Většina života na Zemi je závislá na kyslíku, který potřebuje k produkci energie. Mnohé mikroorganizmy se však vyskytují v prostředí na kyslík chudém, například v zažívacích traktech živočichů nebo v tzv. anoxických zóny v mořích, kterých v posledních desetiletích na planetě přibývá a poněkud neprávem se nazývají mrtvými.

O tom, jak a proč tyto organismy, povětšinou mikroskopické, přešly k anaerobnímu způsobu života, ovšem víme jen velmi málo. Jejich mitochondrie se na anoxii často adaptovaly redukcí a modifikací energetického metabolismu, některé z nich produkují vodík a některé organismy mitochondrie dokonce úplně ztratily.

Nový pohled na evoluci anaerobiózy, tedy života bez kyslíku, přináší článek, který nedávno vyšel v prestižním časopisu Current Biology. Jeho autory je tým vedený RNDr. Johanou Rotterovou a prof. Ivanem Čepičkou z Katedry zoologie PřF UK.

Autoři publikace postulují mechanismus, kde v přechodu na obligátní anaerobiózu u nálevníků, jednobuněčných eukaryot, hráli roli jejich prokaryotičtí symbionti. Tito prokaryoti (bakterie a archaea) pomáhají svým hostitelům zefektivnit jejich energetický metabolismus pomocí odvádění metabolitů produkovaných jejich mitochondriemi, jako jsou například vodík a kyselina octová. V prostředí chudém na kyslík je tato výhoda významná, jelikož anaerobní metabolismus je většinou méně výhodný než aerobní dýchání a každá molekula zde přijde z hlediska energetického výtěžku “draho”.

Rotterová a ostatní v této publikaci zároveň popsali dvě nové třídy obligátně anaerobních nálevníků, Muranotrichea a Parablepharismea, kteří hostí dokonce několik typů prokaryotických symbiontů, a to i v jedné buňce. Patří mezi ně deltaproteobakterie redukující sírany, ale také archaea produkující metan, žijící na povrchu buněk nálevníka rodu Parablepharisma, což je zároveň první důkaz ektosymbiotických metanogenních archaeí u volně žijících organismů.

Autoři dále analyzovali redukované mitochondrie u obligátních anaerobů z nově objevených tříd a také zástupců třídy Armophorea a predikovali metabolické dráhy pro jejich energetický metabolismus.

Zdroj: lidovky.cz

Ilustrační foto: pixabay.com

Jarní mrazíky, které se v posledních pár letech stávají pravidelným úkazem, dokážou napáchat škody v sadech, ale i v běžných lesích. Dokazují to výsledky mezinárodního výzkumu, který analyzoval vrozené strategie odolnosti dřevin v souvislosti s výskytem pozdních jarních mrazů v posledních téměř šedesáti letech. Na studii publikované v prestižním vědeckém časopise PNAS se podíleli i výzkumníci z Akademie věd ČR.

Vědci srovnávali porosty ve stejném podnebném pásmu na třech kontinentech a zjistili velké rozdíly. Zatímco stromy ve východní části Severní Ameriky pozdní jarní mráz nerozhodí, listnáče v Evropě a Asii může téměř zdevastovat. Jak je to možné? Na východě severoamerického kontinentu jsou propady teploty pod nulu i na sklonku jara běžné. A proto mají tamní druhy dřevin tzv. pozdě rašící listy. Pro jejich evropské a asijské kolegy jsou však tyto opožděné mrazíky novinkou posledních let, a tak podobně výhodnou vlastnost nemají.

Vzhledem k těmto vrozeným strategiím odolnosti dřevin vědci v nové studii odhadují, že se bude poškození mrazem zvyšovat u 35 procent evropské a 26 procent asijské populace lesů mírného pásu. Nárůst tohoto druhu poškození v lesích severoamerických by však měl být pouze desetiprocentní. Tyto výsledky jasně ukazují, že se bude muset změnit systém hospodaření v evropských lesích, zejména co se týká způsobu obnovy porostů.

Nedčekaným zjištěním je i to, že vývoj může jít občas proti tomu, co je očekáváno v důsledku klimatické změny. Vědci předpokládají, že v některých horských polohách například ustoupí smrk a na jeho místo se bude šířit buk. Právě výskyt pozdních mrazů však může zásadně ovlivnit populační dynamiku listnatých dřevin a jejich schopnost migrace do vyšších nadmořských výšek. Jehličnany jsou v tomto ohledu naopak v konkurenční výhodě. Zmapování toho, jak dřeviny na mráz reagují, může pomoci také odborníkům v lesnictví, krajinářství či zemědělství.

Lví podíl projektu CzechTerra

Vědci v rámci výzkumu vycházeli z údajů o fenologii listů a jejich odolnosti proti zamrznutí, které pocházejí z patnácti stovek druhů dřevin. „Jsem velmi rád, že k této zajímavé studii mohly přispět naše cenné údaje Inventarizace krajiny CzechTerra,“ uvádí Emil Cienciala za IFER – Ústav pro výzkum lesních ekosystémů a Ústav výzkumu globální změny AV ČR ‒ CzechGlobe.

Projekt CzechTerra je příkladem spolupráce ústavů IFER a CzechGlobe iniciované již před dvanácti lety. „Tyto údaje zahrnují přes jedenáct set navštívených ploch rozesetých po celé republice a přes pětatřicet tisíc individuálně změřených stromů. Samotný sběr a kompilace vstupních dat představují pro tuto studii nedocenitelnou hodnotu,“ uzavírá vědec.

Zdroj: avcr.cz

Ilustrační foto: pixabay.com