28.02.2025 09:21

Nový program českých vědců se zaměří na vzácná onemocnění

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Novy-program-ceskych-vedcu-se-zameri-na-vzacna-onemocneni/]
V prvním kole bylo nominováno 45 genů a nemocí, které posoudili odborníci z CCP a Ústavu molekulární a translační medicíny Univerzity Palackého v Olomouci. Experti vybrali 11 návrhů, což je o polovinu více, než se původně plánovalo. Rozšíření umožnila skutečnost, že CCP mohlo některé projekty zařadit do programu probíhajícího pod hlavičkou mezinárodního konsorcia International Mouse Phenotyping Consortium, který se zaměřuje na výzkum funkce genů a genetických mutací. „Výběr z nominovaných vzácných onemocnění měl několik aspektů. Vybírali jsme taková onemocnění, která nejsou v současné době dostatečně probádána a intenzivně se na nich nepracuje jinde na světě. Dále jsme vyhodnocovali, zda naše expertiza dokáže poznání o těchto nemocech posunout a zda je návrh proveditelný i z hlediska naší výzkumné kapacity,“ vysvětluje Radislav Sedláček, ředitel CCP. Přehled vybraných návrhů onemocnění: ADSL deficience - onemocnění ovlivňující metabolismus stavebních složek DNA a RNA Ctnnb1 syndrom - onemocnění vedoucí k vývojovým poruchám, mentální retardaci Lessel-Kreienkamp syndrom - onemocnění, které vede k mentální retardaci a poruchám řeči MADD deficience - metabolické onemocnění s poruchou odbourávání mastných kyselin Pitt Hopkins syndrom - onemocnění, jež se projevuje těžkou mentální retardací Harlekýnská ichtyóza - vrozené genetické kožní onemocnění postihující epidermis Choroba Canavanové - dědičné metabolické onemocnění ovlivňující bílou hmotu mozku Bloom syndrom - genetické onemocnění postihující DNA reparační mechanismy Liang-Wang syndrom - genetická porucha spojená s neurologickým postižením CYFIP2 vývojová a epileptická encefalopatie - genetická porucha postihující nervový systém YWHAG vývojová a epileptická encefalopatie - neurologické onemocnění spojené s mutací v genu YWHAG Výzva pokračuje - může pomoci i veřejnost Vzácná onemocnění závažně postihují pacienty i jejich rodiny. Pro většinu těchto chorob neexistuje vhodný model nemoci, na kterém by se dal její vznik a průběh vhodně zkoumat a jenž by také umožňoval testovat případné terapie. „Vnímáme značnou společenskou potřebu pomoci těm, kdo trpí takovým onemocněním. Proto jsme se rozhodli vykročit z našeho čistě vědeckého světa a obrátit se i na širokou veřejnost, která nás může nejen inspirovat, ale může s námi také spolupracovat. Díky našim dlouholetým zkušenostem s objevováním funkcí genů a předklinickým testováním potenciálních terapií máme expertizu i zázemí k tomu, abychom mohli vzácná onemocnění prozkoumat. Jsme si vědomi velké potřeby výzkumu mnoha dalších onemocnění, a proto výzva pro nominaci dále pokračuje druhým kolem, které bude končit v červnu 2025,“ doplňuje Radislav Sedláček. Sama veřejnost i pacientské organizace snahu vědců zmapovat vzácná onemocnění vítají a chtějí se na výzkumu podílet. „Jsme moc rádi, že se vědci z CCP rozhodli věnovat vzácným onemocněním a ke spolupráci přizvali i nás, pacientské organizace i jednotlivé rodiny. Když byla výzva otevřena a my jsme o ní informovali své členy, zaznamenali jsme veliký zájem, ale i množství otázek a nejistot mezi lidmi, kteří uvažovali o svém zapojení. Proto jsme pro ně uspořádali webinář. V oblasti vzácných onemocnění je mnoho bílých míst. Je dobře, že máme v České republice vědce na špičkové úrovni, kteří jsou schopni posouvat hranice poznání. Oceňujeme také, že se v rozhodování o zaměření výzkumu neřídí jen vlastními vědeckými hledisky, ale berou v potaz i hlasy lidí, kteří s těmito nemocemi žijí," říká Anna Arellanesová, předsedkyně České asociace pro vzácná onemocnění. Pomoc pacientům a zmenšovaní nejistoty Vědecký program RD-Factory se snaží vybraným onemocněním porozumět, popsat je a najít cesty, jak by se daly léčit například genovou terapií nebo s využitím již existujících léků. „V první řadě nejde o samotný vývoj léku, to je třeba vyjasnit, ale v některých případech, které k tomu budou vhodné, můžeme léčbu navrhnout a otestovat. Jestli se díky naším poznatkům podaří najít na některé nemoci lék, není předem dané. Náš výzkum zatím směřujeme nejdále do preklinického testování,” objasňuje Sedláček. Hodnota programu podle něj nespočívá jen v tom, že díky němu možná v budoucnu budou mít experti lék na některé nemoci. Jde hlavně o poznání nemocí samotných a o zapojení těch, kdo s konkrétními onemocněními žijí, do vědecké práce. „Pokud budeme moci poskytnout lékařům poznatky o těchto nemocech, budou moci lépe pomáhat svým pacientům. Vnímáme, že pro pacienty i pro lékaře je velmi těžká nejistota, která vzácné neprobádané choroby provází: není jasná prognóza ani způsoby, jak mírnit postup a příznaky nemocí. Díky našemu programu tuto nejistotu můžeme postupně zmenšovat.” České centrum pro fenogenomiku (CCP) Ústavu molekulární genetiky (ÚMG) AV ČR patří mezi přední mezinárodní centra pro vytváření myších modelů určených pro výzkum funkce genů a lidských onemocnění. S přibližně 1 000 vyvinutými modely se CCP stalo klíčovým hráčem v objevování funkcí genů a preklinického testování potenciálních terapií. V současné době probíhá druhé kolo nominací, které končí 30. 6. 2025 - více informací: https://www.phenogenomics.cz/rare-diseases/gene-nomination/. Kontakt: Radislav Sedláčekradislav.sedlacek@img.cas.cz

27.02.2025 10:42

Na entropii záleží! Výzkum českých vědců posouvá vývoj materiálů

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Na-entropii-zalezi-Vyzkum-ceskych-vedcu-posouva-vyvoj-materialu/]
Katastrofální selhání ocelových turbín v jaderných elektrárnách je jedním z příkladů, kdy selhává soudržnost materiálu. Destrukce turbín v tomto případě nebyla následkem problémů vlastního provozu jaderné elektrárny, ale příčinou bylo hromadění (segregace) fosforu na rozhraních mezi krystaly kovu, tzv. hranicích zrn. Segregaci nečistot zkoumají vědci na celém světě po desetiletí jak experimentálně, tak teoreticky a v poslední době i pomocí umělé inteligence. Přesto se experimentální výsledky a teoretická data málokdy shodují. Čeští vědci teď odhalili podstatu tohoto záhadného rozporu. Zásadní roli totiž hraje entropie, kterou dříve vědci v teoretických výpočtech často opomíjeli. „Článek zahajuje novou etapu ve studiu segregace nečistot na hranicích zrn v materiálech. S kolegou jsme totiž prokázali, že bez zahrnutí entropie nelze naměřeným datům dobře porozumět a že na entropii opravdu záleží. Současně se mi podařilo předpovědět nový typ segregace příměsí na hranicích zrn, který je zcela řízen entropií,“ vysvětluje Pavel Lejček z Fyzikálního ústavu AV ČR. Komplexní znalost chování materiálů, jako jsou oceli, včetně všech typů segregace příměsí na hranicích zrn může výrazně pomoci nejen k vývoji nových materiálů odolných vůči mezikrystalové křehkosti, ale i k vysokoteplotní stabilizaci vysoce perspektivních nanokrystalických materiálů pro konstrukční účely. „Výzkum zahajuje jeden z důležitých trendů v této oblasti, přitom stojí zcela na výsledcích české vědy,“ zdůrazňuje Mojmír Šob z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Entropie je termodynamická veličina, která charakterizuje míru neuspořádanosti materiálu. Liší se proto u strukturně uspořádaného krystalu a u méně strukturně uspořádaných oblastí, jako jsou hranice zrn v materiálu. Entropie je vedle energie důležitou charakteristikou segregace příměsí na hranicích zrn. Nelze ji tedy považovat jen za „matematický artefakt“, jak se často objevuje v odborné literatuře. Odkaz na publikaci:Entropy: A controversy between experiment and calculations in grain boundary segregation, Pavel Lejček, Mojmír Šob, Progress in Materials Science Volume 151, May 2025, 101431https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101431 Více informací: prof. Pavel Lejček, Fyzikální ústav AV ČR+420 266 05 2167lejcekp@fzu.cz prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc., Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Ústav chemie+420 549 49 7450sob@chemi.muni.cz TZ ke stažení zde

26.02.2025 16:49

Díky sopkám existuje na naší planetě život, říká vulkanolog Lukáš Krmíček

[https://www.avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/vedy-o-zemi/Diky-sopkam-existuje-na-nasi-planete-zivot-rika-vulkanolog-Lukas-Krmicek/]
Kdy jste se naposledy popálil? Zrovna včera, když jsem se doma snažil vytáhnout lžíci ze zapnuté myčky. Předpokládám ale, že jste měla na mysli spáleniny od lávy. Ta mě malinko potrápila v dubnu u islandského Grindavíku. Lehce na mě vyprskla, když jsem ji po odběru chladil. Ale nešlo o nic vážného – je to, jako když na vás dopadne žhavý uhlík z táboráku. Ta horká lžíce mě zaskočila víc. (úsměv) Přitom zdaleka neměla 1200 °C jako láva, kterou přímo v místech erupce odebíráte. Jak se před žárem chráníte? Nosím speciální vulkanologický oblek a zlatem pokrytý hlavový štít, který dokáže ono intenzivní sálavé teplo aspoň částečně odstínit. Vypadám v něm trochu jako mimozemšťan, nicméně tento model mi umožňuje aspoň na chvíli se k lávě přiblížit a získat vzorek. Horko je u ní ale nepopsatelné. Lukáš Krmíček z Geologického ústavu AV ČR na expedici u islandského Grindavíku Zjevně ideální job pro teplomily… K těm já ale bohužel nepatřím – za normálních okolností mám radši chlad. Když však čelím tomu živlu, jde o neuvěřitelný adrenalin. Kromě žáru musíte dávat pozor také na jedovaté sopečné plyny, takže mívám i plynovou masku. Člověk je zkrátka rád, že akci přežije, a teplotu v daný moment ani moc nevnímá. Proč to tedy podstupujete a nepočkáte, až láva ztuhne a lehce vychladne? Protože z tekuté formy se dá o sopce vyčíst nejvíc informací. Čím dřív a blíž od zdroje ji naberete, tím lépe. Jde totiž o okamžik nula vzniku horniny. Vulkanologové na ostrově Réunion jsou dokonce takoví machři, že lávu při erupci chytají ještě v letu do kyblíků. My s kolegy raději čekáme, až se z kráteru vylije do okolí, což už není tak riskantní. Úplně bezpečně to ale taky zrovna nezní… V blízkosti aktivních erupcí je situace vždycky trochu nevyzpytatelná. Když se třeba láva skokově rozlije přes zbylou vegetaci, která nestihla shořet na začátku erupce, vzniká metan. Ten se šíří pod zemí a vybuchuje. Explodovat může kdekoli, takže občas si připadáme jako na minovém poli. Bojíte se někdy při práci o život? Ne. Vždycky věřím, že máme riziko pod kontrolou. Musím ale přiznat, že nedávno jsem si vlastní zvědavostí trochu zavařil – testoval jsem sílu krusty zatuhlé lávy, což se dělat nemá, a propadl jsem se do lávové jeskyně. Jako kdybych zahučel pod led na rybníce. Naštěstí jsem se jen lehce pořezal, když jsem se drápal ven. Z lávy se při rychlém ochlazení stává sopečné sklo, takže je ostrá jako střepy. Tak jsem si aspoň vyzkoušel, jak moc. Kromě žáru musí vulkanolog dávat pozor také na jedovaté sopečné plyny, takže mívá i plynovou masku. (CC) V posledních dvaceti letech jste zkoumal sopky po celém světě – od Antarktidy přes Írán až po Havaj. Hádám, že o podobně silné zážitky nebyla nouze… Rozhodně. Vzpomínek z expedic mám mraky. Hodně intenzivně na mě zapůsobilo setkání s tuleni a jinými zvířaty v Antarktidě. Nemají zkušenosti s lidmi, takže se vás vůbec nebojí. Přijdou k vám a beze strachu si vás prohlížejí, ptáci vám berou jídlo z ruky… Mimochodem, s opeřenci mám spojený také jeden dosti úsměvný zážitek. Sem s ním! V létě jsem se na Islandu s kolegy vydal hledat hrubozrnnou horninu zvanou gabro. Zamířili jsme však do oblasti, kde sídlí hodně teritoriálně zaměření ptáci. Jakmile někdo vkročí na „jejich“ území, zběsile si ho brání. Vetřelce však nezačnou klovat, ale doslova bombardovat trusem. V letu si vás velmi precizně zaměří a už ho na vás sypou. Během chvíle jsme tak byli po… od hlavy až k patě. Dost jsme se při odhánění této podlé letky nasmáli. Koukám, že se v terénu nenudíte. Expedice bývají plné adrenalinu a emocí. A to všeho druhu. Ostatně na jedné z nich jsem také potkal svou manželku. Vyrazil jsem tehdy na Faerské ostrovy studovat lávové výlevy, zatímco ona tam jako geoložka přijela z tuzemska zkoumat uhlí, které je pod těmito výlevy pohřbené. Začali jsme si o našich tématech povídat a mě naprosto ohromila její fascinace tím, co zajímá i mě. Hned jsem věděl, že je ta pravá! Tomu říkám vulkanologická romantika. Ještě řekněte, že jste ji někde pod sopkou také požádal o ruku. To zrovna ne, ale v podstatě jsem si ji jen pár dní po expedici odvezl rovnou domů do Brna. Ještě jsme se stavili u ní v Ústí nad Labem, aby si zabalila pár věcí, a pak už se jelo ke mně. Svatbu jsme měli stylově na sopečném vrchu Kalvárie nedaleko Úštěku. Na Faerské ostrovy jsme pak zamířili na svatební cestu a dnes spolu máme dvouletého syna. Srdce Lukáše Krmíčka tepe pro sopky nejen profesně, lávové výlevy ovlivnily i jeho soukromý život. (CC) Máte výbušnou domácnost? Trochu. Většina lidí mě zná jako klidného usměvavého člověka. Ale když už je toho na mě moc, jednou za čas vybouchnu. Rozčílím se, zanadávám si… Jako když vulkán chrlí lávu. A žena je na tom podobně. Jako by sopky přitahovaly výbušnější povahy. Nosíte si práci domů i jinak? Bavíte se třeba o erupcích u jídla? Klidně. Pro nás jsou totiž zároveň koníčkem. Někdo zkrátka u snídaně rozebírá zahradničení, my vulkány. V roce 2023 jsme spolu například publikovali studii věnovanou nejstarším lávovým výlevům na našem území. Ty najdete v Brně a stojí na nich dvě tamní dominanty: Petrov a Špilberk. Zjistili jsme, že mají téměř tři čtvrtě miliardy let, což z nich činí jedny z vůbec nejstarších láv ve střední Evropě. Výborné téma k rodinné večeři… Že? Na výlety teď jezdíme hlavně do Českého středohoří, protože o jeho sopečném původu společně připravujeme knihu. A moc nás to baví. Žít s někým, kdo sdílí nadšení pro váš obor, je skvělé. Když třeba přijedu plný zážitků z expedice, žena je mým prvním posluchačem a myslím, že mé vyprávění opravdu ocení. A taky k tomu asi nepotřebuje geologický slovník jako normální smrtelník. Přesně tak. Mám v ní velkou oporu. Vulkány jsou prostě u nás doma věčně na pořadu dne. Vždyť i jedno z prvních slovních spojení, které vyřknul náš syn, znělo: láva pálí. Neomylně ji taky pozná. V roce 2024 Lukáš Krmíček vydal knihu Svět sopek zblízka: Zrození vulkánu. (CC) Tu mluvíte o sopkách, jindy zase o vulkánech. Je mezi těmito pojmy nějaký rozdíl? Jde o synonyma, která se liší pouze etymologicky. U nás je častější slovo sopka, jež jsme převzali z ruštiny, kde původně označovalo nasypaný kopec. Vychází však z velmi starého indoevropského kořene „spé“, který dal základ slovům, jako je úspěch či prosperita, jež předpokládají hromadění nebo úspěšné sypání na jedno místo. V západoevropských jazycích se používá výraz vulkán, který má doslova božské kořeny – je odvozen od etruského boha ohně Vulkána. Ve starověku lidé věřili, že sídlí v Etně, kde má kovářskou dílnu. Neuměli si totiž sopečnou činnost nijak racionálně vysvětlit, tak za ní hledali božské síly. Dnes už víme, že sopky žádné hříčky bohů nejsou. Jak tedy vznikají? Pevný obal Země je rozlámaný na litosférické desky, které se pohybují po nejsvrchnější vrstvě zemského pláště. Někde se od sebe vzdalují, jinde do sebe narážejí nebo se podsouvají jedna pod druhou. A v těchto místech panují vhodné podmínky pro to, aby se z hlubin na povrch dostávala žhavá směs roztavených hornin a plynů. Magma? Správně. Vulkanismus se však neobjevuje jen na okrajích litosférických desek, ale i nad takzvanými horkými skvrnami, což jsou místa uvnitř zemského pláště se zvýšeným tokem tepla. Velmi specifickou oblastí je pak Island: leží totiž na litosférickém rozhraní, do nějž se zároveň protavila horká skvrna. Jde o jediné místo na naší planetě, kde se to tak pěkně sešlo. Sopečná aktivita tam kvůli tomu v nějaké formě probíhá téměř neustále. Hotový vulkanologický ráj. Tím Island bezesporu je. Nejčastěji tam navíc dochází k takzvaným erupcím havajského typu, které se většinou projevují poklidným výlevem lávy z trhlin. Pokud tedy respektujete průběh výbuchů, lze se k nim často dostat velmi blízko a žhavou lávu odebrat. Pro pozorovatele a nás vědce bývají obecně nejbezpečnější. Lukáš Krmíček se v dubnu 2024 vydal do islandského Grindavíku. Erupce se na místo loni několikrát vrátily. K jakým erupcím se naopak není radno nachomýtnout? Nejničivější jsou ty pliniovské, při nichž sopka vyvrhne obrovské mračno popela a prachu, které se může dostat až do stratosféry a skokově ovlivnit klima. Výbuch tohoto typu třeba v roce 79 pohřbil Pompeje. Obrovské škody však mohou napáchat také jiné druhy erupcí. I již zmiňované lávové fontány havajského typu někdy dokážou zabíjet ve velkém. Povídejte. Například výbuch islandské sopky Laki v roce 1783 usmrtil čtvrtinu obyvatel celého ostrova. Mohly za to mimo jiné jedovaté sopečné plyny, které se při několik měsíců trvající erupci uvolňovaly do ovzduší. Tato událost vyústila až ve Velkou francouzskou revoluci, která vypukla o šest let později. Jak souvisí soptění kdesi na Islandu s koncem absolutismu ve Francii? Překvapivě úzce. Ony plyny totiž způsobily také několikaleté ochlazení na celé severní polokouli. S tím spojená neúroda a hlad znásobily neklid ve společnosti, až to ve Francii „bouchlo“. Zdaleka přitom nejde o jediný případ, kdy sopky zamíchaly kartami historie. Co mají ještě na svědomí? Sopečné erupce pravděpodobně vedly i ke stěhování národů na konci starověku. Ve středověku zase opakovaně zhoršily průběh takzvané malé doby ledové. Chladem způsobená dlouhodobá neúroda a malé výnosy obilí nejhůře dopadaly na severské země, a i z těchto důvodů se rozhořela třicetiletá válka. Sopky prostě bez nadsázky spoluutvářely světové dějiny. Menší ochlazení by se nám dnes šiklo. Že by nás z průšvihu jménem globální oteplování nakonec zachránila sopka? Jsem si jistý, že erupce časem ochlazení přinese. Sopky však mohou naši planetu taky skokově oteplit. Například podmořský výbuch pacifického vulkánu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai z roku 2022 podle některých vědců přispěl k extrémně horkým létům 2023 a 2024. Při erupci se totiž do stratosféry dostalo obří množství vodní páry, která je hlavním zdrojem skleníkového efektu. „Geologové uvažují o čase jinak. Jejich optikou je lidstvo na Zemi jen dvě vteřiny,“ říká vulkanolog. (CC) Úmorná vedra, vlny chladu… Zdá se, že sopky mají naši planetu docela v hrsti. To mají! Konec konců díky nim taky na Zemi existuje život. Prostřednictvím vulkanické činnosti se totiž odehrává recyklace veškerých chemických prvků a skleníkových plynů, běžně „uzamčených“ v zemi. Kdyby k ní nedocházelo, byla by naše planeta neobyvatelná jako Mars. Samotná erupce je tedy veskrze kladná věc? Je projevem toho, že je Země živá. Mimochodem, sopky také několikrát zabránily vymizení života na naší planetě. Třeba podle takzvané teorie sněhové koule pokrývala Zemi na přelomu starohor a prvohor souvislá vrstva sněhu a ledu. Díky erupcím se ale oteplilo a planeta zase rozmrzla. Některé výbuchy ale naopak málem vyhladily lidstvo… Ano. V důsledku erupce indonéského supervulkánu Toba, k níž došlo před pětasedmdesáti tisíci lety, rod Homo podle některých menšinových názorů téměř vymřel. Vulkány zkrátka mají dvojakou povahu: život dávají, ale dokážou ho také ve velkém brát. Pro lidstvo může být nebezpečnější než sopky snad už jen střet Země s velkým mimozemským tělesem. Pravděpodobnost, že dojde k ohromné erupci, je ale mnohem vyšší. Přesto si lidé od nepaměti staví na úpatí sopek obydlí. Co je k tomu vede? V jejich okolí je totiž velmi úrodná půda plná živin, ve které se daří i náročným plodinám. Proto také asi osm set milionů lidí na světě bydlí v okruhu do sta kilometrů od aktivního vulkánu, a dobrovolně se tak riziku erupce vystavují. Na začátku ničí, pak dává život. Sopečná půda je nesmírně úrodná. Slavná jsou například rajčata pěstovaná pod Vesuvem. Jak často se ono riziko stane skutečností? Na celém světě většinou v průběhu roku nastane kolem šedesátky erupcí a tento počet je víceméně konstantní. Vulkanická činnost tedy nenarůstá, jak se někteří lidé obávají. Jen je díky internetu a sociálním sítím víc vidět. Třeba na Islandu na každou erupci číhá deset webových kamer, takže samotný výlev pak sledují tisíce lidí po celém světě prakticky v přímém přenosu. Zrovna na Islandu to ale v posledních letech soptí víc než obvykle, nebo ne? Máte pravdu. V roce 2021 se na tamním poloostrově Reykjanes, kde žije většina islandské populace, začaly po dlouhých osmi stech letech klidu rodit sopky nové. Odstartovala tak další éra zvýšené vulkanické aktivity, která zřejmě potrvá mnoho desítek let, možná celá staletí. Z toho asi Islanďané nejsou zrovna odvázaní… Taky je to ale nijak výrazně neděsí, protože jsou na erupce celkem zvyklí – dosud tam k nějaké došlo v průměru každých pět let. Nyní však ostrov vstoupil do poněkud „výbušnější“ fáze a lze očekávat, že se probudí i místní velké sopky, které v minulosti zvládly ovlivnit klima v celé Evropě. My se nyní s kolegy snažíme odhadnout další možné chování islandských vulkanických systémů, kterých je v okolí hlavního města hned pět. Na co jste zatím přišli? V roce 2021 soptil východněji ležící systém Fagradalsfjall. Z něj se na podzim 2023 tektonický neklid přesunul do vulkanické oblasti Svartsengi. Podle našich analýz jsou si lávy z obou míst svým minerálním a chemickým složením podobné, což naznačuje, že jsou tyto systémy zřejmě v hloubce propojené. Toto zjištění by nám mohlo pomoci při předvídání dalších erupcí. Výbuchy lze tedy předpovídat jako počasí? Jak kde. Zrovna na Islandu to možné je, zejména díky seizmickým měřením. Když se totiž magma pohybuje v hloubce směrem k povrchu, vyvolává zemětřesení. Tyto otřesy a jejich četnost s blížícím se výbuchem postupně sílí. Zároveň se znatelně vydouvá zemský povrch, což je vidět na satelitních snímcích. Novinkou je pak predikce erupcí za pomoci analýzy dunivých infrazvuků, které vydávají horniny, když se kolem nich magma tlačí nahoru. Říká se tomu, že sopky před výbuchem šeptají. Dokážou vám našeptat přesný čas erupce? Kdepak. Ani si nemyslím, že to někdy bude možné. Příroda vždycky bude do jisté míry nevyzpytatelná. U poslední islandské erupce jsme si třeba nebyli přes všechna měření do poslední chvíle jistí, jestli k ní dojde, nebo se magma „rozmyslí“ a bude expandovat raději do boku místo nahoru. Když můžeme výbuchy aspoň částečně predikovat, lze jim také zabránit? Ne. A snažit se o to by bylo nesmyslné – nemůžeme planetě zamezit v recyklaci plynů. Zemi bychom tak udusili. Díky předpovědím je ale v naší moci varovat lidi a umožnit jim evakuaci, případně usměrnit tok lávy, a zmírnit tak následky výbuchu pro infrastrukturu. Což není málo. Jak je vlastně možné, že se sopka po dlouhých staletích spánku najednou probere? Souvisí to s pohybem litosférických desek. Jejich průměrná rychlost činí pět až deset centimetrů za rok, což je srovnatelné s rychlostí růstu našich nehtů. Desky se však nepohybují kontinuálně, ale ve skocích. Ve skutečnosti většinou stojí na místě a narůstá mezi nimi tlak. Až když tato tenze překročí únosnou mez, deska poskočí klidně o několik metrů. A na erupci je zaděláno. Přesně tak. A čím déle se tam onen tlak kumuloval, tím razantněji pak dá sopka o sobě vědět. Proto je lepší, když si jednou za pár let pravidelně „ulevuje“, než když dlouhá staletí jen pospává. Raději sem tam malá erupce než velký výbuch po sta letech vulkanického klidu, míní vědec. Některé sopky už ale u dřímání zůstanou, ne? Ano, třeba u těch v Českém středohoří se už vulkanická činnost zastavila zcela – nemá se v nich co probudit. To ale není případ naší nejmladší sopky jménem Železná hůrka nedaleko Chebu. Vyhasla zhruba před třemi sty tisíci lety, což je z geologického hlediska nedávno. Dozvuky jejího soptění tak mají obyvatelé Chebska téměř na denním pořádku – často se jim třesou domy, vznikají na nich trhliny, uvolňují se tam sopečné plyny, které unikají na povrch v podobě takzvaných bahenních sopek… Prostě pořád se tam něco třese a probublává. Takže Železná hůrka nám ještě může pěkně zatopit? Podle některých vědců se v zemském plášti pod sopkou stále nachází žhavé magma, a nemůžeme proto zcela vyloučit, že si oblast ještě zasoptí. Za našeho života to už ale určitě nebude. Česko tedy pro vulkanologa nakonec není až tak nezajímavé. Mě osobně fascinují i sopky vyhaslé, takže naše krajina je pro mě ráj. Zkoumat pozůstatky erupcí je totiž z vědeckého hlediska větší výzvou, než se zabývat těmi aktivními. Na Islandu hned vidíte, jak tekl jeden lávový proud přes druhý. Například v Českém středohoří ale musíte složitě dešifrovat, co se tam vlastně dělo. Vyvřelý materiál totiž obsahuje prvky, které mají paměť. Fungují jako otisk prstu. Jejich izotopovou analýzou tak můžeme zpětně odkrývat i desítky milionů let vzdálenou minulost. A objevovat tyto skryté příběhy mě neuvěřitelně baví. Jak komorní hůrka otevřela vědcům oči Na počátku 19. století se geologové dělili na tzv. neptunisty a plutonisty. První skupina věřila, že sopky jsou pozůstatky po vyhořelých uhelných slojích, druhá že za jejich vznikem stojí sopečná činnost. K rozlousknutí sporu přispěl německý básník a vášnivý přírodovědec Johann Wolfgang Goethe a jeho neutuchající zájem o vyhaslou sopku nedaleko Chebu jménem Komorní hůrka. „Přišel totiž s revoluční myšlenkou vyrazit do sopky štolu a podívat se do jejího nitra. Důlní dílo se sice nakonec realizovalo až po jeho smrti, nicméně potvrdilo, že sopky vznikají vulkanickou činností,“ líčí Lukáš Krmíček. Stejně si ale čas od času z laborky odskočíte doplnit adrenalin k „čerstvému“ výbuchu… Dá se to tak říct. Práce u aktivního vulkánu je jedno velké dobrodružství. Někdy mi ta intenzivní „vůně“ síry, kterou znám z míst erupcí, vysloveně chybí. Jiným by ten pach asi smrděl, ale já ho mám spojený s tím, že tekutá čedičová láva je blízko a že se mi ji možná podaří odebrat, což ve mně probouzí pocity nadšení. Co potom s kýženou lávou děláte? Ponořím ji do kyblíku s destilovanou vodou, čímž ji zchladím. Do Česka si pak vezu vzorek tvaru odběrné lžíce, který vypadá jako zkamenělé vejce. V laboratoři jej rozříznu a nechám si z něj udělat výbrus. Hornina je pak tak tenká, že ji mohu prosvítit a mikroskopem v ní pozorovat jednotlivé minerály. Zaměřuju se na olivín, který pochází ze zemského pláště. Jeho krystaly v sobě uzavírají spoustu informací. Jakých? Jejich prvkové a izotopové složení mi může napovědět, kde olivín vznikl, v jaké hloubce, co vedlo k tomu, že se zformoval… Je to detektivní práce, která nám mimo jiné může pomoci s předvídáním budoucího chování dané sopky. Aktivní erupce systematicky zkoumáte v tuzemsku jako jediný. Jak se badatel ze země vyhaslých sopek dostane mezi světovou vulkanologickou špičku? Věřím, že když člověk dělá naplno, co ho baví, úspěch si ho najde. A to je taky můj případ. Moje zaměstnání je zároveň mou největší zálibou. Nikdy jsem neřešil, zda je lukrativní a podobně. Když ale něco děláte s radostí a pílí, nakonec vás ostatní ocení. Lukáš Krmíček působí v oddělení geologických procesů Geologického ústavu AV ČR. (CC) Možná i díky tomuto přístupu jste už od čtyřicítky profesorem, což není zrovna obvyklé, že? U nás ne, ale v západních zemích narazíte i na výrazně mladší profesory. Když se tam totiž na univerzitě vypíše profesorská pozice, může se na ni přihlásit třeba i čerstvý absolvent. A pokud je dobrý, získá ji. U nás je profesorské řízení vázané na předchozí vědeckou kariéru. A tu jsem si rozvrhnul tak, abych profesuru do čtyřicítky stihnul. (úsměv) A pak už jenom samá pozitiva a sociální jistoty… Máte všechno takto rozplánované? Ne tak striktně jako postava z filmu Jak básníkům chutná život, na kterou narážíte. Plánování mám ale rád a výzvy ještě víc. Moje žena je taky hodně cílevědomá, takže se doma pořád tak trochu hecujeme. V kariéře mi pomáhá i potřeba dotahovat věci do konce. Díky ní si mě také kolegové v čele s geologem Václavem Cílkem vybrali jako vedoucího chystané knihy o Českém středohoří, o které jsem se již zmiňoval. Vědí sice, že nejsem jeho největší znalec, ale je jim jasné, že ten projekt dotlačím až do publikační tečky. Že se stanete vulkanologem, jste měl v plánu už od dětství? Ne, jako malý jsem miloval kameny. Nosil jsem si je z každého výletu a pěkně se mi doma hromadily. Kromě neživé přírody jsem ale měl ještě jednu vášeň – hudbu. Dědeček mě přivedl ke hře na trubku, ale učitel v hudebce mi později doporučil pozoun. Asi v deseti letech jsem se tedy na něj začal učit a úplně mě nadchl. Celé roky jsem pak hrál v brněnském symfonickém orchestru vedle Jakuba Hrůši. Máte na mysli našeho nejúspěšnějšího dirigenta současnosti? Ano, i on totiž začínal jako pozounista. Ale na rozdíl ode mě v hudbě prorazil. (smích) U mě totiž nakonec vyhrála geologie. Kouzlo sopek jsem pak objevil až v průběhu studií. Líbilo se mi, že zatímco v geologii je všechno na dlouhé lokty, erupce se dějí tady a teď. Jsou vyústěním cyklu, který trval mnoho milionů let. Taková třešinka na geologickém dortu. Materiál, který si přivezu z místa erupce ke zkoumání, ještě před pár dny neexistoval, což je úžasné. Vedle geologie Lukáše Krmíčka už v mládí nadchla také hudba. (CC) Sopek už jste probádal nespočet. Máte ještě nějaké dosud nesplněné vulkanologické sny? Jistě. Dlouhodobě se chystám na ostrov Réunion, kde jsem zatím nebyl. Taky bych chtěl navštívit sopku Ol Doinyo Lengai v Tanzanii. Jde totiž o jediný vulkán na světě, který produkuje černou karbonitovou lávu připomínající tekoucí vápenec. Erupce řešíte dennodenně v práci i doma se ženou. Odpočinete si od soptění někdy? Třeba v létě na skautských táborech, kam jezdím jako vedoucí i jako účastník. Nebo při běhání a plavání. Snažím se totiž udržovat v kondici, abych pak zvládal fyzicky poměrně náročné expedice. Baví mě taky geocaching, tedy hledání ukrytých schránek v přírodě za pomoci zeměpisných souřadnic. Nejradši mám ale takzvané earth keše. Co prosím? Nejde o schránky, ale o geologicky zajímavá místa všude po světě. Pátráte po nějaké skále nebo vyhaslé sopce a pak u ní musíte splnit úkol nebo odpovědět na otázky. Pár earth keší jsem na svých cestách i založil – například v Malém Tibetu, na Špicberkách nebo na Havaji. A jsme zase u sopek… To je tak, když je práce zároveň největší hobby. Ale nebojte se, nemyslím na ně pořád. Relaxuju třeba u sledování „marvelovek“. Anebo u Ordinace v růžové zahradě, na kterou občas s manželkou koukáme. Asi byste mě na diváka nekonečné soap opery netipovala, ale věřte, že u něčeho tak nenáročného spolehlivě vypnu úplně. Anebo rovnou vytuhnu. (smích) (CC) prof. RNDr. Lukáš Krmíček, Ph.D.Geologický ústav AV ČR Vystudoval geologii na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně, kde získal také doktorát. Postdoktorskou stáž absolvoval v izotopové laboratoři v Německém výzkumném centru pro geovědy v Postupimi. Působí v Geologickém ústavu AV ČR a vyučuje na Fakultě stavební Vysokého učení technického v Brně. Věnuje se zejména výzkumu sopečné činnosti a mineralogických, geochemických a fyzikálně-mechanických vlastností vyvřelých hornin. V roce 2024 mu vyšla kniha Svět sopek zblízka: Zrození vulkánu. Článek vyšel pod názvem Moje srdce tepe pro sopky v A / Magazínu 4/2024: 4/2024 (verze k listování)4/2024 (verze ke stažení) Čtvrtletník A / Magazín vydává Akademie věd ČR. Výtisky zasíláme zdarma všem zájemcům. Kontaktovat nás můžete na adrese predplatne@ssc.cas.cz. Text: Radka Římanová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, archiv Lukáše Krmíčka  Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.  

26.02.2025 08:49

Česká elektronika pro evropskou sondu k Venuši úspěšně prošla první fází vývoje

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Ceska-elektronika-pro-evropskou-sondu-k-Venusi-uspesne-prosla-prvni-fazi-vyvoje/]
Proč se Venuše a Země, přestože jsou si podobné velikostí, vyvinuly tak odlišně? To je otázka pro sondu EnVision, s jejímž startem se počítá v roce 2031. Bude detailně zkoumat povrch a atmosféru Venuše a na své palubě ponese několik zařízení určených k detailnímu průzkumu „pekelné“ planety včetně tří spektrometrů (VenSpec-M, VenSpec-U a VenSpec-H). Ty budou pracovat v šesti různých spektrálních pásmech. Úkolem českých odborníků v této misi Evropské kosmické agentury je vyvinout a vyrobit elektronické části spektrometru VenSpec-H, který bude měřit koncentrace stopových molekul ve spodních částech atmosféry včetně izotopů vodíku ve vodní páře. „Právě tyto chemické látky mohou odhalit, jestli zde v minulosti byly oceány a zda se Venuše nepodobala tropické planetě Zemi,“ vysvětluje Martin Ferus z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR. Prototypy elektroniky vznikají v čistém prostředí Čeští vědci a inženýři již vyrobili první prototypy. V první fázi projektu tým z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR kompletně prověřil technické požadavky od ESA a potvrdil jejich proveditelnost českým průmyslem. Na základě toho vědci připravili plán testování elektroniky pro budoucí fáze, navrhli a vyrobili laboratorní modely (prototypy) procesorové desky a systému pro zpracování signálů, které budou součástí jednoho ze spektrometru. Desky tištěných spojů byly v únoru 2025 dokončeny za přísných podmínek v čistých prostorách společnosti G.L.Electronic, kde zkušení odborníci ručně připájeli speciální součástky schopné odolávat nehostinným podmínkám kosmu. „Práce v čistých prostorách je pro úspěch mise naprosto klíčová. Jakákoli kontaminace by mohla ohrozit funkčnost zařízení, což si u takto nákladné mise nemůžeme dovolit. Proto se nejdůležitější součástky pájejí tímto způsobem již nyní od prvních prototypů. Je totiž potřeba vyladit celý výrobní proces před samotnou výrobou kusů, které reálně poletí k Venuši,“ vysvětluje Luděk Graclík, ředitel společnosti G.L.Electronic. Hotové prototypy budou po základním ověření funkčnosti odeslány v následujících týdnech do Belgie, kde budou použity pro vývoj softwaru spektrometru VenSpec-H a pro podrobné testování celého přístroje. Další kroky českého týmu Český tým, který vede Martin Ferus z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, Petr Brož z Geofyzikálního ústavu AV ČR a Veronika Strnadová z České geologické služby, nyní pokračuje v dalších přípravách mise EnVision. Evropská kosmická agentura totiž schválila přidělení dalších finančních prostředků v projektu „Česká účast v misi EnVision - derisking vývoje VenSpec-H“ programu PROgramme de Développement d'EXpériences scientifiques (PRODEX). „V našem ústavu již nyní vzniká rozsáhlá databáze spektrálních dat, která bude sloužit k testování funkčnosti spektrometru VenSpec-H, jenž je určen k měření vybraných chemických látek v atmosféře. Díky databázi budeme moci porovnávat spektrální otisky těchto sloučenin s daty získanými přímo na Venuši,“ vysvětluje Martin Ferus. „Současně budeme pracovat na vytvoření matematického modelu atmosféry planety,“ dodal. Aktuálně ESA zahájila výběrové řízení na české dodavatele komponent pro další fázi projektu. Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR bude kromě vývoje databáze spektrálních dat a matematického modelu atmosféry také koordinovat zapojené české firmy. „Účast České republiky na misi EnVision je dalším úspěchem českého kosmického průmyslu, který představuje rostoucí segment v české ekonomice a jehož propojení s vědeckým prostředím je zásadní nejen pro poznání, ale také pro konstrukci nových pokročilých přístrojů,“ uvedl Martin Ferus. Kontakt: RNDr. Martin Ferus, Ph.D.Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČRmartin.ferus@jh-inst.cas.cz Mgr. Petr Brož, Ph.D.Geofyzikální ústav AV ČRpetr.broz@ig.cas.cz

25.02.2025 14:35

Částečné úvazky: v Česku vzácné zboží

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Castecne-uvazky-v-Cesku-vzacne-zbozi/]
Česká republika se dlouhodobě řadí mezi země s nižším podílem zaměstnanců pracujících na částečný úvazek. Zatímco v západní a severní Evropě je tento způsob práce běžný napříč profesemi a vzdělanostními skupinami, v Česku zůstává jeho využívání obecně nízké. Částečné úvazky přitom poskytují mnoho výhod – zaměstnavatelům mohou částečné úvazky přinášet větší flexibilitu a snižovat náklady, umožňují sladit práci a soukromý život a usnadňují pracovní zapojení rodičům, seniorům, studentům či zdravotně znevýhodněným osobám. V Česku jsou částečné úvazky využívány nejčastěji ženami ve věku 30–39 let, které kombinují pracovní život s péčí o malé děti. Vyšší výskyt částečných úvazků vykazují i ženy v předdůchodovém věku, u nichž lze předpokládat potřebu snížit pracovní nasazení za účelem péče o starší rodiče či vnoučata. „V Česku jsou částečné úvazky rozšířené zejména mezi vysokoškolsky vzdělanými ženami, což je v evropském kontextu výjimečné. V EU jsou částečné úvazky běžnější u žen s nižším vzděláním, zatímco v Česku je jejich využití vyšší mezi ženami s vysokoškolským titulem. Pravděpodobně to souvisí s jejich silnější vyjednávací pozicí na trhu práce a vyššími příjmy v rodině,“ vysvětluje spoluautor studie Jakub Grossmann z IDEA při CERGE-EI. Data ukazují, že Češky s dětmi do čtyř let věku pracují celkově méně než jejich vrstevnice v EU, ale když už pracují, volí částečné úvazky častěji. Jakmile jejich nejmladší děti dosáhnou školního věku, vrací se většinou k plnému úvazku. Čeští muži částečné úvazky téměř nevyužívají, a pokud ano, pak důvodem není péče o děti, ale více než jinde vlastní zdravotní znevýhodnění, a naopak méně než jinde nemožnost najít práci na plný úvazek. Rozložení odpracovaných hodin na trhu práce mezi partnery v českých domácnostech s dětmi tak nadále odráží tradiční genderové role. Nabídka částečných úvazků je v Česku nejvíc soustředěna do administrativních profesí a IT sektoru. Odvětví IT je jediné, kde výskyt částečných úvazků Češek převyšuje průměr EU. Naopak v oblastech zdravotnictví a veřejné správy je výskyt částečných úvazků nízký, přestože je zde velký podíl zaměstnaných žen. Nedostatek částečných úvazků v České republice odráží širší strukturální faktory, jako jsou vysoká závislost ekonomiky na průmyslové výrobě a nízký podíl služeb, lokální nedostupnost veřejných školek, nedostatečná nabídka péče o seniory, poměrně vysoké odvodové zatížení nízkých výdělků či existence fixních složek nákladů na zaměstnance. Inspirací pro podporu částečných úvazků mohou být zahraniční modely, například progresivnější daňový systém v Nizozemsku či německé zákony umožňující snadný přechod mezi plným a částečným úvazkem. Největší potenciál pro expanzi částečných úvazků se přitom nabízí ve veřejném sektoru, kde by mohla být jejich podpora realizována regulačními opatřeními. Celý text studie k dispozici zde. Kontakt na autory studie: Jakub Grossmann, jakub.grossmann@cerge-ei.cz  Daniel Münich, daniel.munich@cerge-ei.cz, 224 005 175

25.02.2025 07:28

Za rozvojem rezistence k inzulinu stojí i mitochondriální geny

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Za-rozvojem-rezistence-k-inzulinu-stoji-i-mitochondrialni-geny/]
Mitochondrie, nazývané též buněčné elektrárny, jsou organely v našich buňkách, které mají svůj původ v bakteriích a zachovávají si svoji vlastní DNA (mtDNA). mtDNA obsahuje genetickou informaci důležitou pro přeměnu energie a dědí se jen po matce. Podle variant mtDNA můžeme lidskou populaci rozdělit na rodiny, tzv. haplotypy. Možnost souvislosti mezi variantami mtDNA a náchylností k metabolickému syndromu naznačila již řada předchozích studií. Lidé se ale mezi sebou geneticky liší nejen v mtDNA, a tak je obtížné zkoumat, jak k této náchylnosti přispívá. Vědci z Fyziologického ústavu AV ČR využili unikátní kmeny potkanů, které v předchozích letech vytvořili a které se mezi sebou liší pouze přirozenými variantami mtDNA. Zjistili, že u některých kmenů se rezistence k inzulinu rozvinula po dlouhodobém podávání diety s vysokým obsahem tuku. „Určité varianty mtDNA snižovaly schopnost efektivně produkovat energii v některých tkáních. To bylo způsobeno narušením produkce speciálních proteinů kódovaných mtDNA a nezbytných pro energetický metabolismus,“ uvádí autorka studie Alena Pecinová z Fyziologického ústavu AV ČR. Narušení metabolismu následně vedlo k hromadění bioaktivních lipidů (diacylglycerolů), jež negativně ovlivňují inzulinovou signalizaci v organismu. „Metabolický syndrom se obecně týká poruch přeměny energie v těle, při které hrají mitochondrie nezastupitelnou roli. Navíc se ukázalo, že některé symptomy metabolického syndromu se liší mezi etnickými skupinami, což by mohlo být dáno právě rozdíly v mtDNA u jednotlivých haplotypů,“ doplňuje Alena Pecinová.   Výhoda, která už neplatí U lidí se fyziologické varianty mtDNA objevily a částečně geograficky fixovaly během migrace z Afriky na jiné kontinenty. Některé teorie naznačují, že tyto varianty mohly pomoci při adaptaci na odlišné klimatické podmínky. Co ale bylo prospěšné historicky, může představovat rizikový faktor v moderní době. Získané poznatky dokládají, že rozdíly v mtDNA mohou přispívat k rozvoji metabolického syndromu, což otevírá nové možnosti v prevenci léčby např. při cukrovce. „V dalším výzkumu se zaměřujeme na studium vlivu variant mtDNA na rozvoj inzulinové rezistence během stárnutí a nedávno jsme začali zkoumat také rozdíly mezi pohlavími po podání diety s vysokým obsahem tuků,“ uzavírá Alena Pecinová. Kontakt: RNDr. Alena Pecinová Ph.D.Fyziologický ústav AV ČRalena.pecinova@fgu.cas.cz Reference: Pecina P., Čunátová K., Kaplanová V., Puertas-Frias G., Šilhavý J., Tauchmannová K., Vrbacký M., Čajka T., Gahura O., Hlaváčková M., Stránecký V., Kmoch S., Pravenec M., Houštěk J., Mráček T., Pecinová A.: Haplotype variability in mitochondrial rRNA predisposes to metabolic syndrome. Communications Biology 7(1):1116 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-024-06819-w

24.02.2025 11:14

Akademie věd: Chceme naplno využít potenciál humanitních a společenských věd

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Akademie-ved-Chceme-naplno-vyuzit-potencial-humanitnich-a-spolecenskych-ved-00001/]
Dotknout se historie? Díky online laboratoři, kterou využívá více než 1500 učitelů v Česku, nemusí být dějepis memorováním jmen a letopočtů. Prostřednictvím digitálních nástrojů se stává živou cestou za poznáním. S tímto záměrem vyvinuli v Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR společně s dalšími pracovišti aplikaci HistoryLab. Učitelům slouží, aby u svých žáků a studentů rozvíjeli kritické myšlení a ti tak byli lépe připraveni čelit například dezinformacím. HistoryLab je jedním z příkladů, jak lze transferovat výzkumy humanitních a společenských věd. A přesně o to jde i v nové koncepci Akademie věd ČR: „nastartovat“ zájem vědců a vědkyň, aby hledali, a hlavně naplno využívali aplikační možnosti svých oborů. Otevírají se tak nové cesty, jak propojit výzkumy s veřejnou sférou, občanskou společností i soukromým sektorem. Jaké příležitosti přináší pracovištím Akademie věd ČR? A co (ne)mají společného transfer znalostí a popularizace vědy?     Když se řekne transfer, mnozí si představí hlavně technologické inovace a patenty. Jaké důvody vedly Akademii věd k tomu, že chce cíleněji rozvíjet uplatňování výsledků společenských a humanitních věd?Ondřej Beránek: Důvodů bylo několik. Na jedné straně šlo o společenskou a politickou poptávku, která vedla k tomu, že se o transferu začalo více mluvit. S tím přišla i otázka, co má transfer znalostí být. Klasické formuláře s kolonkami pro příjmy z patentů a licencí totiž nebyly úplně dostačující. Zároveň se pohnuly ledy i na mezinárodní úrovni. Chvilku před českým předsednictvím v Radě Evropské Unie v roce 2022 se dostala na stůl doporučení k takzvanému zhodnocování znalostí. Zdůrazňují co nejširší využití a maximální zhodnocení všech typů znalostí a know-how. Chtěli jsme proto hledat společný jazyk, kultivovat dosavadní aktivity a určit kroky, aby transfer znalostí nebyl jen bezobsažným a tak trochu módním pojmem. Podporu chceme nabídnout všem, kteří mají chuť dělat něco navíc, ale zatím jim k tomu chyběl čas nebo motivace. Místopředseda Akademie věd ČR Ondřej Beránek Dotklo se to i Centra transferu AV ČR, které pracovištím poskytuje v tomto směru podporu? Martin Smekal: Ano, už při přípravě Strategie transferu znalostí a technologií AV ČR v roce 2022 jsem věděl, že musíme rozpracovat i témata, která se týkají společenskovědních a humanitních oborů. Jan Mareš: Nová koncepce vznikla s tím, že společenské a humanitní vědy mají pro transfer specifické předpoklady – zájem veřejné sféry totiž často směřuje k socioekonomickým či kulturním otázkám. Když jsme ji připravovali, zaznívalo, že mnohé prvky a potřeby budou společné „měkkým“ i „tvrdým“ vědám. S tím souhlasím. Koncepce ale vznikala v omezeném čase, mohla tak zohlednit data jen z jedné vědní oblasti – právě v ní jsme provedli dotazníkové šetření, do něhož se zapojilo téměř 350 vědců a vědkyň. Nepřišlo nám férové ani obhajitelné, abychom dílčí zjištění dále zobecňovali pro všechny vědní oblasti. Pokud se některé kroky osvědčí, koncepci rozšíříme nebo vzniknou samostatné i pro první a druhou – budou-li mít ústavy a vedení Akademie věd zájem. Co tedy odlišuje transfer společenských a humanitních věd od přírodních a technických?JM: Zaměřuje se na veřejný sektor a občanskou společnost. Uplatnění znalostí může vést třeba k vyšší efektivitě veřejných politik. Akademie věd tak může přispět k úsporám ve veřejných rozpočtech, v domácnostech nebo v soukromém sektoru. OB: Doplním, že dosud převládalo vnímání transferu jako aktivity, v níž jde zejména o spolupráci s komerční sférou – ať už zpeněžením technologií a know-how, nebo přenášením podnikatelských principů do vědeckého prostředí zakládáním spin-offů či start-upů. U společenských věd je ale situace jiná. V koncepci zmiňuje tři „opěrné“ principy. Jaké?JM: Jednak mít co nejpřesnější představu, kdo je uživatel transferu – tedy, kdo může být naším aplikačním partnerem nebo garantem. Jen tak zvýšíme šanci, že vědecké výstupy nebudou jen „vzkazy v láhvi“, ale skutečně najdou své adresáty. Vedoucí Centra transferu AV ČR Martin Smekal CETAV s tím dokáže vědcům pomoci? JM: Ano, CETAV musí uvedenou představu pomáhat upřesňovat. S tím je spojen i druhý princip: udržovat a kultivovat dlouhodobá partnerství s co nejvíce uživateli znalostí. Hledejme proto cesty, aby se alespoň některé jejich potřeby zohlednily už při vzniku projektů. Stejně tak je důležité průběžně získávat od partnerů zpětnou vazbu. No a za třetí musíme hledat a ověřovat způsoby, jak sledovat a vyhodnocovat dopad aktivit a míry „užitečnosti“ a prospěšnosti. OB: Nechceme ale říkat, že má Akademie věd od teď preferovat pouze aplikovaný či orientovaný výzkum. V mnoha případech to ani nejde. Spíše jde o to, jak výzkumné otázky a jejich výstupy obohatit a nasměrovat, kde to lze. Tři čtvrtiny respondentů dotazníku uvedly, že se jejich výzkumy mohou uplatnit nekomerčně. Co se týče měření úspěšnosti transferu, nebudeme zavádět ani indikátory, ani metriky. Chceme se podívat na jednotlivé případy z odstupu a zjistit, jaké postupy mají větší šanci na úspěch, a také vytvářet prostor pro sdílení zkušeností. Jak tedy hodláte dopady transferu znalostí vyhodnotit? OB: Využijeme například případové studie, které se ozkoušely v britském modelu hodnocení a tvoří součást i letošního hodnocení v Akademii věd. Jsem zvědavý, jak budeme umět výsledky interpretovat a dále s nimi pracovat. JM: Některé zahraniční univerzity, například University of Manchester, University College of London nebo University of Aberdeen, k vyhodnocování využívají Cíle udržitelného rozvoje. Jde ale o „disciplínu“, která se teprve utváří, a zkoušejí se různé postupy. To, že hodnotíme dopady, je vyjádřením zvědavosti, zda doporučení fungovala, a zároveň výzvou k mezioborové spolupráci. Jak tedy transfer znalostí v Akademii věd rychle nastartovat? JM: Více tvořit policy papers, které shrnují výsledky výzkumu pro tvůrce politik či podnikatelskou sféru, nebo policy briefs – stručná shrnutí aktuálního tématu, politických možností jeho řešení a doporučení nejlepší varianty. Je škoda, že mimo témata, jež proniknou do AVexů, zůstává hodně projektů a studií mimo povědomí těch, jež by mohly zajímat. Pokud si akademici netroufají formulovat přímo doporučení, mohou nabídnout přehled literatury a shrnutí aktuálního stavu poznání. Zároveň nemusí každý vědec výstupy „sekat jako Baťa cvičky“. Podstatné je dokázat shrnout i dlouhodobý výzkum a umět ho prezentovat. OB: Policy papers a podobné aktivity jsou důležité i proto, že Akademii věd umožňují nastolovat společenská témata. Nezávislá expertiza nás odlišuje od konzultačních společností či think tanků. Aby ale byla Akademie věd akceschopná, zasloužila by si vyšší míru vnitřní koordinace ve vztahu ke komunikaci s veřejnou správou a politiky. Navrhujeme proto, aby se ustanovila role koordinátora, který by měl rozhraní věda–politika na starosti. MS: Důležité je také posilovat CETAV, abychom mohli ve znalostním transferu systematicky budovat know-how. Rádi bychom vytvářeli příležitosti pro sdílení zkušeností a příkladů dobré praxe z Česka i zahraničí, organizovali semináře či workshopy, a vytvořili tak pro společenské a humanitní vědy síť transferářů. Pozitivní roli můžeme sehrát i v hledání a oslovování partnerů jako v technologickém transferu. Jan Mareš z Centra transferu AV ČR Jak více rozvíjet partnerství s veřejnou správou, občanskou společností a soukromým sektorem?JM: Akademie věd uzavírá memoranda o spolupráci s různými subjekty. Máme tak na co navazovat. V posledním roce jsme obnovili spolupráci s Úřadem vlády, v něm sídlí vládní analytický útvar, který má své „pobočky“ i zhruba na půlce ministerstev. Zaměřují se zejména na to, aby při přípravě nových zákonů byly dobře zpracovány jejich dopady a přínosy. Využívat k tomu chtějí i výsledky našich pracovišť. CETAV jim dodává rešerše obsahující jak konkrétní studie, tak data i profily vědců a jejich projektů. Akademie věd dále uzavřela smlouvy se všemi kraji k regionální spolupráci, což je další úroveň, v níž můžeme hledat pro transfer uplatnění. OB: Rádi bychom zintenzivnili i kontakt s politickou sférou, zejména Parlamentem České republiky. V soukromém sektoru a občanské společnosti dává smysl budovat partnerství na úrovni projektů. A nesmíme zapomenout, že ústavy samy navazují spolupráce, byť některé mohly v průběhu let „usnout“. Už jsme se toho sice dotkli, ale jak zamýšlíte motivovat vědce k transferování, když se od humanitních a společenských věd očekává hlavně základní výzkum?JM: Při šetření jsme zjistili, že vědce a vědkyně motivuje hlavně to, že mohou komunikovat výsledky výzkumů, že naplňují své závazky vůči společnosti nebo zvyšují reputaci pracoviště. A to je skvělá zpráva. „Trendy“ je i zmíněná spolupráce s veřejnou správou a poskytování odborných stanovisek pro tvorbu veřejných politik. Výzvou je upravit definici toho, co pod pojmem transfer znalostí chápeme. V současnosti se hledá způsob, jak narovnat vztah mezi jeho pojetím v evropském Rámci pro státní podporu vědy, výzkumu a inovací, který se promítl i do návrhu nového zákona o výzkumu, a širším pojetím zhodnocování znalostí. Jeho součástí je i smluvní výzkum, který nyní do definice nespadá. OB: Na systémové úrovni vidím dvě příležitosti: jednou z nich je úprava Metodiky 2017+. Návrh její aktualizace by měl už obsahovat i vědecké výstupy typu policy paper či jiné pro informované vládnutí. Za druhé, zohlednění transferových aktivit v atestačních kritériích. Zmínili jste komunikaci vědy. Jakou roli hraje v transferu znalostí? A jak se vlastně liší od popularizace?OB: To je případná otázka, a když jsme draft koncepce probírali s řediteli ústavů, diskuze se hodně točila kolem toho, jak transfer znalostí a popularizaci odlišit. Uvedu přiklad: zhodnocování znalostí je jako když hrajete šipky a snažíte se zasáhnout vybraná políčka v terči, kdežto popularizace jako hraní kuželek, kdy jde o co nejširší zásah. Srozumitelnost sdělení je ale nutná v obou případech. JM: Mnozí akademici mají sklon popularizaci a transfer nerozlišovat. Komunikační kanály popularizace ale obvykle neumožňují, abyste přímo ovlivnil, ke komu znalost doputuje, ani přesně zjistil, jak s ní kdo naložil. Co plánujete pro nejbližší období?MS: Máme za sebou čtyři kola Programu rozvoje aplikací a komercializace – PRAK. Ukazuje se, že znalostní projekty jsou pro hodnotitele obtížné k porovnávání s těmi, které směřují ke start-upu či komerčnímu licencování know-how. Ve vzduchu proto visí otázka, jestli si znalostní transfer nezaslouží vlastní akcelerační program. Návrhy nyní chystáme pro novou Akademickou radu. OB: V komunikaci s veřejnou sférou nyní jako klíčové vnímám vzdělávací aktivity. Umožní zkoušet si a osvojovat dovednosti, jak srozumitelně sdělovat doporučení mimo akademickou sféru a jak komunikovat s politiky i úředníky. Otázkou v této souvislosti je, jak naložit třeba se seznamem expertů na webu Akademie věd. Plní svou roli? Předpokládá totiž relativně dobrou orientaci v mnoha tématech. Stojí za zvážení, zda se raději nevydat cestou poptávkového formuláře – vycházel by z upřesnění poptávky, nikoli orientace v ústavech a disciplínách. JM: Chceme zpracovat studii proveditelnosti sjednocení online infrastruktur a databází. Jen ve třetí vědní oblasti jich existuje více než sedmdesát. Obsahují data v různých formátech, která obvykle vznikala pro výzkumnou potřebu, často i v nepříliš uživatelsky přívětivých rozhraních. Dnes se je jejich autoři snaží rozvíjet i využívat. Musíme tudíž zjistit, jak by šla data kombinovat, jaký didaktický potenciál by naše instituce mohla nabídnout a rozvíjet. Jestliže platí, že jsou data ropou tohoto století, Akademie věd „sedí“ na rozsáhlém nalezišti. Nyní je na CETAV zjistit, jak je efektivně těžit – jaké jsou technické možnosti, legislativní omezení i finanční nároky. A až budeme mít jasný plán, můžeme začít naplno čerpat jejich potenciál. Text: Zuzana Dupalová a Luděk Svoboda, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR; CETAV  Text a fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

21.02.2025 15:21

Světlo jako pomocník při výrobě povrchů inspirovaných přírodou

[https://www.avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/matematika-fyzika-a-informatika/Svetlo-jako-pomocnik-pri-vyrobe-povrchu-inspirovanych-prirodou/]
Článek si můžete poslechnout v audiopodobě: Načetli: Jitka Kostelníková a Justin Svoboda // Edit a master: Jan Mesany. Epizoda vznikla s podporou Strategie AV21. Jsou potřeba k vyšetřování pacientů, podávání léků i výplachu tělních tekutin. Katetry neboli cévky však mohou namísto uzdravení způsobit také nebezpečné infekce. Při delším používání se totiž na jejich povrchu tvoří život ohrožující bakterie. Výzkumníci proto přicházejí s nápady, jak upravit nebo vylepšit materiály, z nichž se podobné medicínské pomůcky vyrábějí. Inspirují se hlavně v přírodě a velkým pomocníkem je jim překvapivě světlo, přesněji řečeno lasery. Skvělý povrch odolný vůči bakteriím má třeba žraločí kůže tvořená drsnými šupinami. Pokrývají je struktury takové velikosti a rozložení, že po nich cizorodé látky sklouznou. I když se chvíli udrží, jejich tělo se prohne mezi dvěma ostrými výstupky šupin, případně si o hrot propíchnou buněčnou stěnu a umírají. Podobně sofistikovaná jsou i křídla cikád a jiného hmyzu. Replika žraločí kůže A co teprve voděodolné povrchy lotosového listu, hadí kůže, která minimalizuje tření, nebo třeba gekoní tlapky, které se udrží na téměř jakémkoli povrchu. Jenže jak tyto přírodní poklady napodobit a vyrobit superstruktury, jež fungují a existují v mikro- nebo nanorozměrech? Laser jako pilník Povrchy materiálů se běžně upravují obráběním, což je technologický proces, kdy se požadovaného tvaru dosahuje odebíráním kousků dané hmoty. Tradičními nástroji ručního obrábění jsou různé pilky a škrabáky, pro pokročilejší úkony se používají soustruhy a frézy. Pro práci v mikro- a nanoměřítkách je ideálním nástrojem laser.    Současné metody využívají zpravidla jeden laserový svazek, který se po povrchu pohybuje pomocí motorizovaných zrcátek nebo posuvných stolečků. Opracování jemných detailů na mikroúrovni je ale nesmírně časově náročné. Právě pomalost a finanční nevýhodnost obrábění superfunkčních materiálů jsou také důvodem, proč se „žraločí kůže“ nebo „lotosové listy“ zatím nevyrábějí jak na běžícím páse. Pro představu – vytvoření pouhého jednoho centimetru čtverečního voděodolné funkční struktury by s jedním laserovým svazkem byť velmi výkonného laseru trvalo zhruba minutu. To znamená, že na metr čtvereční výrobku by bylo potřeba sedm dní. „Pro průmysl je samozřejmě taková výkonnost absolutně nerentabilní. Snažíme se proto nacházet způsoby, jak laserem obrábět rychle a efektivně a jak naše poznatky přenést z laboratoře do reálného světa,“ vysvětluje Petr Hauschwitz, vedoucí výzkumné skupiny laserového mikroobrábění v Centru HiLASE při Fyzikálním ústavu AV ČR. Petr Hauschwitz z Fyzikálního ústavu AV ČR (CC) Světelné zrychleníNavrhování superhydrofobního (voděodolného) povrchu se věnoval už během doktorátu. Inspiroval se strukturou lotosového listu pokrytého nanostrukturními výběžky, jež mu propůjčují hned několik skvělých vlastností. Například samočištění: vodní kapky se shlukují do sférických tvarů a snadno sklouznou po povrchu, přitom sesbírají nečistoty a prach, které se na listu usazují, a odnášejí je pryč. Tento jev se často označuje jako „lotosový efekt“. Čistější list je lépe chráněný před řasami, bakteriemi a houbami. Nejenže je pak rostlina méně náchylná k chorobám, ale má také lepší přístup ke světlu, čímž si zvyšuje účinnost fotosyntézy. Technologie výroby takto dokonalého povrchu je známá už delší dobu, cílem doktorské práce však bylo navrhnout její zjednodušení a zrychlení.  Mladý vědec tehdy zkoušel různé metody, jak výrobu zefektivnit. Cestou byla její paralelizace, která spočívala v rozdělení jednoho svazku na více funkčních částí. V doktorské práci se mu podařilo doložit, že lze obrábět s více než sedmi sty svazky najednou!      Není divu, že jeho návrhy zaujaly i porotce Cen Wernera von Siemense, kteří mu v roce 2022 udělili ocenění za nejlepší disertační práci. O rok později dostal Prémii Otto Wichterleho, udělovanou Akademií věd ČR talentovaným vědcům do pětatřiceti let. Světlo spoutané v laseru Laser je zesílené světlo zúžené do vysoce výkonného paprsku. Principy jeho fungování popsal Albert Einstein v roce 1917, první laser sestavil americký fyzik Theodore Harold Maiman v roce 1960. Postupně se lasery vylepšovaly – revoluci přinesla metoda zesilování rozmítnutých pulzů vyvinutá v osmdesátých letech 20. století vědci Donnou Stricklandovou a Gérardem Mourouem, za kterou dostali v roce 2018 Nobelovu cenu. Díky ní se po celém světě začaly stavět velké laserové systémy se špičkovým výkonem. Jedním z nich je i domovské pracoviště Petra Hauschwitze v Dolních Břežanech. Lasery v HiLASE mají extrémně krátké pulzy. Dokážou je vyprodukovat v řádu femtosekund (to je asi 10-15 sekundy). Taková energie umožňuje velké věci, zároveň ale může poškodit jak zpracovávaný materiál, tak samotné zařízení laseru. Vědci proto používají různé metody, jak vysoce energetický svazek „zkrotit“. Díky nim už se jim podařilo dosáhnout několika světových rekordů ve výkonnosti laserů. Obrábění pod lupou Pod mikroskopem připomínají žraločí šupiny pravidelnou obdélníčkovou dlažbu s drážkami. Lotosový list zase díky malinkatým výběžkům, které ho pokrývají, vypadá jako les sopek. Mikrostruktura gekoní tlapky evokuje koberec s dlouhými chlupy s roztřepenými konečky a hadí kůži tvoří velmi ostré mikrohroty nahuštěné blízko vedle sebe. Kdo chce tyto povrchy napodobit, musí v počítači vytvořit 3D model nebo mřížku dané struktury. Podle tohoto modelu pak nastaví laserovou obráběčku, která jednotlivými svazky světla ostřeluje zpracovávaný materiál a po vrstvách z něj odebírá nepotřebné kousíčky.  Při klasickém obrábění vzniká při odebírání materiálu poměrně dost odpadu. Výhodou laserového mikroobrábění je jeho naprosté minimum, jelikož se jde do hloubky několika málo mikrometrů. Odebíraný materiál se roztaví, nebo častěji spíše odpaří. Vše se děje v okem těžko viditelných rozměrech, takže na první pohled může výrobek vypadat úplně stejně jako surový materiál; rozdíl bychom poznali až na velmi přesné váze nebo pod mikroskopem. Gekoní tlapky se udrží na téměř jakémkoli povrchu. Na tento typ obrábění funkčních povrchů není potřeba kdovíjak velká laboratoř. Ta v Centru HiLASE by se dala připodobnit k menšímu panelákovému pokoji. I sám obráběcí stroj překvapí svým poměrně skromným rozměrem. Základem obráběčky je laser, v tomto případě laser PERLA, vyvinutý přímo vědci a konstruktéry v HiLASE. Disponuje výjimečnou kvalitou svazku a vysokou energií v pulzu, která umožňuje paralelizaci výroby do více svazků. Urychlení a vyšší efektivita výroby ale nestojí jen na výkonnosti laseru. Nezbytnou podmínkou je umět kvalitně rozdělit laserový svazek, aby mohl pracovat na více místech zároveň. Tým Petra Hauschwitze už v tomto směru překonal několik světových rekordů. „Náš současný je více než čtyřicet tisíc svazků najednou. Z původních sedmi dnů práce na jednom metru čtverečním jsme se posunuli až k pěti minutám a dokážeme strukturovat detaily pod jeden mikron,“ říká vědec. V přesných číslech se jednalo o 40 401 laserových svazků, které paralelně pracovaly na obrábění jednoho materiálu. Šlo o superhydrofobní povrch, který odolá námraze, korozi i odporu vzduchu a je využitelný třeba na křídlech letadel. Svazek bylo možné takto efektivně rozdělit díky speciální difrakční mřížce, kterou na objednávku vědců z HiLASE vytvořila izraelská firma HOLO/OR. Stowattový laser PERLA generuje vysoce kvalitní svazek v pulzu 970 femtosekund na vlnové délce 1030 nanometrů. Vesmír i mikrobiOvládnutí techniky dělení svazku a s ním spojené výrazné urychlení výroby superfunkčních povrchů neušlo pozornosti lidí z průmyslu a inovativních start-upů. Tým v HiLASE začíná mít mezi nimi jméno a otevírají se mu zajímavé možnosti spolupráce. Nedávno jeho členy například oslovili Kanaďané s poptávkou, že chtějí vyrobit superhydrofobní povrch na plech o velikosti 650 × 300 milimetrů, využitelný v chladicí soustavě. V Kanadě ani Spojených státech prý nenašli nikoho, kdo by to zvládl dostatečně efektivně. Unikátní postupy českých vědců se uplatňují i v oblasti vesmírných technologií. Jedním z úkolů, který úspěšně splnili, bylo vyvrtat mikrometrové otvůrky v grafitu a keramice, jež se měly stát součástí motorů vesmírných družic. Petr Hauschwitz zmiňuje i velmi dobré kontakty na různé menší tuzemské inovativní firmy, jmenovitě třeba s IQS, která vyrábí mimo jiné hologramy na občanské průkazy. Ale nejenom ty. „Ve společném projektu, který právě připravujeme, počítáme s vývojem antimikrobiálních katetrů a dalších medicínských pomůcek, u kterých hrozí riziko bakteriální infekce.“ Často jde o dlouhé uzavřené hadičky, přičemž vytvořit řízenou funkční nanostrukturu na vnitřní stranu těchto předmětů vůbec není snadné. „Vymysleli jsme způsob, jak by to šlo, a pokud se nám to podaří, byli bychom zřejmě ve zvládnutí této techniky první na světě,“ dodává vědec. Projekt LasApp Rozvíjení výroby antibakteriálních povrchů, na kterých pracuje laboratoř laserového mikroobrábění s Přírodovědeckou fakultou UK Centra BIOCEV, získalo aktuálně podporu ve velkém mezioborovém projektu LasApp. „My budeme vyvíjet funkční povrchy odolné proti bakteriím a tým Zdeny Palkové v BIOCEV bude zkoumat, jak mikrobi na tyto povrchy reagují,“ říká Petr Hauschwitz. Projekt LasApp navazuje na program Strategie AV21 Světlo ve službách společnosti. Jsou do něj zapojená pracoviště s hlubokou tradicí ve vývoji prvních československých laserů v letech 1962–1963. Hlavním koordinačním institutem je Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, který je u nás lídrem ve vývoji vláknových laserů. Právě další vývoj tohoto typu laserů, stejně jako laserů tenkodiskových, je hlavním cílem projektu, který uspěl v konkurenci 66 projektů přihlášených do výzvy Špičkový výzkum v Operačním programu Jana Amose Komenského (OP JAK). Aplikační potenciál nachází vedle medicíny také v kosmickém a obranném průmyslu. Antimikrobiální povrchy inspirované mimo jiné unikátními šupinami žraloka by mohly najít uplatnění také v materiálech pro kloubní náhrady, které by výzkumníci z týmu Petra Hauschwitze rádi zkusili vyvinout spolu s českou firmou Prospon. Součástí připravovaného projektu je i další skupina z HiLASE, která se zabývá laserovým vyklepáváním. Jejími metodami se totiž dá prodloužit životnost silně namáhaných součástek, což je zrovna u kloubních náhrad velmi žádoucí.   Laserové mikroobrábění se zkrátka hodí v medicíně, průmyslu i ve vesmíru. A čeští vědci v této disciplíně odhodlaně míří na vrchol. S odpovědí na otázku, co je jeho cílem v nejbližších pár letech, proto Petr Hauschwitz příliš neváhá: „Když se kdokoli na světě zeptá na nejlepší mikroobráběcí laboratoř na světě, chtěl bych, abychom byli minimálně ve velmi úzkém výběru.“  (CC) Ing. Petr Hauschwitz, Ph.D., MBAFyzikální ústav AV ČR Vystudoval laserové technologie a fyzikální inženýrství na ČVUT v Praze. Za svou doktorskou práci Velkoplošná funkcionalizace povrchů pomocí laserem vytvořených mikronanostruktur získal první místo v kategorii Nejlepší disertační práce Ceny Wernera von Siemense (2022). V roce 2023 získal Prémii Otto Wichterleho, kterou Akademie věd ČR uděluje mladým talentovaným vědcům. V laserovém Centru HiLASE působí už od svých studií, od roku 2019 v pozici vedoucího výzkumné skupiny. Spolu se svým týmem drží dva světové rekordy v produktivitě a počtu svazků při nanoobrábění (oba z roku 2021). Článek vyšel pod názvem Inspirace žralokem v A / Magazínu 3/2024: 3/2024 (verze k listování)3/2024 (verze ke stažení) Čtvrtletník A / Magazín vydává Akademie věd ČR. Výtisky zasíláme zdarma všem zájemcům. Kontaktovat nás můžete na adrese predplatne@ssc.cas.cz. Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Shutterstock; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR  Text a všechny fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

20.02.2025 12:42

Národní muzeum a Akademie věd prohloubí spolupráci na výzkumu i popularizaci

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Narodni-muzeum-a-Akademie-ved-prohloubi-spolupraci-na-vyzkumu-i-popularizaci-00001/]
Některé ústavy Akademie věd ČR už spolupracují s Národním muzeem dlouhodobě. Memorandum tak představuje širší formální krok, který zastřeší další kooperaci v přírodních vědách, archeologii, muzikologii, etnologii, archivnictví a jiných oborech. Zahrnuje například zpracovávání sbírek a artefaktů, odborné konzultace a chystání společných výstupů výzkumu. „Jsem moc rád, že naše dvě instituce posunuly už tak bohatou spolupráci o další krok vpřed. Možností je nespočet – od součinnosti při expediční činnosti a určování rukopisných sbírek či přírodnin až po využití umělé inteligence ve správě sbírek a navazujícím výzkumu,“ říká místopředseda Akademie věd ČR Ondřej Beránek. Generální ředitel Národního muzea Michal Lukeš a předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová Instituce hodlají mimo jiné také připravovat společné projekty ve výzkumu i vzdělávání či prohloubit součinnost na popularizaci například v podobě společných publikací nebo výstav. Spolupracovat plánují také na digitalizaci a zpřístupňování dat. Text: Zuzana Dupalová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Národní muzeum  Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

19.02.2025 09:14

Jak čolci zvládají změny prostředí? Roli hraje nejen teplota, ale i konkurence

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Jak-colci-zvladaji-zmeny-prostredi-Roli-hraje-nejen-teplota-ale-ikonkurence/]
V pětiměsíčním experimentu sledovali vědci vývoj larev čolka horského a čolka obecného v různých podmínkách. Larvy vystavili simulovanému vysychání a přítomnosti konkurenčního druhu – tedy druhého druhu čolka. Umožnilo to sledovat vliv těchto stresorů na délku larvální fáze, rychlost růstu, velikost při metamorfóze a chování mladých jedinců po opuštění vodního prostředí. Výsledky studie, která se zabývá vlivem změn prostředí a mezidruhové konkurence na larvální vývoj dvou druhů čolků, publikovali experti v prestižním časopise Freshwater Biology. „Zjistili jsme, že vysychání vodních ploch urychluje vývoj larev tím, že zvyšuje teplotu vody na dně nádrže, kde se larvy čolků nejčastěji pohybují. Vede to k rychlejšímu dokončení larválního vývoje. Naopak přítomnost jiného druhu měla vliv spíše na velikost čolků při jejich přechodu na souš, přičemž větší druh – čolek horský – měl výhodu oproti menšímu čolkovi obecnému,“ vysvětluje Lumír Gvoždík, vedoucí vědecký pracovník Ústavu biologie obratlovců AV ČR. Společné působení vícero vlivů může mít jiné dopady Výsledky zdůrazňují, že je důležité studovat více faktorů zároveň. Jejich souhra totiž může ovlivňovat obojživelníky jinak, než pokud by byli vystaveni pouze jednomu z nich. „Naše zjištění naznačují, že například dopady klimatických změn na populace obojživelníků nelze posuzovat jen na základě modelování teplot vzduchu a srážkových úhrnů. Musíme zohlednit také konkurenci mezi druhy i další environmentální faktory,“ říká Lumír Gvoždík a dodává: „Většina dosavadních studií na larvách obojživelníků se zaměřuje pouze na jeden faktor, například vysychání nádrží. Nyní vidíme, že to není dostatečné.“ Unikátní simulace Vědci strávili téměř půl roku experimentováním v polopřirozených podmínkách, přičemž každodenně prováděli kontrolu nádrží a měření. „Šlo o velmi náročné experimenty, které vyžadovaly precizní přístup a odhodlání všech členů týmu. Pouze díky unikátním podmínkám našeho pracoviště jsme mohli simulovat působení různých faktorů prostředí a vše přesně měřit. Experimenty navázaly na naše dřívější studie, které se zaměřily na sledování interakce larev čolků a jejich predátorů ve vztahu k měnícím se teplotám prostředí,“ doplňuje Lumír Gvoždík. Studie může být přínosná pro ochranu přírody. Vzhledem k častějším extrémním výkyvům počasí, jako jsou sucha, a rostoucímu vlivu lidské činnosti na vodní biotopy je důležité pochopit, jak různé druhy obojživelníků reagují na změny prostředí. Výzkum přináší nové poznatky, které mohou pomoci při plánování ochranných opatření – například vytváření vodních nádrží, a zajištění životaschopnosti populací obojživelníků v měnících se podmínkách. „Čolci jsou poměrně dlouhověká zvířata – ve volné přírodě se mohou dožívat okolo 12 let. Dlouhověkost jim umožňuje překonat nepříznivé rozmnožovací sezóny, aniž by to nutně vedlo k zásadnímu poklesu populace. Náš výzkum ukazuje, že čolci jsou na různé změny v přírodě poměrně dobře adaptovaní. Problémem ale je, že změn přibývá a jsou méně předvídatelné,“ upozorňuje Lumír Gvoždík. „Plošné odlesnění Vysočiny po kůrovcové kalamitě například radikálně změnilo ráz krajiny i teplotní a vlhkostní poměry na přirozených stanovištích obojživelníků. V takových případech často adaptační mechanismy nestačí a obojživelníci mohou lokálně vymizet.“ Nový projekt studia vlivu extrémních teplot Lumír Gvoždík se během následujících tří let se svým týmem v projektu Zranitelnost ektotermů vůči extrémním teplotám: od mechanismů po projekce změny klimatu zaměří na studium dopadů extrémních teplot – a to nejen letních, ale i těch, které čím dál častěji zaznamenáváme během zimního období a jež mohou přezimující živočichy velmi oslabovat. Projekt uspěl v soutěži Grantové agentury České republiky. Kontakt:Lumír GvoždíkÚstav biologie obratlovců AV ČRgvozdik@ivb.cz TZ ke stažení zde