Ve Studenci 6. ledna 2023
Každý rok týmy z Ústavu biologie obratlovců AV ČR (ÚBO) soutěží o finance na své projekty v soutěži Grantové agentury České republiky (GAČR). Mezi úspěšné projekty podpořené k financování se letos probojovala pětice projektů. Od příštího roku se v nich vědci zaměří například na identifikaci faktorů utvářejících biodiverzitu v Africe nebo na vliv introdukce nepůvodních druhů ryb na diverzitu původních parazitů ve vodních ekosystémech. Ve spolupráci s kolegy z Univerzity Karlovy pak budou vědci pátrat po příčinách a evolučních důsledcích programované DNA eliminace u pěvců nebo odhalovat mechanismy, kterými vznikla obrovská rozmanitost hlodavců a jejich symbiontů na Nové Guinei.
„Mezi nejdůležitější limity znalostí o biodiverzitě ve velkém měřítku patří nedostatek informací o taxonomii druhů, jejich rozšíření a evolučních vztazích. V našem projektu navrhujeme použít genomická data z drobných zemních savců (hlavně hlodavců a rejsků) jako velmi vhodný zdroj informací k nalezení hlavních faktorů utvářejících biodiverzitu širokého spektra ekosystémů v Africe,“ vysvětluje zaměření svého projektu Josef Bryja. Projekt (jehož spoluřešitelem je Adam Konečný z Přírodovědecké fakulty MU v Brně) je založen na dostupnosti unikátní sbírky genetického materiálu a souvisejících dat a úzké spolupráci s dalšími světovými týmy pracujícími na evolučních analýzách savců v různých geografických oblastech Afriky. „Navrhovaný přístup nám umožní jedinečnou analýzu vzorců biologické rozmanitosti a souvisejících procesů v kontinentálním měřítku a může mít důležité dopady, např. při hledání klíčových oblastí pro ochranu přírody“, komentuje možné využití výsledků tohoto výzkumu J. Bryja.
Josef Bryja (uprostřed) a Adam Konečný (vlevo) v rezervaci Bwindi v Ugandě s kolegou Sadicem Waswou z Univerzity Makerere při sběru dat. (Foto: archiv ÚBO)
Další úspěšný projekt zaměřený na Africký kontinent získal Václav Gvoždík, který do pralesů Konžské pánve jezdí pravidelně již mnoho let. „Deštné lesy Konžské pánve jsou nejméně známým suchozemským ekosystémem navzdory tomu, že představují druhý největší tropický les na světě. Informace o fauně konžských deštných lesů a její evoluci, zejména v centrální oblasti, jsou velmi omezené. Nedostatečné jsou i základní znalosti o biologické rozmanitosti, o čemž svědčí popisy nových charismatických taxonů z posledních let. Tento projekt si klade za cíl prozkoumat genomickou variabilitu obojživelníků a plazů Konžské pánve se zvláštním zaměřením na ekoregion Centrálních konžských nížinných lesů. Vyhodnocení genomických dat, diverzity a fylogenetických vztahů nám umožní identifikovat a popsat část potenciální přehlížené druhové rozmanitosti,“ říká Václav Gvoždík.
„Český Indiana Jones“ Václav Gvoždík v Demokratické republice Kongo se zmijí nosorohou (Bitis nasicornis) (Foto: archiv Václav Gvoždík)
Markéta Ondračková se rovněž těší na zahájení nového projektu. „Paraziti tvoří významnou část světové biodiverzity a představují odhadem 40 % známých druhů. Díky jejich potenciálu ovlivňovat fungování a odolnost ekosystémů bývá vysoká diverzita parazitů označována jako známka zdraví ekosystému. Vztah mezi parazitismem a biodiverzitou je však složitý a může být ovlivněn řadou faktorů, například introdukcí nepůvodních druhů. Tyto zavlečené druhy mohou mimo jiné zasahovat do různých úrovní parazito-hostitelských vztahů, které se vyvíjely dlouhou řadu generací. V ekologických studiích, včetně těch, které se zabývají biologickými invazemi, jsou ale právě paraziti často opomíjeni. Náš projekt je zaměřen na posouzení vlivu zavlečení nepůvodních ryb na taxonomickou a fylogenetickou diverzitu parazitů původních druhů sladkovodních ryb a přenos parazitů ve vodních ekosystémech“, vysvětluje Markéta Ondračková.
Markéta Ondračková (vpravo) při analýze parazitů. (Foto: archiv ÚBO)
„V našem projektu se zaměříme na studium hlodavců z tropického ostrova Nová Guinea, známého svou unikátní biodiverzitou. Před několika milióny let byl ostrov kolonizován předky současných hlodavců, a ti rychle diverzifikovali do obrovské rozmanitosti druhů, forem a životních strategií. Známým příkladem je neobyčejný masožravý hlodavec rodu Hydromys, který dokáže lovit kořist ve vodě, a vypadá podobně jako vydra. Předpokládá se, že tato diverzifikace byla umožněna extrémně rozmanitým prostředím Nové Guiney – najdeme zde pobřežní mangrovy, nížinné a horské deštné pralesy i alpinské louky; horské masivy tyčící se do téměř 5000 metrů nad mořem a mezi nimi hluboká říční údolí,“ nadšeně vykládá Dagmar Čížková, vědkyně zodpovědná za vedení projektu na ÚBO (dalším řešitelem projektu je J. Kreisinger z PřF UK v Praze). „Nás bude zajímat, zda a jak se na této diverzifikaci podílely organizmy, žijící s hlodavci v symbióze – střevní bakterie a parazitičtí helminti. Střevní bakterie mohou přispět k adaptaci svých hostitelů na život v novém prostředí, například mohou usnadnit přechod hostitele na odlišnou potravu. Parazitace střevními helminty zase může mít vliv například na mezidruhovou kompetici mezi hostiteli nebo na jejich populační hustotu. Systémů, kde byl vliv symbiontů na diverzifikaci hostitele zkoumán v praxi je však zatím poskrovnu. Věříme, že náš projekt přispěje k poznání těchto mechanismů a těšíme se na studium fascinujících hlodavců Nové Guineje,“ uzavírá Dagmar Čížková.
Sběr dat na P. Nové Guinei (Foto: F. Vejmělka)
Pětici projektů uzavírá společný projekt Tomáše Albrechta z ÚBO a Radky Reifové z PřF UK v Praze. V následujících třech letech budou zkoumat mechanismus eliminace části DNA v buňkách pěvců. „Mnohobuněčné organismy mají obvykle stejnou genetickou informaci ve všech buňkách jedince. Existuje však rostoucí seznam výjimek, kdy jsou části genomu z některých buněk odstraněny. Tato naprogramovaná eliminace DNA se objevila nezávisle u některých linií zvířat a rostlin, ale stále víme velmi málo o její funkci, přibližných mechanismech a evolučním významu,“ vysvětluje pozadí projektu Tomáš Albrecht. „V našem projektu se zaměříme na eliminaci DNA u pěvců, kde je během embryogeneze ze somatických buněk odstraněn celý jeden chromozom. Tento chromozom omezený na zárodečnou linii vykazuje mimořádně dynamický vývoj a nestabilní meiotickou a mitotickou dědičnost. Přesto se neztratil z genomu po více než 30 milionů let evoluce pěvců, což naznačuje, že má velmi důležitou funkci. Pomocí kombinace nových cytogenetických a genomických přístupů se budeme následující tři roky snažit popsat mechanismy eliminace DNA tohoto chromozomu a rovněž posoudit jeho funkci a také potenciální roli v radiaci pěvců,“ uzavírá Tomáš Albrecht.
Tomáš Albrecht při práci v terénu na Mt. Cameroon (Foto: archiv ÚBO)