Arbuskulární mykorrhizní (AM) houby patří k nejvýznamnějším spolupracovníkům většiny druhů cévnatých rostlin. Vědci se domnívají, že AM houby žijí s rostlinami již od doby prvohor, kdy rostliny začínaly pronikat z vodního prostředí na souš, a AM houby jim mohly pomáhat v nových podmínkách obstát. Tyto houby se staly zcela závislými na svých hostitelích a bez tohoto partnerství existovat nemohou. Pochopení podmínek, které preferují symbiotické houby v lučních porostech, může pomoci k udržení tohoto neviditelného světa pomocníků rostlin.
Hlavními otázkami, kterými se badatelský tým v rámci projektu GA ČR „Struktura a funkce společenstva AM hub v obhospodařovaných travinných porostech: role funkčních typů hostitele, jejich diversity a konkurence“ zabýval, bylo, jaké hostitele a půdní podmínky jednotlivé druhy AM hub preferují a jak se mezi sebou liší ve způsobu získávání živin z půdy (pro sebe i pro své rostlinné hostitele). „K tomu jsme provedli vícero experimentů a pozorování. Ty se ve velké části odehrávaly ve volné přírodě, i když nechyběl ani pokus ve skleníku, kde rostliny vytvářely ‚pracovní vztahy‘ s AM houbami v květináčích. AM houby jsme zkoumali pomocí metod molekulární biologie jak přímo v kořenech jejich rostlinných partnerů, tak v půdě, ve které tyto houby mají většinu své biomasy, v podobě rozsáhlé sítě hyf prostupující půdní prostor. V kořenech jsme se na tyto houby dívali (po jejich obarvení a po projasnění okolních rostlinných pletiv) také pod mikroskopem a to nám poskytlo zajímavou informaci o jejich celkové četnosti v kořenech,“ říká Petr Šmilauer z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.
V rámci oboustranně prospěšného vztahu, symbiózy, poskytují houby rostlinám různé služby, zejména snadnější přístup k půdnímu fosforu a dusíku, ale také k vodě, nebo ochranu před nepřátelskými organismy infikujícími kořeny rostlin. Na oplátku rostliny poskytují AM houbám část z cukrů vyrobených při fotosyntéze a umožňují jim obývat jejich kořeny. AM houby jsou časté v mnoha ekosystémech světa, například v tropických pralesech nebo v savanách a stepích. Ve střední Evropě jsou luční porosty jedním z nejlepších míst, kde je možné tyto zajímavé houby studovat. Lze říci, že převážná část rostlinných jedinců v loukách obsahuje ve svých kořenech ne jeden, ale několik desítek různých druhů AM hub, které tak vytvářejí v každém takovém jedinci pestrá společenstva, která se významně liší například mezi trávami na jedné straně a dvouděložnými rostlinami na straně druhé.
Obarvená AM houba v kořenech medyňku vlnatého (Holcus lanatus) – oválné objekty jsou vesikuly, větvené útvary jsou arbuskuly.
„Výsledky našeho projektu ukázaly, že odlišnost společenstev AM hub mezi těmito dvěma skupinami rostlin je o mnoho větší, než mezi jednotlivými druhy rostlin uvnitř těchto skupin. Ukázali jsme ale také to, že jaké druhy AM hub nalezneme v kořenech určitého druhu, závisí zčásti i na tom, jaké další druhy rostlin kolem něj rostou. To nám umožnil zjistit více než 15 let trvající experiment. Na naší výzkumné louce udržujeme plochy, ve kterých převládají jen trávy nebo jen dvouděložné rostliny, nebo v nich byla ponechána přirozená směs druhů z obou skupin. Zjistili jsme, že semenáčky trav mají v kořenech větší množství a také větší různorodost AM hub, pokud jsme je vysadili do ploch, kde v okolí převládaly dvouděložné rostliny. To naznačuje mimo jiné i praktická opatření pro zachování funkcí, které AM houby rostlinám poskytují: neměli bychom totiž v zemědělské praxi usilovat o vytváření porostů, ve kterých výrazně převládají trávy,“ vysvětluje Petr Šmilauer.
AM houby vědci v projektu také nechali předvádět jejich důležitou životní aktivitu, kterou je získávání živin z půdního prostoru. K tomu jim vytvořili v půdě ‚krmítka’: díry ve tvaru válce o hloubce 10 cm vyplnili substrátem, který se podobal půdě, ale AM houby neobsahoval, a umožnili houbám do tohoto válce prorůstat z okolí. Po osmi týdnech obsah každého ze 160 ‚krmítek’ odebrali a zjišťovali za pomoci molekulárních metod, které druhy AM hub jsou zde častější a které méně. Ty druhy, které v relativně krátkém období navýšily v ‚krmítkách’ své zastoupení, lze považovat za ty, které v půdním prostoru najdou zdroj živin nejrychleji. AM houbám jejich práci ještě zkomplikovali tím, že v prostorově blízkých párech ‚krmítek’ byl nastaven rozdílný obsah živin – v jednom odpovídal zhruba okolní půdě, zatímco druhé bylo plné živin. To vědcům umožnilo zjistit, jak jsou jednotlivé druhy hub schopny rozlišit v půdě místa bohatší a chudší na živiny a zaměřit se na ta bohatší.
Obarvená AM houba v kořenech kostřavy červené (Festuca rubra), zde jsou vidět jen arbuskuly a propojující hyfy.
Vztah AM hub k okolní vegetaci a k vlastnostem půdy, ve které rostou, se mění s tím, přes jak velké vzdálenosti je v krajině srovnáváme: jiné faktory jsou významné pro proměnlivost houbového společenstva mezi místy vzdálenými v řádu centimetrů či metrů, jiné na stovkách metrů, a jiné pro rozdíly mezi krajinnými celky vzdálenými desítky kilometrů či více. V projektu podpořeném GA ČR studovali vědci proměnlivost těchto vlivů okolního prostředí za pomoci 12 lokalit, na kterých po dohodě s vlastníky luk založili malá pokusná místa, vždy s pěti čtverci o velikosti jeden metr čtvereční, a v rámci každého čtverce studovali, jak se liší společenstva AM hub. Lokality byly vybrány jednak na okraji CHKO Blanský les, jednak v oblasti tzv. Lišovského prahu, který se nachází mezi Českými Budějovicemi a Třeboní. V této části projektu se vědci zaměřili na rozdílnost AM hub převládajících v kořenech rostlin oproti těm, které převládají v půdě obklopující kořeny. Našli nejen již známé rozdíly mezi těmito dvěma prostory, ale také zjistili, že se bohatost společenstev AM hub mění přes různé prostorové škály odlišně pro vnitro-kořenové a mimo-kořenové prostředí, a také to, že vliv hostitelských druhů rostlin nelze beze zbytku oddělit od vlivu půdních vlastností (hlavně půdní vlhkosti a kyselosti), protože s nimi se mění i složení vegetace.
Jak tomu u podobných projektů bývá, výsledky výzkumu sice přispěly k porozumění vztahu arbuskulárních mykorhizních hub s rostlinnými partnery, ale také vedly k novým otázkám, na které se bude tento tým snažit odpovědět v novém projektu, podporovaném GA ČR od roku 2022.
Řešitelský tým (zleva doprava): Petr Šmilauer, Majka Šmilauerová, Jiří Košnar a Blanka Divišová pracují na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích; Sylvie Pecháčková pracuje v Západočeském muzeu v Plzni. S analýzami v molekulární laboratoři nám dále pomáhal Milan Kotilínek.
Jugoslávie, podobně jako Československo, již tři desítky let neexistuje. Zatímco se Česká republika poměrně bezproblémově rozcházela se Slovenskem a očekávala zářnou budoucnost rychlé ekonomické transformace a nedaleké doby, kdy životní úroveň bude stejná ne-li vyšší než v Rakousku, propadala se Jugoslávie do chaosu etnického konfliktu a války. S výjimkou Slovinska a částečně po čase i Chorvatska se tento prostor znovu stal chudým nestabilním Balkánem. Vnímáme ho jako poněkud exotickou periferii, o které toho vlastně moc nevíme.
Projekt Československo a Jugoslávie v 70. a 80. letech 20. století: Politická sociální a kulturní interakce a vzájemná reflexe v období pozdního socialismu, podpořený GA ČR, se soustředil na dobu, kdy tomu tak nebylo. V období Husákovy normalizace naopak Jugoslávie pro mnoho Čechů i Slováků představovala nedostižný vzor. Vzbuzovala obdiv a závist. Na mezinárodní scéně se na rozdíl od okupovaného Československa těšila značné prestiži vyplývající z její „nezúčastněné“ pozice mezi Východem a Západem. Více než orientální exotikou a panenskou přírodou Jugoslávie lákala svobodnějším systémem, vzbuzovala respekt kvůli rychlé modernizaci infrastruktury, dostatku atraktivního spotřebního zboží nebo esteticky působivé a vůči svému okolí šetrné nové městské zástavbě. Jugoslávská města neobklopovala hradba šedivých sídlišť, ale příjemné moderní čtvrti plné zeleně a nápaditých elegantních obytných staveb. Podle Čechů a Slováků, z nichž během normalizace statisíce měly možnost tuto zemi navštívit, tak socialismus v této zemi byl jiný, liberálnější a mnohem atraktivnější, řeklo by se „skoro západní“. Jugoslávci na rozdíl od Čechoslováků mohli volně cestovat, odcházet za prací do ciziny. Na Západě si vydělávali slušné peníze, za které si v ještě donedávna chudé vlasti stavěli moderně vybavené rodinné domy nebo kupovali automobily západních značek.
Obálka časopisu Socijalistička Čehoslovačka, vydávaného velvyslanectvím ČSSR v Bělehradu
Jugoslávská hranice s Rakouskem a Itálií nebyla ostře střežena, nelemovaly ji ploty z ostnatých drátů nebo nabité elektrickým proudem. Nerozdělovala dva zcela odlišné světy, ale spíše země, které pojí dobré sousedské vztahy a jejichž občané se mohou volně navštěvovat. Tisíce Čechoslováků této situace využilo k tomu, aby z Jugoslávie odcestovaly na Západ, což byl v normalizačním období zřejmě nejčastější způsob emigrace.
Sympatická Jugoslávie nicméně nebyla v sedmdesátých a osmdesátých letech již cílem emigrantů z Československa. Její území jen využívali k cestě do dalších, ještě blahobytnějších zemí. Přesto však pořád stála za to, aby se do ní vystěhovaly stovky českých a slovenských žen, pro které byl sňatek s jugoslávským mužem mimo jiné i vítanou příležitostí, jak opustit normalizační šeď. Příležitosti k navázání známostí Češek a Slovenek s Jugoslávci nedávaly jen turistické zájezdy k moři. Mnohem více sňatků vzniklo díky přítomnosti velkého počtu mužů z Jugoslávie, kteří od druhé poloviny šedesátých let pracovali v Československu na stavbách průmyslových objektů, městských sídlišť, nemocnic a sanatorií nebo hotelů. Místními obyvateli nebyli vnímáni jako politováníhodní gastarbeiteři, ale jako velmi efektivní a zruční pracovníci, kteří dovedou v nezvykle krátké době provést kvalitní práci, na jakou se domácí stavebnictví nezmůže. K vysoké prestiži, které se jugoslávští dělníci těšili, také pomáhal jejich životní standard, posuzovaný místními podle přístupu ke konvertibilním měnám a tím i k západnímu zboží. Ty byly totiž dobře vydělávajícím jugoslávským dělníkům ve srovnání s běžnými Čechy a Slováky mnohem dostupnější.
Všechny tyto styky s Jugoslávci a pohled na Jugoslávii jakoby odvál čas. Překryla je hrůzná série válek, uprchlická vlna, odstrašující destruktivní působení střetu nacionalismů. Vzpomínka na „šťastnou Jugoslávii“ vybledla. Zůstala nicméně přítomna ve vzpomínání na období normalizace a pozdního socialismu, k němuž stále patří vzpomínky na dovolené v Jugoslávii či na různé ikonické, „skoro západní“ v této zemi vyráběné zboží.
Čeští rekreanti v Bečići
Podpořený projekt se však nezabýval tímto nostalgickým, nutně nepřesným vzpomínáním. Vědci se ptali, jak se v období normalizace vztahy mezi Československem a Jugoslávií reálně utvářely, jak se projevovaly ve společenské a kulturní rovině, ale také jak vznikl politický rámec, který umožnil jejich rozmach a který je zároveň i limitoval.
Jugoslávský vůdce Josip Broz Tito se v Československu těšil uznání nejen jako velitel hrdinské partyzánské rezistence v období druhé světové války, ale také jako úspěšný protivník Stalina, který se neváhal v roce 1948 postavit sovětskému tlaku, uhájil nezávislost své země a umožnil ve své zemi vznik specifického, samosprávného socialismu. Když 9. srpna 1968 navštívil Československo, vítaly ho nadšeně tisíce Pražanů. Občané Československa si od Titovy podpory slibovali, že pomůže odvrátit nebezpečí sovětské intervence. Po okupaci 21. srpna 1968 jugoslávské vedení sovětský postup ostře odsoudilo. Na podporu Československa demonstrovaly v Bělehradu a dalších jugoslávských městech statisíce lidí. Českoslovenští turisté, kteří v době okupace trávili v Jugoslávii dovolenou, se od místních občanů dočkali velkorysé pomoci a morální podpory. V československém prostředí se tak zrodil mýtus o „bratrské“ Jugoslávii, která sympatizovala s reformním úsilím pražského jara a v nejtěžší chvíli se zastala Československa proti aktu sovětské velmocenské brutality.
Podobně důležitou úlohu v československém reformním pokusu Jugoslávii přikládali ale i konzervativní a neostalinské proudy uvnitř KSČ a československé společnosti. Ovšem s tím rozdílem, že Titův stát démonizovaly jako agenta imperialismu, zdroj antisovětské politiky a revizionistické, marxismu-leninismu nepřátelské ideologie. Jugoslávie byla v jejich očích jedním z největších viníků „krizového vývoje“. Přáli si omezit vztahy s Jugoslávií na minimum a mimo jiné také zakázat, či alespoň výrazně redukovat oblíbené turistické cesty k Jaderskému moři.
Takový postup ovšem nebyl v zájmu nastupující normalizace. Realistický proud kolem Gustáva Husáka si naopak přál rozvíjet s Jugoslávií korektní vztahy. Jugoslávie totiž byla důležitým ekonomickým partnerem a na spolupráci s ní závisel v mnoha ohledech i plán zvyšovat výkon československé ekonomiky a životní úroveň, na čemž chtěl Husákův režim budovat svoji legitimitu. Kromě toho si Husák a další protagonisté normalizace upřímně přáli zbavit se nálepky pouhých loutek Moskvy a usilovali proto dostat od Tita, jako velké autority u československé i světové veřejnosti, gesto uznání.
Ovšem skutečný postoj jugoslávské politické elity „jugoslávskému mýtu“ příliš neodpovídal. Tito i ostatní jugoslávští funkcionáři bez ohledu na veřejná prohlášení postupovali vůči Československu pragmaticky. Jugoslávci sice trvali na odsouzení okupace, nebránili se však tomu, aby s novými československými vládci našli společnou řeč tam, kde byla spolupráce vzájemně prospěšná. Navenek však dávali vždy jasně najevo, že nezávislá a mezinárodně respektovaná Jugoslávie musí mít ve vzájemných vztazích s Československem, jako pouhým sovětským satelitem, navrch.
Výsledkem byla zvláštní forma v zásadě korektních, nikdy však přespříliš srdečných vztahů, které se podařilo nastavit na podzim roku 1973, kdy G. Husák navštívil Bělehrad. Obě strany sice hovořily o „socialistickém přátelství“, interně se však vyjadřovaly o svém partnerovi kriticky. Zvláštní způsob informování o druhé zemi si osvojila média: s výlučným odkazem na oficiální zdroje druhé země poukazovala pouze na negativní stránky tamní reality. Československý tisk tak pravidelně referoval o ekonomických problémech, vysoké nezaměstnanosti, zvyšujících se rozdílech mezi vyspělými a zaostalými regiony. Čtenář Rudého práva a dalších novin měl nabýt dojmu, že problémy, které musí řešit Jugoslávie, v Československu neexistují nebo byly díky překonání „krizového vývoje“ s úspěchem zažehnány. Negativní obraz Jugoslávie tak měl se zadostiučiněním nastínit, kam by se mohl ubírat vývoj v Československu, pokud by v roce 1968 nepřišla „bratrská pomoc“.
Setkání G. Husáka a J. B. Tita v Bělehradě v roce 1973
„Socialistické přátelství“ nicméně umožnilo navazovat spolupráci obou zemí na úrovni podniků, kulturních institucí nebo vědeckých ústavů. Rozvíjel se turismus. Jugoslávie tak do určité míry mohla pro Československo plnit úlohu „okna na Západ“, skrze něž českoslovenští občané nahlíželi odlesk světa, který jim byl většinou zapovězen.
Vskutku objevným byl výzkum československo-jugoslávských vztahů v období Gorbačovovy Perestrojky, který byl jako většina dalšího výzkumu založen na podrobné analýze příslušných písemností uložených v ústředních archivech českých, srbských a chorvatských. Ze záznamů jednání mezi československými a jugoslávskými partnery totiž vyplynula jedna dosud neznámá skutečnost. Normalizační elita se bránila zavádět do Československa reformy podle sovětského vzoru. Právem se obávala, že budou příliš připomínat pražské jaro, na jehož zásadním odmítnutí stála křehká stabilita jejího režimu. Alternativní inspirací se v tuto chvíli proto stala Jugoslávie, kde dosavadní experimenty trvající již tři desetiletí zjevně nikdy nenarušily mocenský monopol komunistické strany. Jugoslávský případ se tak na rozdíl od sovětského zdál přijatelnější a méně riskantní. Podle jugoslávského vzoru tak byl například v létě roku 1988 zaveden nový zákon o státním podniku, který mimo jiné obsahoval princip socialistické samosprávy. K rozvinutí bližší spolupráce či dokonce spojenectví však oba socialistické režimy již příležitost nedostaly.
První oficiální zahraniční návštěvou, kterou přijali v lednu 1990 v nových funkcích někdejší disidenti prezident Václav Havel a ministr zahraničí Jiří Dienstbier, byl jugoslávský ministr zahraničí Budimir Lončar. Havel s Dienstbierem oceňovali podporu Jugoslávie pražskému jaru z roku 1968. Havel pak vyjádřil přání, aby se Československo při reformě svého systému inspirovalo jugoslávským samosprávným socialismem. Oba politici, stejně jako většina veřejnosti, si totiž tehdy nebyli vědomi hluboké krize, ve které se Jugoslávie právě nacházela. Jugoslávský mýtus ještě přežíval v české a slovenské společnosti více jak rok, než jej náhle překryly či rozvrátily znepokojivé záběry z Vukovaru a dalších míst bojů na území v křečích se hroutící kdysi obdivované „bratrské“ Jugoslávie.
Výsledky grantového projektu byly publikovány v řadě studií vydaných doma i v zahraničí. Hlavních výstupem je kniha V čase odkvétání. Československo a Jugoslávie v období pozdního socialismu vydaná v loňském roce vydavatelstvím Filozofické fakulty UK. Záhřebské nakladatelství Srednja Europa nyní připravuje její chorvatský překlad, který bude jazykově dostupný čtenářům i v ostatních zemích bývalé Jugoslávie.
Hlavním řešitelem a autorem článku je PhDr. Ondřej Vojtěchovský, Ph.D., z Ústavu světových dějin FF UK, spoluřešitelem projektu byl prof. PhDr. Jan Pelikán, CSc., z Katedry jihoslovanských a balkanistických studií FF UK.
Grantová agentura České republiky v druhém ročníku soutěže JUNIOR STAR podpořila 16 vysoce výběrových projektů začínajících vědců. Vybrané z nich představujeme v rámci webového seriálu.
Granty JUNIOR STAR umožnují badatelům a badatelkám se vědecky osamostatnit a věnovat se vlastním výzkumným tématům. Jsou určeny výhradně pro začínající vědce a vědkyně, kteří získali doktorát před méně než 8 lety a již mají zahraniční zkušenost. Na pět let řešení projektu mohou čerpat finanční podporu až 25 milionů Kč.
Vyhlášení výsledků soutěže JUNIOR STAR pro projekty s počátkem řešení od ledna 2023 proběhne již 4. listopadu 2022.
Počítačový návrh templatoveho sestavování, replikace a syntézy na iontových površích
Ing. Prokop Hapala, Ph.D., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
„Vymýšlíme metodu, jak by se molekuly mohly samy skládat do složitých struktur podobně jako v živých organizmech.“
Nejambicióznějším cílem projektu Prokopa Hapaly je vytvořit univerzální metodu sestavování počítačových obvodů z molekul. Inspirací pro tuto metodu je způsob sestavování molekulárních strojů v živých organismech podle kódu zapsaném v DNA, ale v tomto případě se vše odehrává v bezvodém prostředí na povrchu pevného krystalu, které je vhodnější pro vývoj a výrobu nano-elektroniky, čímž se liší od biologických struktur. Současně s tím je také vyvíjen simulační software, pomocí kterého bude možné efektivně navrhovat a simulovat různé molekuly, způsob, jakým se spolu sestavují a reagují na povrchu iontových krystalů, nebo například jak vypadají jejich obrázky v sondovacích mikroskopech.
„Vždy mě zajímala chemie a počítače. Snil jsem o možnosti s atomy a molekulami manipulovat přímo, moci je vidět a mít nad nimi větší kontrolu. Proto jsem studoval kvantovou chemii a dostal se do laboratoře specializované na sondovací mikroskopii. V kvantových simulacích na počítači stavíte molekuly virtuálně z jednotlivých atomů jako lego. A teď se zase z druhé strany zabývám tím, jak z těch molekul postavit počítače,“ konstatuje řešitel projektu doktor Hapala.
Projekt se pokouší o počítačový návrh molekulární architektury pro samo-skladbu molekulárních obvodů a dalších složitých struktur na povrchu iontového krystalu ve vysokém vakuu (UHV) inspirované biologickými principy. Jako prostředek k tomu je také vyvíjen výkonný simulační software, který by měl výrazně usnadnit a zrychlit hledání molekulárních architektur a reakcí v tomto prostředí.
Ing. Prokop Hapala, Ph.D.
Funkční genomika a symbio-genomika v klíšťatech
Mgr. Jan Perner, Ph.D., Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
„Máme technologické možnosti, které nám umožňují pochopit principy, příčinné souvislosti a důsledky molekulárního fungování klíšťat.“
Projekt Jana Pernera z Biologického centra Akademie věd zkoumá klíšťata z pohledu funkční genomiky, tedy přístupu, který podává funkční vysvětlení pro jednotlivé části klíštěcího genomu neboli genetické podstaty. Klíště má jakožto parazit některé části genomu zredukované. Tuto redukci si klíšťata kompenzují svým „loupežným“ metabolismem. V průběhu evoluce si vyvinuly mechanizmy, které jim umožňují získávat nezbytné látky z krve hostitele a ty pak zakomponovat do svých vlastních metabolických drah. Klíšťata navíc „hostí“ bakterie, které pro ně produkují látky nedostupné v krvi hostitele.
„Umíme pomocí systému 3D tisku a biotisku sát a zkoumat klíšťata bez použití živých zvířat. Sekvenováním a identifikováním makromolekul, které klíště tvoří, odhalujeme jeho molekulární repertoár umožňující několikadenní spojení s hostitelem, ale také kolik a jaké mikroorganizmy klíště v dané životní fázi okupují,“ říká řešitel projektu doktor Perner.
Funkční kontext aliance mezi klíštětem a jejím bakteriálním symbiontem neboli „spojencem“, žijícím uvnitř parazita je do značné míry neprozkoumaný. Projekt si tak klade za cíl odhalit integraci metabolismu symbiontních bakterií do fyziologie klíšťat a poskytne důkladný vhled do strategií evoluční molekulární diplomacie mezi bakteriemi a klíštětem, jakožto hostitelským eukaryotem.
Mgr. Jan Perner, Ph.D.
4D buněčná přepážka
Ing. Roman Pleskot, Ph.D., Ústav experimentální botaniky AV ČR, v.v.i.
„Vytvoříme podrobnou mapu procesu dělení rostlin na úrovni jednotlivých biomolekul.“
Buněčné dělení je základním procesem pro každou živou buňku na Zemi, avšak dělení rostlinných buněk se zásadně liší od dělení buněk živočichů a hub. V průběhu evoluce se u rostlin totiž vyvinul jedinečný membránový útvar, takzvaná buněčná přepážka, která svým růstem ze středu buňky odděluje dvě dceřiná jádra. Vědecký tým Romana Pleskota ve svém projektu usiluje o odhalení dosud neznámých detailů jejího vývoje, které budou sloužit ke studování dynamické souhry mezi proteiny, lipidy a polysacharidy buněčné stěny a k popsání transportních procesů rostlin, které jsou ke tvorbě přepážky klíčové.
„Ačkoliv se rostliny mohou zdát na první pohled nehybné a postrádající aktivní pohyb, jejich buněčné procesy vykazují přesný opak. Rostliny jsou jako modelový systém buněčné biologie často upozaděny, i když to byly právě rostlinné buňky, které daly vznik buněčné biologii jako vědní disciplíně. Rostliny jsou také absolutně nezbytné pro naši společnost, jako zdroje potravy, příbytku nebo léčiv,“ vysvětluje doktor Pleskot.
Podpořený projekt JUNIOR STAR popíše časoprostorovou dynamiku vývoje buněčné přepážky na úrovni jednotlivých proteinů a vytvoří podrobnou 4D mapu, která objasní unikátní dynamiku dělení rostlin a pomůže lépe pochopit její evoluci.
Ing. Roman Pleskot, Ph.D.
Data, algoritmy, moc: Ekonomické teorie informační společnosti
Ole Jann, Ph.D., Národohospodářský ústav AV ČR, v.v.i.
„Projekt si klade za cíl pochopit, jak nové technologie a internet ovlivňují způsob nakládání s informacemi a jaký dopad to má na současnou ekonomiku a společnost.“
Většina z nás je značnou část dne „online“ – kvůli práci, nakupování, zjišťování informací nebo komunikaci na sociálních sítích. To vše generuje obrovské množství dat a zanechává za námi nesmazatelnou digitální stopu, kterou dále využívají soukromé společnosti. Projekt Oleho Janna pomůže pochopit informační změny, k nimž dochází, jak v mnoha ekonomických sektorech, tak i ve společnosti jako takové. Zaměří se také na vztah mezi informacemi a mocí – zodpoví otázky týkající se soukromí, vlastnictví dat, jejich centralizace či decentralizace, algoritmů a výpočetních procesů.
„V obecné rovině chceme lépe pochopit, jak přemýšlet o ekonomice založené na datech, internetu a o tom, jak mění naše životy. Hodně se například diskutuje o tom, co jsou to data, jak fungují trhy s daty a jak by měly být regulovány. Jsou data ‚novou ropou‘, tj. podobnou komoditou, nebo jde o něco jiného, co vyžaduje nové způsoby chápání? Jak firmy využívají získaná data k ovlivňování a možná i kontrole našich životů a jak na to mohou reagovat jednotlivé vlády a spotřebitelé?“ ptá se řešitel projektu doktor Jann.
Vědec původem z Německa, který působí od roku 2019 na CERGE-EI – společném pracovišti Univerzity Karlovy a Národohospodářského ústavu AV ČR, bude na projektu spolupracovat s výzkumníky z Itálie, Velké Británie, Německa a dalších zemí.
Ole Jann, Ph.D.
O dalších podpořených projektech se začátkem řešení v letošním roce se můžete dozvědět v prvním díle tohoto seriálu.
Historie matematiky je zajímavá, krásná a náročná disciplína, která v našich zemích patřila od nepaměti k matematické výzkumné práci a vstupovala i do výuky. Vzhledem ke své mezioborovosti to však neměla, nemá a nebude mít jednoduché. V několika publikacích se mezinárodní vědecký tým v rámci projektu financovaném GA ČR snažil ukázat, že je třeba chápat ji nejen jako dějiny vlastní matematiky, ale také jako historii institucí, komunit, osobností, a v neposlední řadě jako nedílnou součást vývoje lidského myšlení a kultury.
Historii matematiky lze chápat jako disciplínu, která je nedílnou součástí celkové historie lidstva, která postihuje řadu aspektů jeho myšlenkového vývoje, která je součástí jednotlivých národních historií a která se vyslovuje i k problémům vzdělávání a školství. Vývoj vlastních matematických myšlenek se vědci snaží zasazovat do širokého kontextu vývoje společnosti a světové matematické komunity, poukazovat na kulturně historické souvislosti, ukazovat vztah matematiky na jedné straně a fyziky, astronomie, přírodních věd, techniky, umění, filozofie, ale i problémů všedního dne a nejrozmanitějších aplikací matematiky na straně druhé.
Historii matematiky v (mezi)válečném období se věnovali vědci z Evropy, ale i USA
Idea projektu Dopad první světové války na utváření a proměny vědeckého života matematické komunity se zrodila na mezinárodní konferenci pořádané roku 2016 v italském Asiagu, kde zazněla řada přednášek mapujících dopady první světové války na západoevropskou a jihoevropskou vědeckou komunitu.
Po návratu z konference vědci sestavili mezinárodní tým složený z pracovníků České republiky (Martina Bečvářová, Jindřich Bečvář, Ivan Netuka, Antonín Slavík, Jiří Veselý), Slovenska (Vojtech Bálint), Polska (Stanisław Domoradzki, Roman Duda), USA (Margaret Stawiska-Friedland) a Ukrajiny (Michael Zarichnyi) a koncipovali výzkumný projekt. Ten byl podpořen v rámci soutěže Grantové agentury České republiky vyhlášené v roce 2017 a v letech 2018 až 2021 řešen na Fakultě dopravní ČVUT, Matematicko-fyzikální fakultě UK a zahraničních pracovištích. Finanční podpora GA ČR umožnila náročné archivní studium u nás i v zahraničí, nákup zahraniční literatury, pořádání konferencí a seminářů a účast na několika mezinárodních akcích.
Projekt podpořený GA ČR zmapoval proměny vědeckého a akademického života mezi 1. a 2. světovou válkou
Hlavním cílem projektu bylo zmapovat dopady první světové války na vývoj a utváření matematických komunit ve střední Evropě. Během válečného běsnění byla zabita a zmrzačena řada talentovaných vědců a studentů, byl rozvrácen akademický život, oslaben vědecký výzkum, zkolabovala veškerá mezinárodní spolupráce. Válečné události se však staly obrovským katalyzátorem pro poválečný zrod nové generace matematiků, mnohé impulzy vedly ke vzniku a šíření nových matematických myšlenek a teorií a otevřely cestu k utvoření nových vynikajících vědeckých škol.
Vědci se rozhodli podrobit historickému zkoumání a v širších souvislostech postihnout dalekosáhlé proměny vědeckého a akademického života (týkajícího se matematiky) v období mezi první a druhou světovou válkou. Zkoumali nejen následky Velké války, ale i důsledky vzniku nových států, Říjnové revoluce a ruské emigrace, hospodářské krize a intenzivního vystěhovalectví, následky nástupu fašismu a následné emigrace. Všechny tyto historické události měly značné důsledky na chod a proměny vědeckých a univerzitních institucí a jejich personálního obsazení. Zvláštní pozornost věnovali poválečné obnově mezinárodní spolupráce, jejímu následnému rozvoji, důsledkům meziválečné náboženské perzekuce, postupnému nárůstu antisemitismu, politickým čistkám a migraci. Zajímal je rovněž proces emancipace žen v matematice. I když se soustředili na širší historické aspekty, přinesl jejich výzkum i originální poznatky pro historii matematiky; analyzován byl vznik některých průlomových matematických idejí a jejich vliv na vývojové trendy v matematických vědách a dopad na charakter výuky matematiky.
Jedna z unikátních publikací, které díky projektu vznikly, se věnuje inspirativním osudům žen a jejich uplatnění v matematické komunitě
Hlavním výstupem projektu je kniha Martiny Bečvářové (ed.) The Development of Mathematics Between the World Wars. Case Studies, Examples and Analyses (World Scientific Publishing Europe Ltd., London, 2021, xviii+604 stran, ISBN 978-1-78634-930-9), která prezentuje širokou analýzu proměn a vývoje matematických komunit v Německu, Rusku/Sovětském svazu, Polsku, Maďarsku a Československu. Jejím jedinečným rysem je důraz na situaci v zemích střední a východní Evropy. Do současné doby neexistoval ani v angličtině ani v národních jazycích podobný titul, který by byl věnován výše zmíněnému vývoji a poskytoval dostatečně podrobné zpracování výsledků archivního bádání. Dostupné anglicky psané monografie toto téma dosud opomíjely, věnovaly se totiž pouze rozvoji národních komunit v západní Evropě či v USA, případně referovaly o vývoji specifických vědních oblastí či matematických problémů, teoretických i aplikovaných. Naše kniha přináší též čtyři případové studie o vývoji matematických disciplín (obecná matematika, teorie množin, teorie potenciálu, kombinatorika). Tyto kapitoly jsou napsány způsobem přístupným širšímu mezinárodnímu publiku matematiků a historiků matematiky a přírodních věd.
Dalším výstupem projektu je kniha Martiny Bečvářové a Ivana Netuky Dopady první světové války na mezinárodní spolupráci matematiků (České vysoké učení technické v Praze, Česká technika – nakladatelství ČVUT, Praha, 2019, 240 stran, ISBN 978-80-01-06540-2), která pojednává o vzniku a proměnách mezinárodní spolupráce matematiků od konce osmdesátých let 19. století do počátku druhé světové války. Hlavní pozornost jsme zaměřili na dopady první světové války na internacionalizaci matematiky a rozvoj mezinárodní spolupráce matematiků. Jednotlivé kapitoly dokumentují, jak válečné konflikty, politická rozhodnutí, společenské klima, hospodářská nestabilita, nejrůznější předsudky nebo osobní konflikty a spory negativně ovlivnily život vědecké komunity a zasáhly i do jejího odborného vývoje. Představeny jsou nejvýznamnější platformy spolupráce, v první řadě pět předválečných a pět poválečných mezinárodních kongresů matematiků a geneze vzniku Mezinárodní matematické unie (založena r. 1919), která ovlivnila a dodnes ovlivňuje vývoj matematiky i světové matematické komunity. Opomenuta není ani významná a všestranná aktivita Mezinárodní komise pro vyučování matematice (vznikla r. 1908), zejména její role při reformách výuky matematiky v evropských zemích v první třetině 20. století. Popsány jsou též historické okolnosti vzniku Fieldsovy medaile, významného matematického ocenění, které bylo po složitých mezinárodních jednáních zřízeno roku 1932 a poprvé vyhlášeno roku 1936. Udělení Fieldsovy medaile je považováno za jedno z nejprestižnějších mezinárodních ocenění vědecké excelence v matematice a za určitý ekvivalent Nobelovy ceny.
Práce na projektu neopominula ani zajímavý aspekt – studium žen a jejich uplatnění v matematické komunitě. Kniha Martiny Bečvářové Doktorky matematiky na univerzitách v Praze 1900–1945 (Univerzita Karlova v Praze, Nakladatelství Karolinum, Praha, 2019, 274 stran, ISBN 978-80-246-3991-8) vyšla z dlouhodobého a intenzivního studia vývoje matematické komunity v našich zemích. Pojednává o komplikovaných, avšak inspirativních životních osudech dvanácti žen, které v letech 1900 až 1945 získaly na pražských univerzitách (české i německé) doktorát z matematiky. Ačkoliv se z řady důvodů další odborné matematické práci téměř nevěnovaly, ukázaly – v době, která se na ženy ve vědě dívala s nedůvěrou – že by se mohly vyrovnat mužům i v matematice, kdyby ovšem chtěly a měly odvahu čelit zakořeněným společenským stereotypům. Ve dvanácti případových studiích je ukázáno, z jakého sociálního prostředí tyto ženy pocházely, do jakého se provdaly, jaké měly kulturní, intelektuální a hmotné zázemí, jak byly motivovány, ovlivňovány a kultivovány rodinnými a společenskými událostmi, jak žily, čemu se věnovaly, jaké měly zájmy a koníčky, s jakými problémy se potýkaly, jaký byl jejich vztah k rodině, rodné zemi, víře, politice, a co jim komplikovalo život.
Čtenáři zajímajícímu se o vývoj moderní algebry je určena kniha Jindřicha Bečváře a Martiny Bečvářové Jarník’s Notes of the Lecture Course Allgemeine Idealtheorie by B. L. van der Waerden (Göttingen 1927/1928) (Series History of Mathematics, Volume 64, Matfyzpress, Praha, 2020, 251 stran, ISBN 978-80-7378-418-8), která reprodukuje, podrobně komentuje a analyzuje jedinečný archivní materiál – matematické zápisy českého matematika Vojtěcha Jarníka (1897–1970) z jeho pobytu na univerzitě vGöttingenu, která byla v meziválečném období Mekkou evropské matematiky. V akademickém roce 1927/1928 pečlivě zaznamenal přednáškový kurz Allgemeine Idealtheorie B. L. van der Waerdena (1903–1996), světově proslulého nizozemského matematika (a později historika matematiky). Kniha mimo jiné srovnává obsah, strukturu, matematický styl a pojetí van der Waerdenových přednášek s jeho proslulou dvoudílnou učebnicí Moderne Algebra I, II (1930, 1931), která výrazně ovlivnila světový vývoj algebry ve 20. století. Ukazuje, jak se koncem dvacátých let rodila nová koncepce algebry a zdůrazňuje van der Waerdenovu roli ve vývoji moderní algebry. Dokládá mimořádný úspěch jeho učebnice, která rozšířila jeho pojetí algebry z Německa do celého světa.
Členové týmu prezentovali své výsledky v řadě studií publikovaných v českých, polských, slovenských a anglických časopisech věnovaných matematice, dějinám vědy a matematiky. V rámci projektu byly uspořádány mezinárodní konference a semináře v České republice a v Polsku. S výsledky výzkumu byla seznámena i širší odborná a laická veřejnost na třech výstavách (Varšava, Krakov). Výsledkem jedné z konferencí je kolektivní monografie Martiny Bečvářové, Jindřicha Bečváře a kolektivu(edice Dějiny matematiky, svazek 65, České vysoké učení technické v Praze, Ústav aplikované matematiky Fakulty dopravní ČVUT, Praha, 2020, 352 stran, ISBN 978-80-01-06792-5), která pojednává v širších kulturně historických souvislostech o dopadech první světové války na odborný život několika špičkových matematiků a několika evropských matematických komunit. Přibližuje rovněž podstatu a dopad vybraných matematických idejí na vývoj některých oblastí matematiky a matematické fyziky. Všímá si též vlivu válečných událostí a společenských změn na rozvoj výuky matematiky, na výchovu talentů a popularizaci matematiky.
Vědecký tým chce na výsledky projektu i mezinárodní spolupráci navázat dalším projektem
Práce na projektu byla odborně, časově i organizačně náročná. Vedla nejen ke vzniku pěti knih, ale umožnila vytvořit funkční mezinárodní tým, který zůstává i nadále v úzkém odborném kontaktu a úspěšně prezentuje výsledky svého výzkumu na mezinárodním poli. V současné době koncipuje nový projekt zaměřený na zajímavé aspekty meziválečné spolupráce středoevropských matematických komunit.
Ve všech výsledcích projektu se vědci snažili ukázat, že historii matematiky je třeba chápat nejen jako dějiny vlastní matematiky a popis vývoje matematických myšlenek, ale také jako historii institucí, komunit a osobností, a v neposlední řadě jako nedílnou součást vývoje lidského myšlení a kultury. Ideje a matematické výsledky mají totiž své autory, kteří je vytvořili v jistém čase a za určitých podmínek, a vznik, šíření a následnou aplikaci nových idejí výrazně ovlivňují instituce a komunity, které soustřeďují nejrůznější jedince a vytvářejí (nebo nevytvářejí) více či méně šťastné a plodné prostředí pro jejich odborné i pedagogické působení. Za důležité vědci považují historický, politický, sociální i kulturní kontext, neboť jak matematici, jejich výsledky a teorie, tak odborné komunity, výzkumné a vzdělávací instituce nežijí ve „vzduchoprázdnu“, byť se podle řešitelů bohužel tak někdy chovají.
Práce na projektu Dopad první světové války na utváření a proměny vědeckého života matematické komunity byla slovy jeho řešitelů inspirativní cestou za dobrodružstvím poznání, zdrojem poučení a zamyšlení nad historií i současností.
Grantová agentura České republiky již podruhé podpořila začínající vědce granty JUNIOR STAR. Projektů se začátkem řešení v roce 2022 bylo podpořeno 16 z celkových 315 návrhů. Vybrané projekty letos stejně jako minulý rok představíme ve webovém seriálu.
Díky pětiletým projektům a možnosti čerpat až 25 milionů korun mají 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 – granty JUNIOR STAR jsou určeny pro badatele, kteří získali doktorát maximálně před osmi lety, publikovali v prestižním zahraničním vědeckém časopise a mají za sebou významnou zahraniční zkušenost.
Dynamika rázů s využitím rychlé rentgenové radiografie a zábleskového rentgenového zdroje
Ing. Tomáš Fíla, Ph.D., Fakulta dopravní, České vysoké učení technické v Praze
„Chceme umožnit provádět v laboratoři experimenty, které jsou v současné době možné jen ve velmi omezené míře na pracovištích vybavených urychlovači částic a zařízeními pro dynamické testování materiálů.“
Projekt JUNIOR STAR Tomáše Fíly kombinuje pokročilé metody experimentální dynamiky s nejmodernějšími metodami rychlého časosběrného rentgenového zobrazování, přičemž je docíleno bezprecedentních možností výzkumu materiálů se složitou strukturou při dějích se střední a vysokou rychlostí deformace.
„Příkladem experimentu v rázové dynamice je použití vzduchového děla. S jeho pomocí střílíme zkoumaný vzorek proti pevné překážce, kde dojde k jeho poškození nebo přímo destrukci. V průběhu experimentu měříme působící síly a navíc s využitím rychloběžné kamery a speciálního zdroje rentgenového záření můžeme pořizovat rentgenové snímky vzorku v průběhu jeho deformace. To nám umožňuje analyzovat, co se během rázu dělo uvnitř vzorku a využít toho pro popis jeho chování, analýzu poškození a návrh dokonalejších materiálů pro danou aplikaci,“ vysvětluje řešitel projektu Tomáš Fíla.
Na základě prováděných experimentů budou ověřeny nebo formulovány nové teorie o fungování složitých materiálů při rázovém zatížení, a to na základě přímo pozorovaných jevů. Získané poznatky budou využity při návrhu nových materiálů optimalizovaných pro různé aplikace, například pro deformační zóny dopravních prostředků či balistickou ochranu.
Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.
Vliv změny klimatu na dynamiku periglaciálního prostředí v oblasti Antarktického poloostrova
Mgr. Filip Hrbáček, Ph.D., Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita
„Náš výzkum umožňuje sledovat vývoj a změny jednoho z vůbec nejvzácnějších prostředí na Zemi.“
Podpořený projekt si klade za cíl zhodnotit současný stav termálních podmínek v oblasti Antarktického poloostrova, srovnat ho s daty z minulosti a na základě zjištěných výsledků predikovat vývoj do roku 2100.
„Projekt nám umožní lépe pochopit, jaká je citlivost termálně-vlhkostních podmínek svrchní části půdy na probíhající klimatickou změnu napříč oblastí Antarktického poloostrova. Je předpoklad, že se do konce 21. století se plocha odledněných oblastí v regionu Antarktického poloostrova zdvojnásobí. Není ale vůbec jasné, jakým způsobem by měl environmentální vývoj těchto nově odledněných oblastí probíhat. Na základě našich výsledků bude možné vytvořit i určité analogie mezi jednotlivými oblastmi a vytvořit různé scénáře předpokládaných změn v terestriálním prostředí,“ uvádí Filip Hrbáček.
Výzkum bude probíhat na stanici Johana Gregora Mendela, kterou od roku 2007 na ostrově Jamese Rosse provozuje Masarykova univerzita. Pro řešitele projektu bude nadcházející antarktická expedice již 7. výpravou. Dohromady již v nehostinných podmínkách ledového kontinentu strávil téměř rok.
Mgr. Filip Hrbáček, Ph.D.
Reakční sítě na fázových rozhraních pro dynamickou samoskladbu
Ing. Petr Kovaříček, Ph.D., Fakulta chemické technologie, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
„Zajímá nás celý ‚chemický ekosystém‘ molekul, které spolu interagují, vyměňují si energii, náboj a dokonce i své součásti.“
Projekt Petra Kovaříčka odpoví na otázky, co se děje s energií a nábojem, když se molekuly organizují do pevného materiálu, jak se molekuly chovají na povrchu tohoto materiálu a jak se jejich přechod do pevného stavu projeví například v roztoku nad ním. Výsledky projektu mají potencionální využití pro aplikace v heterogenní katalýze, fotoredoxní katalýze a organické optoelektronice (například fotovoltaické články, diody).
„Organizace molekul na rozhraní pevná fáze/kapalina, obecně na fázových rozhraních, je zásadní proces, s nímž a jehož důsledky se každý z nás setkává neustále, aniž o tom uvažujeme či vůbec víme. Počínaje povrchem buňky, přes katalyzátor vašeho auta, po váš mobil a veškerou elektroniku vůbec, to vše jsou oblasti, které jsou založené na tom, jak spolu molekuly komunikují na fázových rozhraních,“ říká Petr Kovaříček.
Vědecký tým Petra Kovaříčka, který v reakci na válku na Ukrajině zaměstnává i dvě ukrajinské vědkyně, má domluvenou spolupráci s vědeckými skupinami v Bari v Itálii, v Montrealu v Kanadě, ale také v Curychu, Štrasburku, Lovani či sousední Bratislavě.
Ing. Petr Kovaříček, Ph.D.
Dešifrování počátků replikace DNA v integritě genomu
Mgr. Hana Sedláčková, Ph.D., Biofyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
„Náš výzkum může pomoci navrhnout nové strategie v léčbě rakoviny.“
„Ve svém projektu se zabývám kopírováním DNA, takzvanou replikací DNA, přesněji řečeno, jak je tento složitý proces v buňce regulován, aby bylo dosaženo vzniku co nejvěrnější kopie DNA. Chyby při replikaci DNA neboli mutace patří k nejčastějším příčinám vzniku rakoviny. Současná literatura uvádí, že až dvě třetiny rakoviny jsou způsobeny právě chybami v replikaci DNA,“ představuje svůj projekt Hana Sedláčková.
Projekt se zaměřuje na první kroky procesu kopírování DNA, který je řízen takzvanými pre-replikativními proteinovými komplexy, které je možné si představit jako základní stavební kameny celé replikace. „Paradoxně regulace pre-replikativních komplexů je v lidských buňkách jen málo prozkoumána, tím se však otevírá prostor pro naše bádání.Porozumění, jak jsou tyto ‚stavební kameny‘ replikace DNA v buňce regulovány nám pomůže zase o něco blíže porozumět vzniku nádorového onemocnění – zejména těch, u kterých je hladina pre-replikativní komplexů zvýšena za účelem rychlého růstu nádoru,“ uvádí vědkyně.
Řešitelka projektu Hana Sedláčková má na svém kontě již několik významných úspěchů, za zmínku stojí prestižní mezinárodní ocenění The Undergraduate Awards, známé jako Nobelova cena pro mladé nebo stáž v prestižním Ph.D. programu na univerzitě v dánské Kodani.
Změna klimatu mění rovnováhu vztahů v přírodě a ohrožuje přirozené nepřátele škůdců, čímž zvyšuje pravděpodobnost, že se tito škůdci přemnoží. Výzkum týmu Jana Hrčka z Biologického centra Akademie věd ČR podpořený juniorským grantem GA ČR zároveň ukazuje, jak důležitá je ochrana rozmanitosti pro udržení klíčových vztahů v přírodě.
Zjistit, jak reagují na rostoucí teploty nejen jednotlivé druhy, ale celá společenstva, tj. populace druhů propojená sítí vzájemných vztahů, je v současnosti naléhavou výzvou. Pro její řešení vědci vyvinuli modelový systém společenstva octomilek a jejich parazitoidů.
Parazitické vosičky (parazitoidi) kladou vajíčka do larev hmyzu tak, jak to zachytila na obrázku Chia-Hua Lue, postdoktorandka z řešitelského týmu. Parazitoid se vyvíjí v těle hostitele a tím ho postupně zahubí, podobně jako vetřelec z kultovního filmu. Parazitoidi patří mezi důležité přirozené nepřátele hmyzích škůdců a nejrozmanitější skupiny organismů vůbec.
Parazitická vosička klade vajíčko do larvy hmyzu
V rámci řešení projektu GA ČR s názvem „Vliv teploty na potravní sítě hostitelů a jejich parazitoidů: role imunity a symbiotických bakterií“ vědci zjistili, že vyšší teploty očekávané v rámci probíhajících změn klimatu parazitoidům nesvědčí, protože se při nich nedokáží úspěšně vyvíjet ve svých hostitelích. Platí to ve většině možných složení společenstev, například když má hostitel přímého konkurenta.
Projekt je součástí základního výzkumu a jeho úkolem je tedy pojmenovávat obecné problémy a připravovat metodiku pro další výzkum, který pak může prozkoumat dopady pro konkrétní druhy škůdců. Octomilky jsou v zásadě neškodné a slouží jako vhodný model, se kterým se bezpečně a dobře pracuje. Vyjímkou je octomilka Drosophila suzukii, která škodí po celém světě při produkci drobného ovoce, jako jsou jahody, třešně, borůvky nebo vinná réva. Výsledky výzkumu jsou proto přímo využitelné i pro tento druh.
Stihnou škůdce parazitovat včas?
Stěžejní výsledek projektu byl publikován ve špičkovém časopise Global Change Biology (Pardikes et al. 2022). Týká se načasování událostí v přírodě, které prochází kvůli oteplování velkými změnami. Rostliny kvetou dříve, hmyzí škůdci se též objevují s předstihem a během sezóny vyprodukují více generací. Zvýšená teplota navíc zrychluje vývoj a tím zkracuje dobu, během níž mohou probíhat klíčové vztahy. Například rychlé odkvetení zvyšuje riziko neúspěšného opylení a nedostatku potravy pro opylovače. Stejně tak hrozí, že přirození nepřátelé škůdců hmyzu časově minou zkrácený vývoj svých hostitelů a nedokážou škůdce účinně držet na uzdě. Posledně jmenovaným problémem se vědci zabývali ve zmiňovaném článku.
Na modelovém společenstvu octomilek a jejich parazitoidů badatelé zjišťovali, jaké vztahy ve společenstvu by mohly problém se zkráceným časovým oknem pro parazitaci zmírnit. Zvýšená konkurence sice prodlužuje vývoj hostitele a tím zvětšuje časové okno pro parazitaci, ale zároveň vede k slabším hostitelům, na kterých se parazitoidi nedokáží plně vyvinout. Zato přítomnost alternativního hostitele zvětšuje okno příhodné pro parazitaci a tím zvyšuje schopnost parazitoidů kontrolovat populace svých hostitelů. Těchto výsledků řešitelé dosáhli kombinací laboratorních experimentů s matematickým modelem umožňujícím dlouhodobou předpověď. Ukazuje se tak, že ochrana rozmanitosti je zásadní pro udržení klíčových interakcí v přírodě.
Vždyť ty vosičky vypadají všechny stejně!
Rozlišení druhů parazitoidů je často velmi obtížné i pro zkušené specialisty. Zároveň ale parazitické vosičky napadají různé hostitele s odlišným úspěchem, a přesné určení druhu je tedy zásadní. V takovém případě je ideální pro identifikaci použít místo vnějších rysů krátké sekvence DNA, takzvanou molekulární identifikaci. Je ale napřed potřeba shromáždit sekvence ze spolehlivě určených jedinců a zaručit možnost v budoucnu určení ověřit či přehodnotit s tím, jak se bude taxonomie parazitoidů vyvíjet. V rámci projektu GA ČR řešitelé zorganizovali velkou mezinárodní skupinu vědců a vytvořili databázi vzorků hmyzu a z nich získaných sekvencí DNA pro druhy parazitoidů octomilek (Lue et al. 2021), které jsou specialisty popsané, i těch, které teprve na popis druhu čekají. Databáze již slouží jak pro základní výzkum, tak pro další výzkum přirozených nepřátel výše zmíněného škůdce Drosophila suzukii. Zároveň může databáze do budoucna pomoci i jako vzor pro vyřešení rozpoznávání jiných důležitých skupin hmyzu a dalších organismů.
Potravní vztahy v přírodě se dají vyjádřit sítí vztahů mezi hostiteli (dole) a konzumenty či parazity (nahoře). Řešitelský tým tyto složité sítě potravních vztahů rozplétá: zkoumá jednotlivé vztahy nebo části sítě v laboratoři. Znalosti těchto dílčích vztahů pak umožňují pochopit, jak fungují komplexní systémy v přírodě.
Nový experimentální systém
Jedním z cílů projektu bylo vytvořit samotný experimentální systém, který by umožnil studium reálného, i když menšího společenstva hmyzu jak v laboratorních podmínkách, tak v přírodě, a tím umožnit pochopení vztahů ve společenstvech. Vhodné společenstvo octomilek a jejich parazitoidů v původním stavu bez invazních druhů vědci nalezli v australském pralese. Zkoumají ho ve spolupráci s kolegy z anglické University of Oxford a australské James Cook University a výsledkem této spolupráce bylo několik dalších publikací. Juniorský grant GA ČR, který rozvoj nového systému umožnil, byl hodnocen jako vynikající. Příprava nového systému byla také zásadní pro rozvoj laboratoře a postupně vedla též k vysokému hodnocení v soutěži ERC a nakonec k obržení prestižního grantu ERC-CZ. V současné době badatelé využívají tento systém také k výzkumu rychlých evolučních změn, které v přírodě probíhají.
Mezinárodní výzkumná skupina Jana Hrčka (uprostřed) na Biologickém centrum Akademie věd ČR
Autorství textu: Biologickém centrum Akademie věd ČR
Ač je sexuální život lidí starších 50 let tabuizovaný, hraje u mnoha lidí stále důležitou roli, a to jak při budování nových vztahů, tak při udržování či ukončování nynějších. Za podpory Grantové agentury České republiky řešil výzkumný tým Institutu výzkumu dětí, mládeže a rodiny z Fakulty sociálních studií Masarykovy univerzity projekt Sexualita a internet v druhé půli života. Projekt se skládal ze sedmi dílčích studií a trval od roku 2017 do roku 2019.
Tříletý projekt vedený docentkou Annou Ševčíkovou se zabýval problematikou sexuality lidí nad padesát let, a to v těsné souvislosti s partnerskými vztahy a používáním internetu. Výzkum probíhal prostřednictvím hloubkových rozhovorů, sekundárních analýz dat evropského projektu Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe, obsahových analýz online sexuálně zaměřených poradenských platforem a realizace internetového šetření.
Závazky, obavy a preference partnera
Život po padesátce je plný tělesných, duševních i sociálních změn. S přibývajícím věkem jsou lidé nuceni čelit mnohým výzvám, ať už se jedná o problémy s erekcí či dosažením orgasmu, rozvody či ovdovění a hledání nového partnera. Tyto a další výzvy se více či méně dotýkají i sexuálního života. Starší lidé mohou mít například rozdílné představy o uspořádání domácností nebo obavy z možných či nepředvídatelných závazků vyplývajících (mimo jiné) ze stárnutí anebo z představ o stárnutí. Těmto obavám (v podobě péče o druhého, finančním podílením se na chodu domácnosti atp.) se poté podřizují další aspekty seznamování, jako třeba výběr partnera. U žen i u mužů byla v jedné ze studií výzkumu pozorována tendence oslovovat mladší partnery, která může vycházet právě i z těchto obav. Obě pohlaví se také shodovala, že se starším partnerem nebudou zažívat tak kvalitní sex. U žen převládaly stereotypní obavy o tom, že starším mužům bude chybět vitalita a že na tom po fyzické či mentální stránce nebudou natolik dobře, aby jako pár mohli bok po boku zestárnout. Také měly obavu, že jim přibude další člověk, o kterého budou muset případně pečovat. U mužů převládal důraz na vyšší atraktivitu, kterou spojovali s mladším věkem partnerek.
Vztah s odděleným bydlením jako alternativa tradičního soužití
I přes touhu po intimitě a emoční blízkosti, obě pohlaví toužila po vážném vztahu právě s co nejmenšími závazky a náklady. To se vyznačuje například přáním zachovat si svou nezávislost či neměnit své zaběhnuté způsoby života nebo vedení domácnosti. Vážný vztah s odděleným bydlením může představovat dobrý kompromis mezi potřebou vztahové intimity při zachování stávajících závazků i emočně cenných sociálních kontaktů s dětmi, vnoučaty a blízkými přáteli. I když jsou nesezdaná soužití či nové sňatky častějšími rodinnými formami starších párů, vážný vztah s odděleným bydlením představuje zajímavou alternativu. Lidé, kteří v rámci projektu preferovali vážný vztah s odděleným bydlením, subjektivně hodnotili svůj zdravotní stav jako lepší oproti lidem, kteří zůstali bez partnera. Možným vysvětlením by mohlo být, že setrvání ve vztahu s odděleným bydlením znamená také vzájemné návštěvy, cestování a případné setkávání mimo vlastní domácnost. Tyto aktivity mohou vyžadovat dobré sebehodnocení zdravotního vztahu. Je také možné, že lepší zdravotní stav napomáhá lépe plnit funkci vztahů s odděleným bydlením v pozdějším věku, kterou je mít někoho, s kým mohu sdílet koníčky, trávit volný čas a bavit se. Tato studie však neposkytla jednoznačné vysvětlení, proč někteří starší lidé navazují vážné vztahy s odděleným bydlením, zatímco jiní vstupují do nesezdaného soužití nebo manželství.
Sex jako zdroj bezpečí, potěšení a pocitu mládí
K vážnému vztahu, ať už v rámci společného soužití či nikoliv, patří intimní a často sexuální vztah. Sexuální aktivitu lidé starší 50 let chápali v rámci další studie projektu odlišnými způsoby. Pro některé lidi byl sex důležitý ze vztahového hlediska. Partnerský sex ve starším věku znamená být s někým, kdo se o nás zajímá, kdo o nás chce pečovat. Naopak absence sexu v důsledku ztráty partnera může vyvolávat pocit osamělosti a obavy, že zůstaneme sami. Druhý význam sexuální aktivity vycházel z celoživotního chápání sexu jako zdroje potěšení, které obohacuje život, zatímco jeho ztráta kvůli bolestivému sexu či nedostatečné erekci byla přirovnávána ke strasti. Třetí význam sexu souvisel s vitalitou a mládím, v jehož rámci je sexuální aktivita spojena s mladistvým vnímáním sebe sama a její ukončení znamenalo nástup skutečného stáří. Toto chápání odráželo názory účastníků na stárnutí a jejich obavy z něj.
Internet jako pomocník při obtížích
Vazba mezi sexem a rozkoší se může ve vyšším věku stát křehkou a proměnit se v trápení kvůli obtížím při sexuálních praktikách a přetrvávající sexuální touze. Za těchto okolností může docházet k dramatickým reakcím (např. přání, abychom už vůbec neměli chuť na sex, zpochybňování legitimity sexu ve vyšším věku či naopak trvání na souloži jako jediné možné podobě sexu). Vzhledem k tomu, že může být sex lidí 50+ stále tabuizován, někteří lidé hledají pomoc na internetu a anonymně konzultují potíže se sexualitou – zvláště, je-li obtížné je řešit osobně (nebo veřejně) či předešlé metody, medikace nebo pokusy nezabraly. Dotazovatelé se obraceli na internetové poradny jako na jednu z posledních možností, a to navíc ze zoufalství či obav, že kvůli klesající schopnosti mít sex ztratí nebo nenavážou partnerský vztah. Potíže s erekcí jsou některými staršími muži mimo jiné vnímány jako emočně znepokojivé kvůli jejich neschopnosti naplnit kulturní ideály mužnosti, což umocňuje situace, kdy se manželé sexu vyhýbají, a podněcuje starší ženy k tomu, aby to vnímaly jako své selhání být sexuálně atraktivní a splňovat kulturní ideály ženské krásy. Ze studie je patrné, že rozmanitost obtíží spojených s klesající kvalitou sexuálního života klade významné požadavky i na odborníky a jejich znalosti.
Internet, sex a závislost
Ač se v další studii realizované v rámci projektu opětovně ukázalo, že vyhledávání informací o sexu na internetu je častější u mužů, kteří mají potíže s erekcí, a u žen, které znepokojuje četnost sexuálních styků, nejednalo se o jediný způsob používání internetu. Starší lidé používají internet ke stimulaci a udržování svého sexuálního života a pravděpodobně ke zlepšení partnerského sexu. O tom svědčí skutečnost, že sledování online pornografie a navštěvování webových stránek sexshopů bylo spojeno jen s masturbací, a nikoliv i s poklesem frekvence partnerského sexu či sexuálního zdraví.
Užívání internetu s sebou může přinášet i rizika, například závislost. Jiná studie projektu naznačuje, že vyšší věk nechrání před rozvojem závislosti na sexu online (tj. závislostního užívání internetu pro sexuální účely) a zranitelnost související s věkem může rizika zesilovat. Studie poukázala, že nedostatek zaměstnání z důvodu nezaměstnanosti nebo odchodu do důchodu spolu s nudou a vyhledáváním neplaceného online sexu (tj. sexuální interakce zprostředkované prostřednictvím online chatu nebo webových kamer) zvyšují riziko online sexuální závislosti u dospělých ve věku 50+.
doc. Mgr. Anna Ševčíková, Ph.D.
Autorství textu: Fakulty sociálních studií Masarykovy univerzity
Mezinárodní tým výzkumníků pod vedením ekonomů z Masarykovy univerzity vytvořil nové modelovací nástroje, které umožňují přesnější predikce makroekonomických veličin, jako jsou růst HDP, inflace nebo úrokové sazby. Nové ekonomické metody vyvinuté v rámci projektu Dynamické průměrování předpovědí makroekonomických modelů, podpořeného GA ČR, mohou významně přispět k tvorbě hospodářské politiky. Cílem výzkumného týmu bylo zjistit, jak kombinovat prognózy z různých teoretických modelů a získat spolehlivější odhady dopadů vládních výdajů a daňových změn na růst HDP.
Zlepšení stávajících predikčních modelů
Získání spolehlivých předpovědí budoucího vývoje makroekonomických proměnných, jako je HDP, je nesmírně důležité pro tvůrce politik, investory a společnosti. Stávající teoretické metody zaměřené na poskytování prognóz a hospodářskopolitických doporučení se opírají o konkrétní předpoklady o chování ekonomických subjektů a zdůrazňují různé ekonomické transmisní mechanismy. V tomto projektu své síly spojili vědci z Masarykovy univerzity, Vídeňské univerzity ekonomie a obchodu, Univerzity Karlovy a Univerzity v Salcburku se záměrem zlepšit stávající makroekonometrické metody a sloučit informace z teoretických modelů, které zdůrazňují různé ekonomické vazby, do spojených předpovědí.
Teplotní mapy ukazují odchylku apriorního od aposteriorního průměru v rámci dvou různých režimů s použitím změny dluhu k HDP jako prahové proměnné. Světle šedé buňky indikují dobré vyrovnání apriorního nastavení, modré oblasti znamenají pozitivní odchylky aposteriorního od apriorního průměru, zatímco červené oblasti ukazují negativní odchylky koeficientů. Obrázek z článku publikovaného vJournal of Economic Dynamics and Control.
Jedno z výzkumných zaměření projektu se věnovalo tomu, jak fiskální politika (chápána jako změny vládních výdajů či daní) ovlivňuje růst HDP v evropských ekonomikách, tedy jak velký je tzv. fiskální multiplikátor. Vzhledem k hospodářskému významu veřejného sektoru v rozvinutých zemích je zvláště důležité získání přesných odhadů fiskálních multiplikátorů, a to především pro zlepšení předpovědí hospodářské aktivity. Kvalitnější odhady multiplikátorů lze získat posouzením toho, jak použití různých metod ovlivňuje jejich velikost. Taková analýza také umožňuje odborníkům porozumět zkreslení v současných odhadech fiskálních multiplikátorů.
Tmavá hustota odpovídá úplnému souboru odhadů fiskálních multiplikátorů pro Rakousko; světlá hustota se vztahuje k 40 % nejlepších modelů z hlediska schopnosti predikovat. Obrázek z článku publikovaného vOxford Economic Papers.
Souběžně s účinky veřejné politiky byly podrobně studovány i další důležité trhy, jako je devizový trh a trh s kryptoměnami. V rámci této části plnění výzkumného záměru byly vyvinuty nové statistické techniky pro získání realističtějšího obrazu jejich hnacích faktorů a budoucí dynamiky. Bylo zjištěno, že aplikované modelovací nástroje mohou výrazně snížit chybu predikce ve směnném kurzu a výnosech kryptoměn.
Logaritmické prediktivní Bayesovy faktory vzhledem k TVP-VAR v průběhu času: (a) Bitcoin; (b) Litecoin; (c) Ethereum; d) log prediktivní věrohodnost. Obrázek z článku publikovaného vJournal of Forecasting.
Jak kombinovat informace z různých modelů ekonomiky
Jako součást konečného cíle projektu byla zkombinována skupina různých teoretických modelů navržených k vysvětlení makroekonomické dynamiky pomocí nových metod ke zlepšení jejich schopnosti predikovat. Výzkumný tým zejména vytvořil několik typů adaptivních vah, které lze použít pro různé makroekonomické proměnné a různé modely, což vede k lepší schopnosti předpovídat růst HDP, inflaci a úrokové sazby. Metody použité v této fázi projektu je možné využít k vylepšení sady nástrojů, která bude informovat tvůrce politik o budoucím vývoji v makroekonomii, což povede k efektivnějším rozhodnutím veřejné politiky.
Aposteriorní průměr modelových vah pro předpovědi o čtyři kroky vpřed. Obrázek ukazuje tři různá váhová schémata pro tři cílové proměnné: výstup, inflaci a úrokovou míru. Proměnné vstupující do modelů DSGE jsou detrendovány pomocí Hamiltonova filtru.
Pokračování projektu v současné době rozšiřuje portfolio modelů, které lze použít k vytváření kombinovaných predikcí, a povede tak k dalšímu zlepšení prediktivní schopnosti nad rámec tohoto projektu. Do skupiny predikcí budou přidány zejména předpovědi nových ateoretických statistických modelů založených na datech a lze očekávat, že zlepší prediktivní kvalitu výsledných kombinací. Navazující projekt O časově proměnné prediktivní schopnosti teoretických a empirických makroekonomických modelů je také podpořen GA ČR.
Jesús Crespo Cuaresma, hlavní řešitel
Jan Čapek, člen týmu, koordinátor mezinárodního týmu
Jak vznikly pohlavní chromozomy a po jakém předkovi jsme je my, živorodí savci, zdědili? Co máme ve způsobech určení pohlaví společného s krokodýly a želvami? Díky projektu GA ČR se vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR pokusili zrekonstruovat evoluční historii způsobu určení pohlaví amniotických obratlovců, tj. savců a neptačích i ptačích plazů, a získat vhled do evoluce pohlavních chromozomů.
U nás, savců, rozhodují o pohlaví jedince pohlavní chromozomy: dvě kopie X chromozomu mají samice, zatímco samci mají jeden X spolu se značně specializovaným a degenerovaným Y. Na našem Y chromozomu chybí většina genů, které jsou vázány na X. Pohlavní rozdíly v počtu kopií genů vázaných na pohlavní chromozomy bývají vyrovnány na úrovni genové exprese, což je vyjádření informace obsažené v genu (DNA) do bílkovinné struktury, případně do struktury funkční RNA, tzv. mechanismem kompenzace genové dávky. U živorodých savců je toho dosaženo umlčením exprese většiny genů z jedné kopie chromozomu X u samic.
Zhruba takovéto pohlavní chromozomy jsme zdědili nejméně po posledním společném předkovi živorodých savců. Naše pohlavní chromozomy tedy byly přítomny už před přibližně 165 miliony lety (i když samozřejmě za tu dlouhou dobu třeba v linii vedoucí k lidem se z nich tu a tam něco ubralo či naopak přidalo). Ale jak to bylo před tím? Ubírá se evoluce pohlavních chromozomů pokaždé stejnou cestou od obyčejných chromozomů stejných u samců i samic po značně diferencované pohlavní chromozomy s degenerovaným chromozomem vázaným na jedno pohlaví?
V rámci řešení projektu „Savčí pohlavní chromozomy z ještěrčí perspektivy“ podpořeného Grantovou agenturou České republiky se vědci pokusili zrekonstruovat evoluční historii způsobu určení pohlaví amniotických obratlovců, tj. savců a plazů včetně ptáků, a získat vhled do mechanismů evoluce pohlavních chromozomů. Rozvinuli odvážnou hypotézu, že u předků této skupiny mohlo být pohlaví určeno prostředím během embryogeneze, jak to vidíme u dnešních krokodýlů, většiny želv a některých ještěrů. U tohoto způsobu určení pohlaví neexistují rozdíly v genomech samců a samic, a tedy ani pohlavní chromozomy. Mohlo jít o stejné přepínání mezi vaječníky a varlaty, jaké známe u některých rybích hermafroditů měnících pohlaví během života. Jen u plazů se děje výhradně v rané ontogenezi. V rámci amniotických obratlovců pak vznikaly pohlavní chromozomy mnohokrát, nezávisle na sobě (řešitelé projektu odhadují, že snad více než 40x) a často opakovaně z přesně téhož úseku genomu.
První evidence sdíleného genetického obsahu pohlavních chromozomů ještěrky, člověka a gekona
Vědci zjistili, že například ještěrky a jedna větev madagaskarských gekonů si vyvinuli značně diferencované a také evolučně staré pohlavní chromozomy z téhož chromozomu jako živorodí savci, jen jsou tito ještěři opačně heterogametičtí, tj. mají ZZ/ZW pohlavní chromozomy (W chromozom je výhradně samičí obdoba našeho výhradně samčího Y). Vznikají pohlavní chromozomy jen z určitých částí genomu? Test prokázal, že v rámci amniotických obratloců vznikají pohlavní chromozomy nenáhodně často z některých částí genomu, zatímco jiné části se v pohlavní chromozomy pravděpodobně nikdy nepřeměnily. Nicméně tato nenáhodnost je sice statisticy průkazná, ale nikterak silná. Přesto pro vědce poskytla skvělou příležitost: díky ní přišli na to, že pohlavní chromozomy vzniklé z téže části genomu představují unikátní příležitost k posouzení síly konvergentní evoluce (podobné odpovědi nepříbuzných linií na stejné evoluční procesy) při vzniku a diferenciaci pohlavních chromozomů. Testovali například, zda pohlavní chromozomy vzniklé ze stejných částí genomu mají stejný způsob regulace genové exprese. K jejich překvapení se ukázalo, že naprosto stejné geny se na nezávisle vzniklých diferencovaných XX/XY a ZZ/ZW pohlavních chromozomech mohou chovat úplně jinak: u jedné linie mohou být geny perfektně kompenzovány v expresi mezi pohlavími, u jiné je exprese na úrovni RNA poloviční u jednoho pohlaví.
Žádná silná konvergence v evoluci pohlavních chromozomů vyvinutých ze stejné části genomu se tedy pravděpodobně nekoná. Na to řešitelé poukázali i v přehledu obecné evoluce pohlavních chromozomů: zdokumentovali, že její cesty jsou velmi různorodé a v mnohých směrech není příliš silný konvergentní aspekt. Ukázalo se tak, že jako v mnohých dalších případech jsou učebnicová schémata o jednosměrné evoluci pohlavních chromozomů značně zjednodušená…
Řešitelé projektu: prof. Mgr. Lukáš Kratochvíl, Ph.D. (Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy); Mgr. Marie Altmanová, Ph.D. (Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR)
Hvězdné objekty, jako jsou pulsary, mohou díky svým extrémním energiím vytvářet hmotu a antihmotu přímo ze světla. Magnetické pole neboli „magnetosféra“ pulsaru je totiž naplněno elektrony a pozitrony, které vznikají při srážkách fotonů.
Reprodukovat stejné jevy v pozemské laboratoři je nesmírně náročné. Vyžaduje to hustý oblak fotonů s energií milionkrát vyšší než viditelné světlo. Tento fotonový oblak však vědci nebyli schopni vytvořit. Teorie však naznačují, že by to mělo být možné za pomoci vysoce výkonných laserů.
Infrastruktura pro extrémní světlo (ELI ERIC) jako první mezinárodní výzkumná infrastruktura zaměřená na použití vysoko výkonových laserů s vysokou intenzitou takové možnosti výzkumu umožní. ELI ERIC je výzkumná infrastruktura s více pracovišti založená na specializovaných a vzájemně se doplňujících zařízeních ELI Beamlines (Česká republika) a ELI ALPS (Maďarsko). Nové kapacity ELI vytvoří nezbytné podmínky pro testování těchto teorií v laboratoři.
Tento projekt kombinuje teoretické znalosti Kalifornské univerzity v San Diegu (USA), experimentální znalosti ELI Beamlines, jakož i výrobu terčů a technické znalosti společnosti General Atomics (USA). Projekt v hodnotě zhruba 23 milionů korun, který společně financují NSF a GA ČR, povede profesor Alexey Arefiev z Kalifornské univerzity v San Diegu. Vývoj terčů pro lasery s vysokou opakovací frekvencí bude probíhat v General Atomics pod vedením Dr. Maria Manuela, zatímco primární experimenty budou prováděny na ELI Beamlines týmem vedeným Dr. Florianem Condaminem a Dr. Stefanem Weberem.
Obrázek 1: Superpočítačová simulace emise energetického záření gama (žluté šipky) hustým plazmatem (zelená), vytvořeným laserovým paprskem o vysoké intenzitě (červená a modrá). Laser se šíří zleva doprava, přičemž emitované fotony letí stejným směrem. Nekontrastní modré a červené oblasti představují silné magnetické pole generované plazmatem, zatímco oblast oscilací odpovídá magnetickému poli laseru.
Koncepci projektu vypracovala Arefievova výzkumná skupina na Kalifornské univerzitě v San Diegu, která se specializuje na superpočítačové simulace intenzivních interakcí světla s hmotou. Tento projekt využívá efektu, který nastává, když jsou elektrony v plazmatu urychleny na rychlost blízkou rychlosti světla vysoce výkonným laserem. Tento efekt se nazývá „relativistická průhlednost“, protože způsobuje, že dříve neprůhledné husté plazma se stává pro laserové světlo průhledným.
V tomto režimu se při šíření laseru plazmatem vytvářejí extrémně silná magnetická pole. Během tohoto procesu relativistické elektrony oscilují v magnetickém poli, což následně způsobuje emisi gama záření, převážně ve směru laseru.
„Je velmi povzbudivé, že jsme schopni generovat taková magnetická pole, která dříve existovala pouze v extrémních astrofyzikálních objektech, jako jsou neutronové hvězdy,“ říká Arefiev. „Schopnost laserů ELI Beamlines dosáhnout velmi vysoké intenzity na terči je klíčem k dosažení tohoto režimu.“
Tyto experimenty poskytnou první statisticky relevantní studii generování gama záření pomocí vysoce výkonných laserů. Vědci doufají, že tato práce otevře cestu k sekundárním vysokoenergetickým zdrojům fotonů, které bude možné využít nejen pro základní fyzikální studie, ale také pro řadu důležitých průmyslových aplikací, jako je materiálová věda, zobrazování jaderného odpadu, analýza jaderného paliva, bezpečnost, hloubková radiografie s vysokým rozlišením atd. Takové „extrémní zobrazování“ vyžaduje robustní, reprodukovatelné a dobře kontrolovatelné zdroje záření gama. Společný projekt NSF a GA ČR je zaměřen právě na vývoj takových bezprecedentních zdrojů.
Experimentům výrazně napomáhá další technologický pokrok. Až donedávna mohla výkonná laserová zařízení provést přibližně jeden výstřel za hodinu, což omezovalo množství dat, která bylo možné shromáždit. Nová zařízení, jako je ELI Beamlines, jsou však schopna provádět několik výstřelů za sekundu. Tyto možnosti umožňují statistické studie interakcí mezi laserem a terčem způsobem, který byl ještě před několika lety nemožný. To znamená, že k plnému využití schopností laserů je nutný posun ve způsobu navrhování a provádění experimentů.
„Infrastruktua P3 na ELI Beamlines představuje jedinečnou a všestrannou experimentální platformu pro sofistikované experimenty s vysokým elektromagnetickým polem a je dokonale přizpůsobena plánovanému programu v rámci tohoto projektu,“ říká Dr. Condamine. Dr. Weber podotýká: „Očekává se, že tato spolupráce mezi San Diegem a ELI Beamlines bude významným krokem vpřed pro sbližování americké vědecké obce a týmu ELI při společných experimentech.“
Důležitou součástí tohoto projektu je školení nové generace vědců na ELI Beamlines, aby mohli vyvinout techniky, které plně využijí repetičních schopností laserů. Studenti a postdoktorandi Kalifornské univerzity v San Diegu se budou rovněž školit v oblasti vývoje terčů pro lasery s vysokou opakovací frekvencí a získávání dat na novém laserovém zařízení GALADRIEL společnosti General Atomics, aby pomohli zvýšit efektivitu experimentů prováděných na ELI Beamlines.
Obrázek 2: Infrastruktura P3 (Plasma Physics Platform) na ELI Beamlines, kde budou probíhat experimenty.
„Jedná se o první projekt financovaný Grantovou agenturou České republiky a americkou National Science Foundation. Věřím, že nová spolupráce mezi agenturami povede k řadě úspěšných projektů a spolupracující vědecké týmy z České republiky a USA z ní budou profitovat,“ říká předseda GA ČR Dr. Petr Baldrian.
„Jsme nadšeni, že můžeme s našimi kolegy v České republice dále rozšiřovat mezinárodní vědeckou spolupráci v oblasti umělé inteligence, nanotechnologií a výzkumu plazmatu. Jsem optimistický, že toto bude první z mnoha projektů spolupráce mezi NSF a GA ČR,“ říká ředitel NSF Dr. Sethuraman Panchanathan.
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.
Obarvená AM houba v kořenech medyňku vlnatého (Holcus lanatus) – oválné objekty jsou vesikuly, větvené útvary jsou arbuskuly.
Obarvená AM houba v kořenech kostřavy červené (Festuca rubra), zde jsou vidět jen arbuskuly a propojující hyfy.
Obálka časopisu Socijalistička Čehoslovačka, vydávaného velvyslanectvím ČSSR v Bělehradu
Čeští rekreanti v Bečići
Setkání G. Husáka a J. B. Tita v Bělehradě v roce 1973
Ing. Prokop Hapala, Ph.D.
Mgr. Jan Perner, Ph.D.
Ing. Roman Pleskot, Ph.D.
Ole Jann, Ph.D.
(edice Dějiny matematiky, svazek 65, České vysoké učení technické v Praze, Ústav aplikované matematiky Fakulty dopravní ČVUT, Praha, 2020, 352 stran, ISBN 978-80-01-06792-5), která pojednává v širších kulturně historických souvislostech o dopadech první světové války na odborný život několika špičkových matematiků a několika evropských matematických komunit. Přibližuje rovněž podstatu a dopad vybraných matematických idejí na vývoj některých oblastí matematiky a matematické fyziky. Všímá si též vlivu válečných událostí a společenských změn na rozvoj výuky matematiky, na výchovu talentů a popularizaci matematiky.
Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.
Mgr. Filip Hrbáček, Ph.D.
Ing. Petr Kovaříček, Ph.D.
Mgr. Hana Sedláčková, Ph.D.
Parazitická vosička klade vajíčko do larvy hmyzu
Potravní vztahy v přírodě se dají vyjádřit sítí vztahů mezi hostiteli (dole) a konzumenty či parazity (nahoře). Řešitelský tým tyto složité sítě potravních vztahů rozplétá: zkoumá jednotlivé vztahy nebo části sítě v laboratoři. Znalosti těchto dílčích vztahů pak umožňují pochopit, jak fungují komplexní systémy v přírodě.
Mezinárodní výzkumná skupina Jana Hrčka (uprostřed) na Biologickém centrum Akademie věd ČR
První evidence sdíleného genetického obsahu pohlavních chromozomů ještěrky, člověka a gekona
