Grantová agentura České republiky loni poprvé podpořila 30 projektů grantové skupiny JUNIOR STAR. Do prvního ročníku výzvy přihlásili vědci celkem 355 návrhů. Granty jsou určeny badatelům, kteří dokončili doktorát maximálně před osmi lety, již publikovali v prestižních mezinárodních časopisech a mají za sebou významnou zahraniční zkušenost.
Díky pětiletým projektům a možnosti čerpat až 25 milionů korun získají řešitelé možnost vědecky se osamostatnit, realizovat své vlastní originální myšlenky a přinést do české vědy nová výzkumná témata. To vše v raném stádiu své vědecké kariéry. Práci vybraných řešitelek a řešitelů, kteří byly vybráni na základě několikakolového výběrového procesu prováděného výhradně zahraničními odborníky, Vám postupně budeme představovat.
Reakce mikrobiálních komunit na měnící se klima v půdě Arktické tundry
RNDr. Jana Voříšková, Ph.D., Mikrobiologický ústav AV ČR
„Studium mikrobiální ekologie nám umožní lépe odhadnout, jaký vliv budou mít klimatické změny na naši planetu“
„Na naší planetě existují tisíce druhů miniaturních mikroorganismů, které se vyskytují všude v prostředí okolo nás. Pouhým okem jsou pro nás neviditelné. Hrají však velice významnou roli při regulaci klíčových funkcí v ekosystémech a ovlivňují fungování celé naší planety. Mohou například ovlivnit to, jak se naše planeta bude schopna vyrovnat s vlivem klimatických změn. Zda mikroorganismy přispějí k jejich urychlení nebo naopak změny zmírní, je pro nás, badatele, stále otázkou,“ říká Jana Voříšková.
Vědkyně zkoumá mikroorganismy arktické půdy v Grónsku. Dostupné modely klimatických změn odhadují, že nejvyšší nárůst teploty planetu čeká právě v těchto oblastech.
Projekt JUNIOR STAR by měl přinést informace o tom, jak budou mikroorganismy reagovat na předpokládané klimatické změny. Současné modely zahrnují řadu parametrů, nicméně vliv mikroorganismů tam často zohledněn nebývá. Zahrnutí výsledků projektu do klimatických modelů by mohlo pomoci zpřesnit odhady vývoje klimatu v budoucnosti.
„Dalším přínosem výzkumu bude obecné popsání mikroorganismů, které v arktické půdě žijí. Co se týká mikrobiálních studií, arktické oblasti nejsou totiž stále ještě zcela probádané,“ doplňuje vědkyně.
RNDr. Jana Voříšková, Ph.D.
Zdanění nadnárodních korporací v globalizovaném světě (CORPTAX),
Doc. Petr Janský, Ph.D., Institut ekonomických studií, Fakulta sociálních věd, UK
„Náš výzkum odhaduje, kolik platí nadnárodní korporace na daních, jaká část je zaplacena v daňových rájícha které faktory jsou pro to důležité“
„Nadnárodní korporace jsou zásadní součástí našeho globalizovaného světa a významně ovlivňují životy lidí. Jejich zdanění je častým tématem nejen vědeckých, ale i veřejných diskuzí. Cílem projektu JUNIOR STAR je určit, kolik platí nadnárodní korporace na daních, jaká část je zaplacena v daňových rájích a které faktory jsou pro to důležité,“ vysvětluje Petr Janský.
Badatelé v projektu staví na hypotéze, že nadnárodní korporace se vyhýbají placení daní ze svého zisku využíváním kombinace globalizace a suverenity zemí určovat si své daňové politiky.
V návaznosti na tuto hypotézu navrhuje řešitel projektu s mezinárodním týmem nový teoretický rámec, který pomůže uchopit trilema korporátního zdanění. To podle nich spočívá v tom, že pouze dva ze tří cílů veřejných politik – globalizace, suverenita a daňový příjem – mohou být naplněny zároveň.
Na rozdíl od dřívějšího výzkumu chtějí vědci překonat nedostatky dostupných dat. Navrhli novou empirickou metodologii, v rámci které budou využívat data z tzv. podávání zpráv podle zemí (country-by-country reporting) pro velké nadnárodní korporace. Získaná data zkombinují s dalšími zdroji. Cílem je vytvořit dosud nejúplnější datový soubor o nadnárodních korporacích a jejich zdanění.
doc. Petr Janský, Ph.D.
Univerzální kvadratické formy a třídová čísla
Mgr. Vítězslav Kala, Ph.D., Matematicko-fyzikální fakulta, UK
„Chování třídových čísel je zatím velmi záhadné, i když úzce souvisí s řešením rovnic, jako je velká Fermatova věta“
Vítězslav Kala s týmem zkoumá „univerzální kvadratické formy“. To jsou kvadratické vzorce, u kterých se vědci snaží zjistit, která čísla vyjadřují. „Například už v roce 1770 Lagrange dokázal, že každé přirozené číslo jde vyjádřit jako součet čtyř druhých mocnin, tedy kvadratická forma x^2 + y^2 + z^2 + w^2 je univerzální. Tomuto tématu se během posledních dvou století věnovala řada významných matematiků, třeba Euler, Rámanudžan a Bhargava, nositel Fieldsovy medaile za rok 2014,“ ohlíží se do historie Vítězslav Kala.
V projektu JUNIOR STAR bude tým studovat „číselná tělesa“, která jsou podobná komplexním přirozeným číslům. Ve svém výzkumu v posledních pár letech řešitel projektu zjistil, že klíčovými objekty k porozumění univerzálním kvadratickým formám a číselným tělesům jsou takzvané „nerozložitelné prvky“. Těmto prvkům byla přitom doposud věnovaná jen minimální pozornost. V rámci projektu chtějí vědci důkladně prozkoumat jejich vlastnosti. „Pokud se to podaří, tak výzkum povede k vyřešení několika důležitých otevřených problémů v teorii čísel a projekt přispěje k porozumění třídovým číslům,“ uzavírá Vítězslav Kala.
Mgr. Vítězslav Kala, Ph.D.
Specifické bakteriální kmeny a definovaná postbiotika odvozená z bakterií pro zlepšení dlouhodobých následků podvýživy
Mgr. Martin Schwarzer, Ph.D., Mikrobiologický ústav AV ČR
„Zkoumáme, jak určité bakterie mléčného kvašení ovlivňují fungování organismu a jak mohou přispět k růstu podvyživených dětí“
„Růst a vývoj člověka v období po narození je určován příjmem živin a produkcí růstových hormonů. Jako klíčoví hráči podporující životně důležité procesy byly nedávno identifikovány střevní bakterie,“ říká Martin Schwarzer. Společně s týmem zkoumá na zvířecích modelech chronické podvýživy, jak konkrétní vybrané bakterie ovlivňují fungování mnohobuněčného hostitele.
Vědci využívají unikátní biologické modely – bezmikrobní myši a selata. Daná zvířata nemají ve svém trávicím traktu nebo na povrchu těla žádné živé bakterie ani jiné mikroorganismy. Vědci si tedy mohou vybrat, kterými bakteriemi bezmikrobní zvíře takříkajíc „osadí“. Následně zjistí, jak tyto vybrané bakterie ovlivní fungování hostitele ve zdraví a v nemoci.
„Předchozí výzkum ukázal, že určitý kmen bakterie mléčného kvašení s názvem Lactobacillus plantarum je schopen podporovat růst mladých, chronicky podvyživených myší. Tuto schopnost má nejen u myší „osazených” pouze touto jednou bakterií, ale také při podávání jedincům chovaným v běžných podmínkách (tj. těm, kteří mají ve střevě další mikroorganismy). Zatím nepublikovaná data ukazují, že při denním podávání této bakterie u myší dochází ke zlepšení růstu,“ doplňuje vědec působící v Laboratoři gnotobiologie v Novém Hrádku v Orlických horách.
Cílem projektu JUNIOR STAR je mimo jiné určit, jak bakterie komunikují s hostitelským organismem a jakým způsobem mu umožňují zlepšit růst v období po narození. To by mohlo potenciálně zlepšit renutriční strategie u podvyživených dětí, urychlit růst hospodářských zvířat nebo pomoci ve zvládání proteinové energetické výživy u starších osob.
Vědci z Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd České republiky (ÚMCH AV ČR) úspěšně dokončili projekt financovaný Grantovou agenturou České republiky (GA ČR) zabývající se studiem multifunkčních polymerních biomateriálů využitelných v rámci nádorové terapie. Výsledky výzkumu zveřejnili v renomovaných časopisech Biomaterials, Journal of Controlled Release a Acta Biomaterialia.
Cílem mezioborového projektu, který spojuje chemii a technologii s biologií a medicínou, bylo vyvinout vhodná polymerní nanoterapeutika využitelná v protinádorové terapii. Zmíněná polymerní terapeutika by měla být vhodná pro účinnou léčbu pevných nádorů i pro terapii metastatických stavů. Vědci z Ústavu makromolekulární chemie společně s kolegy z Mikrobiologického ústavu AV ČR nejdříve identifikovali u nádorových onemocnění klíčové pochody, do kterých by chtěli pomocí nových biomateriálů zasáhnout a tím růst primárních nádorů nebo rozsev metastatických ložisek zablokovat.
Úkolem vědců bylo omezit pochody, které jsou navázány na specifické enzymy zvané matrix metalo proteinázy. Cílem bylo inhibovat jejich funkci tak, aby nádor neměl možnost „růst“ a „tvořit“ své vzdálené „klony“, metastáze. Vědci z ÚMCH AV ČR zároveň vyvíjeli takové biopolymerní nosiče, které by umožnily dopravu nesených léčiv do nádoru a zároveň nikterak neškodily zbytku organismu, a to ani imunitnímu systému. „Naopak, naše data ukazují, že při léčbě polymerními nanoterapeutiky může docházet k indukci specifické imunitní odpovědi proti nádoru a ustavení resistence k původnímu typu nádoru mediované hlavně paměťovými CD8+ T lymfocyty,“ vysvětluje Dr. Tomáš Etrych, vedoucí oddělení Biolékařských polymerů v ÚMCH AV ČR. V rámci projektu byla neméně důležitá také detailní rozvaha nad výběrem struktur a aktivních molekul. Posléze došlo na samotnou syntézu a navazující detailní fyzikálně-chemickou charakterizaci.
Tým kolegů z ÚMCH AV ČR pracujících na vývoji polymerních nosičů léčiv
Posledním, nicméně velmi důležitým krokem bylo testování samotné biologické účinnosti a sledování vedlejších toxických projevů a biokompatibility vyvinutých nanoléčiv. „Projekt byl založen především na klíčové spolupráci s kolegy z Mikrobiologického ústavu AV ČR, a to konkrétně se skupinou Dr. Kováře. Na projektu jsme pracovali více než tři roky,“ říká Dr. Tomáš Etrych. Vědci z ÚMCH AV ČR úzce spolupracovali také se skupinou doc. Klenera a Dr. Šefce z 1. lékařské fakulty UK a se zahraničními kolegy, především z University of Wisconsin (USA) a Sojo University in Kumamoto (Japonsko).
Biomaterials, Journal of Controlled Release a Acta Biomaterialia
„Jedná se o kvalitní, nadstandardně úspěšný projekt, což dokládá celkem 11 publikovaných článků s IF dle metodiky WOS s kumulativním IF 63,9 a jeden článek indexovaný v databázi SCOPUS. Zájem o tuto problematiku potvrzují i navázané spolupráce s univerzitami v Japonsku, Francii a USA,“ ocenila projekt ve svém hodnocení komise GA ČR. Výsledky výzkumu byly publikovány jako původní vědecké práce v renomovaných časopisech Biomaterials, Journal of Controlled Release a Acta Biomaterialia. „V publikovaných pracích jsme popsali jak nově vyvinuté polymerní biomateriály, tak také jejich fyzikálně-chemické a navazující biologické vlastnosti,“ doplňuje Dr. Tomáš Etrych. Články byly vědeckou veřejností přijaty velmi kladně a za poměrně krátkou dobu od zveřejnění nasbíraly 110 odborných citací.
Spolupracující tým z laboratoře nádorové imunologie z Mikrobiologického ústavu AV ČR
Vzhledem ke slibným výsledkům vědci doufají, že by tato nová terapeutika mohla usnadnit a zefektivnit léčbu pacientů. Před samotným uvedením do klinické praxe čeká ovšem každé nové terapeutikum velmi dlouhá a strastiplná cesta detailního preklinického a klinického hodnocení. „Naše předchozí polymerní léčivo u pacientů prokázalo velmi slibnou aktivitu, proto věříme, že základní předpoklady pro vstup do klinického hodnocení mají i tato nově vyvinutá polymerní terapeutika,“ dodává Dr. Etrych.
RNDr. Tomáš Etrych, DSc., vystudoval obor makromolekulární chemie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Vede vlastní oddělení na Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd České republiky. Zaměřuje se na výzkum nových polymerních materiálů pro medicínu a věnuje se výchově studentů z Univerzity Karlovy a Vysoké školy chemicko-technologické.
Unikátní nález zaznamenali archeologové z Masarykovy univerzity. V České republice na lokalitě Lány u Břeclavi vykopali společně s keramikou pražského typu, která je spojována se Slovany, zvířecí žebro s vyrytým nápisem. Jedná se o nápis ve starogermánských runách. Tento naprosto jedinečný objev je objevem nejstaršího dokladu písma u Slovanů, za které byla až dosud považována hlaholice. Výzkumy probíhají v rámci projektu EXPRO financovaného Grantovou agenturou České republiky.
„Popsanou kost, kterou jsme našli při výzkumech v roce 2017, podrobně prozkoumal mezinárodní tým složený z vědců z České republiky, Rakouska, Švýcarska a Austrálie a zjistil, že se jedná o nejstarší nápis nalezený u Slovanů, což je nebývalý úspěch nejenom v rámci výzkumů v České republice, ale v celé Evropě,“ přibližuje nález vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie Filozofické fakulty Masarykovy univerzity Jiří Macháček, který zároveň stál v čele mezinárodního vědeckého týmu.
Práce v lokalitě Lány u Břeclavi
K analýze kosti byly použity nejnovější genetické a radiokarbonové metody a stáří nápisu potvrdila také traseologická metoda a elektronová skenovací mikroskopie. „Z těchto citlivých analýz vyplývá, že kost pochází z tura domácího, který žil okolo roku 600 našeho letopočtu,“ říká Zuzana Hofmanová, členka týmu z University of Fribourg ve Švýcarsku, která se specializuje na analýzu archaické DNA.
Vyryté znaky určil specialista na starogermánské jazyky Robert Nedoma z vídeňské univerzity jako runy tzv. staršího futharku. Jde o písmo, které používalo germánsky mluvící obyvatelstvo střední Evropy od 2. do 7. století našeho letopočtu. Abeceda staršího futharku byla tvořena 24 znaky, z nichž posledních sedm bylo vyryto na nově nalezeném zlomeném žebru. Je pravděpodobné, že původně byla na kosti celá runová abeceda. Nejednalo se tedy o konkrétní sdělení, ale spíše o učební pomůcku, o čemž svědčí i některé chyby v zápisu. V současné době znají vědci z celé Evropy jen 17 nálezů kompletních či částečně dochovaných řad staršího futharku.
Runy tzv. staršího futharku
Až dosud se za nejstarší písmo Slovanů považovala hlaholice, kterou na Moravu přinesl Konstantin s Metodějem z Byzance v 9. století našeho letopočtu. Přelomový objev archeologů Masarykovy univerzity ukazuje, že Slované již před zavedením hlaholice přišli do kontaktu s runami, které mohli používat např. k počítání nebo k věštění. Nález zároveň zpochybňuje vyhraněnou kulturní odlišnost mezi germánskou a slovanskou částí Evropy. „To, že jde o nejstarší doklad písma u Slovanů, je samozřejmě zajímavé pro téměř 300 milionů lidí, kteří mluví některým ze slovanských jazyků,“ dodává Jiří Macháček.
Nápisy ve starogermánských runách bývají spojovány s germánskou mytologií. Dnes je mohou lidé znát z různých fantasy filmů, například z Pána prstenů, nebo z počítačových her.
O nálezu publikovali archeologové z MU článek v jednom z nejvýznamnějších světových archeologických časopisů Journal of Archaeological Science. Po skončení výzkumů, které stále v lokalitě probíhají, budou runy z Lánů vystaveny pro veřejnost v prostorách Masarykovy univerzity.
Vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie Filozofické fakulty MU Jiří Macháček
Kolapsy vulkánů vedou k obrovským sesuvům hornin. Kde tyto sesuvy můžeme zkoumat? Mohou se obrovské kolosy znovu pohnout a ohrozit obyvatele v příslušných oblastech? Nejen na to, jak probíhá monitoring obřího sesuvu na jednom z Kanárských ostrovů, se zaměřil juniorský projekt GA ČR řešený Janem Blahůtem z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie věd.
V roce 2016 se Janu Blahůtovi s týmem naskytla jedinečná příležitost zahájit monitoring na nejmenším z Kanárských ostrovů, na El Hierru. V odlučné oblasti, tj. v oblasti, ze které se sesuly uvolněné horniny, v současnosti uklidněného obřího sesuvu San Andrés umístili velice přesné 3D dilatometry, které měří pohyb.
Na tato měření navázal juniorský projekt financovaný Grantovou agenturou České republiky Dynamika megasesuvu na El Hierru analyzovaná pomocí „big data“ za účelem predikce budoucího chování megasesuvů i na dalších vulkanických ostrovech.
Geologická mapa ostrova El Hierro s umístěním obřího sesuvu San Andrés (SAL) a fotografií odlučné plochy
„V projektu jsme se podrobněji zaměřili na vývoj a chování tohoto obřího sesuvu. Přímo na místě jsme zjistili, že sesuv byl v minulosti aktivní nejméně dvakrát. Před asi 550 tisíci lety došlo nejprve k většímu pohybu, při kterém se formovaly hlavní morfologické tvary sesuvu. Před asi 183 až 52 tisíci lety pak došlo k menšímu pohybu v řádu desítek až stovek metrů, ze kterého se zachovaly zbytky křemičité vrstvy. Ta vznikla zahřátím a třením hornin na odlučné ploše,“ uvádí doktor Jan Blahůt.
„Křemičité vrstvy vznikají zejména na zlomech v seismicky aktivních oblastech, ale nám se podařilo je poprvé identifikovat ve vulkanickém prostředí“, upřesňuje zjištění projektu.
Výzkum probíhal s využitím strukturní a mikrostrukturní analýzy, datování kosmogenních izotopů a samozřejmě také díky mapování přímo na místě.
Mikrofotografie vzorku hornin z odlučné plochy sesuvu San Andrés, pomocí kterých byly identifikovány historické akcelerace
Kolaps vulkánu můžeme zažít během našeho života
Kolapsy vulkánů jsou v průběhu geologického času poměrně časté, ale v lidském časovém měřítku k velkým kolapsům dochází jen několikrát za století. Doposud máme informace asi o 180 obřích sesuvech, které dosahují velikosti až desítek tisíc km2 a objemu až několika tisíců km3. Nejdelší z nich jsou i několik stovek kilometrů dlouhé a končí v kilometrových mořských hlubinách. „To navíc dělá výzkum obtížnější, protože o mořských hlubinách toho víme neporovnatelně méně než třeba o povrchu Marsu nebo Měsíce. V současnosti je zmapováno jen asi 20 procent povrchu dna, a to navíc většinou v mělkých pobřežních oblastech,“ upřesňuje Jan Blahůt.
Kontrola přesného 3D monitorovacího přístroje
V současné době vykazuje obří sesuv na El Hierru pomalé ploužení v řádu do 1 milimetru za rok. Díky přesné analýze dat o tomto pohybu a jejímu porovnání se seismickou činností a srážkami byli vědci schopni identifikovat několik různých módů chování sesuvu v závislosti na endogenních (zemětřesení) a exogenních (srážky) impulsech. Při analýze byl využit inovativní přístup k určení stavů napětí a byly identifikovány pulsy, které vedly ke čtyřem módům chování sesuvu. Navíc se odborníkům z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie věd podařilo pomocí inovativní automatizované analýzy časových řad z 3D dilatometrických měření odvodit výrazné změny v pohybu sesuvu.
Odlučná plocha obřího sesuvu
Silné zemětřesení může sesuvy znovu rozpohybovat
Aby vědci zjistili, kdy se může tento sesuv znovu dát do pohybu, provedli stabilitní analýzy, které ukázaly, že sesuv je v současné situaci stabilní, ale k jeho destabilizaci by stačilo zemětřesení o intenzitě VII a vyšší. To se v historické době, tedy v posledních 500 až 600 letech, na Kanárských ostrovech nevyskytovalo. V minulosti se takto silná zemětřesení ale na souostroví vyskytla. Na analýzu stability navázal i výzkum možné vlny tsunami, která by z takové akcelerace mohla vzniknout. „Přestože jsme se drželi konzervativního postupu a modelovali jsme pouze menší blok o velikosti asi 6 km3, případná vlna, která by vznikla, by byla znát i na pobřeží jihozápadní Evropy a v severozápadní Africe. Přímo na Kanárských ostrovech by vlny dosáhly velikosti až 80 metrů, což odpovídá historickým údajům z jiných kolapsů vulkánů,“ říká Jan Blahůt.
Model šíření vln v Atlantickém oceánu u pobřeží Španělska, Portugalska a Maroka, vzniklých z možného kolapsu sesuvu San Andrés. T0 až T24 vyjadřuje čas v hodinách, velikost modelovaných vln pak barevná škála.
Vědcům se podařilo proniknout do minulosti, přítomnosti a snad i budoucnosti chování jednoho obřího sesuvu. Přesto zbývá ke zkoumání ještě mnoho neznámých. Poznatky je také možné porovnat i s jinými lokalitami na Zemi.
Vznik a rozpad superkontinentů na naší planetě se opakují. V jaké fázi se právě nacházíme? Je grantový systém v České republice nastavený dobře a jsme dostatečně kompetitivní na mezinárodním vědeckém poli? S profesorem Karlem Schulmannem jsme se bavili o geologii, cestování, podmínkách pro vědeckou práci v zahraničí i vědci Františku Běhounkovi.
Jak jste se dostal ke geologii, mohl byste zmínit základní milníky ve Vaší kariéře?
Už jako dítě jsem sbíral zkameněliny. Geologii jsem vystudoval na Karlově univerzitě, i když to nebyla má první volba oboru. Zajímaly mě historie a právo. Po studiích jsem pracoval v České geologické službě. Díky následnému angažmá na Karlově univerzitě, kde jsem působil jako profesor a ředitel Ústavu petrologie a strukturní geologie, jsem začal navazovat spolupráci se zahraničními pracovišti. Od mala tíhnu k frankofonnímu prostředí. Díky spolupráci s francouzskými kolegy jsem v roce 1995 získal angažmá na univerzitě ve Štrasburku, o sedm let později jsem tam působil jako profesor již naplno.
Přibližte nám vznik Centra pro výzkum litosféry, ve kterém působíte.
V roce 2012 jsem získal návratový grant MŠMT v rámci iniciačního programu „Návrat“ určeného pro vědce působící v zahraničí. Díky tomu jsme při České geologické službě začali budovat specializované vědecké pracoviště Centrum pro výzkum litosféry. Centrum sídlí v Praze a ve většině v něm dnes působí mladí zahraniční odborníci. Mezinárodní spolupráci dále rozvíjíme. Osobně stále přednáším na štrasburské univerzitě a spolupracuji s dalšími zahraničními pracovišti, v prvé řadě v Hong Kongu a dále pak ve Spojených státech, Austrálii, Španělsku, Švýcarsku, Velké Británii, Číně a Mongolsku. V Čechách nejvíce spolupracujeme s Karlovou univerzitou a Akademií věd.
Na video představující činnost a projekty Centra se můžete podívat zde.
Prolíná se činnost České geologické služby a Centra pro výzkum litosféry do každodenního života? Má nějaké aplikované výsledky?
Česká geologická služba poskytuje expertní podporu státní správě a informační služby veřejnosti, je velmi pokroková, co se technického vybavení i nových trendů týká. Její profil je široký. Odborníci se zabývají například hydrogeologií, stabilitou svahů, nerostnými surovinami, krajinným prostředím nebo třeba ukládáním radioaktivních odpadů. Instituce se stala stabilním poradním orgánem vlády ČR.
Informace o České geologické službě můžete zhlédnout také na tomto videu.
Těší mě, že vedení České geologické služby podporuje ale i základní výzkum. Výzkumná činnost Centra pro výzkum litosféry probíhá převážně v zahraničí – hlavně v Asii a dnes už také v severní Africe. Zde se věnujeme také environmentálním a rozvojovým projektům s přesahem do školicí a vzdělávací činnosti.
Konkrétní průnik činnosti našeho Centra s aplikovanou vědou existuje zejména v oblasti zkoumání nerostných surovin. Jedná se o zkoumání procesů vedoucích ke vzniku, zániku či recyklaci ložiskových akumulací ve vazbě na vznik a rozpad superkontinentů, které pak v praxi umožní jejich efektivnější vyhledávání a průzkum. V ohnisku zájmu ložiskových geologů jsou zejména zlato a měď, dále pak tzv. vzácné zeminy, které představují stále velmi málo pochopenou oblast spojenou s růstem zemské kůry, a přitom jsou zásadními prvky pro současný technologický rozvoj včetně elektromobility a dekarbonizace.
Pokud jde o vzdělávání, do Centra přicházejí na dlouhodobější pobyty doktorandi i magisterští studenti ze zahraničních univerzit a podílejí se na vzniku společných publikací. Naopak naši pracovníci mají možnosti využívat laboratorní metody, které sami nemáme, na zahraničních univerzitách. Jde o oboustranně velmi výhodnou spolupráci.
Mezinárodní konference k 60. jubileu prof. Schulmanna na zámku Třešť u Jihlavy, 2018
Centrum pro výzkum litosféry rozvíjíte i díky projektům Grantové agentury České republiky. Nedávno jste dokončil standardní projekt GA ČR, který byl hodnocen jako vynikající. A v současné době řešíte projekt EXPRO. Co konkrétně zkoumáte?
Sledujeme růst superkontinentů a jejich interakci se světovými oceány ve dvou regionech – ve střední Asii a na území mezi Evropou a severní Afrikou. Tyto dvě oblasti jsou totiž zcela odlišné, co se jejich vzniku týká. Ve zmíněném excelentně řešeném projektu Kontrastní mechanizmy růstu superkontinentu Pangea: nový pohled na tvorbu kontinentální kůry jsme zkoumali především asijský region. Výzkumy probíhaly převážně v Mongolsku, na jihu Ruské federace a v severní Číně.
Jak často vlastně dochází ke vzniku a rozpadu superkontinentů?
Přibližně každých cca 750 milionů let se na naší planetě shluknou všechny kontinentální bloky a tím vznikne jeden superkontinent obklopený světovým oceánem. Nejmladší superkontinent se jmenuje Pangea. My se aktuálně nacházíme v průběhu jeho rozpadu před tím, než se pravděpodobně znovu spojí. Mechanismy procesu rozpadu a aglomerace nejsou přesně známy, nevíme, proč se tak děje. Můžeme ale říci, že v historii naší planety existovaly čtyři hlavní superkontinenty. První se jmenoval Sklavie. O něm toho víme nejméně. Před asi 15 lety byl objeven a popsán druhý superkontinent Columbie. Třetím byla Rodinie a čtvrtým již zmíněná Pangea.
Kontinentální změny jsou spojené s explozí i zánikem života na Zemi. Můžete nám k tomu říct více?
Superkontinentální cykly jsou spojené se změnami chemického složení oceánů a výraznými klimatickými změnami. Například vznik velikého kontinentu zvaného Gondwana, který zahrnoval území dnešní Jižní Ameriky, Afriky, Arábie, Indie, Austrálie a Antarktidy, a byl intermezzem mezi vznikem Rodinie a Pangey, vedl k explozi života. A co bylo jejím pravděpodobným důvodem? Při kolizi velkých geologických megabloků vzniklo pohoří o délce asi 14 tisíc kilometrů s odhadovanou topografií dosahující himalájských výšek. Druhotným produktem byla extenzivní eroze pohoří vedoucí k obrovské akumulaci kontinentálních sedimentů. Například celou Antarktidu a Austrálii pokryly až dva kilometry tohoto přírodního materiálu, který byl dále odnášen do oceánů, což změnilo jejich chemismus a kromě jiného navýšilo množství vápníku a některých izotopů nutných pro život. Mořští živočichové měli najednou dostatek materiálu pro tvorbu ochranných schránek. Superkolize navíc vznikla v relativně teplém oceánu, i to bylo pro explozi života příznivé.
Vznik Pangey naopak souvisí s největším známým vymřením života na planetě vůbec. V té době, asi před 250 miliony let, pravděpodobně zmizelo až 90 procent veškeré, zejména oceánské, světové biomasy. Rozsáhlá a dlouhodobá sopečná aktivita spojená s aglomerací Pangey pravděpodobně způsobila nejprve dlouhotrvající vulkanickou zimu, následovanou změnou složení atmosféry s extrémním nárůstem obsahu oxidu uhličitého a metanu ve vzduchu. To vedlo k výraznému skleníkovému efektu a globálnímu zvýšení teploty až o 10°C společně se silným odpařováním vody a zvýšením salinity oceánů.
Aktuálně se nacházíme asi v polovině cyklu, kdy začínáme pozorovat znaky odpovídající budoucímu sjednocování superkontinentů. K tomu by mohlo dojít asi za dalších 300 milionů let.
Mongolská Gobi – obvyklé napajedlo velbloudů
V jakém období byla formována fauna a flora tak, jak je známe dnes?
Během rozpadu Pangey v průběhu druhohor, tj. před cca 200 miliony let. Rozpadem se vytvořily bloky, které se od sebe na jižní polokouli začaly velmi rychle oddalovat. Afrika, Jižní Amerika, Antarktida a Indie původně byly součástí jednoho celku zvaného Gondwana. Jeho rozdělení vedlo k obrovské diferenciaci života. Konkrétně můžeme pozorovat třeba rozdíly mezi zvířaty na severní a jižní polokouli. Přitom totožné zkameněliny např. Lystrosaura – býložravého ještěra žijícího před cca 250 miliony let – byly nalezeny jak v Antarktidě, tak v Indii a Číně. Tedy v zemích dnes vzdálených přes deset tisíc kilometrů.
Vysoce výběrový projekt EXPRO, který právě realizujete, se zabývá interakcemi mezi mladými a starými oceánskými systémy. Předmět zkoumání je vědecky zcela unikátní. Proč?
Projekt EXPRO Hlavní mechanismy periferálního kontinentálního růstu během superkontinentálního cyklu aktuálně běží druhým rokem. Zabýváme se aglomerací superkontinentu Pangea, tedy uzavíráním takzvaných „vnitřních“ oceánských domén obklopených kontinenty a jejich následnými kolizemi. Celkově ale platí, že světový „periferní“ Tichý oceán byl a je v dlouhodobém, stamiliony let trvajícím, kontaktu s kontinenty a proto je tato interakce zkoumána nejčastěji. V současné době, kdy pozorujeme největší rozepnutí kontinentálních mas, je však patrné množství kontaktů mezi starou litosférou Tichého oceánu a mladší litosférou „vnitřních“ nově vznikajících oceánů. Zde probíhá spousta dějů, které však zatím neumíme popsat. Z tohoto pohledu je zásadní region střední Asie. Je to jediné místo na planetě, o kterém víme určitě, že zde v minulosti procesy mezi „periferním“ oceánem a „vnitřními“ oceány probíhaly. Geologický archiv zejména Mongolska, Kazachstánu a severní Číny má tak bezprecedentní význam pro pochopení vzniku největšího pohoří na Zemi. Vzniklo zvětšením objemu hornin oceánského původu. Toto pohoří dosahovalo až 20 tisíc kilometrů délky, tvořilo se stovky milionů let a nazýváme jej Středoasijský orogenní pás.
Geologická exkurze v rámci mezinárodní konference POCEEL v létě roku 1999
Jaké nové poznatky může Váš projekt EXPRO přinést?
Zatím není jasné, co se děje mezi oceánskými deskami, třeba mezi Indickým a Tichým oceánem na jedné straně a Atlantikem a Tichým oceánem na straně druhé. A přesně v tom tkví inovativnost našeho výzkumu. Přišli jsme na to, že za příznivých okolností mohlo dojít k nahrazení litosféry vnitřních oceánů Tichým oceánem a „uzamčením“ jeho obrovské části uvnitř superkontinentu Pangea. V této době došlo k bezprecedentnímu nárůstu kontinentální masy ve světovém měřítku a to během velice krátké doby. Například 30 milionů let v našem pojetí je velice krátká doba. A za tuto dobu došlo k nárůstu asijského kontinentu o 30 procent.
Tato období dramatických změn bez současného zničení života otevírají mnohé otázky. Zajímá nás například, jakým způsobem se během amalgamace kůra kontinentálních bloků mění, jak se původně oceánská kůra transformuje na zralou kontinentální kůru a jakým způsobem reaguje s okolní oceánskou litosférou.
Máte zkušenosti s grantovými agenturami podporujícími základní výzkum napříč světem. Jak si podle Vás stojíme v České republice?
Velké zkušenosti mám s francouzskými grantovými agenturami ANR, INSU, Campus France a do určité míry i agenturami v Hong Kongu a Číně. Grantový systém České republiky bych srovnal právě s Hong Kongem, kde jsou podmínky velmi dobře nastavené. Získat grant ve Francii je neobyčejně obtížné zejména díky výzkumným prioritám, a to říkám i přes to, že jsem v minulosti dva projekty realizoval. Český grantový systém vnímám jako mimořádně otevřený, dávající šanci všem odvětvím výzkumu. Myslím si, že vědci s dobrými nápady v jakémkoli oboru i věku zde mají šanci projekt získat, a to opakovaně.
Český vědecký systém – i díky dlouhé socialistické periodě – však ještě není zcela zralý. Rezervy máme v mezinárodní kompetitivnosti. Ta podle mého názoru ještě nedosahuje úrovně vyspělých západních zemí. Třeba Francie se pyšní obrovskou tradicí, co se budování vědeckého stavu týká. Například na univerzitě, kde učím, působí pět laureátů Nobelovy ceny. Postavení vědců ve společnosti je zde úplně jiné, prestižní a také výrazně lépe finančně hodnocené. České vědecké prostředí je stále velmi uzavřené a je zde zakořeněn tzv. inbreeding.
Situace se ale neustále zlepšuje, vědci častěji vyjíždějí do zahraničí, progres je jasný. A na to má, myslím, velký vliv také GA ČR. Důležitá je podle mě podpora mladých vědců, vysoce prestižní jsou třeba nové projekty JUNIOR STAR. EXPRO projekty zase mohou přinést skutečně nějaké rozhodující výzkumné výsledky. Navíc díky nim vzroste šance uspět v grantové soutěži Evropské výzkumné rady.
Za sebe i tým mohu říci, že jsme spokojeni i s komunikací agentury, hodnocením a administrací projektů.
V roce 2018 jste převzal Cenu Františka Běhounka, kterou uděluje ministr školství špičkovým vědcům, studentům a pedagogům. Jaký dojem ve Vás ocenění zanechalo?
O Františku Běhounkovi jsem si hodně nastudoval. Byla to velice zvláštní osobnost. Stal se jedním z prvních doktorandů Marie Curie. Tato vědkyně byla prý velmi nepřístupná, těžko se s ní vycházelo a František Běhounek byl údajně podobný. Byl ale také velmi houževnatý, účastnil se třeba výpravy na Severní pól s Amundsenem nebo tragického letu vzducholodí „Italia“ s Nobilem. Prokazoval neuvěřitelnou vytrvalost. Zároveň byl velký romantik, psal třeba knihy pro děti. Můžeme říci, že byl Panevropan. Pracoval v Norsku, ve Francii a soustavně propagoval tehdy československou vědu ve světě. Zde se, myslím, potkáváme. Osobně jsem se věnoval mnoha evropským projektům, letním školám v rámci evropských programů TEMPUS, Marie Curie ale i řadě bilaterálních projektů mezi Francií, Hong Kongem, Čínou, Alžírskem, Marokem. Mezinárodní spolupráci vnímám jako zásadní. Asi polovina mých studentů dnes pracuje v zahraničí v akademické sféře i průmyslu, což mě těší, a ocenění si samozřejmě velmi vážím.
Udělení Ceny Františka Běhounka, Senát PČR, 2018
Hodně působíte v zahraničí, Vaše výzkumy probíhají po celém světě. Které země Vám nejvíce přirostly k srdci?
Kromě Francie a Hong Kongu mám velmi oblíbené Mongolsko, kam se každoročně vracím. Rád jezdím také do Maroka. Nádherná geologie je k vidění v čínských pohořích. Čína je fascinující také svou komplikovanou historií.
Zůstaňme v domovině. Jaké lokality zde vnímáte z geologického hlediska jako zajímavé a atraktivní?
V Praze určitě zaujme třeba Barrandova skála. Z osobních důvodů miluji Vranovskou skálu ve Vranově nad Dyjí, kde jsem svoji profesní kariéru začal. Zajímavé lokality jsou v Krušných horách – hora Meluzina, skála Sfinx; nepočítaně jich je v Jeseníkách nebo na Kralickém Sněžníku, a to na české i polské straně. Krásných míst zde máme plno. Věnuji se také exkurzím, rád každoročně provádím naší zemí francouzské studenty.
Prof. RNDr. Karel Schulmann, CSc.
Profesor Karel Schulmann je vůdčím mezinárodním odborníkem v oblasti geodynamiky orogenních procesů a tvorby kontinentů. Od roku 2012 je vedoucím Centra pro výzkum litosféry při České geologické službě. Centrum je tvořeno špičkovými českými pracovníky, kteří přišli s prof. Schulmannem ze zahraničí, ale také mladými pracovníky z Velké Británie, Francie, Španělska, Číny, Mongolska i tuzemska. Pracoviště má zásadní vědecký přínos pro rozvoj poznání zemské kůry a pro renomé České geologické služby doma i v zahraničí. Každoročně dosahuje excelentních vědeckých výsledků a jeho publikace jsou mezinárodní komunitou vysoce oceňovány.
Autorka: Mgr. Renata Třísková
Na úvodním obrázku: Mongolsko-česká expedice v jižním Altaji.
Jedny z nejvzácnějších kovových prvků v zemské kůře jsou platinové kovy. Široké uplatnění těchto kovů a jejich sloučenin zejména v chemii katalyticky řízených reakcípřispělo v posledních letech k výraznému snížení jejich zásoby v přírodních zdrojích. Tento fakt, ale i vysoká cena a toxicita platinových kovů přiměla tým profesora Aleše Růžičky k bádání, zda by bylo možné tyto kovy něčím nahradit.
„Jde o dlouhodobý program naší skupiny, kdy se snažíme nahradit koordinační sloučeniny zejména platinových kovů, široce používané v homogenní katalýze pro přípravy a výroby minimálně dvaceti z padesáti komerčně nejúspěšnějších chemikálií, koordinačními sloučeninami kovů hlavních skupin. Důvodem našeho snažení o tuto náhradu je, že při současné spotřebě těchto kovů a jejich zastoupení v zemské kůře budou během několika dalších desetiletí vyčerpány,“ vysvětlil prof. Ing. Aleš Růžička, Ph.D., z Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice.
Nejdůležitějším faktorem bylo naučit kovy hlavních skupin, aby se chovaly jako kovy přechodné, a bylo je tak možné použít jako katalyzátory pro chemické transformace. Takovéto aplikace kovů hlavních skupin nejsou známé a ještě před zhruba dvaceti roky se nikdo nepokoušel ani o základní reaktivitu, natož aplikace v katalýze nebo optoelektronice.
„Tušili jsme, že hlavními faktory pro toto použití jsou elektronické a sterické vlastnosti okolí atomu kovu (ligandy) a jeho oxidační stav. Proto bylo pro nás nejdůležitější vyvinout takové organické ligandy, kterými by bylo možné efektivně dekorovat, odstínit a stabilizovat kovy hlavních skupin jako např. hliník, hořčík, cín, antimon, bizmut a další v nižších oxidačních stavech, než je obvyklé v jejich klasické chemii,“ uvádí profesor Růžička.
Těchto ligandů připravili řešitelé velké množství, zapojili je do koordinačních sfér zmíněných kovů, produkty redukovali a reagovali s různými organickými substráty. „Celý projekt je protkán neskutečným množstvím vedlejších a slepých uliček, které ovšem zároveň otevírají nové směry a poskytly nečekané informace o chování nejen ligandů a kovů hlavních skupin, ale i kovů přechodných,“ uvádí Aleš Růžička.
Levné a netoxické sloučeniny kovů hlavních skupin v nižších oxidačních stavech jsou schopné stejné nebo podobné reaktivity jako koordinační sloučeniny přechodných kovů. Může docházet k dosud nepopsaným aktivacím malých molekul a reakcím nenasycených systémů.
Jeho tým při zkoumání nejvíce překvapila obrovská variabilita chování a reaktivity cílových sloučenin v závislosti na použitých rozpouštědlech, substituci ligandů a kovů, a jejich aktivita v mnoha zajímavých procesech včetně aktivace malých molekul a násobných vazeb.
„Ovšem paradoxně největším neplánovaným překvapením a popřením dosavadně používaných paradigmat jsou výsledky dosažené v chemii zlatných sloučenin, které jsme v kombinaci s našimi ligandy používali pouze jako srovnávací. V této sadě sloučenin se nám podařilo ve spolupráci s kolegy z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy odhalit a změřit disociační energii (sílu) netradiční vazby mezi dvěma atomy zlata, a navíc i popsat vodíkovou vazbu z N-H skupiny na pozitivně nabitý atom zlata, což je dle definic tohoto typu vazeb ´zakázáno´,“ říká profesor Aleš Růžička, jehož tým výsledky tříletého zkoumání využívá i pro další práci.
Těsně před ukončením projektu došlo na základě výsledků prezentovaných na konferencích a v publikacích k okamžitému navázání spolupráce s kolegy z Technické Univerzity v Berlíně. „V současné době již máme tři společné publikace o stabilizaci tak obskurních nekovových center jako Si(0), Si(I)+ a N(I)+ a reaktivitě oxidu uhelnatého, vydané v prestižních chemických časopisech jako Angewandte Chemie – International Edition, Journal of the American Chemical Society a Chemical Communications.“
Prof. Ing. Aleš Růžička, Ph.D., se narodil v roce 1974, vystudoval inženýrský, a poté i doktorský program Anorganická a bioanorganická chemie na VŠChT a na Univerzitě Pardubice, oba pod vedením prof. Jaroslava Holečka. Postdoktorskou stáž v rámci Royal Society/NATO fellowship strávil u prof. Michaela F. Lapperta na Sussex University v Brightonu v roce 2003. V dalších letech vykonal krátkodobé pobyty a přednášel na zahraničních univerzitách (Dijon, Zaragoza, Brusel, Saitama, Zürich, Chemnitz, Graz a KIT Karlsruhe). V rámci svých pedagogických povinností vede kurzy přednášek o aspektech organokovové chemie, pokročilé anorganické chemie, NMR spektroskopie a krystalografie. Podílí se na pořádání řady mezinárodních konferencí, mimo jiných je členem Vědecké rady AV ČR a Učené společnosti ČR.
Kapr je nejen součástí štědrovečerní večeře, ale je také jedním z tradičních obyvatelů českých rybníků. Právě na jejich studium se zaměřili vědci Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích ve svém projektu “Rybníky jako modely pro studium diversity a dynamiky planktonu hypetrofních mělkých jezer”.
Ve světě, kde je potravinová bezpečnost a čistota výroby skutečnou výzvou, jsme si uvědomili staré dobré přednosti chovu ryb v rybnících. Mezi systémy produkce potravin v EU má nejmenší environmentální stopu.
Rybníkářství představuje nejen unikátní formu živočišné výroby, ale může poskytovat i významné ekosystémové služby jako je podpora biodiversity, retence živin, regulace teploty, zadržování vody v krajině či ochranu před povodněmi. Jmenované celospolečenské funkce (a mnoho dalších) mají mnohdy vyšší hodnotu než samotná tržba z prodeje ryb. Produkční hodnota vylovené biomasy ryb činí ∼1043 € ha−1 zatímco ekosystémové služby v rybnících se odhadují na ∼1257 € ha−1 (Obrázek 2). Ekosystémové služby i produkce rybníků samotná je ovšem ovlivněna rybničním hospodařením. Rybářští hospodáři jsou často obviňováni za současný stav rybníků a jsou mnohdy restrikcemi a nařízeními tlačeni ke snížení obsádek až k úplnému zastavení (např. v rezervacích) obhospodařování rybníku. Pokud by ale rybník obhospodařován nebyl, došlo by k přirozené eutrofizaci (akcelerované antropogenními vlivy), končící jeho zazeměním. Přišli bychom tudíž o některé ekosystémové služby, které nám rybník, tedy i rybářské hospodaření, přináší.
Obrázek 1: Výlov rybníka.
Z pohledu čistoty potravin a potravinové bezpečnosti reprezentuje rybníkářství jeden z potenciálně nejekologičtějších způsobů výroby potravin v celé Evropě. Produkce skleníkových plynů při výrobě 1 kg rybího masa je ∼4 x nižší v porovnání s produkcí drůbeže či skotu. Často zmiňované znečištění dusíkem a fosforem z rybničního hospodaření je ∼4–6×, resp. ∼1,5–2,4× nižší zátěž než rostlinná výroba nebo chov hospodářských zvířat (Obrázek 3). Navíc efektivita využití dusíku (bílkovin) a fosforu je u kapra obecného vyšší.
Obrázek 2: Hodnota (v €) pozitivních (pravá strana tečkované čáry) a negativních (levá strana) ekosystémových služeb kaprového hospodářství (Roy a kol., 2020).
Přitom současné rybniční hospodaření (v minulém století silně intenzifikované) stěží splňuje optimální požadavky kapra obecného na fosfor. Paradoxně je rybniční management kritizován (často bohužel právem) za znečišťování životního prostředí. Rybník je totiž komplexní systém. Pokud by byl vhodně obhospodařován, včetně přikrmování, emise by mohly být přinejmenším neutrální. Skrze hlavní transformační článek – zooplankton a zoobentos – by totiž byly živiny z rybníků vhodně transformovány skrze potravní řetězec a vytěženy jako biomasa ryb. Navíc by se bioremediovaly i živiny přitékající do rybníků. Bez rybářských hospodářů a (upraveného) rybničního managementu to tedy nejde. Jenže rybniční akvakultura má svá omezení: na začátku vegetační sezóny je vysoce hodnotný protein z přirozené potravy spotřebován jako energie (a vyloučen jako odpadní dusík) místo toho, aby byl zabudován do biomasy. V této situaci, kdy chybí energie a převažuje protein je role přikrmování obilovinami jako zdroje energie nepostradatelná. V druhé polovině vegetační sezóny je scénář opačný – v nedostatku je přirozená potrava, resp. protein, zároveň rybáři intenzivně přikrmují (většinou obilím). Nastává situace, kde je v nedostatku protein a v nadbytku energie.
Obrázek 3: Znečištění (a) dusíkem a (b) fosforem (Roy a kol., 2020)
To vede k přílišnému ztučnění ryb, které je také nežádoucí. Zároveň vlivem sníženého růstu ryb a nestravitelnosti fytátového fosforu, dochází k nadbytečnému vylučovaní fosforu. Z obou situací vyplývá, že žádoucí je vyvážit poměry živin optimální pro rybu v jednotlivých obdobích vegetační sezóny. Tím se zamezí vylučování nadbytečného fosforu a dusíku do vodního prostředí a sníží se riziko živinového znečištění.
Optimalizací hustoty obsádky a eliminací invazivních druhů ryb (např. Pseudorasbora parva) lze v rybničním ekosystému udržet zooplankton a bentos a vhodným doplněním přirozené potravy přikrmováním lze dosáhnout ekologicky čisté produkce ryb s minimem odpadních látek. Z toho by profitovali jak rybáři, tak vodohospodáři i široká veřejnost. Rybník, důležitý krajinotvorný prvek, by byl vhodně udržován, zároveň by bylo zvýšeno využití přirozené potravy, resp. živin, tím by byly sníženy náklady na přikrmování s lepším přírůstkem. Rybníkářství, jež má dlouholetou tradici a přináší ekosystémové služby celé společnosti, je možné zachovat, zároveň i splnit environmentální nároky dnešní doby.
Obrázek 4: Kapr obecný (Cyprinus carpio)
Odborná literatura Roy, K., Vrba, J., Kaushik, S.J., Mraz, J., 2020. Nutrient footprint and ecosystem services of carp production in European fishponds in contrast to EU crop and livestock sectors. J. Clean. Prod. 270, 122268. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122268
Kontakt: doc. Ing. Jan MRÁZ, Ph.D.; Laboratoř výživy, Fakulta rybářství a ochrany vod, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Na Sádkách 1780; 370 05 České Budějovice; jmraz@frov.jcu.cz /+420 737 221 913
Autoři textu: Kajgrová, L., Roy, K., Vrba, J., Mráz, J.
Digitální přenos textů často proměňuje informace i jejich obsah. Není to ale nic nového. Otázkou sdílení textů v souvislosti s proměnami společnosti v 18. a 19. století se ve svém projektu zabývala trojice vědců Claire Madl, Ph.D., Petr Píša, Ph.D., a Mag. Dr. Michael Wögerbauer z Ústavu pro českou literaturu Akademie věd České republiky.
Společnost v Čechách přešla na přelomu 18. a 19. století ze stavovského uspořádání k uspořádání občanskému s větší sociální mobilitou, kdy jako ideální rozměr kolektivní identity začal být vnímán národ. Současně a v této souvislosti začala čtení ovládat velká většina obyvatelstva, knihy se staly cenově přijatelnými a rozšířila se skupina lidí, kteří četli noviny. Nakladatelé, tiskaři a knihkupci vytvořili infrastrukturu pro sdílení informací, vědomostí a idejí. Zatímco v půli 18. století se v Čechách tisklo omezené spektrum knih a značnou roli hrál dovoz knih cizími knihkupci, v roce 1848 se tiskla široká škála publikací, a to i v češtině. Vycházely už i samostatné noviny a časopisy. V této době se také etabloval větší počet knihkupců, a to i mimo Prahu.
„Doposud však byl tento vývoj znám jen málo, převážně z pohledu českého tiskařství. Základem byla však proměna knihkupectví, které se nadto musí zkoumat napříč jazyky a v mezinárodním kontextu,“ vysvětluje Claire Madl, proč se její tým pustil do projektu s názvem Budování národa čtenářů. Sítě, podniky a protagonisté knižního trhu v Čechách (1749-1848).
Inspirace ve Vídni
„Druhý důvod, proč jsme si vybrali toto téma, souvisí s mezinárodním výzkumným kontextem: kolegové z Vídně iniciovali podobný projekt pro všechny země habsburské monarchie. Byl však dokončen jen pro město Vídeň. Podobný výzkum, byť vždy s poněkud jiným úhlem pohledu, provádí také kolegové v Lipsku a v Paříži. Český knižní trh byl natolik propojen se zahraničím, že mělo smysl tento mezinárodní obraz doplnit o Čechy,“ říká Claire Madl, kterou při bádání překvapila modernost některých otázek, které řešila tiskárna učebnic v 70. a 80. letech 18. století. Jsou mezi nimi například otázky konfliktu zájmů, férovosti veřejných zakázek, cen knih nebo náboženské tolerance. „Snad nejvíc mě překvapilo, jak málo toho víme o začátku 19. století a kolik úplně nového našli kolegové v běžně přístupných fondech – i o pražských poměrech a o v literatuře známých podnicích. Ukazuje se, že když přijdeme s novou otázkou, objevujeme i nové prameny. Náš výzkum rovněž zásadně obohatilo, že fondy Archivu hlavního města Prahy jsou mnohem lépe přístupné než v minulosti. Vůbec jsme netušili, že se budeme muset zabývat knihvazači, protože byli nenahraditelnými prodejci knih,“ uvádí Claire Madl.
Dnešní regulace trhu a společenské poměry jsou oproti přelomu 18. a 19. století velice odlišné. Zůstává nicméně podstata knihy jako kulturní produkt: zároveň komodita i duševní „kvas“.
Česko má nedostatek odborných knihovníků
Doposud se na podobném tématu pracovalo zejména na základě knih dochovaných v knihovnách spíše než na základě archivních fondů. Byli známi tiskaři a nakladatelé, ale méně již knihkupci. „V Čechách je totiž velké množství dochovaných historických knižních fondů a přitom se ve srovnání s jinými zeměmi jen velmi málo investuje do jejich zpracování. Stále je tu nedostatek odborných knihovníků,“ konstatuje Claire Madl. Jak uvádí, její tým pracoval zejména v archivech, což mělo přínos i z kvantitativního hlediska – vzhledem k předchozímu podobnému přehledu se počet knihkupeckých, tiskařských nebo nakladatelských firem, které v projektu řešitelé zachytili, zdvojnásobil.
Učebnice dostali všichni žáci
Ačkoliv knižní trh na přelomu 18. a 19. století limitovala silná regulace, která znamenala nekonečnou sérii zákazů, vyšlo najevo, že se knihy dostaly až na venkov a že byl český trh autonomní, otevřený a odlišný od vídeňského. „Za liberalizace Josefa II. tiskaři a nakladatelé podléhali silné konkurenci a většina jich zkrachovala, přestože inovovali ve způsobu oslovování čtenáře například v novinách nebo díky novým prodejním možnostem, jako byly aukce a půjčovny. Analyzovali jsme dále, jak houževnatě musel jednat ten, kdo tu chtěl založit novou knihkupeckou firmu. A také jak se stalo, že v době ručního tiskařského lisu dostalo učebnici do rukou každé školou povinné dítě,“ zdůrazňuje Claire Madl z Ústavu pro českou literaturu AV ČR.
Claire Madl, Ph.D.
Vystudovala historii a informační vědu v Paříži, doktorát z historie získala na École pratique des hautes études. Věnuje se kulturním a sociálním dějinám 18. století a zabývá se otázkami knižní kultury, dějin čtení, sbírání knih, psaní i vědecké komunikace. Působí ve Francouzském ústavu pro výzkum ve společenských vědách (CEFRES) v Praze a od roku 2015 též v Ústavu pro českou literaturu AV ČR. Je autorkou monografie „Tous les goûts à la fois“. Lesengagements d’un aristocrate éclairé de Bohême (2013). Podílela se na vzniku knih Francouzský švindl svobody: Francouzská revoluce a kontrola veřejného mínění v českých zemích (2013) a Ex oriente amicitia: mélanges offerts à Frédéric Barbier à l’occasion de son 65e anniversaire (2017). Současně se zabývá úlohou knih ve zprostředkování informací, modely a vzory anglických krajinářských zahrad do střední Evropy v rámci dalšího projektu financovaném GA ČR „Krásný Dvůr v kontextu evropských krajinářských parků“ (pod vedením M. Šantrůčkové).
Na úvodním fotu: Tiskařští tovaryši převlečení za postavy Comedia dell arte. Zdroj: Národní archiv
Vědců, kteří se systematicky věnují biosyntéze chlorofylu a fotosyntetických bílkovinných komplexů, není po světe mnoho. Patří k nim ale Ing. Roman Sobotka, Ph.D., z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR. Na jeden z jeho posledních projektů „Regulace distribuce molekul chlorofylu v buňkách sinic“ poskytla finanční prostředky Grantová agentura České republiky.
Chlorofyl patří mezi tetrapyroly, což je skupina barevných látek – pigmentů, kam náleží i hem, který v naší krvi přenáší kyslík a barví ji do červena. Chlorofyl je sice zelený, ale chemicky se od hemu zas tolik neliší. Jinou skupinou tetrapyrolů jsou biliny jako je bilirubin, který je žlutý a jeho patologické hromadění v těle je projevem žloutenky. Z hlediska evoluce je metabolická dráha, využívaná v buňkách k produkci tetrapyrolů, velmi starým vynálezem, musela se objevit na samém úsvitu života. Hem potřebuje celá řada základních enzymů v buňkách a chlorofyl se objevil v evoluci asi jen o něco málo později spolu s fotosyntézou. Proto jsou tetrapyroly nazývány „pigmenty života“. „Fotosyntéza nám ale postupně napumpovala atmosféru kyslíkem, a vznikl tím problém s biosyntézou tetrapyrolů, který první organismy na Zemi řešit nemusely. Pokud na tetrapyrol jako je chlorofyl posvítíte, absorbuje foton a přeskočí do stavu, kterému se říká excitovaný. Tento stav netrvá dlouho a foton se zase vyzáří. Nicméně pokud se poblíž excitovaného chlorofylu objeví molekula kyslíku, dokáže chlorofylu odebrat část absorbované energie a změnit se na formu zvanou kyslíkový radikál,“ popisuje Ing. Roman Sobotka.
Agarové plotny, na kterých se inkubují mutantní kmeny sinic.
Fascinující robustnost sinic
V laboratoři Mikrobiologického ústavu se tým Romana Sobotky snaží objasnit, jak dokáží fotosyntetické organismy produkovat chlorofyl, zabudovat ho do příslušných bílkovin a přitom se vyvarovat poškození radikály kyslíku. Vědci pracují na jednom typu modelové sinice, která se jmenuje Synechocystis. Ačkoli je sinice de facto bakterie, která dokáže provádět fotosyntézu, výsledky získané na sinicích jsou většinou dobře aplikovatelné i u rostlin a řas. Jako laboratorní model mají ale sinice řadu výhod oproti rostlinám i řasám. U sinic je velmi snadné vypínat a modifikovat geny, genom je jednoduchý, rostou rychle a mají i jiné přednosti.
„Práce na sinicích je docela zábava, vypnout gen trvá pouze několik týdnů. Co mě dlouhodobě překvapuje je robustnost sinic. Celý buněčný aparát na fotosyntézu je velmi složitý a vyžaduje souhru stovek genů. U rostlin je běžné, že vyřazení určitého genu celou fotosyntézu úplně rozbije. Naše modelová sinice většinou nemá s tou samou mutací velký problém. Anebo nám ho kompenzuje tím, že rychle mutuje úplně jiný gen (má 3500 genů), a ty dva poškozené geny dohromady dají zase funkční fotosyntézu. V rámci projektu jsme zjistili, že zdánlivě zcela odlišné mutace, které naruší biosyntézu fotosyntetického aparátu, buňka vždy opraví mutacemi v enzymu, který produkuje hem. Ukazuje to zcela zásadní regulační roli hemu, tedy opět jsme u tetrapyrolů. Snažíme se zjistit, proč se to děje,“ vysvětluje Roman Sobotka.
Každá buňka je takový kotel, který musí neustále trochu hořet, pokud vyhasne, je konec. Život je neskutečně vynalézavý, co se týká dovednosti spálit i velmi mizerné palivo, ale zákony termodynamiky diktují, co už spálit nelze. Bez fotosyntézy by život spálil vše, co lze na Zemi oxidovat, a pak už by pouze živořil, nebo úplně zaniknul. Je nutné si uvědomit, že žádná jiná evoluční inovace, včetně samotného vzniku života, nepřetvořila planetu tak dramaticky jako právě fotosyntéza.
Fotosyntetické komplexy na montážní lince
Fotosystémy jsou velmi složité bílkovinné komplexy, které odpovídají za zásadní reakce fotosyntézy a obsahují mnoho molekul chlorofylu. Jak buňka tyto komplexy produkuje je předmětem intenzivního výzkumu. Podobně, jako když se skládá motor do auta z jednotlivých dílů v určitém pořadí, buňka vyrobí jednotlivé části a vše skládá v přesně definovaných krocích. Na této montáži fotosystémů se podílí řada bílkovin zvaných „assembly“ faktory, ale co konkrétně dělají, se dosud nevědělo. Týmu Romana Sobotky se podařilo prokázat, že minimálně dva faktory se podílí na navázání molekul chlorofylu do bílkovinných podjednotek fotosystému. „To bylo docela nečekané, protože jejich funkce nakonec není ve skládání (assembly), ale v produkci vlastní ‚součástky‘, která obsahuje chlorofyl,“ říká Roman Sobotka.
Tým Romana Sobotky
Ocenění GA ČR i prestižními magazíny „Řešení projektu přineslo nové poznatky týkající se velmi těsné regulace distribuce chlorofylu a syntézy a sestavování fotosystémů I a II u sinice Synechocystis, procesu klíčového z důvodu toxicity volného chlorofylu. Podařilo se také poodhalit organizaci biosyntetických center v buňce, kde probíhá biogeneze fotosystémů. Výstupem řešení projektu je šest publikací v prestižních časopisech. Projekt má tedy mimořádný přínos nejen pro studium fotosyntézy rostlin, ale také pro buněčnou biologii rostlin obecně,“ ocenila vědeckou práci ve svém hodnocení komise GA ČR.
Ing. Roman Sobotka, Ph.D., vystudoval obor genové inženýrství na Zemědělské fakultě Jihočeské univerzity. Vede vlastní vědeckou skupinu v Centru Algatech (Třeboň) Mikrobiologického ústavu Akademie věd České republiky. Zaměřuje se na biosyntézu a funkci fotosyntetických pigmentů a přednáší na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity.
„Překotný vývoj moderní logiky vede často k otázkám, kam se logika ubírá a zda je její směr vůbec správný. Někdy napůl v žertu říkám, že logické teorie na nás chrlí odpovědi, ale úplně nevíme, na jaké otázky,“ říká prof. RNDr. Jaroslav Peregrin, CSc. z Filosofického ústavu Akademie věd České republiky, jehož projekt Logické modely usuzování a argumentace v přirozeném jazyce podpořila Grantová agentura České republiky.
Tým profesora Peregrina, čítající sedm lidí, si v rámci tohoto tříletého projektu vytkl za cíl studovat existující formální jazyky logiky jakožto prostředek studia přirozených jazyků a „přirozené“ argumentace, která se odehrává v nich. „Formální jazyky a kalkuly logiky jsou totiž v podstatě exaktně definované matematické struktury, takže studujeme-li čistě je, studujeme v podstatě jenom důsledky našich definic. Něco jiného je ovšem, když tyto jazyky nahlédneme jako modely přirozených jazyků, v nichž se odehrává naše reálná argumentace – pak nám mohou pomoci získat do struktur této argumentace užitečný vhled,“ vysvětluje profesor Peregrin
Vhled do logiky a filosofický nadhled
V rámci projektu se podařilo ukázat, že vývoj moderní logiky se svým důrazem na formální jazyky přináší zcela nové filosofické problémy, které nejsou jenom novými verzemi starších problémů filosofie logiky, ale jsou bezprecedentní. Většina souvisí se vztahem mezi těmito formálními jazyky a přirozeným jazykem, a specificky s problémem, jak mohou být ty formální brány za modely toho přirozeného. „Podařilo se nám snad i důrazně upozornit na to, žechceme-li se v současné nepřehledné situaci kolem logiky vyznat, musíme neustále pečlivě rozlišovat mezi tím, co platí pro přirozený jazyk jakožto přirozený prostředek usuzování a umělými jazyky jako jeho modely.A to málokdo skutečně dělá,“ říká profesor Jaroslav Peregrin.
Toto zkoumání v sobě kombinuje vhled do matematických výsledků moderní logiky, tak filosofický nadhled nad nimi. Je k němu totiž potřeba, aby se člověk vyznal v matematických vlastnostech umělých jazyků a kalkulů, které v rámci moderní logiky vznikly a které jsou často velmi složité. Například důkaz neúplnosti formálního jazyka aritmetiky, který jako první předložil brněnský rodák Kurt Gödel, patří k těm nejpozoruhodnějším, ale i nejneprůhlednějším matematickým důkazům, se kterými se lze setkat.
„Ambicí našeho oddělení je kultivovat právě tuto jedinečnou schopnost ‚stereoskopického‘ vhledu do logiky. Vzhledem k tomu, že během komunistického režimu tady nic jako takováto filosofická logika fakticky neexistovalo, podařilo se nám, myslím, v tomto směru ujít velký kus cesty,“ podotýká Jaroslav Peregrin.
Myslím a doufám, že logika není se selským rozumem v rozporu – bylo by špatné, kdyby byla. Logika se ovšem zabývá jenom relativně úzkým výsekem lidského uvažování – jeho nejobecnější (a v jistém slova smyslu nepříliš vzrušující) kostrou. Ta kostra je zásadní v tom, že drží všechno ostatní pohromadě, často ji ovšem pod spoustou toho, co je na ní navěšeno, ani nevidíme. A zatímco selský rozum můžeme více či méně používat v konfrontaci s téměř jakýmikoli problémy, příležitosti k přímému použití logiky jsou relativně omezené.
Ocenění GA ČR i úspěch v zahraničí
Projekt „Logické modely usuzování a argumentace v přirozeném jazyce“ byl navržen na Cenu předsedkyně Grantové agentury České republiky. „Projekt je vysoce nadprůměrný jak svými mezinárodními výsledky, tak svým dopadem na domácí odborné bádání a jeho další rozvoj. V prvním z těchto ohledů je třeba vyzdvihnout autorskou monografii profesora Peregrina Philosophy of Logical Systems, vydanou v řadě ‘Studies in Contemporary Philosophy‘ prestižního britského nakladatelství Routledge. Řada dalších studií v zahraničních kolektivních monografiích a recenzovaných časopisech tento úspěch dále dokresluje,“ uvádí se mimo jiné v hodnocení komise. Ta také ocenila složení týmu z několika generací badatelů. Dva doktorandi z týmu v průběhu řešení projektu obhájili své disertační práce.
Prof. RNDr. Jaroslav Peregrin, CSc. je český logik a analytický filosof, jedním z průkopníků propagace analytické filosofie a filosofie jazyka v českém prostředí. Vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu University Karlovy. Působí ve Filozofickém ústavu Akademie věd ČR a je profesorem na Filozofické fakultě Univerzity Hradec Králové. Je autorem řady odborných i populárních publikací, mezi nimi například Co je nového v logice, Filosofie a normální lidi, Logika 20. století: mezi filosofií a logikou, Filosofie a jazyk.
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.
Práce v lokalitě Lány u Břeclavi
Runy tzv. staršího futharku
Vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie Filozofické fakulty MU Jiří Macháček
Mikrofotografie vzorku hornin z odlučné plochy sesuvu San Andrés, pomocí kterých byly identifikovány historické akcelerace
Kontrola přesného 3D monitorovacího přístroje
Odlučná plocha obřího sesuvu
Model šíření vln v Atlantickém oceánu u pobřeží Španělska, Portugalska a Maroka, vzniklých z možného kolapsu sesuvu San Andrés. T0 až T24 vyjadřuje čas v hodinách, velikost modelovaných vln pak barevná škála.
Mezinárodní konference k 60. jubileu prof. Schulmanna na zámku Třešť u Jihlavy, 2018
Mongolská Gobi – obvyklé napajedlo velbloudů
Geologická exkurze v rámci mezinárodní konference POCEEL v létě roku 1999
Udělení Ceny Františka Běhounka, Senát PČR, 2018
Prof. RNDr. Karel Schulmann, CSc.
Prof. Ing. Aleš Růžička, Ph.D., se narodil v roce 1974, vystudoval inženýrský, a poté i doktorský program Anorganická a bioanorganická chemie na VŠChT a na Univerzitě Pardubice, oba pod vedením prof. Jaroslava Holečka. Postdoktorskou stáž v rámci Royal Society/NATO fellowship strávil u prof. Michaela F. Lapperta na Sussex University v Brightonu v roce 2003. V dalších letech vykonal krátkodobé pobyty a přednášel na zahraničních univerzitách (Dijon, Zaragoza, Brusel, Saitama, Zürich, Chemnitz, Graz a KIT Karlsruhe). V rámci svých pedagogických povinností vede kurzy přednášek o aspektech organokovové chemie, pokročilé anorganické chemie, NMR spektroskopie a krystalografie. Podílí se na pořádání řady mezinárodních konferencí, mimo jiných je členem Vědecké rady AV ČR a Učené společnosti ČR.
Claire Madl, Ph.D. 
Prof. RNDr. Jaroslav Peregrin, CSc. je český logik a analytický filosof, jedním z průkopníků propagace analytické filosofie a filosofie jazyka v českém prostředí. Vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu University Karlovy. Působí ve Filozofickém ústavu Akademie věd ČR a je profesorem na Filozofické fakultě Univerzity Hradec Králové. Je autorem řady odborných i populárních publikací, mezi nimi například Co je nového v logice, Filosofie a normální lidi, Logika 20. století: mezi filosofií a logikou, Filosofie a jazyk.