Výzkumné skupiny

Algologie:

• Molekulární diverzita, ekologie a biogeografie sinic a řas polárních oblastí
• Funkční vlastnosti sinic a řas polárních oblastí
• Úloha sinic a řas v jednotlivých biotopech a vztahy mezi jednotlivými složkami ekosystémů
• Biotechnologické využití sinic a řas polárních oblastí

Výzkum algologické skupiny začíná popisem druhové diverzity sinic a řas, které jsou studovány ve všech typech terestrických biotopů. V daných biotopech pak probíhá měření základních faktorů prostředí (fyzikálně-chemické parametry půdy a vody, denní průběhy teplot, záření, průhlednosti, pH, koncentrace kyslíku, konduktivita, atd.).

Pro taxonomické určení jednotlivých druhů řas a sinic se kombinuje klasické mikroskopické pozorování s daty získanými ze sekvencí DNA. Ekofyziologické vlastnosti polárních sinic a řas jsou zjišťovány pomocí terénních měření i laboratorních experimentů. Terénní experimenty na Svalbardu jsou zaměřeny například na sledování fotosyntetické aktivity, fixace dusíku, studium tvorby dormantních stádií sinic a řas či na studium fotochemických procesů v různých typech biotopů. Laboratorní experimenty se zaměřují na určení ekofyziologických požadavků jednotlivých druhů a detailní studium jejich reakcí na různé ekologické faktory.

Od roku 2009 probíhají na Svalbardu na několika lokalitách experimenty s otevřenými skleníčky (Open Top Chambers, OTC), kde se sleduje vliv mírného oteplení a změny vlhkosti půdy na společenstva sinic a řas a na rychlost dekompozice vybraných biotopů. V důsledku zvyšování teplot v Arktidě dochází k rozvoji využívání přírodních zdrojů v polárních oblastech a rozvoji lidských sídel. Pro snížení důsledků lidské činnosti na polární ekosystémy (např. eutrofizace vod) a zvýšení efektivity využívání místních zdrojů (př. chov ryb) bude třeba vyvinout řadu nových technologií, z nichž některé budou založeny na využívání původních mikroorganismů.  Algologická skupina již provedla první testy pro výběr biotechnologicky zajímavých kmenů a otestovala možnost kultivace v nízkých teplotách.

Algologická skupina spolupracuje s celou řadou pracovišť, například s ústavy Biologického centra Akademie věd ČR, Karlovou univerzitou či s Kolínskou univerzitou v Německu.

Složení skupiny: Josef Elster, Jana Kvíderová, Eva Hejduková, Oleksandr Bren, Anastasiia Kolomiiets

Naše skupina se zabývá cykly uhlíku, dusíku ve spojitosti se složením a fungováním mikrobiálních společenstev a jejich vztahy s dalšími organismy v ekosystémech jako je tundra, tajga, pevninské ledovce, jezera.

Hlavním cílem naší skupiny je:

• zlepšit odhady organického uhlíku a dusíku v kryosolích (půdy ovlivněné permafrostem) se zaměřením na euroasijskou Arktidu
• pochopit zranitelnost těchto zásob uhlíku v budoucím klimatu
• vylepšit stávající modely, aby bylo možné lépe předpovídat reakce permafrostu na budoucí klimatické podmínky
• popis fungování mikrobiálních společenstev v extrémních arktických podmínkách

Zajímá nás především, jak se působením přirozených vlivů (tání permafrostu) mění fungování těchto ekosystémů, tedy rychlosti přeměn uhlíku a živin a jejich ztráty z ekosystému, druhová a funkční diverzita půdního mikrobiálního společenstva a vztahy mezi půdou a vegetací.

Zaměřujeme se především na popis mikroorganismů jak z hlediska jejich diverzity tak i funkce. Mikrobiální společenstva zahrnují všechny tři domény života (bakterie, archae a eukaryota). Z toho vyplývá, že studium takto komplexního systému je velmi složité a představuje pro vědce nemalou výzvu. V posledních deseti letech se v půdní mikrobiologii stále více uplatňují nové genetické a molekulárně biologické techniky (PCR, sekvenování, atd.). Právě ty nám umožňují lépe popsat procesy a mikroorganismy za ně zodpovědné v složitém půdním prostředí. Umožňují studovat vzájemné komplexní interakce mezi organismy. Na tyto nové metody se zaměřuje naše laboratoř molekulární biologie.

Znalost chemického a mikrobiologického složení organické hmoty a procesů, jak je uhlík stabilizován, je nezbytná k předpovědi rozsahu a časového měřítka, v němž bude SOC remobilizován z rozmrzajícího permafrostu při změně klimatu.

Dlouhodobě spolupracujeme s ústavy Biologického centra Akademie věd ČR, a se zahraničními univerzitami v Helsinkách, Hannoveru, Vídni a v Uppsale. Tato spolupráce otevírá našim studentům možnost vycestovat na zahraniční stáž na některou ze spřátelených univerzit.

Složení skupiny: Jiří Bárta, Muhammad Waqas, Marria Dimova, Monika Strejčková, Simona Zelenková, Sára Turková, Annika Schmidinger, Laura Nosková, Jonas Pröger, Marie Šabacká

Parazitologie a infekční biologie

• Studium životních cyklů motolic čeledi Opecoelidae z plžů Buccinium spp.a čeledi Gymnophalidae z mlžů Mya truncata a Hiatella arctica.

• Studium životních cyklů dalších helmintů ryb a mořských bezobratlých živočichů.

• Vyšetřování tkání a orgánů vybraných bezobratlých i obratlovčích hostitelů s cílem histologických studií parazitů ze skupin Apicomplexa, Myxozoa, Microsporidia, Ciliata a izolace amfizoických améb.

• Mapování biodiverzity litorálních biocenóz

• Střevní paraziti suchozemských savců a ptáků.
  Vyšetření trusu pomocí klasických koprologickýchi metod a molekulárních analýz. Zvláštní pozornost je věnována parazitům polárních lišek (Vulpes lagopus) a ledních medvědů (Ursus maritimus), jakož i parazitům introdukovaných savců (hraboši Microtus levis a psi).

• Pátrání po arbovirech a viru ptačí chřipky
  Komáři Aedes nigripes (larvy a dospělé samice) a klíšťata Ixodes uriae jsou pomocí molekulárních metod vyšetřována na přítomnost arbovirů. Orofaryngeální a kloakální výtěry jakož i trus vybraných ptačích druhů jsou testovány na přítomnost virů chřipky. Protilátky proti viru ptačí chřipky byly nalezeny v sérech racků tříprstých (Rissa tridactyla).

Složení skupiny: Oleg Ditrich

Ornitologie

Ornitologická skupina má široké pole působnosti. Jejich výzkum se zaměřuje mimo jiné na:

• Evoluční ekologii
• Dopady a adaptace na změnu klimatu a lidskou činnost,
• Populační dynamiku a demografii,
• Predaci, interakci predátor-kořist,
• Migraci, behaviorální ekologii,
• Role pohlaví, páření a rodičovství,
• Významné ptačí oblasti a ochranu přírody.

Při našem výzkumu kombinujeme data ze tří různých zdrojů - data přímo získaná naším týmem v terénu s využitím detailní metodologie a experimentálních návrhů; data shromážděná podle jednotných postupů, stejných pro více než 40 spolupracujících týmů po celém světě a data získaná z publikací a online zdrojů.

Nejprve identifikujeme klíčové klimatické změny, lidský tlak a další faktory ovlivňující míru přežití, stejně tak i globální populační trendy volně žijicích zvířat s využitím nejnovějších demografických modelů. Dále zkoumáme prostorové a časové změny v životní historii, populační dynamice a sociálním chování. To nám umožňuje sledovat historické vzorce a nedávné dopady změny klimatu a lidského tlaku na volně žijící zvířata v rychle se měnícím světě. Také klademe důraz na ochranářské důsledky našeho výzkumu - naše vědecké výstupy jsou šířeny mezi ochránce přírody, zákonodárce a širokou veřejnost v různých zemích, abychom propagovali nové specifické postupy ochrany přírody, zmírňující dopad nedávných změn životního prostředí.

Složení skupiny: Vojtěch Kubelka, Guillaume Dillenseger, Kateřina Kubelková, Miguel Angelo Silva Monteiro a Andreas Rimoldi

Odkazy:

ÉLVONAL Shorebird Science