Klaveska.cz ~ Zprávy ze serveru 'Akademie věd ČR - tiskovky'Akademie věd ČR

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.

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

17.02.2025 09:49

Týden mozku 2025: Objevte možnosti lidské mysli

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Tyden-mozku-2025-Objevte-moznosti-lidske-mysli/]
„Když jsme v roce 1998 s Týdnem mozku v návaznosti na celosvětovou kampaň Brain Awareness Week začínali, netušili jsme, jak se rozroste,“ říká neurovědec Josef Syka z Ústavu experimentální medicíny AV ČR, který tradici festivalu v Česku založil. „Výzkum mozku je velice rychlý a pro lidstvo naprosto zásadní, mám proto radost, že se o výsledky a úspěchy můžeme podělit s veřejností,“ doplňuje J. Syka. Festival návštěvníkům nabídne přednášky, workshopy, debaty, ale také hry i výstavy. Koná se na různých místech republiky, včetně Brna, Plzně, Olomouce či Jihlavy. Celkem se do něj zapojilo 30 subjektů. Roboti s umělou kůží i léčba obezity Na letošním ročníku vystoupí špičkoví odborníci, kteří návštěvníkům poodhalí tajemství lidského mozku. Andrea Pačesová z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR například vysvětlí, jak mohou neuropeptidy pomoci v léčbě neurodegenerativních nemocí a obezity. Matěj Hoffmann z ČVUT představí humanoidní roboty vybavené umělou kůží po celém povrchu těla, které využívá jako výpočetní modely vývoje. Humanoidi mají totiž jak člověku podobné rozměry, tak potřebné „smysly“, především zrak a hmat. A dokážou si tak vytvořit model svého vlastního těla v prostoru. Filip Smolík z Psychologického ústavu AV ČR odhalí, jak lidská mysl zpracovává jazyk a jak se vyvíjí naše schopnost mluvit. Mozkový fitness a biologické hodiny Festival nabízí návštěvníkům i bohatý program. Mohou se zúčastnit debaty s datovým novinářem a youtuberem Jiřím Burýškem, který se na svém kanálu Jirka vysvětluje věci zabývá podvody na internetu a upozorňuje na to, jak si nenechat „vymýt mozek“ smyšlenými příběhy o výhodných investicích a závratných výdělcích, které důvěřivým lidem nabízejí podvodníci na sociálních sítích. Mluvit bude také o tom, jak fungují milionové podvody falešných vojáků, kteří dokážou z oklamaných žen vytáhnout celoživotní úspory. Svůj mozek si zájemci budou moci na festivalu i efektivně trénovat. Unikátní metodiky a cílené programy Akademie pro rozvoj intelektu AMAkids představí její lektoři. Návštěvníci s nimi budou moci trénovat soustředění, představivost a paměť, naučí se i několik užitečných mnemotechnik a objeví možnosti rychlého čtení. Fyziologický ústav Akademie věd ČR si připravil workshop Rytmus života ve světle i ve tmě. Účastníci prozkoumají fascinující svět biologických hodin, které se synchronizují pomocí světla, ale přitom fungují i v naprosté tmě. Dozví se také, jak vlastně náš organismus pozná, že je ráno, večer nebo noc. Workshop nabídne i unikátní zážitek „Věda ve tmě!“, kdy si zájemci vybavení brýlemi nočního vidění vyzkouší, jakým výzvám čelí výzkumníci biologických hodin, které v každém z nás neustále tikají ve světle i ve tmě. Kromě ústavů Akademie věd se festivalu zúčastní též univerzity a firmy. Vstup na všechny akce festivalu Týden mozku je zdarma, na některé je nutná rezervace. Všechny informace lze najít na webu www.tydenmozku.cz. Festival je součástí Brain Awareness Week (BAW) – celosvětové kampaně na zvýšení povědomí veřejnosti o úspěších a přínosech výzkumu mozku. Kontakt: Václav JindřichDivize vnějších vztahů SSČ AV ČR jindrich@ssc.cas.cz777 039 234

17.02.2025 08:49

„Sluneční sonda“ Solar Orbiter míří k dalšímu klíčovému průletu kolem Venuše

[https://www.avcr.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/Slunecni-sonda-Solar-Orbiter-miri-k-dalsimu-klicovemu-pruletu-kolem-Venuse/]
Čtyři z deseti vědeckých přístrojů na palubě Solar Orbiter pomáhaly vyvíjet české instituce včetně Astronomického ústavu AV ČR, centra TOPTEC při Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, Ústavu fyziky atmosféry AV ČR a Matematicko-fyzikální fakulty Karlovy univerzity. Jde o naprosto bezprecedentní českou účast na evropské misi. Všechny vědecké přístroje na palubě Solar Orbiteru pracují i po pěti letech správně. „Solar Orbiter poskytuje cenná data o dynamice Slunce a jeho vlivu na okolní vesmír. Každý průlet kolem Venuše je pro misi zásadní, protože umožňuje změnit dráhu sondy tak, aby mohla postupně získávat unikátní pohledy na sluneční póly,“ vysvětluje Petr Heinzel z Astronomického ústavu AV ČR. Cílem mise je lépe pochopit magnetické procesy na pólech Slunce, které ovlivňuj jeho aktivitu. Během čtvrtého průletu okolo Venuše se sonda přiblíží na vzdálenost asi 350 kilometrů od povrchu planety na její denní straně, která odráží velké množství dopadajícího slunečního záření. Sonda se tak dostane do vyšších partií atmosféry planety. Některé přístroje na ní nebudou během přiblížení k Venuši dočasně fungovat. Magnetometr, který je součástí přístroje Radio and Plasma Waves (RPW), vědci vypnou kvůli nutnosti termální ochrany. Analyzátor slunečního větru Solar Wind Analyzer (SWA) nebude aktivní během manévrování sondy. „Tyto kroky jsou nezbytné pro ochranu citlivých přístrojů a zajištění jejich dlouhodobého fungování v náročných podmínkách blízkého vesmíru,“ vysvětluje Jan Souček z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Tanec Venuše se slunečním větrem Průlet kolem Venuše zároveň poskytne příležitost k výzkumu její interakce se slunečním větrem. V nedávné studii se švédští vědci zaměřili na vlastnosti prostředí okolí Venuše, přičemž kromě dat ze Solar Orbiteru využili i měření sond Parker Solar Probe a BepiColombo. Na výzkumu publikovaném v JGR Space Physics se podíleli i čeští odborníci z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. „Díky těmto souběžným měřením získáváme komplexnější pohled na to, jak Venuše ovlivňuje proud nabitých částic přicházející od Slunce a jak se její indukovaná magnetosféra chová v tomto prostředí,“ říká David Píša z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Tento, čtvrtý průlet Solar Orbiteru je dalším krokem k zahájení nové vědecké fáze mise, během níž bude sonda pozorovat Slunce z více skloněné dráhy. To umožní lepší pochopení magnetických procesů probíhajících na jeho pólech, které hrají zásadní roli ve sluneční aktivitě a jejím vlivu na Sluneční soustavu. Další průlet kolem Venuše v prosinci 2026 zvýší sklon dráhy na 24 stupňů, což otevře cestu k bezprecedentním pozorováním slunečních pólů. Odkazy: mise Solar Orbiter na webu ESA: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter česká účast https://www.vesmirprolidstvo.cz/cs/mise-a-projekty/Pruzkum-Slunce-a-Slunecni-soustavy/2.1.-Vyzkum-Slunce/ https://okf.ufa.cas.cz/solarorbiter/ animace druhého z průletů okolo Venuše: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2021/08/Solar_Orbiter_s_second_Venus_flyby/(lang)/en JGR článek: https://doi.org/10.1029/2024JA032603 Kontakty: Pavel Suchan, Astronomický ústav AV ČR: suchan@astro.cz David Píša, Ústav fyziky atmosféry AV ČR: dp@ufa.cas.cz

14.02.2025 11:14

Držitelé Akademických prémií a Luminy quaeruntur prezentovali své výsledky

[https://www.avcr.cz/cs/o-nas/aktuality/Drzitele-Akademickych-premii-a-Luminy-quaeruntur-prezentovali-sve-vysledky/]
Neúčinnost antibiotik je čím dál větším problémem současné medicíny. Soustředit výzkumné síly do lepšího pochopení, jak tyto léky působí a kde jsou jejich slabá místa, se proto může vyplatit. Právě bádání zaměřené na antibiotickou rezistenci je příkladem projektu, který se mohl uskutečnit díky podpoře jedné z prestižních prémií udělovaných Akademií věd ČR. „Díky prémii Lumina quaeruntur se nám podařilo posílit a stabilizovat tým, což bylo velmi důležité. Naštěstí se nám podařilo i po jejím skončení najít navazující financování a můžeme ve výzkumu pokračovat,“ řekl na přednášce chemik Zdeněk Kameník z Mikrobiologického ústavu AV ČR, jehož tým detailně zkoumá molekulu lincomycinu, jedno z tradičních antibiotik. Zdeněk Kameník vede v Mikrobiologickém ústavu AV ČR laboratoř antibiotické rezistence a mikrobiální metabolomiky. Černý kašel S využitím prostředků Luminy quaeruntur se mohl realizovat i výzkum bakterie způsobující černý kašel Bordetella pertussis, jemuž se věnuje Jana Kamanová, rovněž z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Přestože proti nemoci existuje očkování, její výskyt nejen v České republice neustále narůstá. Vědkyně se mimo jiné ptá po evoluční historii této bakterie a souvislostech s jiným druhem bordetelly, který napadá zvířata a nemívá tak fatální následky. O její práci jsme psali v čtvrtletníku A / Věda a výzkum 4/2019. Virózy drůbežeVelké zejména ekonomické škody způsobují nemoci hospodářských zvířat. Vedle prasečího moru jde například o ptačí chřipku a další virózy. Jiří Hejnar z Ústavu molekulární chemie AV ČR zjišťuje, jak můžou vzájemné interakce mezi viry a buňkami vést k antivirové rezistenci, a zaměřuje se přitom konkrétně na problém virových onemocnění u drůbeže. Akademická prémie finančně podpořila jeho výzkum v letech 2019 až 2024. Velmi zajímavou přednášku měla také Hana Lísalová z Fyzikálního ústavu AV ČR, jejíž tým se zabývá výzkumem a vývojem inovativních biomateriálů a biosenzorů. Prémii Lumina quaeruntur obdržela v roce 2018. Etika ve zdravotnictví Medicína není jen o lécích a terapiích, ale hlavně o lidech. Etickým aspektům se věnuje mezinárodní interdisciplinární laboratoř pro bioetiku (Research Lab for Bioethics) při Filosofickém ústavu AV ČR. Vede ji vědec belgického původu Geoffrey Dierckxsens, který na svůj projekt získal prostředky z Luminy quaeruntur v roce 2019. Nebezpečná ČínaZdaleka ne všechny podpořené výzkumy se týkají medicíny. Aktuální společenský přesah má například práce Ondřeje Klimeše a Jarmily Ptáčkové z Orientálního ústavu AV ČR, kteří se zaměřují na současnou Čínu. Prémii Lumina quaeruntur získali v roce 2018. „V průběhu realizace našeho projektu se dramaticky změnila geopolitická situace. Přišla pandemie covidu-19 a i v jejím důsledku se posunulo postavení Číny v mezinárodní politice. Nyní po zvolení Donalda Trumpa ve Spojených státech se dá očekávat další turbulentní vývoj vztahů Západu a Číny,“ řekl Ondřej Klimeš. Další ocenění Na konferenci dále vystoupili držitelé Akademické prémie Jan Flusser z Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR (analýza a zpracování obrazových dat), Pavel Jelínek z Fyzikálního ústavu AV ČR (molekulární elektronika) nebo Ondřej Santolík z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR (elektromagnetické vlny ve vesmíru). Program úvodního dne se zaměřil na první vědeckou oblast, tedy obory studující neživou přírodu (fyzika, matematika, informatika nebo vědy o Zemi): Prostřední den byl ve znamení druhé oblasti – chemie a věd o živé přírodě (biologie, ekologie, lékařství): Závěrečný den pak patřil třetí oblasti neboli humanitním a společenským vědám (sociálně-ekonomické, filologické a historické): Představení prémií Smyslem Akademické prémie je podpořit vynikající vědecké osobnosti a vytvořit jim podmínky, v nichž by mohli rozvinout svůj potenciál ve prospěch české vědy. Od roku 2007 ji získaly čtyři desítky osobností (jejich přehled zde). Dotaci ve výši až 30 milionů korun mohou čerpat v šesti letech a hradit z ní náklady spojené s výzkumem, mzdami či pořízením technického vybavení. Prémie Lumina quaeruntur cílí na vědce a vědkyně na prahu středního věku včetně těch, kteří se do aktivní kariéry vracejí po rodičovské dovolené (jejich přehled zde). Slouží k založení vlastní výzkumné skupiny. Podpora dosahuje až čtyř milionů korun na kalendářní rok na dobu maximálně pěti let. Program se jmény přednášejících je k dispozici zde. Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Jan Malý pro Akademii věd ČR Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

13.02.2025 14:49

Řekni mi to vůní. Pachová komunikace řídí životy zvířat i lidí

[https://www.avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/biologie-a-lekarske-vedy/Rekni-mi-to-vuni.-Pachova-komunikace-ridi-zivoty-zvirat-i-lidi/]
Všichni ho odjakživa považovali za zrůdu. Jean-Baptiste Grenouille nijak nevoněl, ani nesmrděl. Člověk bez chuti a bez zápachu. Jeho matku popravili a kojná ho po pár dnech odložila jakožto potomka ďábla. Dětstvím se protloukal, jak se dalo. Záhy zjistil, že se od ostatních odlišuje ještě něčím dalším – geniálním nosem, kterým dokázal rozeznat tisíce vůní a pachů ve svém okolí. Lepším než čenich psa nebo jakéhokoli jiného zvířete, které se orientuje čichem. Spíše než darem z nebes se ale jeho schopnost projevila jako pekelný nástroj, který ho dovedl k hrůzným činům. Tolik stručný popis děje knihy Parfém: Příběh vraha od německého spisovatele Patricka Süskinda, odehrávající se v kulisách Paříže 18. století. Román Parfém: Příběh vraha svou neobvyklostí vyvolal celosvětovou pozornost. Proč v úvodu zmiňujeme zrovna tento poměrně útlý román z roku 1985, známý hlavně díky stejnojmennému filmu z roku 2006? Když totiž pročítáte materiály, které se týkají tématu vůní a pachů, a mluvíte s lidmi z oboru, dříve nebo později na tuhle knihu nebo film zákonitě narazíte. Jako by je znali všichni, kteří se o vůně zajímají. Vůně žen a mužůS obsahem románu se prý musely seznámit i účastnice dnes už klasického, tzv. tričkového experimentu týmu biologa Clause Wedekinda z bernské univerzity. Ten v první polovině devadesátých let 20. století zkoumal vliv pachu opačného pohlaví u lidí a mimo jiné přišel na to, jak schopnost čichu mění hormonální antikoncepce. Muži nesměli v průběhu pokusu používat průmyslové vůně, jíst výrazná jídla, kouřit ani se pohybovat v zakouřeném prostředí. Ženy měly za úkol hodnotit pach jejich použitých bavlněných triček. Byly přitom rozdělené podle toho, jestli užívaly antikoncepci, nebo ne. Proč zapácháme? Zdrojem lidského pachu je kůže a tři typy žláz: potní, apokrinní a mazové. Například produktem apokrinních žláz jsou cholesterol a jeho deriváty, mastné kyseliny a steroidy (především androsteny). Nejvyšší koncentrace apokrinních žláz je v podpažní jamce a zevním genitálu. Výměšek těchto žláz je bez zápachu, ten vzniká až bakteriálním působením. Mazové žlázky se nacházejí na tváři, rtech, krku, dvorcích bradavek a genitáliích. Lidský pach je výsledkem kombinace různých faktorů, genetických, hormonálních, dietních i faktorů prostředí. Je důležitým signálem jak v podvědomé komunikaci, tak pro určení zdravotního stavu. Ukázalo se, že ženy bez tablet proti početí upřednostňovaly muže s odlišným, tzv. hlavním histokompatibilním komplexem (MHC), zatímco ženy, které je užívaly, si vybíraly muže s podobným MHC. Přitom komplex MHC hraje u živočichů jednu z hlavních rolí v imunitním systému, mimo jiné při rozpoznávání cizorodých struktur. O myších a lidechDůležitost MHC při výběru partnera již dříve prokázaly studie provedené na myši domácí. Samice myší jsou schopné rozpoznat pach samců lišících se v antigenech MHC a dávají přednost páření s protějšky s rozdílným hlavním histokompatibilním komplexem, než je jejich vlastní. Díky tomu se zmenšuje riziko příbuzenského křížení a zvyšuje se odolnost populace vůči patogenům. Myš je vůbec velmi vhodným adeptem pro zkoumání (nejen) pachu. Díky krátkému životnímu cyklu a rychlému a snadnému množení se stala nejvíce používanou pomocnicí ve vědě a pomohla k získání více než 40 Nobelových cen. Důležité pro vědu jsou nejen myši laboratorní, ale i ty volně žijící. Bez laboratorních zvířat, zejména myší, se věda neobejde. Unikátní přírodní laboratoř vědcům nabízí hybridní zóna procházející napříč Evropou, kde se stýkají dva poddruhy myši domácí – západní Mus musculus domesticus a východní Mus musculus musculus. Ukazuje se přitom, že právě pach a čich hrají důležitou roli v kontaktech těchto dvou poddruhů. Výzkumu myší v hybridní zóně se dlouhodobě věnují badatelé z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR a z Ústavu biologie obratlovců AV ČR. (O hybridní zóně v souvislosti s evolucí druhů jsme psali v A / Magazínu 1/2024.) „Olfaktorická, tedy pachová komunikace je bezesporu pro myš nejvýznamnějším zdrojem informací o prostředí, potravě i ostatních jedincích,“ uvádí Barbora Vošlajerová z liběchovského pracoviště Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. Význam pachové komunikace u myší podle vědkyně dokazuje obrovská expanze genových rodin – jak genů, které kódují pachové signály, tak genů pro olfaktorické receptory (tedy genů pro vysílače i přijímače pachů). Uvádí se, že myš má více než 1500 genů pro receptory pachu, zatímco člověk jen okolo 400 (pes přibližně 800, slepice asi 350). Stejné je to s geny pro signály, zatímco u lidí se vyskytují (pokud vůbec) v jedné či několika málo kopiích, u myši jsou mnohonásobně zmnoženy do desítek kopií. Barbora Vošlajerová z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR (CC) Sběr bobků a utírání slzMetody výzkumu pachové komunikace myší jsou rozličné: od etologických, které zkoumají chování například v bludišti nebo polopřirozených chovech, až po genetické a proteomické. Nezbytnou součástí bádání bývají také cesty do terénu za účelem sběru vzorků. „Když se mě dříve ptali kamarádi nebo rodiče, čím se zabývám, vyprávěla jsem jim, jak jezdím dům od domu a chytám myši, kterým pak odebírám bobky, moč a sliny,“ směje se vědkyně. „Protože se ale již více než dvacet let věnujeme výzkumu pachových signálů v hlavové oblasti, posunula jsem se od sběru moči a slin i k romantickým slzám,“ dodává. Vůbec nejprozkoumanější je myší moč, která je typickým poznávacím znamením tohoto hlodavce. Pokud jste někdy ve stodole nebo ve spižírně cítili „myšinu“, byly to zřejmě právě odéry myší moči. Různých kombinací pachových látek v moči existují stovky a ty nejčetnější, hlavní močové proteiny (se zkratkou MUP) kóduje celkem jednadvacet genů. Díky své rozmanitosti přinášejí informace o původu jedince, jeho zdraví i reprodukčním stavu. (Na výzkum pachů moči u myší se v České republice specializuje tým Pavla Stopky z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty UK a výzkumného centra BIOCEV, s nímž Barbora Vošlajerová s kolegy také spolupracuje.) „Hlavní močové proteiny mají speciální strukturu, která vytváří hydrofobní kapsu, kam se mohou navázat těkavé látky. Jakmile pachová stopa zaschne, kapsička praskne a pachové látky se uvolňují do okolí,“ popisuje badatelka. MUPy se vylučují v játrech a přes plazmu se dostávají do krve a do moči. Některé se ale objevují i ve slinách a slzách, kde jsou však dominantnější jiné druhy proteinů – například ESP (proteiny exkrečních žláz), OBP (odorant vázající proteiny) nebo sekretoglobiny. Čichám, čichám… Pachy a vůně člověk vnímá v zásadě třemi orgány: 1. Hlavní čichový orgán. Ve stropě nosní dutiny se nacházejí smyslové receptory – neurony zakončené množstvím řasinek ponořených ve slizničním sekretu. Vlákna neuronů vytvářejí svazky a po průchodu čichovou kostí vstupují do čichového laloku, kde probíhá první syntéza vjemů. Po ní přecházejí vjemy do amygdaly a hipokampu, tedy do center emocí a paměti. Přes přepojovací stanici mozku (thalamus) přestupují do čelního laloku, kde dochází k vědomému zpracování informace. 2. Volná zakončení trojklanného nervu v nosní dutině. Aktivují se látkami s vysokou koncentrací nebo dráždivým účinkem. Tento systém funguje jako alarm upozorňující na nebezpečí. 3. Vomeronazální (Jakobsonův) orgán. Vyskytuje se pouze u některých živočichů, u člověka se považuje za rudimentární (zakrnělý a jeho význam je diskutabilní). Tvoří jej úzká trubička v oblasti nosní přepážky, z níž vedou signály do amygdaly bez jakékoli aktivity v čelní oblasti. Jejich působení je tedy podvědomé. Chemické parohyV dlouhodobější komunikaci myších společenství jsou primární močové proteiny, v bližším kontaktu mezi jedinci ale hrají roli pravděpodobně jiné typy signálů. Když se myšky setkají, očichávají se, dotýkají se čumáčků, okolí očí a krku a získávají informace o svém protějšku z proteinů, které jsou produkty žláz v hlavové části, tedy hlavně ze slin a slz. Díky genetickým studiím víme, že mezi jednotlivými poddruhy myši se tyto proteiny liší a slouží tak i k rozpoznávání vlastního poddruhu. Čím blíže hybridní zóně, tím pečlivější je výběr partnera, protože daň za omyl v podobě méně kvalitního hybridního potomstva může být vysoká. „Říká se tomu teorie zesílení mezidruhové bariéry,“ vysvětluje Barbora Vošlajerová. Oba poddruhy se liší složením „vůně“ i jejím významem. Samci západního poddruhu mají větší slinné a slzné žlázy než samice. Tyto proteiny, ať už slinné, slzné, nebo močové tedy mohou sloužit jako jakési „chemické parohy“ myších samců – čím komplexnější a výraznější pach, tím úspěšnější samec, podobně jako u jelenů čím větší paroží, tím atraktivnější jedinec. Ještě větší pohlavní rozdíly se vyvinuly třeba u kapybar. Dominantní samci mají u kořene nosu černě se lesknoucí pachovou kožní žlázu zvanou morillo, která v období rozmnožování produkuje bělavý sekret přitahující opačné pohlaví. Samičky kapybar mají podobné žlázy také, avšak podstatně menší. Jak „voní“ nemoc Nos byl po mnoho staletí jedním z nástrojů, jimiž lékaři určovali diagnózy u svých pacientů. Například dech nemocných tuberkulózou prý připomínal zápach tlejícího listí. Dnes se doktoři setkají daleko častěji spíše s cukrovkáři, jejichž dech je cítit po acetonu, případně s lidmi trpícími fenylketonurií, která je typická nasládlým pachem moči. Specifickou vůni může mít i pacient se zánětlivým onemocněním trávicího traktu. Například Crohnovu chorobu provází zvýšené množství pentanu v lidském dechu. Na zpřesňování analytických metod zjišťování těkavých organických látek nejen v lidském dechu pracuje Patrik Španěl z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, nositel Akademické prémie z roku 2021. O jeho výzkumu jsme psali v čísle 3/2022. Podle nosa poznáš kosaU muže asi větší nos automaticky silnější zájem dívek nevyvolá. Přesto je i u člověka pachová signalizace v komunikaci nesmírně podstatným a možná často podceňovaným faktorem. Na vědomé úrovni se orientujeme především zrakem a sluchem. Na té podvědomé už to může být trochu jinak, jak ostatně ukázal i experiment s hormonální antikoncepcí a odlišným výběrem partnerů. Svět pachů a vůní je špatně uchopitelný, těžko se racionálně popisuje a podléhá subjektivním emocionálním dojmům. Možná také proto mu věda dosud nepřikládala až tak velkou pozornost. Mění se to až v posledních pár desítkách let. Za objev čichových receptorů a organizace čichového systému byla udělena Nobelova cena v roce 2004 (americkým vědcům Richardu Alexovi a Lindě Buckové). Bádání v oblasti čichu napomáhají nejnovější vědecké metody. Pachové molekuly lze zkoumat třeba pomocí hmotnostní spektrometrie. Díky ní například víme, že specifičnost určitého pachu nemá na starosti jedna látka, ale celá kombinace různých substancí. Neexistuje žádný konkrétní ženský nebo mužský feromon, který by se dal použít do parfému a úspěch na rande by byl zaručen. Pachová stopa každého jedince je výsledkem propojení mnoha faktorů včetně stravy a životního stylu. Zatím méně prozkoumanou, ale fascinující oblastí je také vliv střevních bakterií neboli mikrobiomu na odér každého z nás. Analýza individuálního pachu by mohla v blízké budoucnosti pomoct i při diagnostice nemocí – na konceptu „elektronického nosu“ pracují mnohé laboratoře po celém světě. V příštích letech se tedy v této oblasti výzkumu ještě máme na co těšit. A třeba se i ve světě vědy dočkáme podobně napínavého příběhu, jako byl ten Jeana-Baptista Grenouille – muže, který neměl žádný pach, ale zato geniální čich. (CC) RNDr. Barbora Vošlajerová, Ph.D.Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR Vystudovala zoologii na Přírodovědecké fakultě UK. V letech 2001–2010 působila v Ústavu biologie obratlovců AV ČR ve Studenci. Nyní je vědeckou pracovnicí laboratoře evoluční genetiky savců a popularizátorkou Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově. Zabývá se behaviorální genetikou, tedy rozdíly v chování a pachové komunikaci mezi oběma poddruhy myší domácích a jejich významu při vzniku druhů. Článek vyšel pod názvem Vůně jako komunikační směrovka 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. Evoluční bioložka Barbora Vošlajerová nás provedla historickým areálem Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově na Mělnicku. Poslechněte si v podcastu, k čemu tam chovají miniprasata a jak zní zpěv myších samečků. Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČRFoto: Midjourney; Shutterstock; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

KLÁVESKA.cz

Zprávy ze serveru 'Akademie věd ČR - tiskovky'Akademie věd ČR - tiskovky