJŠ.

Ja osobne som sa sústredil najmä na machy a hľadanie druhov, ktoré by sme po návrate vedeli kultivovať v laboratóriu. Chceme ich „oživiť“ zo sporofytov alebo výtrusov a následne pestovať in vitro, teda v kontrolovaných podmienkach, napríklad v Petriho miskách.

Čo chcete na týchto organizmoch skúmať?

Zaujíma nás predovšetkým to, čo im umožňuje prežiť v takých extrémnych podmienkach. A to je veľmi aktuálne aj pre Európu, kde čoraz viac zažívame dlhé obdobia sucha.

Antarktída je vlastne najväčšou púšťou na svete, pretože púšť je definovaná ako miesto s minimom zrážok. Keď tam fúka vietor, všetko je extrémne suché. Organizmy sa tomu musia prispôsobiť a pomáhajú im rôzne stresové proteíny či sekundárne metabolity, ktoré ich chránia pred UV žiarením, vysušením alebo chladom.

Dá sa kvantifikovať, koľko druhov ste priniesli?

To sa veľmi ťažko odhaduje. V teréne nemáte čas detailne skúmať, čo je nový druh a čo nie. Snažíte sa nazbierať čo najviac materiálu z rôznych lokalít a až následne ho analyzujete.

Priniesol som približne 400 vzoriek a verím, že minimálne polovica z nich budú pre nás nové alebo zatiaľ neopísané druhy, prípadne také, ktoré v našom herbári ešte nemáme.

Spomínali ste, že ste zbierali materiál aj pre viacero pracovísk a rôzne typy výskumu – napríklad aj pre medicínu. Pre koho všetkého ste teda v Antarktíde zbierali vzorky?

Spolupracujeme napríklad s Ústavom farmakológie Lekárskej fakulty UPJŠ, kde s doktorom Kellom testujeme sekundárne metabolity a ich protinádorové účinky. Ide o dlhodobú spoluprácu, ktorá prepája prírodovedeckú a lekársku fakultu a ukazuje, aký dôležitý je interdisciplinárny výskum.

Ďalšie vzorky som zbieral pre kolegov z mikrobiológie, aj z Univerzity veterinárskeho lekárstva a farmácie. S mikrobiologičkou z Brna plánujeme napríklad izoláciu látok z baktérií, ktoré by mohli pomôcť pri riešení antibiotickej rezistencie.

Zbieral som aj pre Ústav biologických a ekologických vied a konkrétne pre Katedru zoológie. Pre profesora Kováča sme odoberali chvostoskoky – drobné bezstavovce, ktoré žijú priamo v machových porastoch v Antarktíde. Sú mimoriadne zaujímavé tým, že si vyvinuli špecifické adaptačné mechanizmy na extrémne podmienky.

Pre Ústav geografie som zase využíval dron, ktorý mi poskytol docent Gallay. Vďaka nemu sme mohli vytvárať ortofotomapy a sledovať zmeny vegetácie v čase – naskenovali sme oblasti so zelenou vegetáciou, najmä porasty machov, a následne sa dá z roka na rok sledovať ich vývoj a šírenie. Ide o dlhodobé monitorovanie populácií v konkrétnych lokalitách.

Znamená to, že sa tam treba pravidelne vracať?

Teoreticky áno, ale prakticky stačila jedna Antarktída. Už by som to znova absolvovať nechcel. Aspoň teraz určite nie.(Smiech.)

Prečo?

Najmä kvôli ceste. Tá je na celej expedícii najnáročnejšia a pre mňa osobne aj najodrádzajúcejšia, nakoľko mám strach z lietania a lodí. Späť sme išli cez Drakeov prieliv, ktorý je známy extrémnymi podmienkami. Mnohí to považujú za jednu z najnepríjemnejších námorných trás na svete. 

Aké boli vaše očakávania pred expedíciou? Naplnili sa?

Bola to mimoriadne obohacujúca skúsenosť. Veľa som sa naučil o spolupráci s ľuďmi v extrémnych podmienkach a zároveň som získal širší vedecký rozhľad. Mal som možnosť pracovať aj s tímami, ktoré sa venujú permafrostu či mikrobiológii, takže som videl prepojenia medzi jednotlivými odbormi. Antarktída je pre mňa najkrajší a zároveň najnedotknuteľnejší kontinent. A úprimne dúfam, že si taký charakter aj zachová. Verím tiež, že z dát a vzoriek, ktoré som tam získal, budeme ťažiť ešte niekoľko rokov.

Ako vnímate význam tejto expedície pre univerzitu?

Určite je to dôležité aj pre študentov a samotnú univerzitu. Ide o výskum, ktorý má potenciál pre biotechnológie a zároveň ide o výnimočnú reprezentáciu.

Spomenuli ste, že vás už vopred varovali pred nebezpečnými živočíchmi. Aké ste stretli? 

Často sa ma ľudia pýtali na medvede, ale tie sú len v Arktíde, nie v Antarktíde. Na pobreží sme však stretávali tulene, uškatce a rôzne druhy tučniakov. Tulene sú relatívne pokojné, ale uškatce môžu byť agresívne – v prípade ohrozenia sa správajú veľmi teritoriálne. Veľkým zážitkom boli aj pozorovania z dronu – zachytil som kosatky či veľryby, čo z pobrežia bežne nie je viditeľné. Zmení vám to pohľad na prírodu, mne určite.

Aké boli obmedzenia pri práci v teréne? Vychádzať ste určite mohli len v dobrom počasí.

To bolo naozaj veľmi prísne. Pohyb bol limitovaný najmä rýchlosťou vetra a teplotou. Pri silnom vetre sa nedalo ani normálne pracovať, niekedy ani hýbať. Pocitová teplota klesala výrazne nižšie, takže podmienky boli často na hrane bezpečnosti.

Došlo počas expedície aj k nejakej kritickej situácii?

Áno, jedna z najťažších situácií bola práve cestou späť keď sme naloďovali a mali sa vrátiť cez Drakeov prieliv. Stala sa, žiaľ, smutná udalosť, keď vyhasol jeden život. O tom ale nebudem viac rozprávať.

Čo je vlastne na machoch a lišajníkoch také výnimočné?

Sú to pionierske organizmy – osídľujú extrémne prostredia a pripravujú pôdu pre vyššie rastliny. Zároveň obsahujú množstvo bioaktívnych látok, ktoré môžu mať využitie vo farmácii či kozmetike. Ide o veľmi odolné organizmy, ktoré prežívajú v symbióze viacerých zložiek. Ak sa naruší jedna časť systému, celý lišajník prestáva fungovať.

Často sa spomína, že tieto organizmy dokážu prežiť extrémne podmienky. Znamená to, že „neumierajú“?

V podstate áno. Dokážu prežiť extrémne sucho aj dlhé obdobia bez aktivity – nie sú mŕtve, iba neaktívne. V takom stave môžu fungovať mesiace až roky. To z nich robí veľmi zaujímavé objekty výskumu aj z pohľadu vesmírnej biológie. Existujú dokonca experimenty, kde lišajníky prežili pobyt vo vesmíre a po návrate zostali funkčné.

Čo bude teraz, po expedícii? Čo vás čaká ďalej?

Momentálne nás čaká spracovanie ortofotomáp s geografmi, identifikácia všetkých vzoriek a dlhodobá kultivácia machov. Následne budeme robiť chemické analýzy a snažiť sa nájsť ich uplatnenie či využitie v biotechnológiách.

Foto v článku: archív M. Gogu