Strategie AV21

Posláním Akademie věd ČR je špičkový výzkum zaměřený na problémy a výzvy, kterým čelí současná společnost. Témata jako energetická budoucnost České republiky, zdraví občanů, umělá inteligence nebo kvalita veřejných politik představují složité okruhy problémů, jejichž řešení vyžaduje široce založený interdisciplinární výzkum, a to jak základní, tak aplikovaný.

Strategie Akademie věd ČR reaguje na aktuální společenské výzvy promyšlenou formulací výzkumných programů, založených na spolupráci oborů a institucí při jejich řešení. Základní programový rámec Strategie AV21 byl přijat Akademickým sněmem v prosinci 2014. Výzkumné programy Akademie věd ČR jsou otevřeny partnerům z vysokých škol, podnikatelské sféry a institucím státní a regionální správy, stejně jako zahraničním výzkumným skupinám a organizacím. Výzkumné programy jsou navrhovány a formulovány po dohodě vedení Akademie věd s řediteli pracovišť s přihlédnutím k trendům světové vědy, společenské relevanci a Národním prioritám orientovaného výzkumu. Ve spojení se Strategií AV21 je používáno motto „Špičkový výzkum ve veřejném zájmu“. Více o Strategii AV21 zde. 

V letech 2020 – 2024 se Ústav biologie obratlovců zapojil v programu č. 21 Záchrana a obnova krajiny. Více o tomto programu zde.

Od roku 2024 se ÚBO zapojil do programu Mykolife – svět hub a od roku 2025 do dvou dalších programů: Epicentra civilizace – inteligentní domácnosti, technologie, společnost  a AI: Umělá inteligence pro vědu a společnost.

Od roku 2026 se ÚBO zapojil do dvou nových programů: Infekční choroby: nové cíle a strategie a Globální krize biodiverzity: rizika a příležitosti pro lidskou společnost.

Název výzkumného programu: Houby – nové hrozby a příležitosti

O programu
Houby jsou všudypřítomné a plní zásadní ekologické funkce v biosféře. Zapojují se do evolučního závodu s jinými organismy, což vede k produkci mnoha sloučenin s protiinfekčními vlastnostmi, jako je např. antibiotikum penicilin. Říše hub stále představuje slibný zdroj nových léčiv, protože většina její diverzity zůstává nepopsána. Hlavním důvodem je jejich obtížné pěstování v laboratoři. Houby mají široké využití v potravinářství a biotechnologiích (např. žampiony či plísňové sýry). Na druhou stranu mohou být pro člověka velmi nebezpečné. Nejedná se jen o otravy v případě nezkušených houbařů. Závažný problém je zejména kontaminace potravin a krmiv mykotoxiny, jako je přísně sledovaný aflatoxin. Z hlediska veřejného zdraví jsou nejdůležitější mikroskopické houby, které způsobují kožní či invazivní mykózy. Velkou hrozbou současnosti je migrace nových houbových patogenů, na které nejsme připraveni ani po stránce diagnostiky, ani léčby. Příkladem je epidemie dermatofyty Trichophyton benhamiae, přenášené morčaty. Patogenní mikroskopické houby jsou také velkou hrozbou pro zemědělství a lesnictví. Předložený výzkumný program se zaměřuje na zvýšení povědomí veřejnosti o rozmanitosti hub a jejich významu pro lidskou společnost. V rámci programu dojde k propojení odborníků s amatérskými mykology a klinickými pracovníky. Důležitým výstupem bude první česky psaný Velký atlas mikroskopických hub.

Název výzkumného programu: Epicentra civilizace – inteligentní domácnosti, technologie, společnost 

O programu

Mezioborový program Epicentra civilizace – inteligentní domácnosti, technologie, společnost se zabývá výzkumem domácností v rámci civilizačního procesu. Domácnosti (rodinné, nerodinné, komunitní) představovaly a představují epicentra vývoje (Household-Hub). Primární zajištění potravin a bezpečí v minulosti vedlo k naplňování dalších potřeb, a s tím k rozvoji technologických postupů, a zpracování přírodních zdrojů – tj. využívání organických a anorganických materiálů. S tím byly a jsou spojeny investice, finance, čas a energie. Výzkum se proto vedle sociálních aspektů zaměřuje na to, co domácnosti utváří a zároveň přesahuje, tj. (bio)technologie a zásahy do krajiny. Od minulosti se totiž setkáváme jak s kultivací, tak devastací ekosystémů pro zajištění potřeb člověka a společnosti. Ve všech zmíněných ohledech naplňuje takto definovaný program nejen základní požadavek mezioborového výzkumu, ale reaguje také na komplexní technologické, sociální, environmentální a ekonomické výzvy Národní výzkumné a inovační strategii RIS3.

Výzkum domácností zahrnuje:

• interakce jednotlivců i skupin, včetně reprodukce, ať už ve smyslu biologické reprodukce či předávání vědomostí a vzorců chování
• domácnosti jako centra spotřeby, které se významně podílejí na tvorbě HDP i na technologickém pokroku lidstva, jehož významná část je motivována zlepšováním soukromého života
• tzv. chytré domácností a internet věcí jsou na jedné straně pomocníkem při běžných starostech, které umožňují propojení na další úrovni, ale zároveň představují rizika v podobě sdílení citlivých dat
• domácnosti jako prostor pro sociální, ekonomickou a právní komunikaci, i elementární politickou jednotku života společnosti
• domácnosti v interakci s okolními ekosystémy při saturaci potřeb člověka, které lze vnímat jako zásadní aktéry antropocénu zasazené do sítě vztahů včetně potravních
• domácnosti v rámci mezilidských vztahů ve smyslu sociální, genderové nerovnosti i kulturně-vzdělanostní projevů či odlišností

Zapojení ÚBO AV ČR

Výzkumné téma: Domácnosti, rodina a společnost

Výzkumný cíl: Péče o zdraví a prevence

Spolupracující partner: Historický ústav AVČR

Projekt se zaměří na studium zoonóz, onemocnění přenosných ze zvířat na člověka, a to jak v diachronní, tak synchronní linii výzkumu, neboť ty představují kontinuální fenomén, sledovatelný v jakékoli fázi lidského vývoje. Tento jev je navíc umocněný soužitím lidí a zvířat v domácnostech, ale také narůstajícím kontaktem člověka s volně žijícími zvířaty. Výzkum bude těžit z mezioborové spolupráce. Tým Historického ústavu AV ČR se bude soustředit na a) vývoj a vnímání těchto nemocí v dějinách; b) míru porozumění a znalostí od středověku do 20. století; c) kulturní, lékařské, společenské aj. implikace nemocí. Spoluřešitelský tým Ústavu biologie obratlovců AV ČR se zaměří na soudobé výzvy, které zoonózy společnosti přinášejí včetně emergence nových zoonotických nákaz.

Více o programu zde. 

Název výzkumného programu: AI: Umělá inteligence pro vědu a společnost

O programu

Fenomén AI se dotýká v různých formách všech ústavů AV ČR. Je proto přirozené, že

program patří co do počtu zapojených ústavů k těm největším a na jeho realizaci se podílí více jak polovina všech ústavů AVČR. Na tématu AI ve vědě a výzkumu v rámci kterého řešíme svou aktivitu, lze nahlížet jako na „výkladní skříň“ využívání AI ve výzkumu.

Témata celého programu i s jejich záměry:

1. Výzkum v oblasti AI: Cílem tématu je pokrýt nejrůznější významné oblasti výzkumu AI – zejména z perspektivy základního výzkumu. V rámci aktivit budou položeny základy pro pozdější přípravy projektů, zejména GA ČR apod.

2. Společenské aspekty AI: Téma se již ve své první fázi zaměřuje na široké pole společenských otázek spojených s rozmachem AI (etika, rozumění, kognice, zdravotnictví, politicko-ekonomické rozměry AI, společensko-historické předpoklady současného stavu AI či vztahy AI a různých typů kulturních statků). Snahou tématu je podporovat další rozvoj témat jednotlivých aktivit v dalších projektových a grantových schématech.

3. AI ve vědě a výzkumu: Téma pokrývá všechny tři vědní oblasti, má demonstrovat možnosti využití AI při provádění samotného výzkumu. Hlavním aspektem tématu je široké spektrum spíše kratších aktivit a následná propagace výsledků.

4. AI HUB: Centralizace a diseminace znalostí o využívání AI a potřebách jednotlivých ústavů, budování infrastruktury kontaktních osob, podpora ostatních témat programu, realizace obecných aktivit týkajících využívání AI pro výzkumníky napříč ústavy a AI pro podporu vědecké činnosti.

5. AI pro mladou generaci: praxe v akademické a průmyslové sféře. 

Podpora rozvoje mladých talentů v oblasti AI prostřednictvím stáží a spolupráce mezi akademickou a průmyslovou sférou, rozšíření platformy pro realizaci stáží a rozvoj interdisciplinárních dovedností studentů. Popularizace AI mezi mladou generací.

Zapojení ÚBO AV ČR

Výzkumné téma: AI ve vědě a výzkumu

Název aktivity: Fertilita, sexuální promiskuita, reprodukční zdraví: AI jako nástroj pro studium morfologie a kvality spermií u ptáků (a dalších obratlovců)

Výzkumný cíl: Automatizace měření buněk pomocí AI a vytvoření volně přístupné aplikace pro rychlé a přesné automatické měření spermií a dalších buněk

Spolupracující partner: Ústav teorie informace a automatizace AV ČR

Popis aktivity

Studie týkající se reprodukčních strategií ptáků, míry promiskuity, fertility a kvality spermií jsou zásadní aktuální témata evoluční biologie, ekologie a reprodukční biologie.  U řádu pěvců (Passeriformes, cca 6500 druhů) se spermie liší nejen mezi blízce příbuznými druhy, ale také mezi jedinci stejného druhu, a dokonce i v rámci jedince. V rámci druhu může velikost jednotlivých komponent spermií souviset s kvalitou ejakulátu a fertilizační schopností samce. Napříč druhy se pak různá míra sexuální promiskuity odráží ve velikosti a morfologické variabilitě spermií – tyto parametry lze pak zpětně použít pro určení míry sexuální promiskuity (nevěry) a reprodukční strategie i u často málo známých taxonů. Rozdíly v morfologii se zjišťují manuálním měřením spermií. Manuální analýza vzorků je ovšem časově náročná a dosavadní automatické metody jsou nepřesné a není možno je aplikovat na různé typy spermií. Navrhujeme využití AI pro analýzy morfologie spermií napříč řádem pěvců.

V rámci aktivity vznikají i další, šířeji zaměřené aplikace, související s probíhajícím výzkumem na ÚBO, jmenovitě aplikace pro automatické měření velikosti ptačích krevních buněk, automatické zpracování sonogramů ptačích zpěvů, a v neposlední řadě i spolupráce s Centrem pro záchranu orla opičího na Filipínách (Philippine Eagle Center), při studii týkající se vlivu kryoprezervace spermií na kvalitu spermií a jejich budoucího využití pro umělé inseminace tohoto kriticky ohroženého dravce.

Název výzkumného programu: Infekční choroby: nové cíle a strategie

Doba trvání projektu: 1.1. 2026-31.12. 2030

Koordinační pracoviště: Ústav organické chemie a biochemie

Zapojení dalších pracovišť:

Biologické centrum AV ČR, v. v. i.

Ústav biologie obratlovců AV ČR, v. v. i.

Ústav molekulární genetiky AV ČR, v. v. i.

Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.

Ekonomický ústav AV ČR, v. v. i.

O programu:

Infekční choroby způsobené viry a bakteriemi dlouhodobě ovlivňují kvalitu života a poškozují lidské zdraví. Pandemie COVID-19 ukázala, že nečekané epidemie stále mohou ohrožovat lidské životy i způsob života. Proto je třeba kontinuálně věnovat pozornost jak znovu se vracejícím, tak nově se objevujícím druhům patogenních mikroorganismů. Nárůst světové populace i změny klimatu přispívají ke zvýšenému riziku přenosu virových a bakteriálních chorob zvířat na stárnoucí populaci a na pacienty se sníženou imunitou. Možnosti léčby virových onemocnění je limitováno dostupností účinných antivirotik a léčbu bakteriálních onemocnění značně komplikuje nárůst resistence baktérií k dostupným antibiotikům. Účinnost vakcinace může být ovlivněna vlastnostmi vakcín a doslova ’epidemií dezinformací a obav o bezpečnosti vakcín‘ nepodložených reálnými daty. Přes všechny úspěchy medicíny vede tato situace k obtížně léčitelným infekčním onemocněním. Předkládaný program propojuje výzkumníky ze šesti ústavů AV ČR a reaguje na naléhavé potřeby společnosti. Zaměřuje se na vývoj nových typů antivirotik cílených zejména proti RNA virům, které způsobují chřipku, covid-19 a další závažná onemocnění, včetně klíšťové encefalitidy. Výzkum zahrnuje vývoj nových typů léčby infekčních onemocnění hospodářských zvířat a identifikaci nových virových a bakteriálních druhů se zoonotickým potenciálem v přírodním prostředí. Důležitou součástí projektu je studium mechanismů bakteriální resistence a vývoj antibiotik účinných proti rezistentním baktériím. Studium mechanismů imunitní odpovědi hostitele na infekci baktérií Bordetela pertusis, která způsobuje černý kašel, přispěje k vývoji účinnější vakcíny. Součástí programu je také průzkum povědomí o očkování chlapců proti lidským papilomavirům (HPV), které mohou vést ke vzniku nádorových onemocnění a analýze překážek, které ovlivňují nižší proočkovanost u chlapců. Odborníci zapojení do tohoto programu se kromě výzkumu budou podílet na výuce, poradenství a osvětové činnosti s cílem zvýšit informovanost veřejnosti, politiků a vládních úředníků o problémech spojených s léčením infekčních onemocnění a důležitosti prevence jejich šíření. Navrhované projektové konsorcium bude usilovat o to, aby působilo jako odborný poradní orgán, který bude systematicky vnášet aktuální vědecké poznatky do procesu tvorby politik. Díky tomu může významně posílit propojení vědeckých institucí a státní správy v oblasti veřejného zdraví v Česku.

Zapojení ÚBO AV ČR:

Nové infekce zoonotického původu a jejich riziko pro veřejné zdraví

Objevování nových patogenů ve zvířecích rezervoárech a rychlé určení jejich patogenního potenciálu je klíčovým faktorem pro včasné potlačení globálních zdravotních hrozeb. V rámci projektu bude odhalována diverzita širokého spektra virových a bakteriálních agens se zoonotickým potenciálem pomocí molekulárních biologických přístupů i tradiční kultivace. Tento přístup umožní masivní testování a podrobnou fenotypovou a genotypovou charakterizaci nových agens. Získání živých izolátů nám umožní studovat jejich biologické vlastnosti, patogenitu a přenosové cykly v rámci jejich cirkulace v přírodních a urbánních ekosystémech.

Název výzkumného programu: Globální krize biodiverzity: rizika a příležitosti pro lidskou společnost

Doba trvání projektu: 1. 1. 2026 – 31. 12. 2030

Koordinační pracoviště: Botanický ústav AV ČR

Druhé koordinační pracoviště: Ústav biologie obratlovců AV ČR

Zapojení dalších pracovišť:

Biologické centrum AV ČR (specificky Entomologický ústav a Ústav půdní biologie)

Mikrobiologický ústav AV ČR

Sociologický ústav AV ČR

Ústav státu a práva AV ČR

Ústav výzkumu globální změny AV ČR

O programu:

Globální krize biodiverzity je s klimatickou změnou bezpochyby nejvážnější environmentální hrozbou současnosti. Českou společností je však krize biodiverzity dlouhodobě podceňována, na rozdíl od jiných globálních krizí, například bezpečnostní nebo migrační. Přitom v důsledku jde vždy o budoucí stabilní fungování lidské společnosti.

Česká politika a státní správa nyní aktivně reagují na evropskou environmentální legislativu, konkrétně Strategii v oblasti biologické rozmanitosti do roku 2030 a její implementaci v rámci Národního plánu na obnovu přírody. Do konzultací jsou zapojeni odborníci včetně zástupců AV ČR. Srozumitelná komunikace tématu směrem k veřejnosti bude nicméně vyžadovat užší spolupráci zainteresovaných aktérů. Zejména je třeba posílit roli Akademie věd ČR v této klíčové debatě.

Základní vizí předkládaného návrhu je etablování komunikační platformy propojující vědce, státní správu a občanskou společnost. Naším cílem je uchopit iniciativu, konsolidovat fragmentovanou komunikaci a posunout téma na úroveň celospolečenské debaty. Chceme tak přispět k nalézání efektivních řešení úpadku biodiverzity v kontextu aktuálního vývoje společnosti.

Program se zaměřuje na čtyři hlavní cíle:

1. Prozkoumat veřejné vnímání krize biodiverzity a analyzovat jeho sociologické aspekty.
2. Sledovat a interpretovat vývoj biodiverzity klíčových skupin organismů.
3. Vyhodnotit právní rámec ochrany biodiverzity a navrhnout jeho zlepšení.
4. Propojit poznatky humanitních a přírodních věd pro formulaci konkrétních řešení.

Navrhovaný program klade důraz na syntézu, která vzejde ze spolupráce různě zaměřených ústavů AV ČR. Na přípravě čtyř typů společných komunikačních výstupů spojí síly všichni účastníci projektu. Plánujeme vytvořit 1) internetovou platformu jako hlavní budoucí informační zdroj o krizi biodiverzity, 2) knihu syntetizující odborné poznatky, 3) sérii krátkých filmových dokumentů coby obecně srozumitelné médium, a 4) uspořádat otevřenou konferenci jako nástroj přímé komunikace mezi aktéry. Paralelně k tomu budou vznikat specializovanější výstupy a bude probíhat koordinovaná komunikace, od členství řešitelů programu v poradních orgánech MŽP po akce pořádané pro širokou veřejnost.

Zapojení ÚBO AVČR:

Krize biodiverzity z pohledu obratlovců – změny viditelné i pro veřejnost

V posledních dvou stoletích došlo ve střední Evropě ke změnám v početnosti a rozšíření populací obratlovců. Primárním důvodem těchto změn je lidská činnost a zejména její dopady na strukturu krajiny, stále výrazněji se však přidává i klimatická změna. Část druhů zaznamenala dramatický pokles až na hranici lokálního vyhynutí, zatímco jiné druhy ze změn profitují – ať již jde o šíření teplomilných druhů z jihu, nebo o druhy invazní. Tyto procesy významně ovlivňují biodiverzitu původních společenstev. Kombinace uvedených faktorů má závažné dopady na oslabené populace a narušuje ekologickou rovnováhu celých ekosystémů.

Cílem tohoto projektu je kvantifikovat míru úbytku biodiverzity, analyzovat jeho příčiny a vyhodnotit dopady na fungování ekosystémů. Výstupy projektu poskytnou vědecky podložený základ pro návrh cílených managementových opatření zajišťujících ochranu ohrožených druhů a zároveň minimalizujících ekonomické ztráty a konflikty mezi ochranou přírody a hospodářskými zájmy člověka.