Vědcům z českých a japonských institucí se za podpory GA ČR podařilo najít způsob, jak zlepšit termoelektrické vlastnosti tenkých vrstev nitridu skandia (ScN), nanesených na substráty oxidu hořečnatého (MgO). Tento materiál dokáže přeměňovat teplo na elektřinu a a jeho vlastnosti jsou klíčové zejména při vysokých provozních teplotách. Základem jsou tzv. zdvojené (dvojčatové) domény (z angl. twin domain), speciální struktury vznikající při přípravě materiálu. Díky nim mají vrstvy ScN při vysokých teplotách až dvaapůlkrát vyšší účinnost než dosud známé téměř bezchybné varianty.
Vrstvy nitridu skandia byly připraveny nanášením na substráty z oxidu hořečnatého, a to pomocí reaktivního magnetronového naprašování. „Vzniklé mikrovrstvy kolegové detailně analyzovali pomocí různých laboratorních metod (rentgenové difrakce, mikroskopie, spektroskopie) a výsledky jsme porovnali s výpočty na superpočítačích IT4Innovations,“ vysvětluje Dominik Legut z IT4Innovations. Ukázalo se, že výsledky jsou ovlivněny uspořádáním atomů v krystalové mřížce. Přirovnat si to můžeme k pokládání parket: pokud všechny parkety směřují jedním směrem, jde o „perfektní“ vrstvu. Jakmile ale část parket otočíme zrcadlově, vzniká zdvojená doména – a právě ta je pro materiál přínosná.
„Výsledky ukázaly, že vrstvy se zdvojenými doménami mají při vysokých teplotách výrazně lepší termoelektrické vlastnosti než téměř bezchybné homogenní vrstvy. Konkrétně dosahují o 30 % vyššího Seebeckova koeficientu a vykazují nižší tepelnou vodivost. To z nich dělá slibný materiál pro termoelektrické využití,“ shrnuje Urszula Wdowik z IT4Innovations.
Na výzkumu spolupracovali odborníci z Akademie věd ČR, IT4Innovations při VŠB-TUO, Západočeské univerzity, Univerzity Karlovy a ze dvou japonských institucí – National Institute of Materials Science a University of Tsukuba. Výpočty a simulace, které byly nezbytné pro pochopení chování materiálu, probíhaly na superpočítačích IT4Innovations.
Studie byla publikována v časopise Applied Surface Science Advances a podpořena Grantovou agenturou ČR (projekt 23-07228S).
Astronomové z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy s kolegy z Univerzity Aix-Marseille za podpory GA ČR zjistili, odkud pochází nejprimitivnější materiál ve sluneční soustavě. Podle jejich studie, kterou publikoval časopis Nature Astronomy, pocházejí obě hlavní skupiny uhlíkatých meteoritů – označované jako CM a CI – z uhlíkatých planetek, jež byly do vnitřní části sluneční soustavy transportovány z oblasti za Saturnem, Uranem a Neptunem, a to v rozdílných časech tři až čtyři, resp. čtyři až pět milionů let po vzniku Slunce.
Primitivní meteority se obvykle vyznačují přítomností chondrulí – malých kulových krystalických částí, které vznikly při rychlém ochlazování. Zatímco meteority typu CM jsou bohaté na chondrule, meteority typu CI žádné takové části nemívají. To zřejmě znamená, že tyto materiály musely vzniknout v rozdílných oblastech. Jejich měřené stáří je 4,56 miliard let a do dneška se uchovaly v podobě rozměrných, zhruba 100km planetek.
Astronomové si povšimli, že planetky typu CM a CI, které jsou dnes pozorovány v pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem, obíhají v rozdílných vzdálenostech od Slunce. Toto však není jejich původní vzdálenost, kde vznikly. Je známo, že uhlíkatý materiál se tvořil za Jupiterem a do pásu planetek byl implantován. Autoři studie proto provedli numerické simulace tohoto procesu, aby určili, ze kterých vzdáleností planetky původně pocházejí.
„Implantace je komplexní proces a při jeho zkoumání je nutné zohlednit nejen planety a jejich růst a migraci, ale také plynné prostředí rané sluneční soustavy,“ vysvětluje hlavní autorka studie dr. Sarah Andersonová z astrofyzikální laboratoře na Univerzitě Aix-Marseille. „Tento plyn, který nazýváme sluneční mlhovinou, způsobuje aerodynamický odpor, tření, a zpomaluje planetesimály rozptýlené z vnější části slunečních soustavy, což pomáhá jejich zachycování na stabilních orbitách ve vnitřní části.“
Klíčovým objevem bylo zjištění, že vzdálenosti implantovaných planetesimál „zrcadlí“ stav mlhoviny v okamžiku jejich příletu. Když byla hustota plynu velká, například na třech astronomických jednotkách, většina planetesimál byla zachycena právě v této vzdálenosti. To znamená, že odlišné vzdálenosti planetek CM a CI odpovídají rozdílným časům, tedy rozdílné fázi vývoje mlhoviny. Planetky typu CM přiletěly dříve, během formování planety Saturn, když byla mlhovina ještě hustá. Planetky typu CI přiletěly později, až po formování Uranu a Neptunu, když se mlhovina rozplývala.
Simulace ukazují ještě jeden důležitý proces, a to přenos vody z vnějších částí sluneční soustavy do terestrické zóny, tzn. do vzdálenosti okolo jedné astronomické jednotky. „Planetky obou typů mají totiž vysoký relativní obsah vody, jde až o desítky procent. Protože mlhovina existovala i v okolí formující se Země, naše simulace naznačují, že voda na Zemi pochází z uhlíkatých planetek typu CM,“ říká spoluautor studie doc. Miroslav Brož z Astronomického ústavu UK.
Zemský oceán představuje jen zhruba 0.02 % celkové hmotnosti Země, což znamená, že Země vznikala ze suchého materiálu. Protože implantace uhlíkatých planetek typu CM v terestrické zóně má podstatně vyšší účinnost než jiné zdroje, jeví se v současnosti tyto objekty jako nejpravděpodobnější zdroj pozemské vody. Původ vody je přitom klíčové multidisciplinární téma, neboť určuje podmínky, za jakých se na Zemi zrodil život.
Může zkušenost s kolonialismem ještě po staletích ovlivňovat podobu urbanismu a funkčnost měst? Tím se v letech 2020–2023 zabývala archeoložka Monika Baumanová z Katedry blízkovýchodních studií Západočeské univerzity v Plzni v rámci svého juniorského projektu podpořeného GA ČR. Její výzkum propojil archeologii, antropologii a sociální geografii a přinesl 3D modely historických lokalit.
Kolonialismus je v posledních letech jednou z nejvíce probíraných kapitol světové historie. Je to také argument, který se někdy až zkratkovitě používá pro vysvětlení nebo ospravedlnění řady kulturních a společenských jevů, jež pozorujeme v dnešním světě. Dosud chybí podrobnější analýzy a srovnávací přístupy, které by umožnily porozumět situaci v různých regionech a posoudit, jaké byly skutečně hmatatelné a dlouhodobé vlivy kolonialismu.
Obecně se také zapomíná, že kolonialismus není jen otázka novověké expanze evropských mocností na jiné kontinenty, ale že je nezbytné studovat například i historii kolonialismu islámského světa v Africe a Evropě. Ve svém projektu proto Monika Baumanová a její spolupracovníci zkoumali několik typů kolonialismu, včetně toho moderního evropského ve východní Africe a Střední Americe, a také kolonialismus muslimských států na Pyrenejském poloostrově ve středověku a na pobřeží východní Afriky v novověku. Všechny tyto oblasti mají dlouhou tradici městského osídlení a staveb sahající několik staletí před sledované koloniální období.
Zastoupení budov spojených s křesťanstvím (kříž) nebo islámem (půlměsíc) ve veřejném prostoru v tranzitivním období 15.–17. století, které charakterizuje konec islámského kolonialismu na území Pyrenejského poloostrova.
Veřejná místa jsou oknem do historie
Výzkumnice se zaměřila především na data o nemovité materiální kultuře měst, konkrétně na to, jak epizody kolonialismu ovlivnily veřejný prostor. Ten analyzovala na základě distribuce, struktury a podoby veřejných staveb a prostranství. Veřejný prostor a stavby jsou pro každou společnost důležité nejen proto, že jakákoli změna zpravidla trvá několik generací, ale také protože je třeba postavit nebo přestavět více budov nebo ulic, aby se charakter určité části města skutečně změnil. Klíčovou disciplínou využívanou při výzkumu byla archeologie, ale mezioborový projekt měl také přesah do antropologie a sociální geografie, a to zejména svou reflexí současné podoby historických měst.
V průběhu výzkumu se vědkyni a jejímu týmu podařilo získat cenná data a zdokumentovat dochované kulturní dědictví na pobřeží Indického oceánu. Pro některé archeologické lokality poprvé vznikly 3D modely dochované předkoloniální architektury. Na základě rešerše stávajících i sběru nových archeologických dat v kontextu historických dat z archivů a etnografických pramenů se podařilo zjistit, jak rozdílný měl kolonialismus vliv v jednotlivých sledovaných oblastech. Například ve východní Africe je evropský development dnes patrný zejména v nově založených městech bez předkoloniální historie. Koloniální vliv Ománského sultanátu v této oblasti relativně málo ovlivnil strukturu veřejného prostoru, která je i v dnešních městech srovnatelná s předkoloniálním urbanismem, ale byl naopak zásadní pro transformaci rezidenční architektury.
Kolonialismus byl také v některých oblastech spojený s příchodem jiné náboženské víry. V rámci projektu se podařilo zmapovat, jakým způsobem soupeřilo křesťanství s islámem o veřejný prostor v období 15.–17. století, tedy po zániku Granadského emirátu a nástupu křesťanské moci v této části dnešního Španělska.
Mezinárodní úsilí přináší výsledky
Projekt měl silně mezinárodní charakter a podíleli se na něm výzkumníci nejen z České republiky, ale i z řady dalších zemí včetně Velké Británie, Jihoafrické republiky, Itálie nebo Keni. V průběhu projektu byla navázána intenzivnější spolupráce mezi několika českými a africkými institucemi.
Hlavní řešitelka projektu Monika Baumanová je archeoložka zabývající se zejména středověkou a předkoloniální Afrikou a oblastí kolem Středozemního moře, archeologií staveb a urbanismu. K východní Africe ji přivedla studia na University College London a předchozí výzkumné projekty, na kterých pracovala jako postdoktorandka na univerzitách ve Švýcarsku, Švédsku a Německu. Díky výstupům vzniklým během řešení tohoto GA ČR projektu se Baumanové již nyní podařilo navázat dalším projektem financovaným programem Britského muzea v Londýně, který se dále zaměří na proměny stavebních technik od předkoloniálního období do současnosti.
3D model staveb v centru města na pobřeží Keni, jehož mapování proběhlo v rámci projektu ve spolupráci s geomatiky ze skupiny „Zamani“ z Univerzity v Kapském městě, JAR.
K analýze DNA byly využity mimo jiné i kosterní pozůstatky asi dva týdny starého novorozence z druhé poloviny 7. století. Foto: Martin Indruch
Mezinárodní tým vedený archeology z Masarykovy univerzity s podporou GA ČR odhalil pomocí DNA z kostí, jak slovanská migrace proměnila střední a východní Evropu. Nové studie, které vyšly v časopisech Nature a Genome Biology, vysvětlují genetickou i kulturní různorodost dnešních Evropanů.
Vědecké studie zveřejněné v časopisech Nature a Genome Biology spojují na základě genetiky staré Slovany s migrační vlnou, která zásadním způsobem změnila Evropu. K tomuto procesu docházelo v jednotlivých evropských regionech různými cestami. Detailní pohled na dosud málo zmapovanou dobu takzvaného stěhování národů nabízí výzkumy mezinárodního týmu badatelů, který vedli archeologové z Filozofické fakulty Masarykovy univerzity.
Rozšíření působnosti Slovanů patří k nejvýznamnějším, a přesto stále ne zcela pochopeným událostem evropských dějin. Od 6. století našeho letopočtu se ve východořímských i západoevropských pramenech objevují zprávy o slovanských skupinách, které osidlují rozsáhlá území – od Baltu po Balkán a od Labe až k Volze. Na rozdíl od lépe popsaných tažení Gótů, Langobardů či Hunů však „původ“ Slovanů zůstával dlouhou dobu opředen záhadami.
„Jedním z důvodů je, že první slovanské komunity po sobě zanechaly jen málo hmotných archeologických památek. Své mrtvé spalovali, stavěli pouze jednoduchá obydlí a vyráběli málo zdobenou keramiku. Nevznikalo nebo se nedochovalo písemnictví a záznamy přímo od Slovanů se tak objevují až po několika staletích od jejich údajného příchodu. Samotné označení ‚Slované‘ může být nejednoznačné, protože pochází z cizích pramenů, nikoli od nich samotných, a v pozdějších dobách bylo často zneužíváno pro ideologické účely. Otázky, odkud Slované přišli a jak dokázali zásadně proměnit kulturní a jazykovou mapu Evropy, tak zůstávaly bez odpovědi a byly předmětem řady diskusí,“ vysvětlila jedna z hlavních autorek obou nových studií Zuzana Hofmanová z Ústavu archeologie a muzeologie a Max Planck Institutu v Lipsku.
Historici dlouhá desetiletí diskutovali o tom, zda se slovanská kultura a jazyk šířily díky masové migraci, postupné „slovanizaci“ místních obyvatel, nebo kombinací obou procesů. Dlouho však chyběly přesvědčivé důkazy.
Renáta Přichystalová, Denisa Zlámalová a Zuzana Hofmanová z Ústavu archeologie a muzeologie představily své výzkumy u příležitosti dnešního vydání odborných studií v časopisech Nature a Genome Biology. Foto: Martin Indruch
Nová kapitola evropských dějin
Mezinárodní tým vědců z Německa, Rakouska, Polska a Chorvatska s rozhodujícím zastoupením vědců z Masarykovy univerzity nyní přichází s první komplexní kontinentální studií starobylé DNA z kostí středověkých slovanských populací. Kosti pocházejí z nalezišť ve východním Německu, Polsku, na Ukrajině, ze severního Balkánu i z jižní Moravy. Analyzovat DNA z těchto kostí umožnily nové vědecké metody, které ještě před několika lety nebyly k dispozici. Genetické analýzy více než 550 lidských ostatků z prvního milénia našeho letopočtu potvrdily rozsáhlý dopad migračních pohybů, regionální rozmanitost a nové poznatky o organizaci raně středověkých komunit. Genetická analýza prokázala, že od 6. století dochází k migracím této východoevropské populace napříč střední a východní Evropou, což zásadně změnilo genetické složení regionů včetně dnešního území našeho státu. Nešlo však o dobyvačný model. Místo armád a elitních struktur budovali migranti nové společnosti založené na rozšířených rodinách a flexibilních komunitách.
Nové studie, z nichž jednu vydal časopis Nature, nepřináší jen odpověď na otázku, jak vznikla jedna z největších jazykových skupin světa. Nabízí také nový pohled na to, proč byli Slované tak úspěšní. Bylo to zřejmě díky tomu, že neměnili jen elity, ale celé komunity. „Slované možná uspěli právě z toho důvodu, že se vyhýbali rigidním strukturám římského světa. Jejich jednoduchý životní styl a sociální pružnost jim umožnily prosperovat v dobách nestability. Nová genetická data potvrzují tento obraz: stejný původ, různé míry mísení s místními skupinami. Na severu se původní obyvatelstvo vytrácí, na jihu se spíše mísí. Tato mozaika vysvětluje genetickou i kulturní různorodost dnešní Evropy,“ upřesnil vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie Jiří Macháček, který je garantem více než čtyřletého projektu RES-HUM (Připraveni na budoucnost: Porozumění dlouhodobé odolnosti lidské kultury), jenž má podíl na financování studií.
Slovanská expanze je podle vědců možná poslední velkou demografickou událostí, která trvale a zásadně změnila genetickou i jazykovou mapu Evropy. „Díky těmto novým výsledkům můžeme nahlédnout za hranice písemných pramenů a rekonstruovat skutečný rozsah slovanské migrace – jedné z nejvlivnějších, a přitom nejméně doceněných kapitol evropské minulosti,“ doplnila Hofmanová.
Model zemnice, též známé jako zemljanka, prezentuje typické obydlí Slovanů, které se stavělo především z důvodu tepelné úspory. Dalším charakteristickým znakem Slovanů je málo zdobená keramika. K vidění byly i kosterní pozůstatky z druhé poloviny 7. století. Foto: Martin Indruch
Potvrzení archeologických a lingvistických hypotéz
Genetické stopy ukazují na původ Slovanů v oblasti mezi jižním Běloruskem a střední Ukrajinou, což odpovídá dlouho předpokládaným lingvistickým i archeologickým hypotézám. Ačkoliv přímé důkazy z raných slovanských jádrových oblastí jsou stále vzácné, tato genetická data přinášejí první konkrétní vodítka – nejpravděpodobnější je původ mezi Dněstrem a Donem.
Od 6. století nastaly rozsáhlé migrace této východoevropské populace napříč střední a východní Evropou, což zásadně změnilo genetické složení regionů jako východní Německo a Polsko. V různých regionech však průběh změn vypadal odlišně. Ve východním Německu vznikají rozsáhlé rodové linie, které kontrastují s malými rodinami dřívějšího období. Naproti tomu v Chorvatsku migranti více splývají s původními obyvateli a společenská struktura se mění jen mírně. Tato regionální pestrost ukazuje, že šíření Slovanů nebylo jednotným procesem, ale mozaikou, jak se přizpůsobovali místním podmínkám.
„Slovanská expanze nebyla jedním homogenním pohybem, ale souborem různých migračních příběhů – a neexistovala jediná ‚slovanská identita‘. V genetických datech také není žádný důkaz o majoritní migraci jednoho pohlaví: migrovaly celé rodiny, muži i ženy, a společně utvářeli nové společnosti. Budoucí výzkum ukáže, jak se takové jednotlivé komunity dále přizpůsobovaly, integrovaly nebo zcela proměnily v důsledku migrace i vlastního vývoje,“ vysvětlila Hofmanová.
Hlavní body nové analýzy
Dramatická změna populace: Analýza genomových dat více než 550 starobylých jedinců ukazuje, že v 6. – 8. století došlo ve východním Německu, Polsku, na Ukrajině a na severním Balkáně k výrazné změně genetické struktury – genom výsledné populace pochází z více než 80 procent z východu Evropy.
Podpora z paralelně vzniklé studie: Nezávislá studie 18 celých genomů z našeho území, konkrétně z jižní Moravy, tyto výsledky potvrzuje. K dramatické demografické změně populace spojované s příchodem Slovanů došlo i na území pozdější tak zvané Velké Moravy.
Regionální rozdíly: Zatímco výměna populace byla na severu, například ve střední Evropě, téměř úplná, jižněji, například na Balkánu došlo spíše ke smíšení příchozích z východu s místními komunitami. Tyto genetické rozdíly přetrvávají v populacích těchto oblastí dodnes.
Integrace, ne dobytí: Genetické důkazy nenaznačují žádné výrazné zkreslení ve směru jednoho pohlaví – migrovaly celé rodiny a komunity, nikoliv jen mužští bojovníci.
Flexibilní společenské uspořádání: Do východního Německa přinesli migranti nové formy společenské organizace založené na rozsáhlých patrilineárních rodových strukturách, což je v ostrém kontrastu oproti typicky malým rodinám, které se geneticky prokázaly v předcházejícím období stěhování národů. Naopak v Chorvatsku si komunity migrantů častěji uchovávaly své původní společenské struktury.
Analýzy DNA zahrnovaly i dítě pohřbené v raně slovanském kontextu, typicky spojovaném jen s kremací. Tento kosterní nález se regionálně a časově váže ke kultuře s keramikou pražského typu. Foto: Martin Košťál, Laboratoř pokročilé dokumentace
Regionální zaměření – Morava
Samostatná studie publikovaná v časopise Genome Biology ukázala populační změnu i na jižní Moravě. „Byla geneticky jasně doložena demografická změna v souvislosti s přechodem k slovanské materiální kultuře, která má původ na dnešní Ukrajině,” řekla Denisa Zlámalová z Masarykovy univerzity, jedna z autorek studie. „Analýzy DNA zahrnovaly i dítě pohřbené v raně slovanském kontextu, typicky spojovaném jen s kremací,“ doplnil archeolog Jiří Macháček. Tento nález se regionálně a časově váže ke kultuře s keramikou pražského typu. Stejný genetický signál se objevuje u jedinců z 9.–10. století, tedy i v době Moravského knížectví známého díky svatému Cyrilu a Metodějovi a vzniku staroslověnštiny a hlaholice během jejich příchodu a šíření křesťanství na Moravě.
Výzkum podpořily a financovaly nadace Swiss National Science Foundation, Grantová agentura ČR (projekt FORMOR), European Research Council (ERC Synergy Grant HistoGenes) a projekt OP-JAK RES-HUM.
Alzheimerova choroba je vážnou výzvou pro moderní medicínu, a to především kvůli omezeným možnostem její včasné diagnostiky. Výzkumný tým pod vedením Milana Němého pracuje na nové metodě zobrazování cholinergního systému mozku pomocí magnetické rezonance, která umožní přesnější a rychlejší rozpoznání prvních příznaků nemoci.
Proč je cholinergní systém důležitý?
Cholinergní systém tvoří propojení mezi určitými oblastmi mozku, které se podílejí například na paměti, pozornosti nebo učení. „Pokud tato propojení nefungují správně, může to signalizovat rozvoj neurodegenerativních onemocnění, například Alzheimerovy choroby, a to ještě předtím, než se projeví poruchy kognitivních schopností,“ vysvětluje řešitel projektu.
V současnosti neexistuje jednoduchý způsob, jak stav těchto spojení přímo a objektivně změřit. Lékaři spoléhají hlavně na kognitivní testy zaměřené na paměť nebo pozornost pacienta, které jsou ale často schopny odhalit problém až v pokročilejší fázi onemocnění.
Pochopení Alzheimerovy choroby i včasná diagnostika
Výzkumný tým si proto ve svém ambiciózním projektu vytyčil dva hlavní cíle. Prvním je hlubší pochopení samotné Alzheimerovy choroby. Snaží se zjistit, které oblasti mozku jsou postiženy jako první a jak se poškození postupně šíří. Druhým, praktickým cílem je vytvořit metodu, kterou by lékaři mohli využívat při diagnostice.
„Pokud by existovala možnost podívat se na jednotlivá spojení v cholinergním systému a zjistit, zda jsou zdravá, anebo poškozená, případně do jaké míry, umožnilo by to včas diagnostikovat nemoc a lépe kontrolovat léčbu. V našem výzkumu proto hledáme způsoby, jak tato spojení zobrazit pomocí magnetické rezonance a jak vyhodnotit, v jakém jsou stavu,“ představuje očekávaný přínos projektu pro pacienty Milan Němý.
Vyvinutá metoda poskytne nové biomarkery odrážející stav mozku, které lékařům v klinické praxi umožní přesnější a objektivnější odlišení běžného stárnutí od raných příznaků Alzheimerovy choroby. Zároveň by s jejich pomocí bylo možné sledovat efektivitu léčby.
Interdisciplinární tým a mezinárodní spolupráce
Tým Milana Němého se skládá z odborníků z technických i lékařských oblastí a přináší tak na celou problematiku interdisciplinární pohled. Na projektu s vědci z Česka spolupracují také odborníci z několika evropských zemí, například ze Švédska, Německa nebo Španělska. „Díky těmto partnerstvím máme přístup k unikátním pacientským datům a můžeme porovnávat výsledky napříč různými populacemi. Spolupráce nám také umožňují využívat nejmodernější technologie,“ vyjmenovává řešitel klady mezinárodních spoluprací.
Ing. Milan Němý, Ph.D. (foto: Roman Sejkot)
Milan Němý působí v Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT (CIIRC), kde díky grantu JUNIOR STAR vybudoval tým sdružující odborníky z medicíny i technických věd. Svůj výzkumný směr si utvářel během pobytů na špičkových zahraničních institucích, kde získal cenné zkušenosti a podněty. Díky nim začal propojovat lékařskou a technickou sféru s cílem vyvíjet konkrétní metody využitelné v klinické praxi. Kromě výzkumu na CIIRC se také aktivně věnuje přednášení.
Pulzní elektromagnetická pole jsou v přírodě běžným jevem – příkladem může být blesk. V extrémní podobě je vytváří například výbuch jaderné bomby, což je scénář, který si nikdo nepřeje zažít. Lepší už je, pokud elektromagnetický impulz dokáže najít nádor, aby se dal včas léčit. Výzkumem pulzních elektromagnetických polí se zabývá Martin Štumpf z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně. V loňském roce byl za něj nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
Martin Štumpf s nadsázkou říká, že k jeho výzkumu vlastně stačí tužka a papír. I když pro provedení výpočtů pomocí vytvořených komplexních matematických modelů a pro usnadnění zápisu myšlenek potřebuje také počítač. Podstatné je, že řeší rovnice, které popisují chování pulzního elektromagnetického pole, a to především při interakcích s tenkovrstvými strukturami. Tyto postupy nacházejí uplatnění v polovodičovém nebo biomedicínském průmyslu.
„Přenést velmi rychlé digitální signály pomocí standardního metalického vodiče není možné. Proto se signály často přenáší bezdrátově i na čipu. Popis přenosu elektromagnetického pulzu mezi malými anténami v nehomogenním prostředí je proto nezbytný, pokud chceme vysokorychlostní bezdrátové spoje efektivně navrhovat,“ vysvětluje Martin Štumpf.
Elektromagnetický pulz však může přijít také zvenčí. Může vzniknout třeba výbuchem jaderné bomby, ať už na zemi, nebo v atmosféře. Tato hrozba je ve zhoršené bezpečnostní situaci bohužel opět aktuální.
„Správci počítačových sítí se oprávněně obávají hackerských kybernetických útoků, takže se snaží svůj software co nejlíp zabezpečit proti napadení. Jenomže vysokoenergetický elektromagnetický pulz má potenciál poškodit nebo zničit veškerou kritickou počítačovou infrastrukturu na fyzické vrstvě. A to tak, že nevratně,“ upozorňuje Martin Štumpf.
Jeho matematické modely dokážou předpovědět následky elektromagnetických pulzů, což umožňuje navrhovat efektivní způsoby ochrany.
Ropa pod povrchem země a nádor v lidském těle
Nebezpečným přírodním elektromagnetickým pulzem může být blesk. Ten dokáže vyřadit z provozu vedení vysokého napětí a způsobit výpadek elektřiny v rozsáhlé oblasti. Štumpfovy matematické modely umějí velmi přesně předpovědět dopady blesků. I díky tomu umíme navrhnout spolehlivou přenosovou soustavu.
Další jeho výzkumy ukazují, jak lze elektromagnetické pulzy využít při nedestruktivním testování a geofyzikálním průzkumu. Z tvaru přeneseného elektromagnetického signálu mezi dvěma anténami položenými na zem je možné určit elektromagnetické parametry půdy nebo odhalit zakopanou minu, případně ložisko minerálů či ropy.
Nečekaným zkoumaným terénem může být i lidské tělo. Uměle vytvářené elektromagnetické pulzy, které jím procházejí, přinášejí informace například o tom, zda se uvnitř neskrývá nádor.
Martin Štumpf zdůrazňuje, že jeho vlastní práce patří především do oblasti základního výzkumu, protože zkoumá pulzní elektromagnetické pole a jeho interakci s okolním prostředím. Výsledky, jak to u základního výzkumu bývá, publikuje v odborných periodikách, kde jsou k dispozici dalším vědcům z celého světa, aby s nimi mohli dále pracovat.
„V České republice nemáme soukromé firmy, které by náš výzkum dokázaly využít. Někteří kolegové však spolupracují s distributory energie ve Švýcarsku,“ konstatuje Martin Štumpf. „V alpské zemi je větší výskyt bouřek, a tedy i blesků, takže je to akutnější problém než u nás. Tam se dají naše teoretické výzkumy uplatnit přímo v praxi.“
Inspirace: seizmické vlny po zemětřesení
Během doktorského studia na VUT v Brně pobýval Martin Štumpf také na Technické univerzitě v nizozemském Delftu. Bylo to v laboratoři u profesora Adrianuse de Hoopa, světově uznávaného odborníka na matematické modelování vlnových a difúzních polí. Známý je i proto, že vytvořil metodu pro analýzu seizmického vlnění například po zemětřesení.
Tuto metodu Martin Štumpf s kolegy upravil tak, aby našla zcela nové uplatnění ve výpočtech elektromagnetizmu. Je díky tomu vhodná pro časoprostorovou analýzu antén a dalších elektromagnetických struktur.
Za svůj výzkumný projekt nazvaný „Interakce pulzního elektromagnetického pole s tenkovrstevnými strukturami“ byl v roce 2024 nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.
doc. Ing. Martin Štumpf, Ph.D.
Vysokoškolské vzdělání získal na Vysokém učení technickém v Brně, kde v současnosti působí na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií. Po dokončení doktorského studia absolvoval postdoktorské působení na Katolické univerzitě v belgické Lovani. Na VUT v Brně je vedoucím Lerchovy laboratoře elektromagnetického výzkumu na Ústavu radioelektroniky.
Odborně se zaměřuje na modelování pulzních elektromagnetických, akustických a elastodynamických polí, a to především s ohledem na jejich využití v oblasti elektromagnetické kompatibility. V současné době se věnuje vývoji pokročilých matematických modelů pro analýzu časově proměnných elektromagnetických systémů.
Od roku 2017 působí jako docent v oboru teoretická elektrotechnika. Kromě toho je aktivní i na mezinárodní úrovni – jako hostující výzkumník spolupracuje s Technickou univerzitou ve švédském Luleå. V roce 2018 zastával pozici hostujícího profesora na Univerzitě v italské L’Aquile.
Mykorhizní houby žijící v přátelském vztahu s kořeny rostlin vytvářejí podzemní sítě, které zajišťují koloběh klíčových živin, ovlivňují rostlinnou rozmanitost a pomáhají regulovat globální zásoby uhlíku. Díky databázi GlobalFungi, vytvořené v Mikrobiologickém ústavu AV ČR, odborníci zmapovali celkovou diverzitu těchto nepostradatelných spolupracovníků (symbiontů) kořenů rostlin. Výsledky mezinárodního týmu prokázaly, že oblasti, ve kterých se vyskytuje nejvíce různých druhů, nejsou chráněny, a jsou tedy velmi zranitelné vůči lidskému vlivu. Studii vzniklou za podpory GA ČR publikoval časopis Nature.
Přestože jsou mykorhizní houby nezbytné pro život na Zemi, dosud se vědělo jen velmi málo o tom, kde a jak je biodiverzita těchto organismů rozložena napříč suchozemskými ekosystémy planety. V důsledku toho nebyla biodiverzita půdních hub dosud zohledněna v současných strategiích ochrany životního prostředí.
Ekosystémy udržuje spolupráce kořenů rostlin a hub
Výzkumný tým využil k odhadu biodiverzity mykorhizních hub databáze hub, která obsahuje více než 2,8 miliardy sekvencí hub z 25 000 lokalit po celém světě.
„Společně s kolegy jsme identifikovali klíčové oblasti s mimořádnou rozmanitostí mykorhizních hub, které mají zásadní vědecký i společenský význam,“ říká Petr Baldrian z Mikrobiologického ústavu AV ČR (MBÚ AV ČR), jeden z českých členů vědeckého konsorcia.
Mykorhizní houby dodávají stromům a rostlinám minerální živiny, které by pro ně jinak byly nedostupné, a tím zvyšují nejen produktivitu lesních a travinných ekosystémů, ale také zemědělskou výnosnost. Bez nich by na některých místech nebyla existence současných biomů vůbec možná.
„Diverzita je ve skutečnosti něco jako pojistka – čím více symbiotických houbových pomocníků v půdě žije, tím lépe si rostliny mohou vybrat partnera, který jim zajistí nejlepší přísun živin pro růst,“ říká Petr Baldrian. „Navíc biodiverzita zvyšuje pravděpodobnost, že se ekosystém po narušení, například požárem, dlouhodobým suchem nebo úhynem stromů způsobeným kůrovcem, opět vrátí k efektivnímu fungování.“
Důležité je také zmínit, že mykorhizní houby pomáhají ukládat uhlík do půdy, čímž přispívají k vyrovnávání rostoucích koncentrací oxidu uhličitého v atmosféře. Konkrétně rostliny předají každý rok mykorhizním houbám 3,6 miliardy tun uhlíku, což vede k tomu, že 75 % veškerého suchozemského uhlíku je uloženo pod zemí.
Pro ochranu biodiverzity prospěšných mikrobů se zatím dělá jen velmi málo
Porovnání chráněných území s oblastmi nejvyšší biodiverzity mykorhiz ukazuje, že méně než 10 % předpokládaných lokalit s vysokou druhovou bohatostí se v současnosti nachází v chráněných oblastech. Mykorhizní sítě, které propojují kořeny stromů s půdou prostřednictvím houbových hyf, vláknitých struktur, jež jsou základním stavebním prvkem hub, vytvářejí významnou, byť skrytou složku podzemních ekosystémů Země. Přes „neviditelnost“ by si zasloužily být jednou z hlavních priorit ochrany přírody, kterou je třeba zohlednit při vytváření konkrétních plánů obnovy a strategií péče o krajinu.
Nové poznatky o rozšíření mykorhiz by nebylo možné získat bez existence databáze GlobalFungi – největšího globálního katalogu mikroorganismů v půdě, který spravuje tým mikrobiálních ekologů z MBÚ AV ČR. Veřejně přístupná databáze, provozovaná výzkumnou infrastrukturou ELIXIR-CZ, je přínosem jak pro ekologický výzkum, tak pro praktické hospodaření v ekosystémech.
Popis úvodního obrázku: Většina druhů ektomykorhizních hub, které pomáhají zásobovat stromy minerálními živinami, se nachází v mírném pásmu severní polokoule (zeleně), nejunikátnější taxony se vyskytují ve vysokých zeměpisných šířkách (fialově). V některých oblastech východní Asie a západu USA se překrývají ohniska biodiverzity a unikátnosti (žlutě).
Co o klimatu prozradí letokruhy stromů? Vědecký tým vedený Janem Altmanem z Botanického ústavu AV ČR analyzuje letokruhy stromů ve východní Asii a na jejich základě rekonstruuje historii tropických cyklón. Za tento výzkum byl v loňském roce nominován na Cenu předsedy GA ČR.
Historii nejlépe vyprávějí ti, kdo ji sami zažili. Pokud jde o události staré stovky let, mohou se svědky stát stromy, v jejichž letokruzích se uchovávají stopy dávno minulých časů. Stačí je jen umět správně přečíst.
Dendrochronolog Jan Altman se ve svém výzkumu zaměřuje na analýzu letokruhů stromů z východní Asie a zjišťuje frekvenci historických tropických cyklón (zde jsou nazývány tajfuny). Ekonomické škody, které cyklóny každoročně způsobují, se v této oblasti pohybují v řádu bilionů dolarů a s postupující klimatickou změnou jejich výše dále roste. Příčinou škod není jen silný vítr, který cyklóny přinášejí, ale také přívalové deště vedoucí k rozsáhlým záplavám.
„Překvapuje mě, že se tomuto tématu věnuje jen hrstka místních vědců. Přitom právě jejich lesy jsou tropickými cyklónami výrazně ovlivňovány a nedostatek znalostí v této oblasti je opravdu značný,“ říká výzkumník. Tropické cyklóny rovněž ovlivňují další části světa, především Střední a Severní Ameriku (zde se jim říká hurikány) a vlivem klimatické změny se stále častěji vyskytují také při pobřeží Atlantského oceánu v západní Evropě. V současnosti existují především studie zaměřené na jednorázové dopady těchto jevů, ale dlouhodobé souvislosti, které lze odhalit například prostřednictvím dendrochronologických dat, jsou stále málo prozkoumané.
Jak vědci tyto stopy čtou? Pomáhají jim k tomu letokruhy a izotopy
Čeští výzkumníci podnikají několikatýdenní expedice do východní Asie, kde sbírají vzorky a provádějí měření potřebná pro další analýzy. Vybírají si přitom lesní plochy pokrývající studovaný gradient, od území s častým výskytem tropických cyklón, např. Taiwan, až po místa, kde se vyskytují méně často, např. severní Japonsko.
„Spolu s místními kolegy předem vytipujeme lokality s reprezentativním porostem. Následně založíme výzkumné plochy o rozloze tisíc metrů čtverečních a změříme výšku vybraných stromů, určíme jejich druh a zaznamenáme prostorovou pozici jednotlivých stromů. Pomocí nebozezu pak odebereme vývrty, 5–12 milimetrů široké vzorky dřeva, které přivezeme do Česka k analýze,“ popisuje Altman průběh terénních prací. Pokud jde vše podle plánu, výzkumníci odeberou vzorky z několika lokalit v dané zemi.
V laboratoři se následně vývrty připraví na analýzy, a poté se měří šířka jednotlivých letokruhů nebo hustota dřeva v jarních a letních částech každého letokruhu. Na vybraných vzorcích probíhá také izotopová analýza, při které se měří poměr ve složení izotopů kyslíku v letokruzích, což umožňuje zpětně určit frekvenci historických cyklón.
Tropické cyklóny vznikají nad teplými oceány, odkud se do atmosféry odpařují lehké izotopy kyslíku. Ty se pak spolu s vydatnými dešti dostávají na pevninu. Přestože tyto srážky trvají obvykle maximálně jen několik dní, díky jejich velkému množství jimi nasákne půda a stromy tuto vodu následně zabudují do své biomasy. Signál ze srážek tropických cyklónů je tak uložen v letokruzích. Jde pak jen o to, použít správné analytické a statistické metody k jeho odhalení.
Na základě izotopového složení letokruhů a dalších parametrů dokázal tým Jana Altmana zmapovat nejen frekvenci, ale i intenzitu historických tropických cyklón. „Porovnali jsme známá klimatická data za posledních sto let s izotopovým složením dřeva a zjistili jsme, že pomocí této metody lze s vysokou přesností určit, zda se v daném roce v okolí přibližně 300 kilometrů vyskytovala tropická cyklóna, a pokud ano, rovněž její sílu.“
Na základě těchto dat pak vědci rekonstruovali výskyt cyklón v minulosti. „To, jak daleko v čase se můžeme vrátit, závisí na stáří stromu. V průměru jsme byli schopni najít stromy staré kolem 300 let, výjimečně i mnohem starší. V hustě osídlených oblastech východní Asie je však počet lokalit s takto starými stromy omezen a jejich nalezení stále obtížnější kvůli stále se zvětšujícímu tlaku na přirozené porosty.“
Tropické cyklóny a sopečné erupce
Tým rovněž přispěl k vědecké diskusi o vlivu sopečné aktivity na výskyt tropických cyklón. „Ukázali jsme, že přibližně dva roky po velkých erupcích byla frekvence výskytu cyklón nižší, jelikož významné vulkanické erupce snižují globální teplotu a právě vysoká teplota oceánů je zásadní podmínkou pro formování tropických cyklón,“ říká řešitel projektu.
V budoucnu chtějí výzkumníci na dosavadní práci navázat. Už nyní mají k dispozici nová data z dalších oblastí jihovýchodní Asie – například z Vietnamu, jižní Číny nebo Tchaj-wanu. Svůj výzkum v rámci dalších projektů zároveň rozšiřují na americký kontinent, kde analyzují vývrty z Mexika, jižní a východní části Spojených států a nejnověji i jihovýchodní části Kanady. Cílem je sledovat proměny historického výskytu tropických cyklón.
„Z našich dat už nyní vidíme, že se výskyt těchto jevů posouvá postupně směrem na sever. Náš výzkum pomůže odhalit dlouhodobou variabilitu ve výskytu tropických cyklón a dopad probíhajících změn na lesní ekosystémy. Naše výsledky jsou využitelné jak pro ochranu přírody, tak pro lesní management, například tím, že pomohou pochopit změny v druhovém složení nebo identifikovat odolnější dřeviny na vzrůstající výskyt tropických cyklón,“ uzavírá Jan Altman.
Mezinárodní tým vedený experty a expertkami z Ústavu molekulární genetiky AV ČR ve spolupráci s Univerzitou Ludvíka Maxmiliána v Mnichově za podpory Grantové agentury České republiky (GA ČR) identifikoval dva klíčové regulační geny ptačí imunity – IRF3 a IRF9, které byly až dosud považovány za chybějící v ptačích genomech. Tyto poznatky mění pohled na evoluci ptačí imunity a otevírají nové možnosti ve studiu ochrany proti virovým infekcím nejen hospodářských zvířat, ale i lidí. Ptáci jsou totiž přirozeným rezervoárem řady patogenů, které se přenášejí na člověka.
Interferony hrají zásadní roli v protivirové imunitě. Slouží jako poplachové signály upozorňující na virovou infekci. Buňky je začnou produkovat ihned po začátku infekce a dávají tím svému okolí najevo, že je potřeba zastavit šíření viru. Interferon se na povrchu buňky naváže na specifický receptor a uvnitř buňky spustí tzv. signální kaskádu. Na jejím konci je vytvoření molekulárního komplexu, který obsahuje klíčový gen IRF9 (interferonový regulační faktor 9). Ten pak řídí produkci mnoha buněčných protivirových genů. IRF3 je zodpovědný za produkci samotných interferonů.
„Zatímco role savčích IRF3 a IRF9 v imunitní reakci je dobře popsána, jejich ptačí ekvivalenty zůstávaly po desetiletí záhadou. Nám se teď podařilo ptačí IRF9 identifikovat a potvrdit jeho zapojení v protivirové obraně,“ říká Lenka Ungrová z Ústavu molekulární genetiky AV ČR, první autorka článku o regulačních genech, který nyní zveřejnil prestižní odborný časopis BMC Biology. Genetické sekvence ptačích IRF genů vykazovaly podle Lenky Ungrové zajímavé anomální vlastnosti, které velmi ztěžují jejich identifikaci a zároveň mohou souviset s pravou evoluční ztrátou genu.
Ztraceno v evoluci
Pomocí pokusů na kachních buňkách se ukázalo, že bez genu IRF9 mají po přidání interferonu velmi omezenou produkci protivirových genů. „Když jsme jim IRF9 znovu dodali, protivirová obrana se obnovila. To potvrzuje, že gen IRF9 je u ptáků funkčně velmi důležitý – podobně jako u savců,“ uvádí vědkyně.
Pomocí moderních bioinformatických metod a analýzy genetických databází vědecké týmy zjistily, že gen IRF3 se nachází pouze u ptáků ze skupiny běžců, jako jsou pštrosi, kivi nebo emu, gen IRF9 je přítomen u většiny ptáků, ale chybí třeba slepicím nebo bažantům.
„Záhadou zůstává, že u kuřete a dalších hrabavých ptáků se nám IRF9 identifikovat nepodařilo a téměř jistě se v jejich evoluci ztratil. Nyní se snažíme zjistit, jakým způsobem byl tak důležitý protivirový gen nahrazen,“ zdůrazňuje Lenka Ungrová.
Mnoho virů, včetně například viru ptačí chřipky, různými mechanismy obranné interferonové dráhy blokuje. Důkladnější poznání a porovnání obranných siganalizací mezi savci a ptačími druhy je nezbytným krokem ve vývoji účinných antivirotik a vakcín.
S rostoucími teplotami a stále častějšími klimatickými extrémy se mnoho živočišných druhů ocitá v podmínkách na hranici jejich fyziologických možností. Vzhledem k rychlosti klimatické změny hraje klíčovou roli v přežití genetická proměnlivost – soubor existujících genetických variant umožňující rychle reagovat prostřednictvím evoluční adaptace. Avšak jak bohatý je tento genetický „bonus“ u různých druhů? Jaké jsou jejich šance přizpůsobit se budoucímu klimatu?
Díky podpoře Grantové agentury ČR (GA ČR) se tým Petra Kotlíka, vedoucího Laboratoře molekulární ekologie Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR, mohl pustit do výzkumu zaměřeného právě na tyto důležité otázky. Hlavním aktérem se při něm se stal norník rudý (Clethrionomys glareolus), nenápadný lesní hraboš, který však v rukou vědců odhaluje klíčové mechanismy umožňující přizpůsobit se proměnlivému klimatu v Evropě.
Tento výzkum nejenže přispívá k porozumění adaptaci druhů na klimatické změny, ale zároveň poskytuje cenné poznatky pro ochranu biodiverzity v rychle se měnícím prostředí.
Británie: přírodní laboratoř evoluce a adaptace
Norník rudý je široce rozšířený od jižní Evropy až za polární kruh. Jeho populace jsou tak přizpůsobené rozličným klimatickým podmínkám, což z něj dělá jedinečný modelový druh pro studium adaptace. Podpořená studie se zaměřila na norníky ve Velké Británii, která představuje ideální „přírodní laboratoř“. Po skončení poslední doby ledové kolonizovali norníci Británii ve dvou migračních vlnách, z nichž každá pocházela z jiného klimatického prostředí, takže si přinesli rozmanitou genetickou výbavu. Výsledný pestrý mix genů vytvořil vynikající základ pro přírodní výběr umožňující rychlou adaptaci na nové podmínky, které norníky v Británii čekaly.
Tým Petra Kotlíka využil moderní technologie sekvenování celého genomu ve spolupráci s vědkyněmi a vědci z Oklahomské a Cornellovy univerzity v USA. Analýza genomu stovky norníků odhalila klíčové geny, které těmto malým savcům pomáhají zvládat proměnlivost klimatu. Patří mezi ně i geny, které chrání před oxidačním stresem a napomáhají tak přežití v teplotních extrémech – například hemoglobin nebo Epas1. Tyto geny jsou známé i u člověka a kromě ochrany před oxidačním stresem hrají klíčovou roli také při přizpůsobení se nízké hladině kyslíku, například ve vysokohorských oblastech.
Tato zjištění ukazují, že evoluční adaptace na extrémní podmínky se často opírá o specifické genetické mechanismy, které mohou být sdílené napříč různými druhy.
Mezinárodní spolupráce hrála klíčovou roli při úspěšné realizaci projektu. Evoluční ekoložka Hayley Lanier z Oklahomské univerzity (vpravo) na fotografii s členkou projektového týmu Silvií Markovou, která byla zodpovědná za genomické analýzy.
Mísení genů jako klíč k přizpůsobení
Výzkum Kotlíkova týmu ukázal, že genetická výbava britských norníků se výrazně liší v závislosti na jejich geografickém původu. Severní populace ve Skotsku zdědily klíčové geny převážně od prvních kolonistů, díky kterým jsou lépe přizpůsobeny chladnějším a vlhčím podmínkám. Oproti tomu jižní populace v Anglii ve větší míře těží z genetických variant přinesených druhou migrační vlnou, které jsou vhodné pro teplejší a sušší prostředí. Tento adaptivní gradient dokonale ilustruje, jak mísení genů mezi různými populacemi v kombinaci s přírodním výběrem umožňuje formování adaptací odpovídajících specifickým místním podmínkám.
Britské populace norníků jsou proto jedinečným příkladem evolučního procesu, kdy smísení genů z různých populací nejen zvyšuje genetickou rozmanitost, ale také umožňuje vznik klíčových adaptací během relativně krátké doby. Tento mechanismus ukazuje, že genetické mísení není jen vedlejším produktem migrace, ale zásadní strategií přežití v proměnlivém prostředí.
Genetická výbava pro budoucí klima
Klíčovým přínosem podpořeného výzkumu je jeho význam pro budoucnost. Klimatické modely naznačují, že oteplování v Británii bude pokračovat rychlým tempem, což může představovat vážné problémy pro skotské populace norníků a dalších druhů. Jejich „chladnomilná“ genetická výbava, například varianta hemoglobinu optimalizovaná pro nízké teploty, se může stát nedostatečnou pro zvládání teplejšího prostředí. Přežití těchto populací tak může záviset na jejich schopnosti „vypůjčit si“ adaptivní teplomilné geny od jižních sousedů v Anglii. Pokud k takovému mísení genů dojde, může se znovu ukázat jako klíčový mechanismus adaptace na proměnlivé klima.
Tento proces přirozené výměny genetického materiálu mezi populacemi není zásadní pouze pro britské norníky, ale má významný dopad na mnoho dalších druhů po celém světě. Výsledky výzkumu zdůrazňují důležitost konceptu tzv. asistované adaptace – strategie, která zahrnuje například přemístění jedinců s „teplomilnými“ geny do oblastí, kde klíčové genetické varianty chybí. Tento přístup by mohl výrazně podpořit populace nacházející se na hranici svých adaptačních možností a pomoci jim čelit hrozbám spojeným se změnami klimatu.
Ochrana přírody dlouho kladla důraz na zachování genetické čistoty populací, v budoucnu by se však mohla rozšířit o podporu genetického mísení. Tento přístup může nejen zvýšit šance na přežití jednotlivých populací, ale i posílit celkovou odolnost druhů vůči budoucím změnám klimatu.
Mediální ohlas výsledků projektu potvrzuje společenský význam výzkumu podpořeného GA ČR.
Lekce z evoluce: ochrana druhů v měnícím se světě
Projekt podpořený GA ČR významně rozšířil naše chápání evolučních procesů a zdůraznil klíčovou roli genetické různorodosti při adaptaci druhů na klimatické změny. Studie norníků rudých ukázala, že přirozené genetické mísení mezi populacemi není jen vedlejším produktem migrace, ale klíčovým evolučním nástrojem, který druhům umožňuje obstát i v dynamicky se měnících podmínkách.
Petr Kotlík a jeho tým se v dalším výzkumu zaměří na identifikaci oblastí Evropy, které představují klíčové zdroje genetické rozmanitosti potřebné pro budoucí adaptaci druhů. Tyto poznatky mohou významně přispět k hlubšímu pochopení evolučních adaptací evropských druhů a zároveň poskytnout pevný vědecký základ pro návrh účinných strategií jejich ochrany. Ačkoli výzkum pracuje s norníkem rudým jako modelovým druhem, jeho závěry mají zásadní potenciál i pro další druhy, zejména pro ty, kterým bude hrozit vyhynutí a které hrají klíčovou roli v udržování ekosystémů nebo mají hospodářský význam.
Tento výzkum tak přináší nejen nové poznatky o mechanismech evoluční adaptace, ale zároveň poskytuje důležitý vědecký základ pro vývoj inovativních přístupů k ochraně biodiverzity. Ve světě, který čelí stále větším výzvám v důsledku klimatických změn, mohou být takové poznatky klíčové pro zajištění účinné ochrany přírodního dědictví.
Postdoktorand Marco Escalante, specialista na geneticko-klimatické modelování, jehož zapojení do projektového týmu bylo možné díky podpoře GA ČR.
Úvodní obrázek: Norník rudý – nenápadný lesní hraboš, který je jedním z hlavních modelových druhů pro studium adaptací na klimatické změny v Evropě.
Abychom poskytli co nejlepší služby, používáme k ukládání a/nebo přístupu k informacím o zařízení, technologie jako jsou soubory cookies. Souhlas s těmito technologiemi nám umožní zpracovávat údaje, jako je chování při procházení nebo jedinečná ID na tomto webu. Nesouhlas nebo odvolání souhlasu může nepříznivě ovlivnit určité vlastnosti a funkce.
Funkční
Vždy aktivní
Technické uložení nebo přístup je nezbytně nutný pro legitimní účel umožnění použití konkrétní služby, kterou si odběratel nebo uživatel výslovně vyžádal, nebo pouze za účelem provedení přenosu sdělení prostřednictvím sítě elektronických komunikací.
Předvolby
Technické uložení nebo přístup je nezbytný pro legitimní účel ukládání preferencí, které nejsou požadovány odběratelem nebo uživatelem.
Statistiky
Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro statistické účely.Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro anonymní statistické účely. Bez předvolání, dobrovolného plnění ze strany vašeho Poskytovatele internetových služeb nebo dalších záznamů od třetí strany nelze informace, uložené nebo získané pouze pro tento účel, obvykle použít k vaší identifikaci.
Marketing
Technické uložení nebo přístup je nutný k vytvoření uživatelských profilů za účelem zasílání reklamy nebo sledování uživatele na webových stránkách nebo několika webových stránkách pro podobné marketingové účely.
Ing. Milan Němý, Ph.D. (foto: Roman Sejkot)
