Naše objevy

21.01.2019

Nepřehlédněte rubriku, ve které představujeme aktuální výzkumy a objevy našich vědců.


Ochrání na Nové Guinei obojživelníky před smrtící chytridimykózou?

V roce 1998 se jako blesk z čistého nebe objevila doposud neznámá choroba obojživelníků. Její původcem je primitivní mikroskopická houba Batrachochytrium dendrobatidis ze skupiny chytridiomycet, proto se v tomto případě mluví o chytridimykóze. Podle nedávného výzkumu tato infekce pochází z Asie, odkud se šíří od počátku 20. století, z nemalé části díky obchodu s obojživelníky a dalšími lidskými aktivitami. Do dnešní doby chytridimykóza prokazatelně napadla téměř desetinu všech známých druhů obojživelníků, čili kolem 700. Řadu z těchto druhů epidemie přivedla až na pokraj vymření a několik desítek z nich již pravděpodobně vyhynulo. Chytridiomykóza vede k závažnému poškození kůže obojživelníka, které zhoršuje kožní dýchání, vstřebávání vody a regulaci osmotického tlaku a může skončit až zástavou srdce.

V dnešní době je chytridiomykóza rozšířená v klimaticky příznivých oblastech téměř po celém světě a na řadě místa způsobila velmi výrazný pokles počtu jedinců a populací obojživelníků. Podle odborníků je v tuto chvíli největší plochou souše – která je pro chytridiomykózu klimaticky příznivá, ale infekce tam doposud nedorazila – Nová Guinea. Tento velký tropický ostrov je přitom domovem značného počtu známých druhů obojživelníků – asi 6 procent z jejich celkového počtu. Zároveň tam nepochybně žije velké množství druhů, které jsou vědě doposud neznámé.

Početný mezinárodní tým, jehož členem je i Chris Dahl z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Biologického centra AV ČR, naléhavě apeluje na provedení urgentní, koordinované, mezinárodní a multidisciplinární akce, která by zajistila přípravu Nové Guineje na příchod chytridiomykózy. Je zřejmě jen otázkou času, kdy devastující infekce na ostrov dorazí. Taková opatření by měla zamezit nebo přinejmenším zpomalit šíření chytridiomykózy na Nové Guinei a do co největší míry omezit její negativní dopady na místní populace obojživelníků. Vědci mají v tento okamžik unikátní příležitost vytvořit nezbytnou infrastrukturu, která by navíc mohla být prospěšná i pro sledování šíření a diagnostiku dalších infekcí, až už v rámci veterinární či lidské medicíny.

Bower, D. S., Lips, K. R., Amepou, Y. Richards, S., Dahl, C. Nagombi, E., Supuma, M., Dabek, L., Alford, R. A., Schwarzkopf, L., Ziembicki, M., Noro, J. N., Hamidy, A., Gillespie, G. R. Berger, L., Eisemberg, C., Li, Y. M., Liu, X. Jennings, C. K., Tjaturadi, B., Peters, A., Krockenberger, A. K., Nason, D., Kusrini, M. D., Webb, R. J., Skerratt, L. F., Banks, C., Mack, A. L., Georges, A., Clulow, S. 2019. Island of opportunity: can New Guinea protect amphibians from a globally emerging pathogen? Frontiers in Ecology and the Environment 17: 348–354.

Kontakt: MSc. Chris Nazipa Dahl (cd.rokrok at gmail.com)

Obrázek: Litoria wollastoni z příbuzenstva rosniček, jedna z mnoha žab Nové Guineje. Kredit: Mark O'Shea / Wikimedia Commons.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Jak jsou uspořádána společenstva tropických mravenců v globálním měřítku?

Jednotlivé druhy zaujímají v přírodě prostředí, které je dané jejich nároky i vztahy s ostatními druhy. Takové prostředí se označuje jako ekologická nika daného druhu. Nika bývá určena abiotickými faktory, jako je například teplota, vlhkost nebo sluneční záření, a zároveň i biotickými faktory, které představuje například potrava, predátoři nebo patogeny. Rozdělení ekologických nik mezi druhy ve společenstvu bývá důsledkem vlastností těchto druhů, ale také důsledkem historie jejich soužití i historie daného území. Společenstva v tropech často zahrnují velké množství nik, které obsazuje pestrá sestava druhů.

Odborníci obvykle předpokládají, že niky ve společenstvech jsou uspořádané v důsledku konkurence mezi přítomnými druhy. Týká se to i mravenců, jejichž uspořádáním nik ve společenstvu se zabývaly četné vědecké studie. Obvykle se ale soustředily na lokální společenstva mravenců a nekladly důraz na uspořádání nik ve společenstvech napříč celými globálními areály výskytu mravenců. Mickal Houadria z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Biologického centra AV ČR se svými kolegy prostudoval uspořádání nik a vliv konkurence ve společenstvech mravenců tropických deštných lesů. Využili k tomu potravní návnady, které odpovídaly přirozenému spektru potravy mravenců. Jejich výzkum probíhal na pěti vybraných lokalitách v tropických lesích neotropické oblasti, paleotropické oblasti a tropické Austrálie.

 Svět tropických mravenců je velmi pestrý. Kredit: Muhammad Mahdi Karim / Wikimedia Commons.

Badatelé zjistili, že navzdory nemalému překrývání nik byly v každém ze studovaných společenstev tropických mravenců niky jednotlivých druhů výrazně odlišené, jak v potravě, tak i čase. Zároveň ale jednotlivé druhy mravenců nebyly odlišené prostorově, i když si tvrdě konkurovaly o oblíbené zdroje potravy. Většinu druhů mravenců lákaly cukrové výměšky a mrtvý hmyz, přesto ale některé druhy dávaly přednost sbírání semen, živého hmyzu anebo ptačího trusu. Rozrůznění nik mezi druhy bylo nejsilnější na místě, kde žilo nejméně druhů mravenců. Výsledky analýz celkově ukazují, že uspořádání společenstev mravenců je velmi specifické, dokonce i rámci jednoho biomu, v tomto případě v tropických lesích. Faktory, které ovlivňují uspořádání těchto společenstev, zůstávají i nadále nejasné.

Grevé, M. E., Houadria, M., Andersen, A. N., Menzel, F. 2019. Niche differentiation in rainforest ant communities across three continents. Ecology and Evolution online july 2019.

Kontakt: Dr. Mickal Yann Isani Houadria, PhD. (mickal.houadria at free.fr).

Obrázek: Svět tropických mravenců je velmi pestrý. Kredit: Muhammad Mahdi Karim / Wikimedia Commons.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Jaká je tolerance rozsivek mírného pásu a polárních oblastí ke zmrazování?

Život v polárních oblastech musí čelit extrémním podmínkám. Nejde jenom přitom o všudypřítomný mráz, ale dramatické změny teplot během jednoho dne nebo během jednoho roku, dlouhá období bez slunečního svitu v zimě a naopak dlouhá období s intenzivním ultrafialovým zářením během léta, stejně jako sezónní nedostatek tekoucí vody a živin. Tak nehostinné prostředí je dost stresující i pro mikroorganismy. Rozsivky ale podle všeho zvládají život v polárních oblastech obstojným způsobem. Mimo oceán náležejí k nejpočetnějším zástupcům ze všech skupin řas v této části světa, kde osídlují rozmanití prostředí. Jak se zdá, rozsivky jsou na polární oblasti dobře adaptované.

Josef Elster z Centra polární ekologie Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Botanického ústavu AV ČR v Třeboni se svými kolegy prostudoval toleranci rozsivek ke zmrazování. V rámci experimentu ověřili toleranci 17 polárních kmenů rozsivek a 9 kmenů rozsivek mírného pásu, jak sladkovodních, tak i terestrických. Většina z testovaných kmenů byla nově izolována na lokalitách v Antarktidě (ostrov Jamese Rosse a ostrov Vega), na Západním Špicberku v Arktidě, a v Evropě. Kultury těchto rozsivek byly vystaveny různým teplotám zmrazování (−4, −20, −40 a −180 °C), různé rychlosti zmrazování a rozmrazování (pomalé vs. rychlé) a různé délce zmrznutí (1 hodina nebo 12 hodin).

 Některé z kmenů rozsivek zařazených do studie. Kredit: Hejduková et al. (2019).

Experimenty ukázaly, že teploty zmrazování mají podstatný vliv na přežívání jednotlivých kmenů rozsivek. Zmrazování při teplotě – 4 °C přežily všechny kmeny rozsivek. Teplotu – 20 °C přežila většina kmenů, teplotu – 40 °C přežilo pět kmenů, a čtyři z nich, všechny ze skupiny rozsivky Pinnularia borealis, přežily zmrazení kapalným dusíkem při teplotě – 180 °C. Zásadní vliv na přežívání měla i rychlost zmrazování a roztávání. Rozsivky velmi špatně přežívají rychlé zmrazování a pomalé roztávání a naopak velmi dobře zvládají pozvolné zmrazování a rychlé roztávání. Pro autory studie bylo překvapením, že po zmrazení rostly v podstatě stejně dobře polární kmeny rozsivek i kmeny rozsivek z mírného pásu.

Hejduková, E., Pinseel, E., Vanormelingen, P., Nedbalová, L., Elster, J., Vyverman, W., Sabbe, K. 2019. Tolerance of pennate diatoms (Bacillariophyceae) to experimental freezing: comparison of polar and temperate strains. Phycologia 58: 382–392.

Kontakt: doc. Ing. Josef Elster CSc. (jelster at butbn.cas.cz)

Obrázek: Některé z kmenů rozsivek zařazených do studie. Kredit: Hejduková et al. (2019).

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Jak sestavit Červený seznam mikroskopických řas České republiky?

K ochraně přírody významně přispívají Červené seznamy ohrožených druhů. Jejich cílem je informovat o ohrožených druzích, upozorňovat na ohrožení biodiverzity a ovlivňovat klíčová rozhodnutí, která se dotýkají ochrany přírody. Globální Červený seznam vydává každé dva roky Mezinárodní svaz ochrany přírody (IUCN) a odborníci v jednotlivých zemích zpracovávají regionální Červené seznamy. V současné době se běžně objevují Červené seznamy rostlin nebo živočichů, jejichž biodiverzita i praktická ochrana je v řadě případů již obstojně známá. Pro mikroorganismy to ale neplatí, navzdory jejich často klíčovému postavení v ekosystémech a velkému významu pro bioindikaci. Týká se to i mikrořas, jejichž praktická ochrana je komplikovaná a naráží na řadu obtíží.

V úsilí o ochranu mikrořas by teď měl sehrát významnou roli jejich nový Červený seznam, který připravuje Josef Juráň z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Botanického ústavu AV ČR v Třeboni s Janem Kaštovským z Přírodovědecké fakulty JU. Tento seznam by se měl stát praktickým manuálem pro ochranu prostředí těchto mikroorganismů. Autoři vycházejí z toho, že mikroorganismy obvykle nejsou ani tak vzácné druhy, jako spíše málo známé druhy. Červený seznam mikrořas by měl tuto skutečnost zohledňovat.

 Přehled faktorů, které ohrožují biotopy řas. Kredit: Juráň & Kaštovský 2019.

Badatelé navrhli podobu Červeného seznamu mikrořas s tím, že jako modelovou skupinu zpracovali krásnoočka (Euglenophyta). Jejich návrh zahrnuje taxonomii a ekologii druhů Červeného seznamu a jejich vztah k ohroženým biotopům. Zárodek Červeného seznamu mikrořas, společně s použitými metodami zpracování dostupných dat, by se měl stát výchozím bodem pro zhodnocení biodiverzity mikrořas v České republice, a také pro získání poznatků, které by se uplatnily v praktické ochraně prostředí mikrořas.

Juráň, J., Kaštovský, J. 2019. The procedure of compiling the Red List of microscopic algae of the Czech Republic. Biodiversity and Conservation 28: 2499–2529.

Kontakt: Mgr. Josef Juráň, Ph.D. (juran.josef at seznam.cz)

Obrázek: Přehled faktorů, které ohrožují biotopy řas. Kredit: Juráň & Kaštovský 2019.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Archiv článků