Krvavá louže na plachtě: Toxický spad, nebo strategie přežití mikroorganismů?

Sladkovodní řasa Haematococcus pluvialis – nejčastější viník a také zázrak moderní kosmetiky

Asi nejčastějším původcem této červené barvy je jednobuněčná sladkovodní řasa Haematococcus pluvialis. Za normálních okolností, kdy má dostatek živin a vlhka, ji lidské oko vůbec nezaznamená. Žije skrytě, má typicky zelenou barvu a obývá malé vodní nádrže, sudy s dešťovou vodou, skalní tůňky nebo právě střešní krytiny a plachty. Situace se však mění ve chvíli, kdy nastane sucho nebo na ni začne pražit ostré slunce. Jakmile se voda na plachtě začne odpařovat a prostředí se stane pro řasu nehostinným, přepne do nouzového režimu. Vytvoří si kolem sebe pevnou ochrannou cystu a zahájí masivní syntézu jasně červeného pigmentu zvaného astaxanthin. Tento silný antioxidant funguje jako dokonalý sluneční filtr a ochranný štít, který řasu uchrání před ultrafialovým zářením a oxidativním stresem. Miliony takto proměněných mikroskopických řas pak na hladině vytvoří souvislý červený film, který připomíná rozlitou krev.

Astaxanthin je považován za jeden z nejmocnějších přírodních antioxidantů vůbec. Je mnohonásobně účinnější než vitamin C nebo E. Díky tomu se tato řasa pěstuje v biotechnologických závodech a využívá se v prémiové kosmetice (proti stárnutí pleti), v doplňcích stravy pro podporu vitality, zraku a imunity, a také jako přírodní krmivo v akvakultuře (například pro zajištění správného zbarvení lososů nebo pstruhů).

Schopnost řasy Haematococcus pluvialis přežívat v nouzovém stavu extrémní dávky UV záření zaujala i vesmírné agentury NASA a ESA. Vzorky této řasy byly testovány na vnějším plášti Mezinárodní vesmírné stanice v otevřeném vesmíru. Vědci zkoumají využití astaxanthinu jako přirozené ochrany lidské DNA a oční sítnice před radioaktivním a kosmickým zářením při plánovaných dlouhodobých misích na Mars.

Serratia marcescens - bakterie s krvavým pigmentem

Zatímco Haematococcus je řasa, druhým velmi častým viníkem je tyčinkovitá bakterie Serratia marcescens. Tato bakterie miluje vlhké prostředí, organické zbytky a teplo. Její kolonie tvoří růžové až sytě krvavě červené povlaky, které se občas objevují nejen na venkovních fóliích a stojatých vodách, ale také v domácnostech na silně vlhkých místech, jako jsou koupelnové spáry, vaničky sprchových koutů nebo spodek závěsů. Pigment, který bakterie produkuje, nese název prodigiosin, který slouží mikroorganismu k ochraně před konkurencí jiných bakterií a plísní. Pokud má k dispozici alespoň nepatrné množství živin a prachu z okolního prostředí, dokáže se velmi rychle namnožit a vytvořit nápadný barevný povlak.

V biotechnologických a farmaceutických výzkumech budí bakterie a její pigment velkou pozornost. Prodigiosin vykazuje zajímavé antibakteriální, antifungální a dokonce protinádorové vlastnosti. Vědci jej zkoumají pro možné budoucí využití v medicíně, například při vývoji nových léků nebo biologických barviv, která by mohla nahradit syntetické látky v průmyslu.

V roce 1263 v italském Bolsenu začala ze svátosti oltářní (pečiva z pšeničné mouky) stékat červená tekutina, což vedlo k vyhlášení jednoho z nejvýznamnějších křesťanských svátků (Těla a Krve Páně).

V roce 1848 německý mikrobiolog Christian Gottfried Ehrenberg dokázal, že tyto středověké „zázraky krvácejícího chleba“ měla na svědomí právě bakterie Serratia marcescens. Na vlhkém pečivu bohatém na škrob vytváří sytě červené, kapkám krve podobné skvrny.

První, kdo v roce 1823 tento jev popsal a bakterii pojmenoval, byl ale italský lékárník Bartolomeo Bizio. Ehrenberg jeho práci o 25 let později dále rozšířil a potvrdil.

Halofilní řasa Dunaliella salina: Extrémní milovnice soli

Třetím, o něco specifičtějším kandidátem, se kterým se teoreticky můžeme setkat, je slanomilná řasa Dunaliella salina. Ačkoliv pro její masivní rozmach potřebuje voda specifické složení a vyšší obsah solí, což na běžné zahradní plachtě s čistou dešťovou vodou nebývá standardem, princip jejího chování je velmi podobný. Tato mikroskopická řasa žije v extrémně slaných prostředích, jako jsou například odsolovací nádrže nebo solná jezera. Aby se ubránila agresivnímu slunečnímu záření v nehostinném prostředí bez stínu, akumuluje obrovské množství beta-karotenu, což je další silný oranžově červený pigment. Právě díky němu získávají celá solná jezera po celém světě svou ikonickou růžovou až sytě červenou barvu. Pokud by se na plachtě nashromáždila voda z nějakého specifického slaného roztoku nebo zbytků hnojiv, mohla by se v menší míře přihlásit o slovo i tato řasa.

Schopnost této řasy hromadit obrovské množství beta-karotenu (pro-vitaminu A) má obrovský hospodářský význam. Pěstuje se ve velkých venkovních nádržích v oblastech s vysokou slunečností (například v Austrálii nebo Izraeli) a získaný beta-karoten se celosvětově využívá jako přírodní barvivo do potravin (například do sýrů, margarínů či nápojů) a jako oblíbený doplněk stravy pro podporu zdravé kůže a opalování.

Proč se zdá, že toho je v posledních letech více?

1. Krajina plná umělých nepropustných materiálů

Dřív se dešťová voda vsákla do půdy nebo do dřeva. Dnes je naše prostředí plné syntetických, nepropustných materiálů. Na těchto površích se po dešti tvoří nehluboké kaluže. Ty se na slunci neuvěřitelně rychle ohřívají a odpařují. Pro organismy jako Haematococcus pluvialis je to ideální chvíle k tvorbě Astaxanthinu.

2. Prudké změny počasí

Místo dlouhých, mírných dešťů stále častěji zažíváme bleskové přívalové srážky, po kterých okamžitě následují dny s extrémním slunečním svitem a vysokým UV indexem. Právě tento prudký přechod z vlhka do extrémního sucha je signálem k tomu, aby mikroorganismy vložily veškerou svou energii do syntézy ochranných pigmentů.

3. Saharský prach jako výživa

V posledních letech nad střední Evropou narůstá frekvence epizod výskytu saharského prachu. Tento prach obsahuje minerály a stopové prvky (zejména železo a fosfor), které fungují jako okamžitý zdroj živin. Když se k tomu přidá jarní či letní pylová sezóna, vznikne živinami nabitá polévka, ve které se mikroorganismy namnoží během okamžiku. Jakmile začnou být stresováni, ukáží nám svoji červenou barvu.

4. Komunitní efekt

Významnou roli hraje subjektivní vnímání a sociální sítě. Před dvaceti lety si člověk červeného povlaku na plachtě buď nevšiml, nebo ho spláchl hadicí jako „nějakou špínu“. Dnes má každý po ruce telefon s fotoaparátem s vysokým rozlišením. Lidé detailně dokumentují své okolí. Jakmile někdo nahraje, fotografii vloží do tematické skupiny na Facebooku, ostatní si vzpomenou, že „tohle přece minulý týden viděli taky“. Vzniká tak pocit plošné epidemie či nového fenoménu, ačkoliv jde o jev, který Zemi doprovází stovky milionů let.

5. Historická kuriozita: „Krvavé deště“ v historii

Historické kroniky ze středověku i starověku opakovaně popisují události, kdy ze dne na den „pršela krev“ nebo se voda v kašnách a tůních proměnila v krev. Lidé v tom tehdy viděli boží hněv, znamení moru nebo předvěst války. Dnes tyto události biologové zpětně interpretují právě jako masivní pomnožení Haematococcus pluvialis. Generace se mění, myšlenkové vzorce však zůstávají. Jen středověké „boží znamení“ vystřídala na sociálních sítích teorie o chemtrails.

Kde se berou těžké kovy v rozborech?

Někteří lidé v obavě o své zdraví nosí vzorky takto barevné vody do laboratoří. Mnohde analýza odhalí i těžké kovy. Většinou to má ale velmi prozaické vysvětlení. Plachty, na kterých se tyto kaluže tvoří, jsou často vystavené prachu z okolního prostředí, spadům z průmyslových oblastí, pylům a běžné korozi z okolních kovových předmětů (např. okapů, svorek, uchycení plachet). Když se do stojaté dešťové vody uvolní rez a mikročástice z kovů, laboratorní analýza je samozřejmě odhalí.

Růžoví plameňáci a maso lososa

Plameňáci se nerodí s růžovým peřím. Jejich ikonické zbarvení je přímým důsledkem konzumace drobných korýšů a žábronožek, kteří se živí řasami bohatými na karotenoidy (např. Dunaliella salina a Haematococcus pluvialis). Pokud plameňáci v zoologické zahradě nedostávají v potravě dostatek těchto pigmentů, jejich peří postupně vybledne do běla. Stejný princip platí i u charakteristické růžovo-oranžové barvy masa divokých lososů.

Horský „melounový sníh“

Velmi blízké příbuzné řasy Haematococcus vytváří podobný červený fenomén na vysokohorských ledovcích. Sníh v nížinách zůstává bílý, ale ve vysokých nadmořských výškách zčervená a při rozšlápnutí lehkým odpařováním uvolňuje vůni připomínající čerstvý červený meloun. Červený pigment i zde slouží jako ochrana před UV zářením na ledovci, avšak tmavší povrch sněhu pohlcuje více slunečního tepla, čímž lokálně zrychluje odtávání ledu.

Zdroje:
Regulation and molecular biology of prodigiosin by Serratia marcescens
Extraction of beta-carotene from the microalga Dunaliella salina using bacterial lipase enzyme and organic solvent under varying stress conditions
Why Are Flamingos Pink?
‘Watermelon’ snow is helping melt glaciers