6. Sekce biologicko-ekologických věd

 

Dlouhodobý nárůst koncentrace organického uhlíku v potocích a jezerech a zvýšení jeho exportu z pevniny v několika posledních desetiletích byl pozorován na mnoha místech severní Ameriky a Evropy. O vysvětlení tohoto fenoménu se vědci pokoušeli v mnoha směrech. Dávali ho do vztahu s klimatickou změnou, s atmosférickou depozicí dusíku (zvýšená teplota i depozice dusíku stimuluje tvorbu organické hmoty) či se změnami využívání krajiny. Posléze, analýzou velkého počtu dlouhodobých měření, byla doložena úzká souvislost mezi poklesem kyselosti srážek (ústup tzv. „kyselého deště“) a vzrůstem rozpuštěného organického uhlíku ve vodách. Pokles koncentrací síranů ve srážkách, hlavní příčiny kyselosti srážek, je důsledkem technologických opatření přijatých díky politice snižování emisí znečišťujících látek již v 70. letech (Convention on Long-range Transboundary Air Pollution v Evropě a Clean Air Act v USA). V České republice poklesly emise síry za posledních 25 let o 90%, především díky odsíření hnědouhelných elektráren a částečnému útlumu těžkého průmyslu. Následkem těchto pozitivních změn na poli ochrany ovzduší došlo k nárůstu koncentrací organického uhlíku i v českých potocích a vodárenských nádržích. Úprava pitné vody s vysokým obsahem organických látek je dnes problémem u některých krušnohorských nádrží.

Za účelem pochopení a kvantifikace faktorů ovlivňujících mobilitu rozpuštěného organického uhlíku v půdách a jeho následný export do řek a oceánů byl proveden terénní experiment kontrolované změny pH půdy – simulace kyselého a alkalického deště. Z výsledků můžeme jednoznačně usuzovat, že mobilita organického uhlíku v půdním prostředí je významně ovlivňována změnami půdního pH. Když se půda okyseluje, organický uhlík je méně mobilní a je zadržován v půdách, naopak při rostoucím pH půdy dochází k jeho zvýšenému vyplavování. Jelikož půdní pH je výslednicí nejen chemického složení srážek, tak jakékoli změna ovlivňující kyselost půd může mít významný vliv na bilanci uhlíku.

Kyselý déšť provázel Evropu a severní Ameriku po většinu 20. století. Díky snahám o omezení znečištění ovzduší a acidifikace půd se podařilo snížit depozici kyselých prvků. Jednou z vedlejších a přirozených reakcí na tuto změnu je dnes pozorované zvyšování exportu organického uhlíku z pevnin do oceánů.
Evans, Ch. D. - Jones, T. - Burden, A. - Ostle, N. - Zielinski, P. - Cooper, M. - Peacock, M. - Clark, J. - Oulehle, Filip - Cooper, D. - Freeman, Ch.: Acidity controls on dissolved organic carbon mobility in organic soils. Global Change Biology. 18, (2012), s. 3317-3331.

Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Filip Oulehle, oulehle.f@czechglobe.cz

 

 

 

 

Jako aktuální východisko pro další studium květeny ČR a okolních zemí byl shrnut současný stav jejího poznání a byly vyhodnoceny změny, ke kterým dochází v posledních desetiletích (1). Vůbec poprvé v historii moderní botaniky u nás byl sestaven a publikován kompletní seznam cévnatých rostlin květeny ČR, do něhož byly zapracovány veškeré dostupné informace o nových nálezech a taxonomických novinkách; zahrnuje 3557 původních, zavlečených a často pěstovaných taxonů (2). U více než 250 druhů bylo podrobně prozkoumáno jejich rozšíření a znalosti shrnuty v komentovaných mapách (v návaznosti na dříve publikované mapy 967 taxonů; citace 8). Známá fakta jsou zobecněna v přehledu základních rysů flóry ČR, jejích fytogeografických vlastností a historického vývoje. Podrobněji byl analyzován endemismus v české květeně (3). Míra endemismu je v České republice relativně nízká (2 %), endemity jsou čtvrtohorního stáří, zastoupeny jsou však arktické, boreální, alpínské, stepní a další skupiny reliktů. Zatímco doba ledová naši květenu ochudila, umístění ČR ve středu Evropy, kdy se na našem území protínaly četné migrační proudy, způsobilo, že naše flóra zahrnuje téměř všechny středoevropské floristické elementy (3). Téměř třetina flóry byla na naše území zavlečena lidskou činností; nepůvodní flóra České republiky zahrnuje 1454 taxonů, z nichž 350 (24 %) jsou archeofyty, rostliny zavlečené před koncem středověku, a 1104 (76 %) neofyty, zavlečené později. U 44 nepůvodních taxonů je poprvé udáváno zavlečení do České republiky, nebo podán první důkaz o jejich zplaňování. Z celkového počtu 1454 taxonů je jich 985 klasifikováno jako přechodně zavlečené, 408 jako naturalizované a 61 jako invazní, pro něž byly též vytvořeny mapy rozšíření (4, 5). Souhrnné údaje o české květeně doplňuje historický přehled vývoje české botaniky (6) a rovněž byl publikován seznam českých lichenizovaných hub (7).

1. Pyšek, P. - Chytrý, M. - Kaplan, Z. - Danihelka, J. (eds): Flora and vegetation of the Czech Republic. Preslia. Roč. 84, č. 3 (2012), s. 391– 862.
2. Danihelka, J. - Chrtek, J. Jr. - Kaplan, Z.: Checklist of vascular plants of the Czech Republic. Preslia. Roč. 84, č. 3 (2012), s. 647–811.
3. Kaplan, Z.: Flora and phytogeography of the Czech Republic. Preslia. Roč. 84, č. 3 (2012), s. 505– 573.
4. Pyšek, P. - Danihelka, J. - Sádlo, J. - Chrtek, J. Jr. - Chytrý, M. - Jarošík, V. - Kaplan, Z. - Krahulec, F. - Moravcová, L. - Pergl, J. - Štajerová, K. - Tichý, L.: Catalogue of alien plants of the Czech Republic (2nd edition): checklist update, taxonomic diversity and invasion patterns. Preslia. Roč. 84, č. 2 (2012), s. 155–255.
5. Pyšek, P. - Chytrý, M. - Pergl, J. - Sádlo, J. - Wild, J.: Plant invasions in the Czech Republic: current state, introduction dynamics, invasive species and invaded habitats. Preslia. Roč. 84, č. 3 (2012), s. 576–630.
6. Krahulec, F.: History of the studies on the flora and vegetation in the Czech Republic. Preslia. Roč. 84, č. 3 (2012), s. 397–426.
7. Liška, J.: Lichen flora of the Czech Republic. Preslia. Roč. 84, č. 3 (2012), s. 851–862.
8. Štěpánková, J. (ed.): Phytocartographical syntheses of the Czech Republic 4. Průhonice: Botanický ústav AVČR, v. v. i.; Praha: Academia, Středisko společných činností AVČR, v. v. i., 2012. 162 s.

Intenzita rostlinných invazí v ČR.
Intenzita rostlinných invazí v České republice vyjádřená prostřednictvím výskytu invazních druhů v mapovací síti 6 × 10 minut. Nejvíce invadováno je okolí velkých městských aglomerací, těžbou narušená krajina v severních částech země a nížiny velkých řek v klimaticky teplých oblastech. Převzato z práce: (5) Pyšek et al. 2012.

 

Spolupracující subjekt: Výsledek vznikl ve spolupráci s Ústavem botaniky a zoologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně.

Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Petr Pyšek, 271 015 266, pysek@ibot.cas.cz
 

 

 

 

 

 

 

 

Evoluční adaptace pro přežití živočišného organismu v promrzlém stavu jsou všeobecně považovány za velmi složité, komplexní a těžko aplikovatelné na neadaptované druhy. Přinesli jsme nové poznatky o základních fyziologických a biochemických principech tolerance promrznutí u subarktické mušky Chymomyza costata a zároveň se nám podařilo přenést tyto mechanismy na octomilku Drosophila melanogaster – tedy na druh s tropickým původem a s velmi nízkou přirozenou schopností tolerovat byť i mírné zchlazení. Zjistili jsme, že k přeměně organismu od citlivosti k chladu na toleranci promrznutí je nutné zajistit dva fundamentální předpoklady: (a) zastavit larvální vývoj, a všechny s ním spojené chladově-citlivé procesy, pomocí nízkých neletálních teplot (kviescence), (b) zvýšit tkáňové koncentrace volné aminokyseliny L-prolinu pomocí krmení larev na obohacené dietě (kryoprezervace). Larvy octomilky poté přežívají za podnulových teplot ve stavu, kdy je zhruba polovina jejich tělních tekutin přeměněna na ledové krystaly.

Koštál V. - Zahradníčková H. - Šimek P.: Hyperprolinemic larvae of the drosophilid fly, . Chymomyza costata, survive cryopreservation in liquid nitrogen. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. Roč. 108 (2012), s. 13035-13040.
Koštál V. - Korbelová J. - Rozsypal J. - Zahradníčková H. - Cimlová J. - Tomčala A. - Šimek P.: Long-term cold acclimation extends survival time at 0°C and modifies the metabolomic profiles of the larvae of the fruit fly Drosophila melanogaster. PLoS ONE. Roč. 6, č. 9 (2011), e25025.
Košťál V. - Šimek P. - Zahradníčková H. - Cimlová J. - Štětina T.: Conversion of the chill susceptible fruit fly larva (Drosophila melanogaster) to a freeze tolerant organism. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. Roč. 109 (2012), s. 3270-3274.
 

Promrznutí larvy octomilky Drosophila melanogaster.
V pravém sloupci jsou snímky z digitální časosběrné kamery, a v levém sloupci jsou snímky z termokamery. Obě kamery snímaly postupně zchlazovanou larvu octomilky z teploty -0,5°C na teplotu -2,5°C (rychlost chlazení -0,1°C/min). Horní dva obrázky ukazují situaci za teploty nad bodem mrznutí tělních tekutin (podchlazený stav); prostřední dva obrázky zachycují moment nukleace ledu a promrznutí tělních tekutin (při teplotě přibližně -2°C je vidět posun do "teplých" barev díky uvolnění krystalizačního tepla mrznutí vody); dolní dva obrázky ukazují larvy s tělními tekutinami již částečně přeměněnými na led. Vzájemná časová vzdálenost tří v sérii obrázků je 10 sec.

 

Kontaktní osoba (jméno, telefon, e-mail): Vladimír KOŠŤÁL, 387 775 324, kostal@entu.cas.cz