Die Hauptperson in James Rollins Roman „Operation Amazonas“ ist Nathan (Nate) Rand. Seine Eltern haben im Amazonas gelebt und sich den Indianer Völkern gewidmet, weshalb sich auch Nathan tief mit dem Dschungel verbunden fühlt. Doch seine Mutter ist bereits tot und sein Vater auf einer Expedition vor vielen Jahren verschollen. Da man von ihm und den anderen Teammitgliedern kein Lebenszeichen mehr bekommen hat, gelten sie alle als tot.
Als Nathan eines Tages ein kleines Indianermädchen gerettet hat, trifft er auf eine eigenartige Versammlung. Die US-Regierung und ein mächtiges Pharmaunternehmen haben eine Expedition aufgestellt, die nun auch Nathan dabeihaben will. Der Grund dafür ist der, dass ein Mann aus dem verschollen geglaubten Team seines Vaters gefunden wurde. Zwar starb er, bevor man wusste, wer er wirklich war, doch bei der Identifizierung fand man heraus, dass die Leiche zwei intakte Arme aufweist, obwohl der Mann seinen einen Arm vor vielen Jahren durch eine Kriegsverletzung verloren hatte. Nun liegt die Vermutung nahe, dass es irgendwo im Amazonasgebiet ein Heilmittel gibt, das von großem Wert ist.
Weil Nate endlich herausfinden kann, was mit seinem Vater geschehen ist, willigt er ein und der ganze Trupp bricht kurz darauf auf und kämpft sich durch den Dschungel. Dem gefährliche Urwald fallen aber der eine oder andere Mann aus dem Team zum Opfer und die Brutalität dessen schockiert die ganze Truppe.
Alles deutet darauf hin, dass der Mann, den man gefunden hatte etwas mit den Ban-ali zu tun hat, dem gefürchtetsten Stamm der Indianer, die das Amazonasgebiet bewohnen. Ihnen wird nachgesagt, dass sogar der Dschungel ihren Befehlen gehorcht. Als das Team sowohl von mutierten Piranhas als auch von solchen Heuschrecken angegriffen wird und einige zusätzliche Kammeraden sterben, wird der Verdacht zur Gewissheit, als ein brennendes Zeichen des Stammes gefunden wird.
Inzwischen hat sich durch die Leiche des Mannes, der an der Expedition von Nates Vater teilgenommen hatte, eine hochansteckende Krankheit in den USA ausgebreitet, gegen die es kein Heilmittel zu geben scheint und die sich rasant ausbreitet. Dem Team bleibt keine andere Möglichkeit als das Reich der Ban-ali zu betreten, um das Heilmittel schnellstmöglich zu finden.
Was sie allerdings nicht wissen ist, dass ihnen eine Söldnertruppe auf der Spur ist, die ebenfalls hinter dem Heilmittel her sind, und die sogar einen Spion ins Expeditionsteam eingeschleust haben. Nachdem sie einige Gefahren überwinden mussten und ihre Gruppe abermals geschrumpft war, werden sie von den Ban-ali empfangen und in ihr Dorf gebracht. Dort versorgt man sie und das Team macht einen zentralen Baum als Quelle des Heilmittels ausfindig, den die Indianer zu verehren scheinen.
Sein Saft lässt Krankheiten heilen und Extremitäten nachwachsen, doch scheint auch ein Fluch auf ihm zu lasten. Durch die Aufzeichnungen von Nates Vater, die Unheil verkünden, beschließt das Team, schnellstmöglich wieder von hier zu verschwinden, doch bevor es so weit kommen kann, greift die Söldnertruppe an .
Sie überwältigen die Indianer sowie Expeditionsteilnehmer und machen sich mit dem Baumsaft davon, doch haben sie gleichzeitig vor, alles Übrige in die Luft zu jagen. Die Situation der Truppe scheint ausweglos, doch im letzten Moment können sie entkommen und gelangen durch das Wurzelwerk des Baumes ins Freie. Bei den Wurzeln findet Nate seinen Vater wieder und sie begreifen, dass der Baum in Symbiose mit den Indianern lebt.
Seine Nüsse haben sie als das Heilmittel für die ausgebrochene Krankheit analysiert und ausreichend davon mit auf ihren Weg genommen. Es gelingt ihnen, die Söldner einzuholen und zu überrumpeln. Die Überlebenden der Dschungelexpedition können in die Staaten zurückfliegen und durch die Nüsse wird die Krankheit geheilt.
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