Drobní bičíkovci živící se bakteriemi byli intenzivně studováni. Avšak, potravní preference středně velkých (5-20 μm) bičíkovců, ať už se jedná o predátory nebo omnivory s aktivním či pasivním příjmem bakterií nebo malých bičíkovců, jsou velmi málo známy. Tyto trofické interakce jsou velmi složité a objasnění role středně velkých prvoků může zcela zásadně měnit naše současné, velmi pravděpodobně zjednodušující popisy přenosu energie na nejnižších stupních potravních článků ve vodách. Abychom otestovali tuto hypotézu, navrhujeme jak vzorkováni planktonu, tak i manipulační pokusy, které modifikují potravní struktury v planktonu dvou zcela odlišných prostředí, tj. nádrže Římov (CZ) a brakické vody Baltického moře. Českopolský tým bude analyzovat populační dynamiku a preference hlavních skupin prvoků s využitím široké škály metod včetně nově vyvinutých postupů, umožňujících studovat doposud neznámé potravní interakce na buněčné úrovni. Předpokládáme významné výsledky, které umožní revizi současných konceptů popisujících přenos energie a uhlíku ve vodních mikrobiálních sítích.

Hlavním záměrem tohoto projektu je objasnění role středně velkých (5-20 μm) heterotrofních bičíkovců v mikrobiálních potravních sítích sladkých a brakických vod, což umožní zásadním způsobem prohloubit naše znalosti o jejich roli v toku uhlíku a energie vodními ekosystémy.

PREDÁTOR – Prevence, detekce a zabraňování šíření sumce velkého v jihoevropských jezerech za účelem ochrany biodiverzity

Číslo projektu: 101074458

Spoluřešitel: Martin Čech

Zdroj financování: Evropská komise – program LIFE-2021-SAP-NAT

Doba řešení: 2022 - 2027

Projekt v řešitelském konsorciu Itálie – Portugalsko – Česká republika je zaměřen na sledování šíření a prevenci dalších zavlečení invazivního sumce velkého (Silurus glanis) v jezerech a nádržích jižní Evropy v souladu s naplňováním EU IAS (Invasive Alien Species – invazivní nepůvodní druhy) nařízení č. 1143/2014. Pomocí environmentální DNA (eDNA) bude testován a nastaven časný systém detekce v případě 50 jezer a nádrží (23 v Itálii, 25 v Portugalsku a 2 v České republice; poslední dvě sloužící jako kontrolní lokality), který bude propojen se zjištěními tzv. občanské vědy. V deseti vybraných jezerech, kde je druh rozšířen a početně hodně zastoupen, budou testovány různé metody odlovu a bude vybrána metoda, která je pro odlov nejefektivnější a nejselektivnější (tzn. s nejmenším vedlejším úlovkem). Ta bude následně použita k redukci biomasy sumce o 90 % v pěti malých a izolovaných jezerech spadajících do soustavy Natura 2000, alespoň o 10 % ve velkých jezerech a nádržích, a o 50 % v malých nádržích. Do této aktivity bude zapojeno alespoň 130 komerčních rybářů a 100 sportovních rybářů. Bude zahájena masivní osvětová kampaň zacílená specificky na rybáře (přinejmenším 400 tis.) ale i na širokou veřejnost, s předpokladem oslovení jednoho milionu lidí na konci projektu, včetně 12 tis. školních dětí. Vzorkovací protokol a nejlepší odchytové postupy budou podstoupeny přinejmenším patnácti správním subjektům, aby je tyto mohly začlenit do svých plánů hospodaření, zejména v případě lokalit soustavy Natura 2000. Pro zajištění a udržení výsledků projektu bude vytvořeno uskupení South European catfish Management Group (SEMG). Vedle toho, k udržení cílů projektu v oblastech, kde je invaze sumce více rozvinuta (tj. severní Itálie), je navrhováno vytvoření uzavřené lokální ekonomiky s cílem hledat nejlepší řešení jak udělat ze sumce chutnou rybu, tedy zvýšit rybářský tlak na sumce povzbuzením jeho využití coby potraviny.

Projekt si klade za cíl zmírnit dopad sumce na místní sladkovodní ekosystémy, omezit a kontrolovat šíření druhu, vyhnout se novým introdukcím a snížit tak jeho dopad na biologickou rozmanitost.

Z rozhodnutí regionálních samospráv, státu Itálie i Portugalska a Evropské unie, bude v následujících letech tento druh intenzivně tlumen, na některých chráněných lokalitách dokonce zcela eradikován, a budou testovány nejvhodnější a nejefektivnější prostředky pro toto tlumení a eradikaci.

FERRO - Podpora evropských jezer, obnova odstraněním živin, zotavení a opětovné využití: integrovaný přístup povodí a jezerního rozsahu

Číslo projektu: 101157743

Koordinátor: Helmholtz-Zentrum Fur Umweltforschung Gmbh - UFZ

Řešitel: Tallent Dadi (UFZ)

Spoluřešitel: Petr Porcal

Finanční podpora: European Commission – program HORIZON-MISS-2023-OCEAN-01-04

Doba řešení: 2024 - 2028

Eutrofizace je velkým problémem, který způsobuje špatný ekologický stav evropských jezer a jeho závažné dopady jsou umocňovány změnou klimatu. Zároveň by však eutrofizace mohla být potenciálním řešením vyčerpání globálních zásob fosfátů (P), což ohrožuje globální potravinovou bezpečnost. Obrovské množství P a dalších živin se z povodí ztrácí a je transportováno do jezer, což z většiny jezer činí zásobárnu bohatou na živiny, jak lze pozorovat při častém výskytu masivních, ničivých květů řas v mnoha jezerech. FERRO překlenuje problém obohacování živinami na problém vyčerpání P a vytváří udržitelné řešení obou problémů cirkulárním řízením. Vytvoříme přístup obnovy jezer nové generace kombinováním cílených technik obnovy s obnovou a recyklací živin s cílem dosáhnout mnoha výhod: zlepšení ekologického stavu jezer, podpora oběhového hospodářství, přizpůsobení se klimatu, podpora produkce potravin, podpora biologické rozmanitosti a podpora poskytování ekosystémových služeb. Mnohé environmentální a sociálně-ekonomické společné výhody přesahují rozsah zásahů, podporují širší udržitelnost a zohledňují sociální a ekonomické ambice.

FERRO podporuje přirozenou obnovu jezer (po mnoha letech obohacování živinami) prostřednictvím čtyř mezioborových pilířů: 1) klasifikace a stanovení priorit jezer pro obnovu (integrované techniky in-situ a techniky založené na dálkovém průzkumu); 2) zavádění udržitelných řešení zaměřených na povodí (biotechnologie pro prevenci ztrát živin v zemědělství a obnova živin při přílivu a opětovném využití v zemědělství), 3) zavádění udržitelných řešení obnovy jezer (obnova živin z jezer a opětovné využití v zemědělství); a 4) předávání znalostí. FERRO znamená významný posun v tom, jak bude obnova jezer probíhat po celé věky.

Integrované nové přístupy ke společné ochraně a obnově přírodních jezer v duchu podpory evropského životního dědictví(ProCleanLakes)

Číslo projektu: 101157886

Koordinátor: University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU)

Řešitel: Anca-Lulia Stoica (BOKU)

Spoluřešitel: Jiří Peterka

Finanční podpora: European Commission – program HORIZON-MISS-2023-OCEAN-01

Doba řešení: 2024 - 2028

ProCleanLakes si klade za cíl bojovat proti kombinovanému dopadu různých rušivých faktorů, které vytvářejí neustálý tlak na stav ekosystému jezera a usnadňují hromadění vznikajících, neregulovaných, chemických kontaminantů a obohacování živinami. Projekt navrhne a demonstruje proveditelnost integrovaných na přírodě založených vznikajících přístupů pro společnou ochranu a obnovu evropských přírodních jezer (ENL) a jejich biologické rozmanitosti s ohledem na scénáře, které implikují přítomnost různých tlaků, které ovlivňují stav vodních ekosystémů. Holistické transdisciplinární přístupy, které mají být v projektu použity, založené na synergickém efektu ekonomického, environmentálního a sociálního spojení, si kladou za cíl podporovat zlepšení ekologického a chemického stavu ENL ve spojení s hlavními nástroji EU, cíli a politikami udržitelného rozvoje souvisejícími se sladkovodními ekosystémy. Projekt zapojuje několik lokalit ovlivněných přítomností různých tlaků a stresorů, které budou náměty pro demonstraci účinnosti řešení integrované ochrany a obnovy.

Celkovým cílem ProCleanLakes je vědecky podložený vývoj akčního plánu sanace a ochrany ENL se zapojením široké škály zainteresovaných stran včetně veřejnosti, ktery integruje…

Zlepšení ekologického a chemického stavu ENL, včetně biologické rozmanitosti, použitím nových integrativních řešení na přírodní bázi
Používání nových digitálních řešení 4.0 pro podporu monitorování ekosystémů, obnovu, ochranu a přenos znalostí do jiných regionů
Umožnění podnikatelských aktivit založených na konceptu oběhového hospodářství, zajištění přechodu od modré k zelené ekonomice
Zvyšování povědomí, posilování, budování kapacit a společný vývoj řešení s občany a zúčastněnými stranami souvisejících s problémy a rušivými výzvami spojenými s obnovou a ochranou ENL

REA - ProtectFish

Číslo projektu:

Coordinator:

Principal Investigator:

Co-principal Investigator: Martin Čech

Financial support: European Commission – program ...

Duration: 2024 - 2028

...

Interreg

Živé klenoty pod vodní hladinou Šumavy

Číslo projektu: BYCZ01-020

Řešitel: Petr Blabolil

Zdroj financování: Program INTERREG Bavorsko – Česko 2021–2027

Doba řešení: 2023 - 2026

Hlavním cílem projektu je získat přesné poznatky na základě moderních a šetrných metod monitoringu. Na základě těchto údajů vypracovat společné dokumenty k nastolení koordinované koncepce ochrany přirozených populací indikačního druhu pstruha obecného ve volných vodách. Tímto dojde k posílení odolnosti populací vůči klimatickým změnám, zajištění zachování fungujících ekosystémů pro další generace a naplnění dlouhodobých cílů a koncepce programových oblastí (např. zásady hospodaření v obou národních parcích).

Informační leták

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Dopady klimatických změn na dostupnost živin v půdách a vodách horských oblastí

Číslo projektu: LUAUS24268

Řešitel: Eva Kaštovská (JČU), spoluřešitel: Jiří Kopáček

Zdroj finacování: INTER-ACTION-LUAUS24

Doba řešení: 3/2024 - 12/2027

Navrhovaný projekt je zaměřen na poznání a pochopení mechanismů způsobujících nárůst koncentrací živin, především fosforu (P) a dusíku (N), ale také rozpuštěného organického uhlíku (DOC) v povrchových vodách přírodních, člověkem přímo neovlivněných horských oblastí. Zvýšená dostupnost živin významně přispívá k růstu produktivity těchto přirozeně oligotrofních vod, snižuje jejich biodiverzitu, krajinotvornou hodnotu a využitelnost jako zásobárny pitných vod. Tyto nežádoucí změny úzce souvisí s klimatickou změnou, která graduje v posledním desetiletí a významně ovlivňuje fungování ekosystémů v horských oblastech Evropy i Ameriky. Vedle zvýšení průměrných ročních teplot dochází ke zkrácení zimního období, kdy jsou mikrobiální procesy v půdách alpinského pásma limitovány nízkou teplotou, a prodlužování vegetačního období, kdy v půdách probíhá intenzivní dekompozice organické hmoty a recyklace živin, významně podpořená aktivitou rostlin. Současně roste také četnost přívalových srážek a možnost letních přísušků. Tyto faktory akcelerují zvětrávání hornin a koloběhy živin v půdách a následné vyplavování mobilních forem N, P a DOC do povrchových vod horských systémů.

Vedle výše popsaných projevů klimatické změny k eutrofizaci vod v horských systémech přispívají i další faktory. V horských oblastech střední Evropy je to především zvýšené vyplavování P a DOC z půd zotavujících se z acidifikace. V alpinských oblastech USA (a jižní Evropy) k rostoucí koncentraci P v horských jezerech pravděpodobně přispívá zvýšená depozice prachu díky suššímu a větrnějšímu počasí posledních let.

Cílem projektu je ve dvou různých pohořích s odlišným historickým a geografickým kontextem studovat a kvantifikovat skutečné dopady společně působících projevů klimatických a environmentálních změn na cykly C, N a P a jejich dostupnost v půdách, retenci/vyplavování a koncentrace v horských jezerech alpinského pásma podél výškového gradientu. Vybrali jsme pohoří Vysoké Tatry (Slovensko) a Uinta (Utah, USA), pro které máme k dispozici dlouhodobá klimatická data, data o depozici prachu a zároveň 30-40letou řadu dat o kvalitě vod horských jezer. Předpokládáme, že v alpinské zóně Vysokých Tater ovlivňuje chování půd a kvalitu vod kombinace mimořádného (celosvětově unikátního) poklesu kyselé depozice spolu s výrazným nárůstem teplot a četnosti přívalových srážek, urychlujících mechanické zvětrávání hornin. Naproti tomu v pohoří Uinta (Utah, USA), které bylo v minulosti acidifikací zasaženo s nízkou intenzitou, očekáváme, že změny v dostupnosti N a P a mobilitě DOC v alpinských půdách způsobuje vedle nárůstu teplot především rostoucí depozice prachu a spolu s ní významný externí vnos P.

Řešené národní projekty

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Ministerstvo životního prostředí

Zapojení mládeže do ochrany kriticky ohrožených druhů ryb v rámci opatření pro zadržení vody v krajině

Číslo projektu: 5230200002

Řešitel: Marek Šmejkal

Zdroj financování: MŠMT

Doba řešení: 2024-2025

Lidská činnost v krajině s sebou přináší propad diverzity, který lze demonstrovat i na dříve naprosto běžných druzích organismů. Sladkovodní ekosystémy čelí v současné době změnám souvisejícím s klimatickou změnou, invazními druhy či ztrátě původního habitatu. Žáci se v tomto projektu seznámí s obecnou problematikou týkající se propadu diverzity ve sladkovodních ekosystémech a budou se moci zapojit do záchranného programu dvou kriticky ohrožených druhů ryb, karase obecného (Carassius carassius) a slunky obecné (Leucaspius delineatus). Tyto druhy vlivem výše zmíněných problémů z našich vod prakticky vymizely a zároveň představují deštníkové druhy ekosystémů, které vlivem odvodnění krajiny, klimatické změny a přítomnosti invazních druhů z naší krajiny mizí. Projekt zapojí žáky do mapování diverzity v jejich okolí a reintrodukce kriticky ohrožených druhů ryb.

Osvěta o propadu sladkovodní biodiverzity a jejích příčinách (změna habitatu, invazní druhy, fragmentace, dopady klimatické změny apod.)
Zapojení žáků 7 a 8 tříd do mapování sladkovodní diverzity v jejich okolí
Zapojení žáků 7 a 8 tříd do reintrodukčního programu kriticky ohrožených druhů ryb
Tvorba výukových materiálů projektu a rozšíření povědomí nad rámec šesti zapojených škol

Ministerstvo zemědělství

Inovativní rybářský management velké nádrže (INRYBMAN)

Číslo projektu: QK 22020134

Řešitel: Jan Kubečka

Finanční podpora: Program aplikovaného výzkumu Ministerstva zemědělství na období 2017-2025 ZEMĚ

Trvání: 2022 – 2024

Projekt zmapuje dynamiku (početnost, biomasa, růst, přežívání, chování) populací hlavních druhů ryb modelové nádrže Lipno pod vlivem antropogenních a dalších stresorů (klimatická změna, rekreační a nelegální rybářství, vysazování ryb, manipulace s vodní hladinou), ochranných opatření a limnologických parametrů. Na základě kvantifikovaných vztahů budou parametrizovány matematické modely populační dynamiky a toků energie a biomasy včetně simulací různých scénářů obhospodařování a klimatického vývoje do r. 2050. Simulace odhalí budoucí rizika a ukáží cesty jejich řešení pro uchování výnosu, biodiversity a ekologické a rekreační kvality. Bude navržen optimální plán obhospodařování a zarybňování. Vzorová řešení a manažerský software zde vyvinutá najdou použití při obhospodařování dalších vod.

Produkce násad candáta obecného, jejich adaptibilita a optimalizace jejich vysazování do volných vod

Číslo projektu: QK23020002

Řešitel: Tomáš Jůza

Finanční podpora: Program aplikovaného výzkumu Ministerstva zemědělství na období 2017-2025 ZEMĚ

Trvání: 2023 – 2025

Cílem projektu je optimalizace produkce a vysazování candátů obecných do volných vod za účelem dosažení co nejvyššího přežití a dobrého růstu tohoto hospodářsky i ekologicky velmi cenného druhu. Hlavními výstupy projektu budou vědecké publikace zaměřené na optimální podmínky pro produkci násad v rámci intenzivní akvakultury, porovnání efektivity vysazování candátů z intenzivní akvakultury (RAS) a ryb odchovaných v rybníce a optimální načasování vysazení do volných vod vzhledem k přežívání, růstu a kondici. Rovněž bude sledován vliv extrémního přesazení nádrže dravými rybami na rybí společenstvo jako celek a vliv dravých ryb na kvalitu vody. Trofická pozice různých skupin candáta bude hodnocena analýzou stabilních izotopů.

Optimalizace managementu jednohorkových kaprových rybníků z hlediska přikrmování a látkové bilance

Číslo projektu: QK21010131

Řešitel: Milan Říha

Finanční podpora: Program aplikovaného výzkumu Ministerstva zemědělství na období 2017-2025 ZEMĚ

Trvání: 2021 – 2025

Technologická agentura ČR

Projekt Technologické agentury ČR programu Prostředí pro život: SS07020018 Řasové louky: bioremediační technologie pro ekologickou obnovu vodních biotopů

Hlavní řešitel: Biologické centrum AV ČR, v. v. i., RNDr. Klára Řeháková, Ph.D.

Partneři: Botanický ústav AV ČR, v. v. i., Státní zdravotní ústav

Cíl projektu: Využití podvodních makrořasových luk Vaucheria, vyskytujících se v důlních jezerech posttěžební krajiny severních Čech, k bioremediaci živin a polutantů ve vodních biotopech. Projekt se zaměřuje na implementaci ekologicky vhodných a ekonomicky udržitelných metod pro zachování kvality vody v různých vodních biotopech. Cílem projektu je získání kmenů makrořas schopných akumulovat živiny a polutanty z vody a jejich využití v procesu remediace a bioakumulace. Bioremediační schopnosti řasových luk budou sloužit jako cenný základ pro plánování a správu současných i nově vznikajících důlních jezer, s důrazem na zajištění dlouhodobé ekologické, socioekonomické a rekreační hodnoty těchto unikátních vodních ekosystémů.

Výsledky projektu: Funkční vzorek (Makrořasa důlních jezer pro bioremidiaci) a Souhrnná výzkumná zpráva ( Makrořasy pro Bioremediaci: Inovativní Přístup ke Zlepšení Životního Prostředí a Průmyslové Činnosti)

Trvání projektu: 1.4.2024 – 30.6.2026

Tento projekt je spolufinancován prostřednictvím Technologické agentury ČR v rámci Národního plánu obnovy z evropského Nástroje pro oživení a odolnost.

Nová rizika přicházejí, avšak stará zůstávají: Vyhodnocení kontaminace bioty vod polutanty s možným dopadem na lidské zdraví včetně detekce cest vnosu z historických i aktuálních zdrojů. Modelový příklad povodí Ohře (akronym: AquaBioPol)

Číslo projektu: SS07010132

Řešitel: Lukáš Vejříká

Finanční podpora: TAČR Prostředí pro život

Trvání: 4/2024-12/2026

Řeka Ohře svým geologickým postavením a také letitým průmyslem a hornictvím představuje ideální modelový příklad řeky značně zatížené celou škálou polutantů jak z dob historických, tak ze současnosti. Zároveň se jedná o řeku protékající Karlovarským a Ústeckým krajem, tedy oblastmi opomíjenými jak po stránce výzkumné, tak i z pohledu životního prostředí. Pro minimalizaci rizik spojených s bioakumulativními (mikro)polutanty je stěžejní odhalit jejich zastoupení a pochopit jejich chování ve vodním prostředí i v potravním řetězci. Vstup těchto látek do vodního prostředí je možný především nedostatečně přečištěnou odpadní vodu, skládkovými výluhy, nedostatečně izolovanou průmyslovou výrobou a splachem zemědělských či zastavěných ploch. Kromě nových zdrojů, dochází k uvolňování polutantů do povrchových vod mnohdy i ze starých zátěží. Například těžké kovy se do vod dostávají i z historických zdrojů, jako jsou bývalé doly či zaniklé továrny. Často jsou uloženy například i v říčních sedimentech, a v průběhu povodní či zvýšených průtoků vody jsou opětovně mobilizovány. Navrhovaný projekt si klade za cíl vyvinout a optimalizovat komplexní metodiku zahrnující vzorkovaní a analýzu vodní bioty za účelem zhodnocení kontaminace povodí bioakumulativními (mikro)polutanty. Zároveň ověřením této metodiky v Povodí Ohře detekovat hlavní zdroje znečištění a zhodnotit riziko pro člověka spojené s konzumací ryb. V rámci této metodiky budou sledované především organické (mikro)polutanty (Polychlorované bifenyly, bromované zpomalovače hoření, per- a polyfluorované sloučeniny, vybraná farmaka a produkty osobní péče) a toxické kovy včetně rtuti i uranu. Pracoviště zapojená v projektu jsou Hydrobiologický ústav Biologického centra AV ČR (HBÚ BC) a Mikrobiologický ústav AV ČR (MBÚ).

Hlavním cílem předkládaného projektu je vytvoření metodických postupů pro zhodnocení kontaminace vodních ekosystémů emergentními polutanty s bioakumulativním potenciálem. Systematickou kombinací vzorkování, nových postupů odběrů bioty a pokročilých metod analytické chemie bude vytvořena metodika využitelná státní správou pro stanovení staré i nové zátěže povodí. Hlavní pozornost bude věnována rizikovým kovům (včetně uranu a rtuti) a organickým (mikro)polutantům s bioakumulativním a biomagnifikačním účinkem. Detailní optimalizací a validací postupů bude možné zhodnotit jak antropogenní zátěž lokality, tak i odhalit různé cesty vnosu polutantů do jakéhokoliv povodí a tak minimalizovat rizika pro životní prostředí i člověka.

Grantová Agentura ČR - EXPRO

PELAGICS – Eko-genomika mikroorganismů v evropských jezerech

Číslo projektu: 20-12496X

Řešitel: Rohit Ghai

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2020 - 2024

Sladkovodní biotopy mají rozhodující vliv na celý pozemský život, převážná většina jejich mikrobiálních obyvatel (prokaryot a eukaryot) však zůstává stále záhadná, za hranicemi kultivačních možností. Nicméně vývoj kultivačních přístupů spolu s pokroky v sekvenování přináší nové prostředky pro odhalení mikrobiální rozmanitosti. Navrhujeme vytvořit vědecké konsorcium PELAGICS (24 vědců, 16 evropských zemí), které bude koordinovat úsilí ve studiu sladkovodních mikroorganismů (prokaryot i eukaryot) kultivačním a metagenomickým přístupem (analýza genomové DNA celé populace) v rámci celoevropské jezerní kampaně (70 jezer). Hloubkové sekvenování (cca 18 TB) mikrobiální populace povede k zisku tisíců metagenomickysestavených genomů prokaryot, eukaryot a virů. Za pomoci nových růstových médií napodobujících přirozené podmínky a poloautomatizované vysoce výkonné izolační techniky budeme usilovat o získání sbírky kmenů 500 prokaryot a 50 prvoků vč. jejich genomů. Kombinace obou přístupů přispěje k odhalení jejich přirozených interakcí a ekologických rolí ve sladkovodních potravních sítích.

Cílem projektu je vytvoření celoevropské sítě mikrobiálních ekologů pro odběry a studium 70 jezer k získání stabilních sbírek mikroorganismů a jejich genomů (cca 500 prokaryot a 50 prvoků) a k získání řádově tisíců genomů sladkovodních bakterií, prvoků i virů pomocí hloubkového metagenomického sekvenování.

Grantová Agentura ČR

MATISSE: Mikrobiální aktivita v čase a prostoru během jarní ekologické sukcese

Číslo projektu: 24-11998S

Řešitel: Rohit Ghai

Zdroj financování: Czech Science Foundation

Doba řešení: 2024 - 2026

Jarní maximum fytoplanktonu ve sladkých vodách s dominancí skrytěnek a rozsivek je opakujícím se dynamickým ekologickým představením, ve kterém se rychle střídají mikrobiální společentva v reakci na přírodní podmínky. Zatímco známe většinu klíčových mikroorganismů (prokaryota, prvoky, viry), včetně jejich genomů, neznámá je aktivita jejich genů. Nevyřešeny také zůstávají komplexní interakce ve společenstvu, např. časové fluktuace a mikrodiverzita v expresi prokaryotických genů, nebo faktory ovlivňující pozdější kolaps fytoplanktonu. Abychom propojili genetickou diverzitu, aktivitu genů a interakce organismů s chováním celého ekosystému, navrhujeme získat metatranskriptomické profily s vysokým časovým rozlišením. Souběžně se zaměříme na objasnění role abiotických faktorů a biologických interakcí ve vývoji jarního fytoplanktonu pomocí izolace obřích virů dominantních skrytěnek, transkriptomiky za nedostatku živin a během infekcí viry. Očekáváme, že získané výsledky budou mít široké uplatnění pro pochopení koordinovaných biologických odpovědí planktonických mikrobiálních společenstev.

Naším cílem je propojit informace o genomickém potenciálu s aktivitou genů sladkovodního mikrobiálního společentsva během jarního maxima fytoplanktonu. Využijeme metatranskriptomiku a experimenty k odhalení buněčných mechanismů, které určují mikrobiální složení a jejich interakce v přirozeném prostředí.

Fixace dusíku ve znečištěných vrchovištích ČR: Jak smířit vysokou akumulaci N podle aktivit 210Pb s nízkou asimilací 15N2 a nízkou dostupností fosforu

Číslo projektu: 24-12596S

Řešitel: Martin Novák (Czech Geological Survey), spoluřešitel: Jiří Kopáček

Zdroj financování: Czech Science Foundation

Doba řešení: 2024 - 2026

Dostupnost reaktivního dusíku (Nr) významně ovlivňuje akumulaci uhlíku v mokřadech. Metabolismus rašeliníku v čistých rašeliništích podporují diazotrofní organismy, které fixací vzdušného N2 dodávají další Nr. Protože rozvolnění trojné vazby v molekule N2 je energeticky náročné, lze předpokládat, že znečištění atmosféry povede k nižším až nulovým rychlostem fixace N. Nově však byly pozorovány poměrně vysoké rychlosti fixace N i v mokřadech s vysokou depozicí Nr. Na 3 takto antropogenně zatížených vrchovištích v ČR a 1 lokalitě na Špicberkách s nízkým vstupem Nr statisticky vyhodnotíme vliv 10 chemických a environmentálních parametrů na fixaci N2. Pozornost bude věnována fosforu, síranu a molybdenu. Naše předběžná data vykazují systematicky více N v profilech rašelinou datovaných pomocí radioizotopu 210Pb, než kolik činila kumulativní atmosférická depozice Nr. Tento „přebytečný“ N bude vysvětlen fixací N, budou-li přímo měřené rychlosti fixace pomocí značkovače 15N2 ve 2 sezónách a 3 hloubkách substrátu dostatečně vysoké a prokážeme-li imobilitu 210Pb při kolísání vodní hladiny.

Rychlosti fixace dusíku (N) spočtené z jeho vysoké akumulace v dnešních rašeliništích budou pororovnány s rychlostmi fixace N přímo měřenými při inkubacích mechu s plynným 15N2. 10 parametrů, včetně dostupnosti fosforu (P), bude statisticky vyhodnoceno k porovnání rolí těchto veličin při fixaci N.

EPIC - Indukce cyanopeptidů působením epibiontů

Číslo projektu: 24-10743S

Řešitel: Kumar Saurav(MBÚ, Praha), spoluřešitel: Klara Řeháková

Zdroj financování: Czech Science Foundation

Doba řešení: 2025 - 2027

Rozšířený výskyt sinicových peptidů (cyanopeptidů), nejen mikrocystinů, ukazuje nutnost hlouběji porozumět jejich celkovému dopadu na vodní a jiné organismy včetně lidí. Naše znalosti o interakci mezi sinicemi a jejich epibionty v rámci fykosféry jsou omezené. Projekt EPIC provede komplexní studii založenou na interakci na základě “quorum sensingu” a prokáže její roli při indukci produkce cyanopeptidů. Naším cílem je navrhnout rekonstrukci mnohostranných interakcí v mikrobiálním společenstvu “bottom-up” přístupem (od molekul po organismy), které jsou zprostředkovány výměnou molekul a spouštějí produkci určitých sekundárních metabolitů. Otázka, kdy a jak bakterie "vybírá" určitý biosyntetický genový klastr ke spuštění, je fascinující a zatím nevyřešená. Porozumění regulačním mechanismům spouštění a udržování produkce cyanopeptidů (včetně cyanotoxinů) v přirozených fytoplanktonních společenstvech může poskytnout klíčové údaje pro budoucí rozhodování v ekotoxikologii a kontrole kvality vody.

Cílem projektu EPIC je najít sinicové epibionty pomocí metagenomiky a studovat jejich roli při regulaci produkce cyanopeptidů pomocí metatranskriptomiky a metabolomiky.

Kontaminace evropských vodních ekosystémů organofluorovými polutanty: úrovně a řídící faktory bioakumulace v trofické síti

Číslo projektu: 24-11430K

Řešitel: Tomáš Cajthaml (MBÚ, Praha), spoluřešitel: Lukáš Vejřík

Zdroj financování: Czech Science Foundation

Doba řešení: 04/2024-3/2027

Sladkovodní ekosystémy jsou celosvětově nejvíce postižené ekosystémy antropogenními znečišťujícími látkami. Hlavním cílem navrhovaného projektu bude odhalit osud klasických a nových organofluorových polutantů ve vodních ekosystémech Evropy a posoudit faktory jejich akumulace v rybách. Pomocí pokročilých analytických technik bude stanoveno několik desítek antropogenních chemikálií napříč vodní potravní sítí v různých stojatých a tekoucích lokalitách. Fyziologické hodnocení spolu s chemickou analýzou polutantů v různé biotě (od planktonu po vrcholové predátory) a stanovení trofické pozice pomocí analýzy stabilních izotopů napomůže objasnit biomagnifikace v potravním řetězci a poskytne potřebná data i pro hodnocení rizik pro lidské zdraví v případě konzumace. Kromě toho předem vybrané lokality budou představovat různé podmínky pro studium řídících faktorů bioakumulace organofluorových kontaminantů. Redundantní analýza velkého souboru shromážděných dat poukáže na nejdůležitější faktory přenosu vybraných znečišťujících látek v životním prostředí a potravním řetězci.

Hlavním cílem projektu je popsat řídící faktory bioakumulace organofluorových polutantů v různých živinových drahách sladkovodního potravního řetězce až po těla ryb. Dalším cílem je zhodnotit celkovou kontaminaci různých evropských vodních ekosystémů a získat představu o kontaminaci rybího masa.

Effects of warming and pollutants on nutrient flows and lower trophic levels in freshwater communities: from microbes to Daphnia

Číslo projektu: 24-11779S

Řešitel: David Boukal, spoluřešitel: Michaela Salcher

Zdroj financování: Czech Science Foundation

Doba řešení: 2024 - 2026

Sladkovodní ekosystémy ohrožuje řada antropogenních stresorů včetně oteplování klimatu a chemického znečištění. Nedostatek dat nám neumožňuje v úplnosti chápat a předvídat odezvy společenstev na tyto kombinované stresory. S pomocí laboratorních a mesokosmových pokusů a nejmodernějších analýz mikropolutantů a mikrobiálních společenstev se zaměříme na to, jak oteplování a běžné koncentrace farmak a pesticidů ovlivňují toky živin a nižší trofické úrovně v malých stojatých vodách. Budeme studovat, jak oteplování a znečištění ovľivňují jedince hrotnatek z různých populací, jak mění dynamiku jednoduchých potravních řetězců a jaké jsou dlouhodobé vlivy chemického znečištění a oteplování na živinové cykly a nižší trofické úrovně v pelagických potravních sítích od mikrobů po zooplankton. Přitom také zjistíme, zda oteplování ovlivňuje nárůst přítomnosti genů antimikrobiální rezistence ve sladkých vodách kontaminovaných antibiotiky.

V rámci projektu zmapujeme kombinovaný dopad změny klimatu a znečištění léčivy a pesticidy na sladkovodní ekosystémy. Pomocí laboratorních a mesokosmových pokusů zmapujeme změny v tocích živin, mikrobiálních společenstvech, fytoplanktonu a zooplanktonu na různých časových škálách.

High-throughput host detection and cultivation of freshwater CRPs (‘Ca. Patescibacteria’)

Číslo projektu: 24-12912M

Řešitel: Cecilia Chiriac

Zdroj financování: Czech Science Foundation

Doba řešení: 2024-2028

One of the most important discoveries in microbiology in the last decade was Candidate Phyla Radiation (CPR) or ‘Ca. Patescibacteria’, a recently described phylum of mostly episymbionts that include up to 26% of bacterial diversity. Although >2400 representative genomes are available, less than a dozen members were cultivated to date, belonging to just two out of 24 CPR classes. Because of their prevalence in the environment, cultivating ‘Ca. Patescibacteria’ is important, but notoriously difficult due to their complex nutrition needs and reliance on other microorganisms, and new strategies and techniques are needed to understand their ecophysiology. In our project, we propose to target both partners with metatranscriptomics and EpicPCR to assess the functional potential and host range of CPRs. Further, we aim to obtain episymbionts - hosts co-cultures by combining reverse metagenomics and high-throughput cultivation. These approaches represent the necessary steps that will advance the understanding of CPRs biology.

The project aims 1) to understand the functional potential of ‘Ca. Patescibacteria’ members in the environment; 2) to assess the host range of these epi- and endo-symbiotic bacteria; and 3) to obtain new enrichment cultures and co-cultures.

Hon na hostitele bakteriofágů: nalézání hostitelů pro sladkovodní fágy

Číslo projektu: 23-06806S

Řešitel: Markus Haber

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

Fágy (viry infikující bakterie) lze nalézt ve všech ekosystémech, kde ovlivňují mikrobiální společenstva regulací hostitelských populací a uvolňováním živin skrze hostitelovu lyzi. Metagenomika odhalila obrovskou rozmanitost fágů, často však selhala v identifikaci jejich hostitelů. Ve sladkovodním prostředí je to zapříčiněno zejména chybějícími referenčními zástupci. V nedávné době jsme dosáhli výrazného pokroku v izolaci hojně zastoupených (avšak obtížně kultivovatelných) sladkovodních bakterií (např. Fonsibacter, Methylopumilus) a vytvořili jsme jejich rozsáhlou sbírku. V projektu navrhujeme využití těchto kmenů k izolaci nových fágů pomocí zavedeného vysoce-účinného izolačního protokolu a k identifikaci bona-fide párů fághostitel. Dále budeme studovat hostitelský rozsah izolovaných fágů, jejich výskyt a dynamiku v přirozeném prostředí. Nakonec identifikujeme profágy v genomech izolovaných bakterií, a s využitím dlouhých čtecích rámců i u bakterií v přirozeném prostředí. Navrhovaný projekt tedy podstatným způsobem doplní chybějící znalosti o ekologii sladkovodních virů.

Cílem projektu je identifikovat páry fág-hostitel (bakterie) a popsat jejich přirozenou dynamiku ve sladkovodní předhradní nádrži s využitím kultivačních metod, environmentálních vzorků a bioinformatiky.

Faktory pohánějící globální diverzifikaci kosmopolitní sinice Microcoleus

Číslo projektu: 23-06507S

Řešitel: Petr Dvořák, Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta

Spoluřešitel: Kateřina Čapková

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

Procesy, které jsou zodpovědné za vznik druhů (speciaci), jsou stále enigmatické, zvláště u prokaryot, ačkoliv se jedná o jednu z fundamentálních otázek biologie. Metody ke studiu speciace na genomické, transkriptomické a epigenomické úrovni byly vyvinuty až nedávno a jejich použití bylo soustředěno na rostliny a živočichy, ačkoliv druhová diverzita mikroorganismů je mnohem větší. V tomto projektu se budeme zabývat ději v průběhu speciace sinice Microcoleus. Předkládané cíle povedou k získání detailních informací o diverzitě sinice Microcoleus na čtyřech úrovních - genomu, transkriptomu, epigenomu a fenotypu. Zaměříme se na celogenomovou distribuci diverzity a divergence nukleotidů, selekci, adaptaci a modifikaci bází. Tyto faktory budeme zkoumat u blízce příbuzných druhů a populací na krátké i dlouhé geografické vzdálenosti. Pomocí integrace dat ze všech úrovní budeme pozorovat, jak všechny tyto faktory směrují evoluční adaptaci, divergenci a speciaci u sinic.

V tomto projektu se budeme zabývat diversitou druhů rodu Microcoleus (Cyanobacteria) na čtyřech úrovních, genomu, transkriptomu, epigenomu a fenotypu, na krátké i dlouhé geografické vzdálenosti. Budeme pozorovat jak všechny tyto faktory formují evoluční divergenci a speciaci u sinic.

Využití internetových informačních zdrojů (iEcology a culturomics) ve výzkumu biologických invazí

Číslo projektu: 23-07278S

Řešitel: Ivan Jarič

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

Introdukce nepůvodních druhů představuje klíčovou fázi invazního procesu, v níž může být managementový zásah ekonomicky nejvýhodnější, je-li proveden včas. Lepší porozumění socioekonomickým a ekologickým faktorům, které stojí za introdukcemi, může zefektivnit nejen hodnocení rizik, ale i management. Data pro rané fáze invazního procesu však často nejsou k dispozici a jejich získání je časově i finančně náročné, leckdy dokonce nemožné. Navrhovaný projekt propojí do jednoho modelu rozsáhlé zdroje digitálních dat, získaných s pomocí metod nově vznikajících oborů (iEkologie, ochranářská kulturomie) s již existujícími daty o životních strategiích nepůvodních druhů, jejich biodiverzitě, introdukcích a invazích, a s daty o prostředí a klimatu. Projekt bude zacílen na druhy zahrnuté do Seznamu nepůvodních invazních druhů se zvláštním dopadem na Unii. Propojení biologických, socioekonomických a kulturních faktorů v uceleném modelu poskytne nový vhled do mechanismů řídících invazní procesy.

Cílem je s pomocí metod iEkologie a ochranářské kulturomie v rámci projektu vzniknou velké objemy digitálních dat o Invazních druzích se zvláštním dopadem na EU a invazní model, s kterým bude možné otestovat vliv biologických, socioekonomických a společenských faktorů na invazní proces.

SoWaFUN - Ekologie hub na rozhraní půda-voda

Číslo projektu: 23-06429S

Řešitel: Jiří Bárta, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

Spoluřešitel: Dagmara Sirová

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

Pochopení procesů spojených s rozkladem organické hmoty (OM) na rozhraní mezi suchozemskými a vodními ekosystémy je klíčové pro pochopení toku energie na úrovni krajiny. Houby produkují širokou škálu extracelulárních enzymů a rozkládají různé formy komplexní OM rostlinného původu, a jsou tak jedním z hlavních regulátorů uhlíkové bilance. Předpokládáme, že na rozdíl od dosud přijímaných paradigmat zůstávají mnohé houbové taxony kolonizující rostlinnou hmotu v suchozemských podmínkách důležitými hráči v přenosu energie na vyšší trofické úrovně ve stojatých sladkých vodách. Abychom s dostatečným rozlišením odhalili složité interakce, které doprovázejí životní styl hub na rozhraní půdy a vody, sestavili jsme tým spolupracovníků s multidisciplinárním zaměřením a využijeme kombinaci moderních molekulárních metod, pokročilých bioinformatických analýz a nejmodernějších přístupů v analytické chemii k odstranění některých naléhavých mezer ve znalostech nově vznikajícího oboru mikrobiální ekologie.

Hlavním cílem je na dvou modelových lokalitách s kontrastním chemismem a dostupností OM určit taxonomický a funkční překryv mezi houbovými společenstvy v recipientním vodním útvaru a půdní biomasou jeho povodí v kontextu časoprostorových změn prostředí a biotických interakcí.

Horské ekosystémy na výškovém gradientu pod vlivem změn klimatických podmínek

Číslo projektu: 23-06379S

Řešitel: Eva Kaštovská, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

Spoluřešitel: Jiří Kopáček

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

vykazují výraznější vývoj s rostoucí nadmořskou výškou. Je zřejmé, že tyto trendy odráží nejen pokles množství živin a oživení půd s rostoucí nadmořskou výškou, ale také intenzivnější odezvu výše položených suchozemských systémů na změny životního prostředí (zotavování z acidifikace a změna klimatu). V naší studii podél výškového gradientu Vysokých Tater se budeme zabývat reakcí různých typů půd (od smrkových lesů, přes alpinské louky, až po nevyvinuté půdy suťových polí) na současné změny teplot a srážkového režimu, a to z hlediska rychlosti, teplotní citlivosti a vzájemného propojení procesů přeměn uhlíku, dusíku a fosforu, mikrobiálními společenstvy a jejich složením. Pomocí terénních a laboratorních experimentů identifikujeme rozdíly v klíčových procesech retence, mobilizace a vyplavování živin z půd. Mechanismy vyplavování živin budou použity pro pochopení dlouhodobých trendů změn složení a oživení jezer i jejich aktuálních rozdílů podél výškového gradientu.

Cílem je kvantifikovat (1) vliv dopadu klimatických změn na cykly živin (C, N a P) a mikrobiální oživení v půdách podél vysokohorského gradientu od lesů do suťových polí a (2) dopady souvisejících změn ve vyplavování živin na složení a oživení jezer a trajektorie jejich biologického zotavování z acidifikace.

Environmentální změny způsobené extraterestrickými impakty a vulkanismem: Doklady v jezerních sedimentech

Číslo projektu: 23-06075S

Řešitel: Evžen Stuchlík

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

Impaktní události jsou potenciálními spouštěči prudkých environmentálních změn, jelikož jejich destruktivní síla ovlivňuje atmosférické a geochemické procesy. Početné doklady z mnoha míst na obou polokoulích Země ukazují, že před 12800 roky došlo k velkému impaktu, který způsobil ochlazení zvané mladší dryas. Navrhujeme interdisciplinární studii jezerních sedimentů daného stáří, abychom (1) zhodnotili reakce ekosystémů typu jezero-povodí na tuto událost. Studované lokality se nacházejí na Šumavě (Česko) a v Tatrách (Polsko), což umožňuje odlišit vlivy impaktu od vlivů jemu předcházejícímu výbuchu vulkánu Laacher See (před 13000 roky), v jehož důsledku došlo k depozici sopečného popela v oblasti Šumavy. Dále se zaměříme na (2) testování přítomnosti extraterestrické příměsi v taveninách, které jsme nalezli v jezerních sedimentech stářím odpovídajících počátku mladšího dryasu, a na (3) vývoj nové metody identifikace cirkanuálních změn ukládání sedimentu. Taková metoda by významně zlepšila datování environmentálních změn v jezerních sedimentech neobsahujících nápadné roční vrstvy.

Cílem je posoudit: (1) odpověď ekosystémů typu jezero-povodí na nástup mladšího dryasu, a to včetně změn v pedogenezi; (2) přítomnost extraterestrické příměsi v taveninách z počátku mladšího dryasu; (3) novou metodu identifikace cirkanuálních změn sedimentace v nevarvových jezerních sedimentech.

Zranitelná místa nedostatku vody ve střední Evropě na základě složení izotopů vody v jezerech: hydrologické, klimatické a socioekonomické determinanty

Číslo projektu: 23-07152S

Řešitel: Yuliya Vystavna

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2023 - 2025

Klimatické změny a nedostatek vody ve střední Evropě mají významný dopad na dostupnost vodních zdrojů. Celkovým cílem projektu je nový přístup k identifikaci zranitelných míst nedostatku vody ve střední Evropě, určení jejich determinantů na základě izotopového složení jezer a modelu vodní bilance s využitím stabilních izotopů. Projekt je zaměřen na: (i) identifikaci nejvhodnějších veličin a metod sběru a zpracování dat pro použití v izotopové vodní bilanci v povodích jezer a (ii) kvantifikaci nedostatku vody pomocí izotopového složení vody v jezerech a modelování vodní bilance pomocí izotopů a hodnocení hydrologických, klimatických a socioekonomických determinant nedostatku vody pomocí nástrojů strojového učení (náhodný les, gaussovské modely).

Novost projektu se týká nevyřešených otázek ohledně faktorů ovlivňujících nedostatek vody a predikce nedostatku vody na základě multidisciplinárního přístupu zahrnujícího environmentální a socioekonomické proměnné.

Vliv extrémních projevů počasí na sezónní dynamiku planktonních společenstev a kvalitu vody v nádržích

Číslo projektu: 22-03662S

Řešitel: Petr Znachor

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2022 - 2024

Jedním z projevů klimatické změny je zvýšená četnost a intenzita extrémních projevů počasí jako jsou přívalové srážky či dlouhá období sucha. Tyto extrémy představují z ekologického hlediska disturbance mající dalekosáhlé následky pro fungování nádržového ekosystému a kvalitu vody. Mechanismy působení extrémních projevů počasí na fungování přehradních nádrží se z metodických důvodů (problémy s prediktibilitou, replikovatelností, kauzalitou) studují jen obtížně, a proto nám o nich zatím chybí detailní znalosti. Metodické obtíže jsou však řešitelné s využitím časových řad vzešlých z dlouhodobého monitoringu. V navrhovaném projektu využijeme data z unikátního čtyřicetiletého sledování nádrže Římov, která kromě meteorologických podmínek zahrnují také hydrodynamiku, hydrochemii a složení planktonních společenstev v nádrži. Nádrž Římov bude sloužit jako model pro studium citlivosti nádržového ekosystému vůči extrémním projevům počasí. Budeme sledovat zejména jak extrémní počasí ovlivňuje podmínky v nádrži a následně složení, strukturu a fenologii planktonních společenstev.

Cílem je vyhodnotit jak extrémní projevy počasí mění podmínky v nádrži a následně ovlivňují funkční složení, strukturu a fenologii planktonních společenstev. Analyzovány budou zejména rozdíly mezi suchými a deštivými roky a účinek povodňových událostí na ekosystém nádrže.

Fylogeografie a ekogenomika 'Ca. Fonsibacter' (SAR11-IIIb)

Číslo projektu: 22-03662S

Řešitel: Michaela Salcher

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2022 - 2024

Bakterie ze skupiny SAR11 (‘Ca. Pelagibacterales’) tvoří dominantní populace v mořských (SAR11-I, II, IV, V), brakických (SAR11-IIIa) i sladkovodních systémech (SAR11-IIIb). Kultivace v laboratoři však představuje velkou výzvu kvůli jejich oligotrofnímu způsobu života a požadavkům na neobvyklé živiny. První úspěšná izolace sladkovodních SAR11-IIIb (‘Ca. Fonsibacter‘) se podařila teprve před dvěma lety. Vysokokapacitní vyřeďovací metodou jsme nedávno získali 13 nových kmenů a naším cílem je 50 dalších. Nejmodernějšími genomickými a experimentálními postupy chceme objasnit mikrodiverzitu SAR11, jejich predaci prvoky a interakce s dalšími mikroorganismy (WP1). Fylogeografii jednotlivých populací SAR11 elegantně zjistíme pomocí vysoce-kvalitních genomů z kultur i metagenomů (MAGs, sestavených z paralelní sekvenace krátkých a dlouhých readů) a odběrů vzorků z jezer na jižní polokouli, které navíc doplní celosvětově nevyváženou databázi. (WP2). Popíšeme evoluční změny u sladkovodních MAGs větvících se u mořských linií SAR11 a u genomů kmenů z izolovaných brakického Baltského moře (WP3).

Naším cílem je studium ekologie, mikrodiverzity, biogeografie a evoluce bakteriální skupiny ‘Ca. Fonsibacter’ (sladkovodní SAR11-IIIb) s využitím vysokokapacitních vyřeďovacích izolačních metod, experimentů a sekvenace genomů a metagenomů kombinací krátkých a dlouhých readů (Illumina a Nanopore).

Vliv dostupnosti dusíku a stavu lesa na půdní mikrobiom, cykly prvků a biologické zotavování acidifikovaných vod v horkých ekosystémech.

Číslo projektu: 22-05421S

Řešitel: Jiří Kopáček

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2022 - 2024

Smrkové porosty v neobhospodařovaných povodích šumavských jezer byly v průběhu posledních 20 let do různé míry narušeny kůrovcovým žírem. Veškerá mrtvá biomasa zůstala na místě a porosty se začaly přirozeně zmlazovat. Tím se vytvořily široké gradienty stavu vegetace, půdních vlastností a složení vod v rámci jednotlivých povodí i mezi nimi. Navrhujeme využít tyto gradienty v integrované, mezioborové studii s cílem posoudit vliv obnovy lesa na chemické a mikrobiální složení půd a jejich funkci, cykly a množství živin (primárně N) v ekosystému, ztráty prvků do vod a zotavování šumavských jezer z acidifikace. Především se zaměříme na (1) vliv postupného rozkladu mrtvé biomasy na kaskádu změn ve složení a funkci půdního mikrobiomu, dostupnost prvků a jejich vyplavování, (2) míru ovlivnění těchto změn způsobenou početností zmlazení a růstovou rychlostí stromů a jejich závislostí na mikroklimatických podmínkách a (3) význam výsledných změn sezónního složení vod po disturbancích na jejich biologické zotavování.

Cílem je posoudit vzájemné vztahy mezi (1) klimatem, půdními vlastnostmi a zmlazením horských smrčin po disturbanci; (2) obnovou a růstem lesa, složením a funkcí půdního mikrobiomu a vyplavováním živin a (3) sezónními změnami složení vod a jejich biologickým zotavováním z acidifikace.

Monopolizace příjmu železa nebo služba společenstvu? Dvě tváře sinicových betahydroxyaspartátových sideroforů

Číslo projektu: 22-05478S

Řešitel: Pavel Hrouzek

Spoluřešitel: Jan Mareš

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2022 - 2024

Železo je základním mikroelementem, na Zemi se však vyskytuje převážně v biologicky špatně dostupné formě (Fe3+). Siderofory jsou nízkomolekulární látky chelatující železo, čímž poskytují svým producentům kompetiční výhodu, ale také mohou zajistit zdroj Fe2+ ostatním členům komunity. Náš tým nedávno nalezl v sinicích siderofory s dvojitým betahydroxyaspartátovým motivem a na základě genomické analýzy navrhl hypotézu o jejich širokém rozšíření. V projektu plánujeme ověřit výskyt těchto sideroforů v přírodních společenstvech pomocí cíleného terénního odběru vzorků a jejich následného analytického a metagenomického zpracování. Kmeny mikroorganismů izolované z těchto vzorků budou ko-kultivovány s producenty beta-OHAsp sideroforů v přítomnosti/nepřítomnosti UV záření a zdroje Fe2+/Fe3+ za účelem zjištění poměru mezi monopolizací železa a prospěchem poskytnutým ostatním mikroorganismům. Biosyntetické genové klastry budou modifikovány genovým inženýrstvím tak, aby mohla být studována role jemného strukturálního vyladění sideroforů při příjmu specifickými transportéry z produkujících kmenů.

Cílem projektu je objasnit roli sinicových fotolabilních beta-hydroxyaspartátových sideroforů v mikrobiálních společenstvech. Kombinací genetických modifikací a manipulativních experimentů zjistit míru specifického příjmu železa producenty těchto sideroforů oproti jejich benefitům pro okolní mikroorganismy.

Sjednocení systematiky sinic pomocí harmonizace polyfázické a genomové taxonomie

Číslo projektu: 22-06374S

Řešitel: Jan Mareš

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2022 - 2024

Po roce 2000 byla vytvořena nová kritéria pro rozpoznávání rodů a druhů sinic pomocí tzv. polyfázického přístupu. Pomalý průběh revize je však překážkou pro taxonomickou klasifikaci v metagenomických studiích - proto byly nově zavedeny též některé přístupy genomové taxonomie. Genomová taxonomie nebyla dosud začleněna do existujícího systému, což způsobilo zmatek v rámci obou oborů. V projektu porovnáme tyto dva přístupy pomocí získaných komplementárních dat o modelové skupině Synechococcales, která je již nyní nejlépe prostudována jak pomocí genomové sekvenace tak polyfázického přístupu. To nám umožní přímé srovnání a následnou integraci obou přístupů, posouzení hranic mezi taxony, a navržení taxonomických konceptů pro sinice, které budou přijatelné a použitelné pro všechny badatele. Započneme též revizi vyšších hierarchických taxonomických kategorií a zformulujeme doporučení pro standardní postupy v taxonomických a metagenomických studiích. Včasné splnění tohoto úkolu poskytne nový milník pro vytvoření jednotné taxonomie sinic přijatelné pro algology, mikrobiology a metagenomiky.

Cílem projektu je: 1) Sestavit sbírku kmenů sinic charakterizovaných pomocí polyfázických dat a sekvencí celého genomu; 2) Stanovit taxonomické hranice mezi druhy, rody, čeleděmi a řády pomocí obou přístupů; 3) Navrhnout jednotný koncept založený na fylogenomice avšak kompatibilní s existující. taxonomií a nomenklaturou

EcoFAct – Ekologie častých sladkovodních aktinobakterií

Číslo projektu: 21-21990S

Řešitel: Markus Haber

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2021 - 2023

Aktinobakterie z linie acI (Ca. Nanopelagicales) jsou pravidelnými a často nejpočetnějšími zástupci mikroorganismů ve světových sladkých vodách. Zatímco některé hypotézy o jejich úspěchu byly navrženy na základě přístupů, které nevyžadují jejich kultivaci, většina hypotéz zůstává netestována právě kvůli chybějícím zástupcům ve sbírkách. Nedávno zveřejněné poznatky o první úspěšné kultivaci kmene linie acI, nám pomohly izolovat vice kmenů z této skupiny. V předkládaném projektu navrhujeme rozšířit naši sbírku o nové kmeny; testovat jejich fyziologické vlastnosti a genetický potenciál ve vztahu k místu jejich původu; a pokusit se objasnit rozmanitost celé skupiny a ekologickou niku jednotlivých ekotypů. Zaměříme se zejména na otázky jejich ochrany před mortalitou způsobenou žírem prvoků, či infekcí bakteriofágy; a jejich interakcí se sympatrickými bakteriemi. V neposlední řadě otestujeme jejich schopnost využívat světelné záření jako zdroj energie a jeho vliv na fyziologii buněk. Věříme, že tyto výsledky významně obohatí současné znalosti o této významné skupině.

Navrhovaný projekt se zaměřuje na výzkum ekologie acI linie aktinobakterií, jedné z nejpočetnějších skupin sladkovodních bakterií. Konkrétně se zabývá diferenciací ekologické niky izolovaných kmenů; interakcemi s predátory, bakteriofágy a sympatrickými bakteriemi; využíváním světelného záření.

Strategie AV21 - Pronikání mikroplastů potravní sítí nádrží.

Číslo projektu: 310/996000

Řešitel: RNDr. Lenka Pivokonská, Ph.D. (ÚH AV ČR, v.v.i.), Prof. RNDr. Jan Kubečka, CSc. (HBÚ BC AV ČR, v.v.i.)

Finanční podpora: Akademie věd ČR

Doba řešení: 2020-2022

V poslední době se objevují informace o zvyšujícím se výskytu drobných plastových částic (mikroplastů), které zamořují všechny druhy povrchových vod. Poměrně málo je dosud známo o tom, jak se tyto částice chovají v přehradních nádržích a jak ovlivňují přirozené potravní sítě a kvalitu vody. Navrhovaná aktivita si klade za cíl zmapovat výskyt a strukturu mikroplastů ve stratifikovaných přehradních nádržích. Budou rozpracovány metodiky vzorkování mikroplastů z velkých objemů vody a z různých hloubek. Zkoumáním hloubkového a podélného gradientu výskytu mikroplastů vznikne model jejich prostorového výskytu. Předpokládá se rovněž sledování změn výskytu mikroplatů v kaskádové soustavě vodárenských nádrží Petrusplaat – Hondred en Dertig – De Gijster v Holandsku, kde se očekávají vysoké koncentrace a zajímavé změny při průtoku vody pumpované z řeky Mázy přes tři nádrže. Dále budou zkoumány přístupy pro detekci mikroplastů v mikroskopických vzorcích přehradního sestonu. Speciální část bude věnována detekci mikroplastů v potravě ryb, kdy se předpokládá možné poškození vstřebávání živin. Tyto vzorky budou zpracovávány ve spolupráci s Hydrobiologickým ústavem v Pallanze (Itálie).

Strategie AV21 - Zlepšení rybářského managementu českých nádrží

Číslo projektu: 310/995900

Řešitel: prof. RNDr. Jan Kubečka, CSc., Mgr. Martin Svojtka, Ph.D, Ing. Marek Brabec, Ph.D.

Finanční podpora: Akademie věd ČR

Doba řešení: 2020-2022

Skutečně znalostní řízení rybářství ve velkých nádržích představuje velmi aktuální výzvu v nádržích pod silným vlivem člověka. Hlavními stresory jsou eutrofizace (přetížení živinami) nepřirozený vodní režim spojený s kolísáním hladiny a přílišná exploatace některých druhů. Navrhovaná studie se zaměří na studium populační dynamiky významných druhů ryb (candát obecný, okoun říční, cejn velký, kapr obecný, bolen dravý) a na efektivnost hospodářských zásahů. Velmi nadějnou interdisciplinární oblastí je studium sluchových kamenů – otolitů. V nich jsou zaznamenány jednotlivé roky života ryb a také chemický signál prostředí, kde ryba vyrůstala. Tyto informace vepsané do mikrochemického složení mohou mít zásadní význam pro rozpoznání původu ryb, které mohou migrovat v rámci povodí nádrže, anebo jsou přemísťovány člověkem (nejčastěji jako vysazované násady ryb). Nasazování ryb je jedním z nejmasovějších hospodářských zásahů a také největším finančním výdajem v přehradním rybářství. Přitom ocenění významu vysazovaných ryb ve srovnání s rybami z přirozeného výtěru v současnosti prakticky chybí. V tomto kontextu se rýsuje spolupráce mezi Biologickým centrem (dobrá znalost problematiky a rozsáhlé sběry otolitů), Geologickým ústavem (disponuje ICP MS s laserovou ablací) a Ústavem Chemických Procesů (disponuje jednodušší technikou EDX, případné zapojení v dalších letech). Ústav Informatiky významně pomůže s konstrukcí neparametrických a semiparametrických odhadů při studiu různých systematických efektů, s odhady početnosti, růstu a populační dynamiky.

Dokončené projekty

EU Horizon 2020

Co-creating a decision support framework to ensure sustainable fish production in Europe under climate change (ClimeFish)

Číslo projektu: 677039

Řešitel: Prof. Michaela Aschan, University of Tromso, Norway

Spoluřešitel: Prof. Jan Kubečka, Ph.D.

Zdroj financování: EU Horizon 2020

Doba řešení: 2016-2020

Scientist from 16 countries join forces to help ensure that the increase in seafood production comes in areas and for species where there is a potential for sustainable growth, given the expected climate changes. In ClimeFish they will provide a support framework for decision makers, thus contributing to robust employment and sustainable development of rural and coastal communities. In Czech part of the project we intend to rationalize the angling use of fish production under changing environment.

Why: Climate changes are real, they are happening right now and they are threatening sustainable growth in aquaculture and fisheries worldwide. The world population is growing, and the demand for food is increasing. Forecasts indicate an overall decline in food production due to climate change. ClimeFish addresses the necessity of changes, both when it comes to utilizing opportunities and mitigating risks under climate change. ClimeFish will help ensure that the increase in seafood production comes in areas and for species where there is a potential for sustainable growth. In Czech conditions the growth of production is complicated by the changes of nutrient concentrations and angling effort. All these factors will be considered.

What: ClimeFish will provide guidelines for how to make climate-enabled management plans to prepare and adapt to climate change while minimizing economic losses and social consequences. Thus, based on the expected climatic challenges, ClimeFish will contribute to robust employment and sustainable development of rural and coastal communities. The output of the project will be the ClimeFish Decision Support Framework (DSF), which contains guidelines, databases and the ClimeFish Decision Support System (DSS). The results of the project will be used for optimization of fishery in Lipno reservoir and other waterbodies.

How: ClimeFish will develop forecasts for production scenarios that will serve as input to socio-economic analysis and identify risks and opportunities regarding climate changes. Strategies to mitigate risk and utilize opportunities will be identified in co-creation with stakeholders, and will serve to strengthen the scientific advice and to improve long term production planning and policymaking. The project addresses three production sectors: marine aquaculture, marine fisheries and lake and pond production in a total of 16 case studies, involving more than 25 species. For Czech fisheries, the main target species are wells, Silurus glanis, pikeperch, Sander lucioperca and carp, Cyprinus carpio.

Web ClimeFish

Spanish Ministry of Environment, in the frame of the cooperative research programme called “PROGRAMA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA, DESARROLLO E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA”

Calibration of sampling methods for Spanish fish populations in reservoirs

Číslo projektu: PROFIT

Řešitel: Jan Kubečka

Spoluřešitel: ECOHYDROS, S.L., Spain, Department of Ecology of the Universidad de Sevilla, Spain

Zdroj financování: Spanish Ministry of Environment, in the frame of the cooperative research programme called “PROGRAMA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA, DESARROLLO E INNOVACIÓN

Doba řešení: 2009-2010

Základní průzkumy dvou španělských nádrží nejnovějšími českými i evropskými metodikami.

Portorické oddělení pro přírodní a ekologické zdroje

Podpora a management sladkovodních sportovních druhů ryb

Číslo projektu: 2010-001577

Řešitel: J. Wesley Neal, Robert Kroger, Craig G. Lilyestrom

Spoluřešitel: Marie Prchalová

Zdroj financování: Portorické oddělení pro přírodní a ekologické zdroje

Doba řešení: 2009-2011

Výzkum i managementová rozhodnutí ohledně okounka pstruhového Micropterus salmoides na Portoriku se opírají o předpoklad, že dostupnost potravy nepředstavuje limitující faktor, avšak přesvědčivá data na toto téma nejsou k dispozici. Drobná rybka Dorosoma petenense je základním potravním druhem pro sportovní ryby v portorických nádržích, ale přímý výzkum dosud nikdy nekvantifikoval početnost nebo roční produkci tohoto druhu. Tento druh se nejspíš rozmnožuje celý rok, avšak rozsah reprodukce není znám. Vzhledem k tomu, že efektivní management okounka pstruhové vyžaduje úvahy o predátorech i jejich kořisti, měli bychom lépe porozumět populační dynamice kořisti v nádržích Portorika. Tato část projektu sestává ze dvou částí – porovnání aktivních a pasivních odlovných prostředků pro vzorkování početnosti populací kořisti v portorických nádržích a populační dynamika kořisti na Portoriku.

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Biomanipulace jako nástroj zlepšení kvality vody nádrží

Číslo projektu: CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_025/0007417

Řešitel: Jan Kubečka, Tomáš Jůza

Zdroj financování: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Doba řešení: 2018–2022

Voda je nejdůležitější z globálních surovin a velký důraz je tak kladen na udržení její vysoké kvality. V souvislosti s klimatickými změnami jsou vodní zdroje vystaveny nejrůznějším klimatickým extrémům, kterým mohou čelit jen zdravé ekosystémy s vysokým ekologickým potenciálem. Průzkumy ukázaly, že většina přehradních nádrží v České republice se nachází ve stavu mnohem horším než požadovaném, a proto bude muset v brzké době dojít k jeho nápravě. Hodnocení ekologického potenciálu také jasně ukázalo na hlavního viníka tohoto negativního stavu a tím je eutrofizace zapříčiněná zvýšeným přísunem živin, především fosforu a dusíku do nádrží. Recentní vývoj metodik hromadných odlovů ryb a klesající živinové zatížení přehradních nádrží díky opatřením v povodích jsou hlavními předpoklady úspěšné biomanipulace, tj. dosažení vyšší kvality vody za pomoci cílené změny potravního řetězce v nádrži. Cílem projektu je unikátní celoekosystémový experiment se sledováním všech důležitých článků potravního řetězce před, během a po manipulaci. Projekt zhodnotí vliv redukce nežádoucích druhů ryb a podpory ryb dravých na jednotlivé trofické úrovně a v konečném důsledku na zvýšení průhlednosti a vyšší kvalitu vody ve vybraných nádržích. Na třech nádržích bude odlovena většina biomasy planktonožravých druhů ryb a zároveň budou vysazovány ryby dravé. Podrobné sledování celého nádržového ekosystému od ryb přes zooplankton, fytoplankton, makrofyta, bakterie, až po živiny a celkový nádržový metabolismus pomůže odhalit, jaký vliv má takto razantní zásah provedený na několika různě živinami zatížených nádržích. Současně bude zhodnocena rentabilita biomanipulačních odlovů s cílem vyčíslit rozdíl mezi vynaloženými náklady a úsporami danými zlepšením ekologického potenciálu dle Rámcové vodní směrnice EU, popř. snadnější upravitelností surové vody pro vodárenské zpracování nebo zvýšením rekreační využitelnosti. Podle Rámcové směrnice o vodách jsou všechny členské státy Evropské unie nuceny dosáhnout minimálně dobrého ekologického stavu vodních útvarů do roku 2027 a biomanipulace představuje jeden ze způsobů, jak tento ambiciózní cíl naplnit.

Web Biomanipulace

Paleoekologická rekonstrukce globálních environmentálních změn na počátku mladšího dryasu

Číslo projektu:

Řešitel: Evžen Stuchlík

Zdroj financování: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Doba řešení: 2019 - 2022

Před 12900 roky došlo na naší planetě k dramatickým environmentálním změnám. Vyústily ve vymizení velkého počtu živočišných druhů (zejména velké čtvrtohorní fauny), v přestavby druhového složení v části biomů, v zánik některých lidských kultur (např. lovecko-sběračské kultury Clovis v Severní Americe) a v počátek asi 1200 let trvajícího suchého období. Tato náhlá klimatická změna zvaná mladší dryas byla na severní polokouli navíc doprovázena výrazným ochlazením. Přestože jde o současnosti nejbližší prudké zhoršení environmentálních podmínek na Zemi, víme o něm zatím poměrně málo. V posledních letech navíc vzrůstá počet dokladů, které naznačují, že spouštěčem těchto globálních změn byla kolize s vesmírným tělesem. Díky tomu nalézáme různá, charakteristická geochemická proxy (např. zvýšené koncentrace iridia či platiny) a částice odpovídající dějům, které probíhaly při velmi vysokých teplotách (vrstvy uhlíků, nano-diamanty, specifické mikro-sferule aj.). Jejich nálezy jsou známé zejména ze Severní Ameriky. Námi doložený výskyt části těchto markerů ve střední Evropě a další indicie naznačují, že tento event zanechal své stopy na několika kontinentech. Pro hlubší pochopení toho, co vedlo k počátku zmíněné klimatické změny a souběžným změnám v živé i neživé přírodě, je třeba studovat vhodné přírodní archívy na velké geografické škále. V rámci navrhovaného projektu k tomuto poslouží jezerní sedimenty odpovídajícího stáří z lokalit v ČR a na Aljašce. Nutným předpokladem k provedení výzkumu je spolupráce v rámci námi sestaveného interdisciplinární týmu složeného z českých odborníků (Přírodovědecká fakulta UK, Biologické centrum AV ČR) a specialistů z partnerské organizace v USA (University of Alaska Fairbanks), jakož i uplatnění moderních metod a multi-proxy přístupu. Naším cílem je rekonstrukce tehdejších jezerních ekosystémů a jejich povodí, u kterých budeme ve vysokém časovém rozlišení studovat reakci na prudký nástup mladšího dryasu. Zaměříme se na doklady impaktní události, rychlost přestavby společenstev, změny biodiverzity a úroveň kontaminace prostředí. Těsně před začátkem mladšího dryasu byla navíc střední Evropa postižena mimořádně silnou erupcí vulkánu Laacher See, který se dodnes nachází v německém Eifelu. Námi doložená prezence sopečného popela z tohoto výbuchu v sedimentu šumavských jezer umožní v rámci předkládaného projektu srovnat u části lokalit environmetální důsledky obou událostí. Výsledky plánovaného výzkumu tak přinesou doklady o důsledcích přírodních katastrof, kterým v historické době lidstvo zatím nečelilo. Opakování obdobných katastrof v budoucnosti je nicméně velmi reálné.

Centrum pro ekologický potenciál rybích obsádek nádrží a jezer

Číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/20.0204

Řešitel: Josef Matěna, Jan Kubečka

Zdroj financování: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Doba řešení: 2012–2015

Rybí společenstva nádrží a jezer ma jí genofondovou, ekologickou a ekonomickou hodnotu a podstatný vliv na kvalitu vody. Projekt umožní podpořit špičkový tým pro syntézu uvedených významů a pro definici ekologického potenciálu rybích obsádek. Počítá se se zdokonalením a rozšířením současných metod studia a s průzkumy nejzajímavějších
nádrží ČR. Zároveň se propojí tuzemské aktivity s evropskými iniciativami a zviditelní usilovné snažení české limnologické školy o skutečně pravdivé poznání rybích obsádek a jejich role v ekosystému. Komplexní vymezení ekologického potenciálu (faunistická, rybářsko-produkční a biomanipulační hodnota, vyváženost populační dynamiky a
trofických vztahů) bude možné díky rozšíření tuzemských lidských zdrojů, podpoře stáží na špičkových pracovištích, integrace do evropských struktur a spolupráci se zahraničním expertem. Projekt podpoří rozvoj regionu, prestiž české vědy i vodohospodářský management.

Ministerstvo zemědělství

Metodologie kvantifikace dravých druhů ryb ve vodárenských nádržích pro optimalizaci managementu vodních ekosystémů

Číslo projektu: QK1920011

Řešitel: Petr Blabolil

Finanční podpora: Program aplikovaného výzkumu Ministerstva zemědělství na období 2017-2025 ZEMĚ

Trvání: 2019–2021

Cílem řešení projektu je pomocí vyhodnocení všech dostupných údajů a praktického otestování vytvoření metodiky kvantifikace dravých druhů ryb pro optimalizaci managementu vodárenských nádrží. Tento výstup spolu s vedlejšími výstupy (ověřené technologie využití vzorkování DNA z vody, rybářských šňůr ke zjištění populační struktury sumce velkého a univerzálních anténových systémů, a prototyp vybíracího zařízení ryb z velkého vězence) budou klíčové pro efektivní plánování účelového rybího hospodářství mající za cíl účelné ovlivnění potravního řetězce nádrží řízenou skladbou rybí obsádky s převahou dravých druhů ryb, což bude mít pozitivní vliv na výslednou kvalitu vody.

Akvakultura reofilních druhů ryb

Číslo projektu: QK1920326

Řešitel: Peter Podhorec, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Fakulta rybářství a ochrany vod

Spoluřešitel: Marek Šmejkal

Finanční podpora: Program aplikovaného výzkumu Ministerstva zemědělství na období 2017–2025 ZEMĚ

Trvání: 2019–2021

Dopady lidské činnosti na volné vody vedou k masivnímu poklesu abundance a diverzity reofilních společenstev. Jednou z možností, jak podpořit volně žijící populace, a to zejména v lokalitách, kde optimálně nefunguje přirozená reprodukce, je vysazování kvalitních a adaptabilních násad. Ryby produkované v akvakulturních podmínkách jsou formovány odlišnými selekčními tlaky, než jakým jsou ryby vystaveny v přirozených podmínkách. Zatímco v akvakultuře se jeví jako nemožné zachovat všechny přirozené instinkty ryb při stejné efektivitě produkce, lze vylepšit alespoň kondici vysazovaných ryb a únikový reflex v případě ohrožení predátorem. Produkce reofilních druhů v podmínkách zvýšených nároků na kondici a s vytvořením únikového reflexu vůči predátorovi může potenciálně zvýšit efektivitu vysazování reofilních druhů. Modelovým druhem pro tuto studii bude reofilní druh bolen dravý (Leuciscus aspius). Tento druh je produkován jako důležitá ryba zejména pro vodárenské nádrže, kde snižuje množství planktonožravých druhů ryb. Boleni získáni z umělého výtěru budou rozděleni do čtyř skupin a budeme testovat vliv fitness (rychlosti proudu při odchovu) a přítomnosti/absenci chemických signálů od predátora na přežívání vysazených jedinců v přirozených podmínkách. Pohyb ryb bude sledován třikrát v roce (jaro, léto, podzim) a vyhodnocen bude dopad zvýšeného fitness a etablování únikové reakce na predátora z hlediska dlouhodobého rozmístění a přežívání vysazených ryb.

Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung Frankfurt/O., Germany

Estimation of fish yield potential in lakes, fish assessment in Lake Werbellinsee

Číslo projektu: No. 09-14

Řešitel: Jan Kubečka

Spoluřešitel: Institut für Binnenfischerei e.V. Potsdam-Sacrow

Zdroj financování: Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung Frankfurt/O., Germany

Doba řešení: 2009-2010

The investigations were be carried out on Lake Werbellinsee in September 2009 by using the following methods:

1) Hydroacoustic survey by scientific echosounder (two day and night surveys)

2) Survey of the open water fish by fry trawls (approximately 20 trawlings by 3x3 m trawl)

The emphasis of the survey work was on the population assessment (abundance, spatial and vertical distribution, species and size composition) of vendace (Coregonus albula)
and smelt (Osmerus eperlanus).

EHP a Norské fondy

Pitná voda - připravenost na budoucnost

Číslo projektu: TO01000202

Řešitel: doc. Ing. Petr Porcal, Ph.D.

Zdroj financování: TAČR and Norway Grants

Doba řešení: 2021 - 2024

Nárůst koncentrace rozpuštěných organických látek (DOM) představuje velký problém pro úpravny vody upravující povrchovou vodu. Povrchová voda je v České republice zdrojem pitné vody z vice než 50%. V jižních Čechách je pitnou vodou z povrchových zdrojů zásobováno vice než 350 tisíc obyvatel. Hlavními zdroji jsou vodárenské nádrže (Římov, Husinec, Jordán) a řeka Otava. Povodí těchto zdrojů bude zmapováno z hlediska zdrojů DOM a jejich časové a prostorové variability a vznikne mapa zdrojů DOM s predikcí jejich budoucího vývoje. Bude vypracována metodika manipulace s odtoky z vodárenských nádrží pro minimalizaci vlivu zvýšených koncentrací DOM po přívalových deštích. Projekt bude profitovat ze spolupráce mezi správcem povodí, výrobci pitné vody a vědeckých partnerů z ČR a Norska.

web

Size estimation and taxonomical identification of European freshwater fishes using a broadband echosounder

Číslo projektu: EHP-BFNU-OVNKM-2-093-01-2019

Řešitel: RNDr. Michal Tušer, Ph.D.

Zdroj financování: EEA and Norway Grants 2014-2021

Doba řešení: 2019 - 2023

Pro hodnocení a monitorování vodních ekosystémů a konkrétně těch organismů, které slouží jako ukazatele kvality vody, se v případě ryb hydroakustika stala ve většině zemí na celém světě důležitou monitorovací technikou. Ve srovnání s konvenčními úzkopásmovými echoloty, vývoj širokopásmových echolotů představuje technologický skok. Širokopásmový echolot může vysílat široké spektrum frekvencí v jednom akustickém pulzu a poskytuje mnohem bohatší informace o rybách. Rozborem přijímacích signálů může poskytnout vodítko k velikosti a taxonomické identifikaci pozorovaných ryb.

Nedávné šíření širokopásmových echolotů mezi biology ryb naléhá na důkladnou analýzu výkonu takových systémů, aby se využily jejich výhody a možnost nahrazení konvenčních sonarů. Naším cílem je prozkoumat aplikační potenciál širokopásmového echolotu pro odhad skutečné velikosti ryb a identifikaci taxonomických skupin běžných evropských druhů ryb.

Pro účely šetření bude v kontrolovaných experimentech s běžnými evropskými sladkovodními rybami použit nový širokopásmový echosounder EK80 (SIMRAD, Norsko). Řízené experimenty budou prováděny ve speciální experimentální kleci, kde budou pozorovány různé velikosti několika druhů ryb. Tvar přijímajících zvukových signálů bude extrahován, zkontrolován a zpracován do klasifikačních algoritmů.

Web je zde

Monitoring the environment of man-made lakes: what can fisheries data and models tell us?

Číslo projektu: A/CZ0046/2/0029

Řešitel: David Boukal

Spoluřešitel: Jan Kubečka

Zdroj financování: EHP a Norské fondy

Doba řešení: 2009-2010

Research and development of a comprehensive database on fish population dynamics and history of exploitation in selected man-made reservoirs in the Czech Republic. Development of mathematical models to identify exploitation strategies that take into account stakeholder interests along with the ecological and evolutionary consequences of the exploitation, with the aim to identify the 'best' strategies and identify data/parameters/processes whose measurement can greatly improve the quality of the monitoring of the status of fish stocks in Czech man-made reservoirs. Communication of the main scientific findings to the key stakeholders identified during this study.

Monitoring of the fish stock of Czech reservoirs

Číslo projektu: CZ0091

Řešitel: Jan Kubečka:

Zdroj financování: EHP a Norské fondy

Doba řešení: 2008-2010

The project is aimed at improvement of ecological potential of Czech reservoirs and enhancement of fisheries management by improving the methods of assessment of qualitative and quantitative composition of the fish stock. The project includes introduction of active methods of monitoring, namely new hydroacoustic and trawling approaches. Active methods should mitigate the main weaknesses of the current monitoring based predominantly on passive methods.Managing of the use of active trawling gear for fish capture would represent the revolution both in monitoring and the management of reservoirs. The project follows the philosophy of the EC water framework directive 2000/60/EC and promises to create new fish monitoring methodology and to bring new crucial knowledge to the methods of fish capture in general.

Česko-Norský výzkumný program (CZ09)

Vliv submerzních makrofyt na trofické vazby a distribuci ryb v hlubokých jezerech (MacFish)

Číslo projektu: 7F14316

Řešitel: Jiří Peterka

Spoluřešitel: Karl Oysten Gjelland, Norwegian Institute for Nature Research

Zdroj financování: Česko-Norský výzkumný program (CZ09)

Doba řešení: 2014-2017

Predace rybami je primární strukturující silou ve vodních ekosystémech (tzv. kontrola shora). Změny v interakcích predátor-kořist mohou kaskádovým efektem ovlivnit jednotlivé úrovně potravního řetězce, což může následně vyústit v posun ekosystému z jednoho stavu do jiného. Submerzní makrofyta mají vedle zásadní úlohy primárních producentů i zásadní roli ve strukturování sladkovodních společenstev. Protože jsou ale svým výskytem vázaná zejména na malá a mělká jezera s nedostatkem či absencí hlubokovodních refugií, upínala se vědecká pozornost zejména k těmto systémům a znalost vlivů makrofyt na společenstva hlubokých vodních těles zůstala doposud nedostatečná. Cílem tohoto projektu je zásadním způsobem obohatit dosavadní znalosti o mechanismech, kterými submerzní makrofyta ovlivňují společenstva ryb v hlubokých jezerech. Problematika bude řešena srovnáním struktury a dynamiky rybích společenstev, dvou nově vzniklých jezer s podobnou velikostí a sukcesní historií, ale s odlišným výskytem submerzních makrofyt. Využívání různých typů prostředí a zjištění vzorců aktivity nejvýznamnějších druhů ryb v rámci společenstva bude provedeno primárně s využitím nejmodernějších telemetrických metod, které budou doplněny o další metody vzorkování jako je echolokace, akustické a optické kamery, elektrolov, tralování a odlov tenatními sítěmi. Důraz bude kladen na šetrnost odlovných metod a pokrytí veškerých vývojových stádií od larev až po dospělce. Individuální pozice v potravních sítích bude zjišťována na základě rozboru obsahu zažívadel a analýzy stabilních izotopů. Získaná data budou použita k vyhodnocení vnitro- a mezidruhových překryvů ve využívání prostorové a potravní niky, stejně jako vzorců aktivity nahlížených s velkým časoprostorovým rozlišením. V kombinaci s odhady potravních nároků piscivorních ryb a životními charakteristikami jako je růst a věk dosažení pohlavní zralosti u kořisti, bude dosažen ucelený a detailní vhled do mechanismů jakými submerzní makrofyta ovlivňují strukturu rybích společenstev. Projekt poskytne zásadní nové poznatky, které najdou uplatnění při obnově a řízení vodních těles, a též značně posílí spolupráci a transfer znalostí mezi českými a norskými institucemi zabývajícími se výzkumem vodních ekosystémů.

Technologická agentura ČR

Zvýšení přirozeného reprodukčního potenciálu rheofilních ryb na člověkem ovlivněných tocích

Číslo projektu: TJ02000012

Řešitel: Marek Šmejkal

Zdroj financování: Technologická agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Cílem projektu je během dvou let řádově zvýšit úspěšnost reprodukce bolena dravého na studovaném systému. Kvantifikujeme dopad špičkového režimu a predace na přežívání jiker bolena dravého. Zvýšíme přežívání jiker pomocí odvodu přebytečných průtoku v době špičky a pomocí znepřístupnění jiker proti predaci ze strany migrujících kaprovitých ryb. Na námi studovaném přítoku přehradní nádrže Švihov každoročně táhne ke tření více než 2000 bolenů a nakladou na trdliště více jak 100 kg jiker. Přesto vlivem špičkování a predace jiker prakticky neexistuje přirozený doplněk bolena na této nádrži a je nutné ho uměle vytírat a dosazovat.

Plovoucí zelené ostrovy, perspektivní alternativa pro zlepšení ekologického potenciálu a podporu rozvoje litorálních společenstev na vodních nádržích

Číslo projektu: TH02030633

Řešitel: Jan Kubečka, Josef Hejzlar

Zdroj financování: Technologická agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2020

Cílem je vyvinout technologii plovoucích ostrovů pro aplikaci na vodních nádržích (bude navržena a ověřena konstrukce, substrát, druhové složení rostlin). Účelem ostrovů bude zlepšení ekologického potenciálu nádrží vytvořením alternativy k silně redukovanému příbřežnímu litorálu, který je v přirozených jezerech druhově nejbohatší částí vodního ekosystému, avšak ve většině našich nádrží je ochuzen díky kolísání hladiny, jež ničí vodní makrofyta vysycháním a vymrzáním, popř. díky eutrofizaci. Aplikace bude mít dopad na druhovou pestrost všech vodních organismů, strukturu rybí obsádky, toky živin i kvalitu vody. Lze očekávat podporu hnízdění vodního ptactva a zvýšení estetické hodnoty území. Význam technologie se bude zvyšovat vzhledem k budoucím změnám klimatu a rozkolísanosti srážek.

Vývoj technického opatření k zamezení migrace nežádoucích druhů ryb nad ÚN Lipno za účelem podpory obnovy populace pstruha obecného a perlorodky říční

Číslo projektu: TH02030709

Řešitel: Milan Muška, Jan Kubečka

Zdroj financování: Technologická agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2020

Cílem projektu je vybrat vhodnou lokalizaci a vyvinout mobilní konstrukci migrační překážky nad ÚN Lipno, která nebude mít zásadní vliv na hydrologii toku ani splaveninový režim, ale účinně zabrání nežádoucí migraci ryb z nádrže do horní Vltavy. Funkční migrační překážka umožní rozvoj původní salmonidní obsádky v horní Vltavě a výrazně tak zlepší esenciální podmínky pro rozmnožování kriticky ohrožené perlorodky říční. Umístění překážky zároveň umožní reprodukci druhů žádoucích v nádrži. Technologie bude využitelná na řadě dalších míst, kde je vhodné odklonit migraci ryb a není možné budovat pevné stavby.

Sedimenty vodních děl - identifikace, kvantifikace, chrakterizace, sanace - nové postupy

Číslo projektu: TA04021342

Řešitel: Jakub Borovec

Zdroj financování: Technologická agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Grantová Agentura ČR

Život na okraji: Limity výskytu larev hmyzu

Číslo projektu: 20-00892L

Řešitel: Evžen Stuchlík

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2020 - 2022

Přežívání živočichů v extrémních podmínkách vždy upoutávalo zájem ekologů a fyziologů. Příkladem extrémního prostředí jsou horské toky vyznačující se různým stupněm nepříznivosti životních podmínek. Přesto jsou tyto vody osídleny početnými populacemi pakomárů (Diptera: Chironomidae), které lze nalézt i v těsné blízkosti tajících okrajů ledovců. Vycházíme z těchto hypotéz: i) různé metabolické dráhy jsou velmi nízkými teplotami ovlivněny různě, ii) metabolismus uhlovodíků může být pružnější než např. metabolismus lipidů, iii) pozorované rozdíly jsou dány vznikem poddruhů a nikoliv pouze metabolicky. Studijní lokality pro tento projekt, na kterých jsou vysokohorské toky s potřebným gradientem nepříznivých podmínek, se nacházejí v Alpách a Tatrách. Předpokládáme, že gradient podmínek, který by limitoval přítomnost larev pakomárů, musí být dostatečně extrémní a že energetické zásoby jedinců jsou vhodným proxy pro jejich fitness. Za účelem studia limitů přežití pakomárů vysokohorských toků v minulosti využijeme záznamů představovaných vrty jezerními sedimenty ze tří šumavských lokalit.

Cílem projektu je charakterizace gradientů extrémních podmínek; stanovení energetických zásob u jedinců z různých lokalit; sledování projevů vybraných genů od endokrinní po metabolickou regulaci; charakterizace genetické homogenity; paleolimnologický záznam odpovědí populací na deglaciaci v minulosti.

Paleo-záznamy událostí globálního rozsahu v sedimentarní sekvenci jezer

Číslo projektu: 20-08294S

Řešitel: Evžen Stuchlík

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2020 - 2022

Početné doklady z narůstajícího počtu lokalit ukazují, že na konci pleistocénu došlo ke kolizi s větším vesmírným objektem. Tzv. Younger Dryas Boundary vrstva (YDB) podporuje hypotézu, že fragmentovaný kosmický objekt narazil do naší planety před asi 12800 roky, tedy zrovna v době nástupu chladného klimatického výkyvu – mladšího dryasu. Tato vrstva obsahuje charakteristické impaktní částice a má specifické prvkové složení. Pro stejné období jsou doloženy i extinkce velkých savců, změny vegetačního krytu, změny lidských kultur a rozsáhlé požáry. V Evropě jsou však záznamy YDB vzácné a většinou jen z fosilních půd. Náš tým se zaměřil na jezerní sedimenty a doložil přítomnost YDB v šumavských jezerech. Naše první výsledky ukazují na kontaminaci tehdejšího životního prostředí v této oblasti prostřednictvím dálkového atmosférického transportu polutantů. V rámci předkládaného projektu budeme studovat historii tří vybraných ekosystémů představovaných jezery a jejich povodími. Zaměříme se na změny během YDB a na nalezení pozdně glaciálních a časně holocénních vrstev vulkanického popela.

Cílem projektu je: 1) Testování unikátnosti YDB proxy v rámci studovaných postglaciálních sedimentárních záznamů. 2) Identifikace vrstev vulkanického popela (tefer) v jezerních sedimentech pozdně glaciálního a spodně holocénního stáří. 3) Rekonstrukce reakce ekosystémů na environmentální znečištění odpovídající YDB.

Biotické a abiotické faktory řídící ztráty fosforu z nevyvinutých alpinských půd

Číslo projektu: 20-19284S

Řešitel: Jiří Kaňa

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2020 - 2022

Cílem projektu je určit hlavní environmentální faktory řídící vyplavování fosforu z antropogenně neovlivněných nevyvinutých půd. Budou studovány vlivy zotavování půd z acidifikace (zvyšování pH), rostoucí depozice prachu a fyzikálního zvětrávání hornin na chemické složení půd, schopnost mikroorganismů mobilizovat P z minerálních částic a schopnost půd tento P zadržovat. Největší růst koncentrací P se v současné době kromě USA objevil v alpinských jezerech ve Vysokých Tatrách, zejména v povodích s vysokým podílem suťových polí, na jejichž půdy se zaměříme. Pomocí hornin z povodí experimentálně ověříme vliv změn klimatu na jejich mechanické zvětrávání. Pomocí sorpčních experimentů ověříme vliv zvětrávání na změny chemismu půd a jejich schopnost P zadržovat. Dále se zaměříme na mikrobiální aktivitu alpinských půd, složení jejich mikrobiální komunity a úlohu jejích hlavních složek v mobilizaci P z hornin a prachu. S využitím dlouhodobých trendů chemismu a oživení tatranských jezer vyhodnotíme význam dílčích vlivů zotavování z acidifikace a změny klimatu na jejich měnící se složení.

Vyhodnotit vliv chemismu a mikrobiálního společenstva nevyvinutých půd suťových polích a alpinských luk na cyklus P. Vyhodnotit vliv změn klimatu (zvýšené fyzikální zvětrávání hornin a vyšší depozice prachu) a ústupu acidifikace na zvýšené vyplavování P z půd a změny trofie alpinských jezer.

Putování v temnotě: mohou "zárodky" z podzemního habitatu být úspěšné v hypolimniu jezer?

Číslo projektu: 20-23718Y

Řešitel: Tanja Shabarova

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2020 - 2022

Mechanismy, které určují distribuci druhů (koncept metaspolečenstev) jsou stále málo probádaným tématem mikrobiální ekologie vody. Naše znalosti o interagujících procesech tzv. třídění druhů, mass-efektů a neutrálních procesů, formujících bakteriální společenstva povrchových vod, se významně prohloubily. Dosud se však velmi málo ví o mechanismech, které utvářejí společenstva v hlubších zónách jezer, a také o roli podzemních vod v procesech formování společenstva povrchových vod. V naší studii se proto zaměříme na vysvětlení změn ve složení bakteriálních společenstev během přechodu z půdy do půdní vody a následně z povrchových a podpovrchových vod do vod jezer. Užitím sekvenování amplikonů a metagenomických analýz se pokusíme objasnit rozdíly jak ve složení, tak i funkci společenstev povrchových a podpovrchových vod a objasnit vliv okolního prostředí na jejich utváření. Předpokládáme, že společenstva formovaná v afotických podmínkách podzemí se významně liší od společenstev povrchových vod a představují jakési “zárodky”, jež povedou k selekci druhů v afotické zóně jezera.

Cílem projektu je: (i) Testovat koncept formování společenstva dosud známý jen pro povrchové vody i pro vody podzemní, (ii) Kvantifikovat, jak bakteriální společenstva povrchových a podzemních vod přispívají k formování společenstev v různých zónách jezer, (iii) Zobecnit naše poznání průzkumem krasových systému v Evropě.

Jak významný je biogenní metan pro sekundární produkci v hlubokých vodních nádržích?

Číslo projektu: 20-18005S

Řešitel: Mojmír Vašek

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2020 - 2022

Biogenní metan představuje potenciálně významný zdroj uhlíku a energie pro vodní potravní sítě. Cílem projektu je objasnit význam biogenního metanu pro sekundární produkci v ekosystémech hlubokých sladkovodních nádrží. Studována bude role biogenního metanu v potravních sítích tří stratifikovaných údolních nádrží, které se liší úživností a kyslíkovými poměry v hypolimnetické zóně. Vzorky bazálních zdrojů organické hmoty, rozpuštěného metanu, mikrobiálních společenstev, primárních konzumentů (vodní bezobratlí) a vrcholových konzumentů (ryby) budou odebírány ve všech hlavních habitatech (litorál, pelagiál, profundál) každé zkoumané nádrže. Pomocí analýzy stabilních izotopů bude kvantifikován potenciální význam biogenního metanu jakožto zdroje uhlíku a energie pro primární a vrcholové konzumenty. Očekáváme, že biogenní metan může být důležitým alternativním zdrojem energie, který částečně podporuje produkci biomasy bezobratlých a možná i některých druhů ryb v hlubokých vodních nádržích.

Cílem projektu je určit význam biogenního metanu pro sekundární biologickou produkci v hlubokých vodních nádržích. Zjistit, jak úživnost nádrže a dostupnost kyslíku v hypolimniu ovlivňují roli biogenního metanu jakožto alternativního zdroje uhlíku a energie v potravních sítích.

Alternativní cesty přenosu energie – zaostřeno na planktonní potravní sítě mělkých jezer

Číslo projektu: 19-16554S

Řešitel: Dagmara Sirová

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Planktonní sítě jsou klíčové pro pochopení toků energie a látek mezi organismy povrchových vod. Teoretické poznání potravních sítí se sice překotně rozvíjí, ale mají malé rozlišení a vycházejí hlavně ze studií poměrně jednoduchých systémů stratifikovaných jezer. Mělké polymiktické ekosystémy, např. hypertrofní rybníky, zřejmě umožňují rozvoj komplexnějších společenstev s obrovskou diverzitou. Naše předběžné výsledky z hypertrofních rybníků opravňují k hypotéze, že v nich jsou – na rozdíl od dosud uznávaných konceptů planktonní ekologie – významnými články přenosu energie do vyšších trofických úrovní také metanoxidující bakterie, zoospory vodních hub a pikosinice. Zatímco přenos energie „klasickými potravními sítěmi“ od primárních producentů k vyšším trofickým úrovním je v nich omezen, mikrobiální potravní síť tvoří hlavní složku, byť nejspíš míň efektivní v důsledku přítomnosti více trofických úrovní, tedy i energetických ztrát. Poznání těchto komplexních interakcí s dostatečně detailním rozlišením umožní plánovaná mezioborová kombinace moderních molekulárních metod.

Cílem projektu je rozklíčovat komplexní interakce v málo probádaných planktonních potravních sítích hospodářsky významných vodních ekosystémů na nebývale podrobné úrovni rozlišení s využitím kombinace molekulárních, epifluorescenčních a chemických přístupů.

Objasnění ekologie pikoplanktonních sinic pomocí genomové taxonomie

Číslo projektu: 19-23261S

Řešitel: Jitka Jezberová

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Ačkoli pikosinice patří mezi jedny z nejdůležitějších hráčů v Globálním Cyklu Uhlíku (zajišťují primární produkci světových oceánů), pochopení jejich ekologie ve sladkovodních ekosystémech je velká neznámá. Domníváme se, že jednou z hlavních překážek bránících objasnění jejich vlivu a důležitosti ve stojatých vodách je to, že postrádáme prostředky potřebné k definování ekologicky relevantních taxonomických jednotek (např. druh a poddruh). Proto jsme se rozhodli překonat tzv. taxonomický bottle neck založený na mikroskopickém popisu rodů a druhů, s tendencí popisovat druhy na základě 16S rRNA genu, a vytvořit robustní kostru založenou na genomických datech. Chystáme se stavět na naší existující sbírce pikosinic, skýtající více než 120 kmenů, a použít nejmodernější metody sekvenování, abychom získali přibližně 100 genomů vysoké kvality. Široké rozpětí genomických dat vázaných na konkrétní kmeny nám také umožní sledovat jednotlivé populace v přírodě (pomocí CARD-FISH prób nebo qPCR) a rozuzlit jejich roli v potravním řetězci.

Cílem je vyvinout robustní genomický klasifikační systém pro sladkovodní pikosinice. Konfrontace evoluce a složení genomů s populační dynamikou a rolí jednotlivých taxonů v potravním řetězci povede k vytvoření ekologicky smysluplných skupin.

Kvantifikace toků vody a fosforu v narušených a nepoškozených horských lesních povodích pomocí hydrologických, izotopových a hydrochemických metod

Číslo projektu: 19-22276Y

Řešitel: Yuliya Vystavna

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Důsledkem změn hydrologie povodí mohou být ztráty živin z povodí s následným snížením úrodnosti půdy ale zvýšení primární produkce a eutrofizace vod. Pomocí hydrologického modelování, analýzy stabilních izotopů vody (O-18, H-2) a hydrochemických měření budeme sledovat a kvantifikovat toky fosforu ve dvojici lesních povodí - se zdravým porostem a s porostem v počátečním stádiu obnovy po odlesnění. Tato párová studie je zaměřena na (i) stanovení doplňování pozemních vod a vodní bilanci, včetně role tání sněhu a dešťového odtoku; interakce podzemních a povrchových vod; zjištění velikosti odparu a transpirace rostlin; odhad doby zdržení vody v povodí a (ii) kvantifikaci vyluhování fosforu různými složkami odtoku za kontrastních hydrologických podmínek. Výsledky těchto analýz budou demonstrovány na modelových scénářích zahrnujících toky vody a fosforu. Tento multidisciplinární projekt zaplní mezeru v poznatcích o komplexní aplikaci izotopové hydrologie, hydrologie a hydrochemie.

Cílem projektu je vyvinout a aplikovat multidisciplinární párovou studii pro kvantifikaci odnosu fosforu za kontrastovaných hydrologických podmínek a modelových scénářů pro předpovědi vlivů hydrologie na dynamiku živin v povodích.

Život na pomezí: Biogeochemické faktory řídící změny mikrobiálních společenstev na rozhraní tekoucích a stojatých vod v pramenných oblastech

Číslo projektu: 19-00113S

Řešitel: Petr Porcal

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Planktonní mikrobiální společenstva pomezí tekoucích a povrchových vod v pramenných oblastech se výrazně liší. Změna bakteriálních společenstev při přechodu z tekoucích do stojatých vod byla dosud málo známá a role původně potočních mikroorganismů na formování mikrobiálního společenstva stojatých vod je nejasná. Popis primárních mechanismů odpovědných za formování mikrobiálních společenstev stojatých vod je obtížný z důvodu dlouhé doby zdržení a velké různorodosti druhů. Malé stojaté vody pramenných oblastí s kratší dobou zdržení představují vhodné modelové systémy pro studium díky vyšší plasticitě měnících se tekoucích a stojatých společenstev v závislosti na hydrologických podmínkách a environmentálních (terestrických a vodních) chemických parametrech. V tomto projektu bychom rádi s využitím vhodného modelového systému studovali obecné mechanismy řídící přeměny a znovu utváření mikrobiálních společenstev, zvláště za měnících se hydrologických podmínek a fotochemickým změnám rozpuštěných přírodních organických látek.

Tento projekt bude sledovat mechanismy odpovědné za formování mikrobiálních společenstev ve stojatých vodách studiem: I) odpovídajících chemických a bakteriálních metabolických interakcí; II) klíčových environmentálních parametrů řídících změny společenstev; III) role inokulujících mikroorganismů.

Strategie AV21

Záchrana a obnova krajiny – Aktivita: Revitalizace industriální krajiny dává vyniknout unikátním ekosystémům

Řešitel: RNDr. Jiří Peterka, Ph.D., Prof. Ing. Mgr. Jan Frouz, CSc., Ing. Eva Baldassarre Švecová, Ph.D.

Zdroj financování: Akademie věd ČR

Doba řešení: 2020-2022

Obnova ekosystémů po těžbě uhlí je jedním ze základních předpokladů obnovy ekosystémových funkcí a následné socioekonomické rekonstrukce těchto regionů.

V terestrických ekosystémech je cílem projektu popsat vztah mezi vlastnostmi vegetace porůstající výsypkové plochy a následným vývojem vegetace na nich, a hledání postupů jak vývoj půd na výsypkách urychlit. Zvláštní pozornost bude věnována akumulaci půdní organické hmoty a obnově biogeochemických cyklů.

Ve vodních ekosystémech je predace rybami primární strukturující silou (tzv. kontrola shora). Změny v interakcích predátor-kořist mohou kaskádovým efektem ovlivnit jednotlivé úrovně potravního řetězce, což může následně vyústit v posun ekosystému z jednoho stavu do jiného. Vzhledem ke skutečnosti, že využití vznikajících jezer se předpokládá víceúčelové s důrazem na sportovně-rekreační aktivity, je třeba nastavit takové podmínky fungování a managementu, které zajistí dlouhodobé udržení vysoké kvality vody. Typologicky korektní, ekologicky a ochranářsky hodnotné a rybářsky atraktivní obsádky okouno-štikového či sího-dravcového typu jsou jednak zárukou udržení vysoké kvality vody v oligo- až mesotrofních systémech, ale mají i potenciál pro socio-ekonomický růst daných regionů. Formování takovýchto obsádek ve třech aktuálně hydricky revitalizovaných důlních jamách – jezerech Milada, Most a Medard, zatím probíhá úspěšně, nicméně chybí detailní vhled do mechanismů, jakými submerzní makrofyta, řasové nárosty a planktonní společenstva ovlivňují strukturu rybích společenstev a vice versa, a jaký je praktický dopad těchto procesů na výsledné fyzikálně-chemické vlastnosti prostředí hlubokých jezer.

Ekogenomika sladkovodních metylotrofů s evolučně zjednodušeným genomem

Číslo projektu: 19-23469S

Řešitel: Michaela Salcher

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Nejpočetnější planktonní mikroorganismy mají redukovaný genom a teorie „streamlining” (evolučního zjednodušení genomu) předpokládá, že ztráta genů je způsobena selekcí řízenou faktory prostředí. Až dosud způsoby zjednodušení nebyly objasněny, protože získání axenických kultur těchto mikrobů je obtížné. Vyvinuli jsme metodu zaměřenou na izolaci početných sladkovodních metylotrofů s malým efektivním genomem: ‘Ca. Methylopumilus planktonicus’ (Betaproteobacteria, 1,3 Mbp velikost genomu), které jsou ideálním modelem pro studium mechanismů mikrodioverzifikace a evolučního zjednodušení genomu. Nejbližší příbuzní kmenů ‘Ca. M. planktonicus’ obývají jezerní sedimenty a pelagiál oceanů. Navrhujeme pracovní hypotézu projektu, že původ této čeledě může být vysledován zpět k bakteriím žijícím v sedimentech se střední velikostí genomu. S využitím sekvenování genomů 150 izolovaných kmenů a hloubkové sekvenace metagenomů provedeme srovnávací populační genomiku s cílem popsat zásadní ekologické příčiny široce rozšířeného, ale stále neobjasněného jevu zjednodušení genomu u vodních bakterií.

S využitím metagenomiky, cílené izolace a sekvenace genomů sladkovodních oligotrofních bakterií ‘Ca. Methylopumilus planktonicus’ (Betaproteobacteria) navrhujeme studium fenoménu genome-streamlining u planktonních mikrobů a charakteristických jevů provázející mikrodiverzifikaci příbuzných taxonů.

Vliv perifytonu na produktivitu a cyklus fosforu v oligotrofních jezerech vzniklých po rekultivaci těžby uhlí

Číslo projektu: 19-05791S

Řešitel: Klára Řeháková

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Perifytoní společenstvo je významnou biologickou složkou vodních ekosystémů. V nich má mnoho významných funkcí jako jsou koloběh živin nebo jeho samočistící schopnosti v ekosystému, kde se vyskytuje. Výzkumu perifytonu je věnována menší pozornost než planktonu, přestože v mnoha ekosystémech tvoří perifyton větší biomasu. Jedním z málo studovaných ekosystémů jsou oligotrofní jezera, speciálně antropogenního původu. V České republice máme unikátní sérii tří antropogenních oligotrofních jezer různého vývojového stáří, která vznikla při rekultivacích po těžbě uhlí. Přestože jedno z nich, Medard, je největším jezerem České republiky, chybí údaje o primární produkci jak fytoplanktonu, tak perifytonu i o diversitě a funkci perifytonu v těchto jezerech. Předkládaný projekt bude studovat míru primární produkce během sezóny, ale i podél sukcesní řady jezer, druhové složení a dynamiku vývoje perifytoního společenstva, jeho funkce v koloběhu živin, s větším zaměřením na dynamiku fosforu, který je limitující živinou studovaných jezer.

Cílem projektu je prozkoumat diversitu a dynamiku perifytonu oligotrofních antropogenních jezer. Stanovit a porovnat primární produkci během sezóny v studovaných jezerech a podél sukcesního gradientu jezer. Stanovit potenciální příjem fosforu perifytonem za různých environmentálních podmínek.

Mezioborová studie cyklu prvků v horských jezerech a jejich lesních povodích zmlazujících se po odumření stromového patra

Číslo projektu: 19-16605S

Řešitel: Jiří Kopáček

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Kůrovcový žír zabil značné množství dospělých smrků v neobhospodařovaných, acidifikovaných povodích šumavských jezer, s největším rozsahem poškození (>90% během 2004–2008) v povodí Plešného jezera. Odumření stromů významně ovlivnilo cykly prvků v půdách i vodách a jejich chemismus i oživení. V současnosti se lesní ekosystém rychle regeneruje. Náš více než dvacetiletý environmentální výzkum šumavských povodí (les, půda, voda, klima) nabízí světově unikátní možnost komplexní ekosystémové studie vlivů přirozeného rozpadu a regenerace stromového patra na jednotlivé složky horských ekosystémů. Navrhujeme integrované studie (laboratorní pokusy i terénní látkové bilance prvků) zaměřené na cykly C a N v půdách a jejich vliv na vyplavování dalších prvků (P, S, Ca, Mg, K, a Al) a na to, jak tyto změny ovlivňují regeneraci lesa a půdních mikroorganismů a chemické a biologické zotavování vod z acidifikace. Modelování nám umožní využít tyto výsledky i pro další podobně postižená horská území i pro odhad dopadů různých typů hospodaření na bilanci živin v lesích.

Studium změn zásob a toků ekologicky významných prvků (N, P, C, S, Ca, Mg, K a Al) v systému les-půda-voda zotavujícím se po přirozeném rozpadu smrkových porostů. Posoudit vztah mezi zásobami živin v půdách a mrtvé biomase a zmlazením a vliv růstu lesa na chemické složení a oživení půd a vod.

Lov na zabijáka orlů - výzkum cyanotoxinu způsobujícího ptačí vakuolární myelinopatii

Číslo projektu: 19-21649J

Řešitel: Jan Mareš

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2019 - 2021

Ptačí vakuolární myelinopatie (PVM) je smrtelné nervové onemocnění ptáků se zvyšující se frekvencí výskytu, které ohrožuje ptačí populace včetně symbolického orla bělohlavého. Veškeré důkazy svědčí o tom, že je PVM způsobena novým toxinem produkovaným epifytickými sinicemi, které vstupují do potravního řetězce s vodními rostlinami, což následně vede ke vzniku mozkových lézí u postižených ptáků. Povedlo se nám vyizolovat toxigenní sinici do kultury, purifikovat látku, která patrně zodpovídá za PVM, a určit její strukturu. V navrhovaném projektu potvrdíme identitu PVM toxinu, objasníme jeho biosyntézu, identifikujeme další společně produkované cytotoxiny, prozkoumáme environmentální a antropogenní faktory řídící produkci PVM toxinu, a navrhneme protokoly pro molekulární detekci jeho producenta. Lokalizace toxinu bude studována na modelu dania pruhovaného. Projekt přispěje k pochopení etiologie PVM, k charakterizaci nového cyanotoxinu, který představuje možné ohrožení sladkovodních ekosystémů či dokonce lidského zdraví, a k vývoji metod pro jeho rutinní monitoring.

Cílem projektu je potvrdit cyanotoxin způsobující ptačí vakuolární myelinopatii, objasnit jeho biosyntézu a identifikovat další společně produkované cytotoxiny. Nalézt faktory řídící produkci toxinu a vytořit protokoly pro molekulární detekci jeho producenta. Studovat lokalizaci toxinu na modelu dania pruhovaného.

Endofytické bakterie a houby: interakce v kontextu vývoje ekosystému

Číslo projektu: 17-10493S

Řešitel: Dagmara Sirová

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2019

Podle nejnovějších vědeckých poznatků mají mikroorganismy kolonizující vnitřní prostory nadzemních částí rostlin zásadní vliv na existenci a fungování svých hostitelů – od zdraví až po evoluční diverzifikaci. Jejich specifická úloha v rostlinné ekologii přesto stále zůstává neprozkoumána. V projektu budeme oveřovat hypotézu, že endofytické mikroorganismy (interagující bakterie a houby) zvyšují funkční plasticitu rostlin a zlepšují jejich schopnost přizpůsobit se měnícím se podmínkám během vývoje ekosystému. Budeme sledovat složení a funkci endofytických společenstev kolonizujících taxonomicky různorodou skupinu modelových rostlin podél přirozeného sukcesního gradientu. Jako experimentální systém poslouží dlouhodobě sledované lokality v nerekultivovaných částech západočeských hnědouhelných výsypek. Jsme přesvědčeni, že získáním poznatků o komplexních interakcích mezi různými endofytickými mikrorganismy a rostlinami, jež spolu vytvářejí unikátní biologické entity, zlepšíme naše chápaní důležitých aspektů ekologie, nejen našich modelových druhů, ale i na obecné úrovni.

Cílem projektu je prozkoumat diverzitu a dynamiku uvnitř mikrobiálních společenstev obývajících vnitřní prostory nadzemních částí rostlin, jejich úlohu v adaptaci rostlin na změny v ekosystému a jejich podíl na zvyšování funkční plasticity rostlinných hostitelů s důrazem na příjem dusíku.

Vliv změn environmentální chemie na jezerní ekosystémy na počátku mladšího dryasu

Číslo projektu: 17-05935S

Řešitel: Günther Kletetschka, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova, Praha

Spoluřešitel: Evžen Stuchlík

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2019

Mladší dryas je dobře zdokumentované chladné období. Epizoda začala před 12900 lety a trvala 1200 let. Příčiny náhlého vzniku této epizody jsou předmětem diskuse. Nová data získaná v sedimentech jezer z tohoto období směřují k existenci vyjímečné náhlé epizody. Nalezeny byly mikročástice obsahující iridium, mikrosferule a také nanodiamanty v tmavé vrstvě bohaté na uhlík umístěné na počátku mladšího dryasu. Náhlá epizoda spustila řetězec katastrofických událostí včetně potop a požárů a tyto události přispěly ke vzniku množství prachu a toxických sloučenin v atmosféře. Tento prach se stal globálním paleo-atmosferickým znečištěním, které svou toxicitou ovlivnilo paleo-ekologii jezer v kontinentálním rozsahu (zasahující Ameriku a Euroasii).

Cílem projektu je charakterizovat proxy z počátku mladšího dryasu v sedimentech čtyř středoevropských jezer, identifikovat proxidata charakterizující tefru z Lášské sopky v sedimentech čtyř středoevropských jezer, iIdentifikovat dopad catastrofické episody na ekosystémy středoevropských jezer na počátku mladšího dryasu.

Rybníky jako modely pro studium diversity a dynamiky planktonu hypetrofních mělkých jezer

Číslo projektu: 17-09310S

Řešitel: Jaroslav Vrba, Přírodovědecká fakulta, Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích

Spoluřešitel: Jiří Nedoma

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2019

Cílem projektu je prozkoumat diverzitu a dynamiku planktonu, hlavní zástupce a jejich funkční vlastnosti, a stanovit primární produkci, respiraci, mobilizaci živin a účinnost produkce v hypertrofních rybnících, což umožní testovat a zpřesnit s tím spojené obecné ekologické hypotézy.

Rybníky jsou přírodě blízké, člověkem řízené, mělké ekosystémy využívané k produkci ryb. Rozdílné hospodaření navozuje různé ekologické situace, což z rybníků činí unikátní modelové ekosystémy. Přísun živin a vysoké rybí obsádky způsobily, že mnoho rybníků dosahuje hypertrofie, avšak znalosti o interakcích v planktonu za těchto podmínek jsou nedostatečné. Chybí údaje o úrovni primární produkce, intenzitě respirace i diverzitě a funkci heterotrofních mikrobiálních potravních sítí v živinami přetížených vodách, stejně jako o vlivu ryb na strukturu těchto sítí. Budeme testovat hypotézy, že v hypertrofních podmínkách se prohlubuje heterotrofní charakter ekosystému, roste podíl heterotrofní mikrobiální biomasy a mobilizace živin, snižuje se čistá produkce a klesá efektivita využívání živin rybami. Intenzivní fotosyntéza a respirační procesy v podmínkách vysoké mikrobiální (auto- i heterotrofní) biomasy zvyšují nestabilitu systému a způsobují nízkou účinnost produkce, což vede k vyšší diverzitě (zejména mikrobiální) planktonu díky nárůstu počtu nových nik.

Dynamika fosforu v neobhospodařovaných terestrických ekosystémech: Vztahy s cykly dusíku a uhlíku.

Číslo projektu: 17-15229S

Řešitel: Jiří Kopáček

Spoluřešitel: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Př.F.

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2019

Středoevropské neobhospodařované horské ekosystémy Šumavy a Vysokých Tater se v současnosti zotavují z atmosférické acidifikace nejrychleji na světě. Související změny biogeochemických procesů a cyklů živin (P, N a C) v půdách jsou ale ovlivněny rychle se měnícím klimatem a stavem vegetace. Výsledkem jejich společného působení jsou nežádoucí ztráty živin z půd a jejich odnos do vodních ekosystémů. Rozsah a rychlost ztrát živin a znečišťování vod se liší mezi jednotlivými povodími vlivem složení půd a podloží a v závislosti na zdravotním stavu vegetace. Na základě dlouhodobého výzkumu těchto povodí navrhujeme integrované laboratorní a in situ experimenty cílené na studium vlivu měnících se chemických, klimatických a vegetačních podmínek na (1) mikrobiální společenstva půd v lokalitách s odlišnými zdroji a dostupností P, (2) cyklus P v půdách a jeho propojení s cykly C a N, zejména vliv dostupnosti P na saturaci povodí dusíkem a roli organického C na vyplavování P, (3) rychlost zvětrávání a uvolňování P z podloží a minerálních půd, a (4) znečišťování vod touto klíčovou živinou.

Objasnění životních strategií sladkovodních virů pomoci metagenomiky

Číslo projektu: 17-04828S

Řešitel: Rohit Ghai

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2017 - 2019

Viry jsou nejhojnější biologické entity na planetě, nejméně o jeden řád početnější než jejich mikrobiální hostitelé ve vodním prostředí. Přes jejich hojnost zůstává studium virů pomocí kultivace s izolovanými mikroorganismy výzvou, a to vzhledem ke složitosti získávání axenických kultur významných mikrobiálních skupin. Tato situace je ještě zajímavější ve sladkých vodách, kde je dostupnost těchto axenických kultur stále poměrně omezená. Navrhujeme dlouhodobý metagenomický přístup založený na dvou dobře prozkoumaných sladkovodních nádržích. Cílem je umožnit prvotní pohled na významné bakteriofágy s dvouřetězcovou DNA ve sladkých vodách. Chceme propojit tyto fágy, které zatím nemáme v kultivacích, s jejich hostitelem, a to jak pomocí stávajících přístupů založených na sekvencích, tak pomocí nových metod, které sami vyvineme. Především se zaměříme na životní strategie volně žijících virů a jejich vývoj při soužití s hostitelskými mikroby. Kromě toho očekáváme nové poznatky o faktorech, které ovlivňují sezónní dynamiku a globální biogeografii fágů a hostitelských populací.

Bioaktivní sinicové lipopeptidy: analýza genomových dat, detekce a vztah struktury a biologické aktivity

Číslo projektu: 16-09381S

Řešitel: RNDr. Pavel Hrouzek Ph.D., Institute of Microbiology, CAS

Spoluřešitel: RNDr. Jan Mareš Ph.D., Biology Centre CAS, Institute of Hydrobiology

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2016 - 2018

Projekt je zaměřen na detekci bioaktivních lipopeptidů a genů pro syntézu lipopeptidů v sinicích. Sinice potenciálně produkující lipopeptidy budou identifikovány na základě průzkumu genomových databází. Následně budou navrženy a testovány metody pro molekulární (PCR) a chemickou detekci lipopeptidů v laboratorních kmenech a environmentálních vzorcích sinic. Bioaktivita lipopeptidů bude zjišťována pomocí in vitro testů na lidských rakovinných buněčných liniích a fytopatogenních houbách. Lipopeptidy vykazující silnou bioaktivitu budou purifikovány a bude objasněna jejich chemická struktura. Bude zhodnocen vztah chemické struktury k bioaktivním účinkům a možné využití pro farmaceutické a biotechnologické účely. U kmenů produkujících nejzajímavější látky, avšak dosud postrádajících genomová data, bude provedeno celogenomové sekvenování. To nám umožní identifikovat nové genové klastry pro syntézu lipopeptidů a predikovat průběh jejich biosyntézy. Dále bude zkoumána fylogenetická a environmentální distribuce sinic produkujících lipopeptidy a evoluce genů pro syntézu lipopeptidů.

Charakteristiky životních strategií vybraných skupin Betaproteobacteria ve vztahu k jejich roli v přenosu uhlíku do vyšších trofických hladin

Číslo projektu: 13-00243S

Řešitel: Karel Šimek

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2013 - 2017

Navrhujeme výzkum životních strategií bakterií a charakteristik genomu reprezentativních kmenů ze dvou klíčových skupin Betaproteobacteria, rodu Limnohabitans a rodu Polynucleobacter, jejichž ekofyziologické vlastnosti a pro ně typická vodní prostředí jsou velmi odlišná. Předpokládáme, že různé druhy těchto skupin bakterií, které jsou početné v přírodních vodách, se liší jak růstových potenciálem, tak i rychlostí, s jakou jsou pohlcovány bičíkovci. Právě interakce bakterie – fagotrofní bičíkovci také významně ovlivňuje jejich roli v toku uhlíku do vyšších trofických úrovní. Úspěšně jsme izolovali velkou sbírku kmenů z obou cílových skupin bakterií, která umožní studium jejich diverzity, ekologických a genomických charakteristik. Navrhujeme soubor specifických in situ pokusů, které usnadní testovat fyziologické charakteristiky a přenos uhlíku z testových skupin (ale i z jednotlivých kmenů) bakterií do bičíkovců v pěti různých nádržích a jezerech. Tato data přinesou nové náhledy do životních strategií planktonních bakterií a umožní i určitou revizi jejich současných konceptů.

Odrážejí dlouhodobá data o zooplanktonu Slapské nádrže civilizační nebo klimatické změny v minulých 50 letech?

Číslo projektu: 15-04034S

Řešitel: Jaroslav Vrba, Přírodovědecká fakulta, Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích

Spoluřešitel: Josef Hejzlar

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Dlouhodobý vliv redukce ryb na perloočky rodu Daphnia ve velké nádrži

Číslo projektu: 15-24309S

Řešitel: Jaromír Seďa

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Socio-ekonomické změny v Evriopě 90-tých letech přinesly mimo jiné i změny v látkovém koloběhu nutrientů obhospodařované krajiny. Cílem projektu je vysvětlit strukturální změny v přehradním potravním řetězci živiny- fytoplankton-zooplankton v podmínkách dlouhodobého poklesu zátěže fosforem a současně rostoucí zátěže rozpuštěným organickým uhlíkem z povodí.

Vliv slunečního záření na klíčové skupiny sladkovodních Betaproteobacteria

Číslo projektu: 15-09721S

Řešitel: Petr Porcal

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Klíčovými hráči biogeochemických procesů, zodpovědnými zejména za transformaci rozpuštěných organických látek (DOM) ve vodách, jsou planktonní baktérie. Jednou z klíčových komponent sladkovodního bakterioplanktonu je skupina Betaproteobacteria obsahující dva klíčové taxony – rod Limnohabitans a druh Polynucleobacter. Oba taxony byly popsány jako vysoce početná součást bakterioplanktonu, rychle reagující na měnící se podmínky prostředí. V současnosti je všeobecně známo, že fotoprodukty, vzniklé při ozáření DOM světlem, ovlivňují růst bakterií. Tento projekt je zaměřen na rozšíření našich rychle se rozrůstajících znalostí dvou cílových bakteriálních skupin. Toho dosáhneme kombinací ozařovacích a inkubačních experimentů využívajících světově unikátní sbírky bakteriálních taxonů a našich odborných znalostí charakterizace DOM.

Odezvy fytoplanktonu na změny životního prostředí

Číslo projektu: 15-13750S

Řešitel: Petr Znachor

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Sladkovodní jezera a nádrže jsou citlivými indikátory klimatických změn. Studium dlouhodobých časových řad ukazuje, že globální změna klimatu ovlivňuje fyziologii organismů, početnost populací a strukturu společenstev a potravních sítí. Ve vodních ekosystémech představuje fytoplankton základní článek potravního řetězce a jeho dynamika závisí na sezónních změnách teploty, míchání vodního sloupce, dostupnosti živin a žíru zooplanktonem. Všechny tyto procesy jsou změnou klimatu ovlivněny. V navrhovaném projektu chceme s použitím 30leté časové řady dat z nádrže Římov objasnit mechanismy zodpovědné za meziroční variabilitu fytoplanktonu. Budeme se zabývat zejména změnami načasování jednotlivých fází sezónního cyklu (fenologie) fytoplanktonu, který bude hodnocen na základě funkčních skupin.

Faktory ovlivňující fototrofní aktivitu společenstva sladkovodních Betaproteobakterií

Číslo projektu: 15-12197S

Řešitel: Vojtěch Kasalický

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Projekt se věnuje výzkumu faktorů ovlivňujících fotosyntetickou aktivitu a autotrofní asimilaci oxidu uhličitého u jedné z klíčových skupin planktonních sladkovodních Betaproteobacteria, rodu Limnohabitans, v jejich typickém prostředí. Předpokládáme, že se tvorba světlosběrného fotosystému a syntéza enzymu RuBisCO liší mezi nádržemi a jezery v závislosti na jejich trofii. Vzhledem k tomu, že rod Limnohabitans zahrnuje genotypy s různým typem metabolismu, předpokládáme, že se podíl fotosyntetizujících zástupců a genotypů fixujících CO₂ bude lišit ve vertikální profilu v závislosti na světelných podmínkách a na koncentraci kyslíku v prostředí. Navrhujeme soubor manipulativních pokusů, které usnadní testovat, do jaké míry schopnost fotosyntézy a fixace CO₂ přispívá ke kompetitivnímu úspěchu fotosyntetických zástupců během přírozených událostí. Tato data přinesou nové náhledy do životních strategií planktonních bakterií a umožní i určitou revizi jejich současných konceptů.

Změny izotopového signálu ryb: spojitost mezi využíváním krajiny a potravními sítěmi nádrží

Číslo projektu: 15-01625S

Řešitel: Mojmír Vašek

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2015 - 2017

Ekologické funkce přírodních i umělých sladkovodních systémů jsou narušovány řadou antropogenních vlivů. Předložený projekt se zabývá hodnocením dopadů lidské činnosti v krajině na strukturu a fungování potravních sítí v ekosystémech přehradních nádrží. Studovány budou změny ve struktuře rybích společenstev a změny v izotopovém signálu rybích tkání
ve vybraných nádržích, jejichž povodí jsou různou měrou dotčena lidskou činností. Unikátní časové řady archivovaných vzorků rybích šupin budou podrobeny analýze obsahu stabilních izotopů uhlíku a dusíku. Očekáváme, že izotopový signál v rybích šupinách bude odrážet historické změny hospodářského využívání krajiny a intenzitu zatížení povrchových vod živinami. Vyhodnocen bude vliv antropogenní eutrofizace na změnu toků energie uvnitř potravních sítí vodních nádrží. Výsledky projektu osvětlí posuny ve struktuře a funkci vodních ekosystémů vyvolané lidskou činností a mohou být využity při tvorbě plánů ochrany krajiny, vodních zdrojů a povodí.

Toxický potenciál, evoluce syntézy toxinů a faktory řídící produkci anatoxinu-a bentických a půdních nostokálních sinic

Číslo projektu: 14-18067S

Řešitel: Eliška Zapomělová

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2014 - 2016

Rozlišení vlivů změn v chemismu prostředí a klimatu na biogeochemické procesy a biodiversitu přírodních půd a vod alpinského pásma.

Číslo projektu: 14-09231S

Řešitel: Jiří Kopáček

Spoluřešitel: Přírodovědecká fakulta, Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2014 - 2016

Ve Vysokých Tatrách v současnosti probíhá svým rozsahem světově ojedinělé zotavování vodních a terestrických ekosystémů alpinské zóny z acidifikace díky unikátnímu poklesu depozice S (>60%) i N (40%) od roku 1989. Související změny biogeochemických procesů a biodiversity jsou však propleteny se souběžným vlivem výrazně rostoucí teploty. Rozlišení významnosti těchto vlivů je nezbytné pro předvídání dalšího vývoje přírodních ekosystémů vlivem očekávaných trendů znečišťování atmosféry a klimatu. Na základě dlouhodobého výzkumu této lokality navrhujeme integrovaný, multidisciplinární výzkum vlivu chemických a klimatických změn v přírodních alpinských ekosystémech, zahrnující jejich dopad na (i) rychlost zvětrávání, půdní chemismus, a odnosy živin (P, N a C), bazických kationtů a toxických forem Al do vod, (ii) procesy zodpovědné za imobilizaci P v jezerní vodě a sedimentech, (iii) biologické zotavování (fytoplankton, zooplankton a bentos) v jezerech a (vi) biodiversitu půd (mikrobiální složení a bezobratlí) podél gradientů půdního pH a nadmořské výšky (vegetačních zón a teploty).

Funkční diverzita půdních mikroorganismu rašelinné smrčiny a její vliv na DOM v půdě

Číslo projektu: 13-17398S

Řešitel: Tomáš Picek, Přírodovědecká fakulta, Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích

Spoluřešitel: Jakub Borovec

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2013 - 2016

Vliv přirozeného rozpadu horských smrkových porostů na mikroklima

Číslo projektu: P504/12/1218

Řešitel: Jiří Kopáček

Spoluřešitel: Přírodovědecká fakulta, Jihočeská Univerzita v Českých Budějovicích

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2012 - 2016

Polomy a klimatické faktory přispěly k rozvoji kůrovce (Ips typographus) a velkoplošnému odumírání smrkových (Picea abies) porostů v bezzásahových oblastech Šumavy. V letech 2004–2007 zahubil kůrovec >90% smrků v povodí Plešného jezera. Polomy poškodily porosty i v povodí Čertova jezera a Laky. Všechna tato území jsou dlouhodobě intenzivně studována. Tento ekologický výzkum probíhá nepřetržitě od let 1984–2002 a postupně zahrnoval vodu, klima, půdu a les. Dostupné datové řady před nástupem kalamit, náš současný výzkum i nové studie navržené projektem nabízí celosvětově unikátní možnost komplexního ekologického výzkumu a zhodnocení dopadů přirozeného rozpadu lesa na jednotlivé složky horských ekosystémů. Navrhujeme 3 okruhy studií, zahrnující: (1) změny látkových toků a zásob prvků v celém ekosystému (porost, podrost, půda, voda), (2) zhodnocení dopadů kalamit na mikroklima, hydrologii, chemismus a biodiversitu půd a vod a (3) modelování těchto dopadů prostorově (pro další horské oblasti a typy lesního hospodaření) i časově (pro očekávané změny klimatu a znečištění atmosféry).

Hydroakustické rozlišení ryb od bublin a kvantifikace emisí methanových bublin z přehrad mírného pásma

Číslo projektu: P504/12/1186

Řešitel: Jaroslava Frouzová

Spoluřešitel: Petr Stanovský, Institute of Chemical Process Fundamentals of the ASCR, v. v. i.

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2012-2015

Akustické parametry stoupajicích methanových bublin budou měřeny pomoví sonarů operujích na různých frekvencích pro uměle vztvořené bubliny. Bude vytvořen speciální algoritmus využívající multifrekvenční záznam pro rozlišení ozvěn bublin od ryb se stejnou akustickou velikosti. Tato metoda bude použita pro zpřesnění odhadů množství ryb a biomasy. Dále bude modifikovám model popisující stoupání a rozpouštění bublin pro případ sladkovodních reservoárů. Vztah mezi objemem bublin a akustickou ozvěnou z experimentů s uměle vytvořenými bublinami bude použit pro získání přesnějších dat o objemu methanových bublin emitovaných ze zkoumaných reservoárů v temperátní zóně. Prostorovo-časové změny v jejich tvorbě budou studovány také. V konečném výsledku by projekt měl osvětlit vztahy mezi kvantitou a kvalitou emitovaných methahových bublin a podmínkách prostředí.

Odejdi! naznačila: sexuální segregace sladkovodních ryb

Číslo projektu: P505/12/P647

Řešitel: Marie Prchalová

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2012-2014

Segregace pohlaví je běžný jev vyskytující se napříč živočišnou říší. U sladkovodních ryb je tento jev zatím jen málo prozkoumán. Paví očko je jediným vodním organismem, u kterého byly hypotézy o pohlavní segregaci ověřovány. V rámci předkládaného projektu budeme zkoumat segregaci pohlaví u pěti nejběžnějších druhů ryb stojatých vod Evropy. Pomocí vzorkování tenaty a výpočtu segregačního koeficientu zjistíme, zda jsou ryby segregované a jak (segregace v habitatech vs. po lokalitách). Budou testovány tři možné důvody pro segregaci, a to predační tlak, teplota vody a dostupnost potravy. Dále se zaměříme na pohlavní dimorfismus cílových druhů ryb. Parametry jako přežívání, růst, kondice, délko-váhový vztah a morfologie žaberního aparátu budou porovnávány mezi pohlavími. Samice cílových druhů mohou být aktivnější a mohou mít vyšší kondici než samci, což ovlivní representativnost vzorků pořízených tenaty. Proto počítáme s jednoduchým experimentem, kdy v pronajatém rybníce budeme lovit tenaty v naprosto známé rybí obsádce, co se poměru pohlaví a kondice všech jedinců týká.

Kompetiční mechanismy u sinic ovlivňující druhové složení fytoplanktonu

Číslo projektu: 206/09/0309

Řešitel: RNDr. Klára Řeháková, Ph.D., Biologické centrum AV ČR, v.v.i.

Spoluřešitel: RNDr. Ondřej Komárek, PhD., Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2009-2013

Fytoplankton nádrží a jezer je intenzivně studován již desetiletí. Jeho významnou složkou jsou sinice, které často v eutrofních nádržích vytvářejí vodní květy. Při přemnožení sinic může docházet k uvolňování toxinů, které jsou nebezpečné pro zdraví člověka a zvířat, zároveň dochází k vyčerpání kyslíku z vody a jeho nedostatek může způsobit hospodářské škody na rybí osádce a narušit fungování celého ekosystému. Z těchto a mnoha dalších důvodů je nutné věnovat studiu biologie vodních květů značnou pozornost. Předkládaný projekt by se zaměřil na kompetiční vztahy mezi sinicovými dominantami a subdominantami vodního květu. Jak jejich vzájemné
spolupůsobení může ovlivnit jejich fyziologické a biochemické charakteristiky? Jak tyto změny mohou ovlivnit jejich schopnost stát se dominantním druhem vodního květu? Projekt je unikátní spojení taxonomického, biochemického a
fyziologického přístupu k biologii sinic vodních květů.

Únikové strategie před predátory u časných vývojových stádií okounovitých ryb

Číslo projektu: 206/09/P266

Řešitel: Martin Čech

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2009-2011

Projekt je zaměřen na únikové strategie před predátory u časných vývojových stádií okounovitých ryb ve stratifikované kaňonovité nádrži, v nestratifikované mělké nádrži a v zatopené důlní jámě. Zabývá se novým poznatkem, že plůdek okounovitých ryb je schopen vytvářet sympatrické ekologické skupiny s různým chováním. Předpokládá se, že jde o excelentní strategii druhu vyhnout se predačnímu tlaku, který může být různé úrovně v různých prostředích a v různých vodních tělesech. Zvláštní pozornost bude věnována nově objevené komunitě bathypelagického plůdku okounovitých ryb ve stratifikované nádrži, která se nejpravděpodobněji v nestratifikované nádrži mění na komunitu bentického plůdku a v zatopené důlní jámě na plůdkovou komunitu schovanou v hustých zárostech vegetace. Efektivita jednotlivých strategií bude zhodnocena s využitím nejrůznějších nových přístupů, včetně vědeckých sonarů (SIMRAD), akustické (DIDSON) a podvodní kamery ke sledování chování kořisti i predátorů a SCUBA potápěčů pro kvantitativní vzorkování plůdku v husté vegetaci.

Horizontal acoustic surveys and fish behaviour in the open water

Číslo projektu: 206/07/1392

Řešitel: Jan Kubečka

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2007-2010

Most fish of the open water of large reservoirs of Czech Republic (also applies to many lakes and reservoirs worldwide) inhabit surface layers where they can be studied quantitatively preferably by horizotal acoustic surveys. The aim is to solve main persistent problems of horizontal surveying like undefined behaviour of ultrasonic field, uncertainty of fish size estimates, microdistribution, discrimination between small fish and bubbles, influences of swimming behaviour and diurnal changes of behaviour. The emphasis is on improvement of quality of mobile surveys with large spatial coverage. The problems will be solved by the combination of (i) klassical split-beam echosounder, (ii) newest commercially available high frequency multibeam sonar Didson, which has theoretically a number of advantages (iii) direct fishing and optical approaches. Project should significantly improve horizontal detection of fish, interpretation of records and elucidate a number of patterns of pelagic behavoir of fish which is insufficiently known in fresh waters.

Vzorce a důvody rozdílného pelagického chování plůdku okouna: nový pohled na deklarovanou ekologickou plasticitu druhu

Číslo projektu: 206/06/1371

Řešitel: Martin Čech

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2006-2008

Projekt je zaměřen na pochopení ekologické diferenciace plůdku okouna říčního, kdy se stejný ročník rozpadá na epipelagický (EPF) a bathypelagický (BPF) plůdek. EPF žije stále v epilimniu nádrží, zatímco BPF každodenně migruje mezi epilimniem a hypolimniem. Cílem je přesněji definovat nově objevené ekologické skupiny, časoprostorové zákonitosti jejich separace a důvody diferenciace, zjistit výhodnost a sezónní osud těchto skupin, podněty diurnálních migrací, úmrtnost plůdku vlivem predace a změny abundance, věkového a velikostního složení na podélném profilu nádrží s ohledem na množství vytřených jiker. Bude rozpracováno rozsáhlé sledování pomocí síťových, hydroakustických, potápěčských, molekulárně genetických, histologických, parasitologických a dalších metod. Vnitrodruhová diferenciace pelagického plůdku bude sledována i u candáta a ježdíka obecného takže bude možno zevšeobecnit některé rysy chování v rané ontogenezi okounovitých ryb.

Kompetiční vztahy mezi dominatními druhy fytoplanktonu údolních nádrží

Číslo projektu: 206/06/0462

Řešitel: RNDr. Klára Kaštovská, PhD

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2006-2008

V posledních letech se naše přehrady potýkají s problémem eutrofizace a s ní spojeným masovým rozvojem sinicových vodních květů a jejich toxicitou. Vodní květy způsobují mnoho problémů hygienických, zdravotních a zhoršují kvalitu pitné vody v nádržích. I přesto, že je této problematice věnována značná pozornost, stále je mnoho nevyřešených otázek týkajících se rozvoje a druhového složení vodních květů. Z těchto důvodů je nutné co nejpodrobněji poznat biologii vodních květů, mechanismy ovlivňující jejich rozdílné druhové složení v jednotlivých letech a vzájemné kompetiční vztahy mezi jednotlivými druhy sinic. Předkládaný projekt by se věnoval studiu dominantních sinic a řas tvořících vodní květ, jejich ekologickým nárokům, růstovým optimům a kompetičním vztahům mezi jednotlivými dominantami. Zároveň by studoval fyzikálně-chemické a biologické faktory, které mohou výskyt jednotlivých dominant ovlivňovat jak v laboratorních tak v přírodních podmínkách.

Sezónní dynamika příjmu potravy, růstu a produkce rybího plůdku a jeho predační vliv na zooplankton v údolní nádrži s trofickým gradientem

Číslo projektu: 206/06/P418

Řešitel: Mojmír Vašek

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová Agentura ČR

Doba řešení: 2006-2008

Dynamika populací a společenstev rybího plůdku byla studována v eutrofní korytovité nádrži (VN Římov) v průběhu dvou sezón (2006 a 2007), které se výrazně lišily hydrologickými a teplotními podmínkami. Ve společenstvech plůdku hrázové a přítokové oblasti nádrže převažovali stejní zástupci okounovitých a kaprovitých ryb. Okounovité ryby tvořily na počátku růstové sezóny hlavní složku pelagického plůdku. V průběhu sezóny se okounovité ryby přesouvaly do litorálu. Opačný trend v sezónním využívání habitatů byl zjištěn u plůdku kaprovitých ryb. Míra přežívání plůdku byla vyšší v sezóně se zatopenou terestrickou vegetací v pobřežním pásu (r. 2006). V nadprůměrně teplém roce 2007 probíhal vývoj plůdku výrazně rychleji. Kvantifikovány byly rozdíly v růstových rychlostech dominantních druhů plůdku mezi hrázovou (méně úživnou) oblastí a přítokovou (více úživnou) oblastí nádrže. Plůdek se živil převážně zooplanktonem po celé vegetační období. Pomocí bioenergetického modelování byla stanovena míra predačního tlaku plůdkového společenstva na filtrující zooplankton rodu Daphnia v klíčovém období sezónního cyklu. Predační vliv plůdkového společenstva byl příliš malý na to, aby řídil populační dynamiku zooplanktonu Daphnia ve studované nádrži. V průběhu řešení projektu byla nasbírán cenný materiál umožňující obsáhlý popis časoprostorové dynamiky distribuce, početnosti, růstu a produkce ranných vývojových stádií ryb v ekosystému velké údolní nádrže s výrazným podélným gradientem úživnosti.

Grantová agentura Akademie věd ČR

Vliv kvantity a kvality potravy na změnu kompetiční úspěšnosti mezi 0+ okounem a ploticí

Číslo projektu: KJB600960810

Řešitel: Jiří Peterka

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Grantová agentura Akademie věd ČR

Doba řešení: 2008-2010

0+ okoun a plotice dominují plůdkovému společenstvu meso- a eutrofních evropských nádrží. S nárůstem produktivity nádrží byl zaznamenán obecný přechod od dominance okouna k dominanci plotice a to jak porovnáním plůdkových společenstev jezer a nádrží s různou trofií, tak porovnáním 0+ společenstev nádrží s odlišnými trofickými poměry na podélném profilu. Vyšší kompetiční úspěšnost 0+ plotice ve vztahu k planktonním korýšům (Cladocera i Copepoda) je považována za příčinu těchto změn v dominanci obou druhů. Na druhou stranu byla však v poslední době výrazná efektivita plotice oproti okounovi zpochybněna. Cílem předkládaného projektu je manipulativními experimenty objasnit vliv vnitro- a mezidruhové potravní kompetice mezi 0+ ploticí a okounem, a zejména zjistit vliv kvantity a/nebo kvality potravy (druh a velikost kořisti, načasování změn potravních zdrojů atd.) na změny v kompetiční úspěšnosti (vyhodnocované jako rychlost růstu) mezi oběma druhy ryb.

Akademie věd ČR

Strategie AV21 - Rozmanitost života a zdraví ekosystémů - Aktivita: Monitoring indikačních, krypticky žijících druhů ryb šetrnými metodami

Číslo projektu: 580300/991100

Řešitel: Petr Blabolil

Spoluřešitel:

Zdroj financování: Akademie věd ČR

Doba řešení: 2015-2016

V době měnících se podmínek prostředí je klíčový monitoring organismů reflektujících tyto změny. Rozličné změny v krajině na škále od způsobu hospodaření v povodí až po globální změnu klimatu jsou obzvláště patrné ve vodních ekosystémech. Jednou z nejcitlivějších skupin je rybí obsádka integrující nižší složky trofického řetězce. V současné době je pozornost věnována především dominantním druhům ryb, pro které je rozpracována metodika detekce síťovými odlovy. Krypticky žijící ryby citlivé na změny prostředí jsou kvůli obtížnější ulovitelnosti často opomíjeny. Projekt si klade za cíl vytvoření a ověření monitorovacího schématu za využití šetrných metod (odlovy vězenci a elektrickým agregátem spolu s vizuálním průzkumem potápěči) krypticky žijících druhů v ekosystémech přehradních nádrží. Jako modelové druhy budou využity mník jednovousý (Lota lota) a sekavec podunajský (Cobitis elongatoides). Tyto druhy jsou nejen dobrými indikátory kvality prostředí, distribuce těchto druhů indikuje dostupnost obyvatelného prostředí pro většinu organismů v nádrži (především hlubší vrstvy), ale jedná se i o druhy uvedené v seznamu zvláště chráněných organizmů a šetrný a neinvazivní monitoring je tak více než žádoucí. Získané údaje o populační struktuře sledovaných populací budou poskytnuty správcům a hospodářům na nádržích i orgánům ochrany přírody a krajiny. Ověřené monitorovací schéma bude aplikovatelné i na komerčně významné druhy s podobnými životními strategiemi, které jsou předmětem zájmu například rybářských organizací.

Projekty

KONTAKT

NAJÍT PRACOVNÍKA