Kolik máme na planetě druhů, máme v sobě neandrtálské geny a můžeme ukládat data do DNA?

Přírodovědecká fakulta OU se zúčastnila v prvním dubnovém týdnu akce Týden přírodních věd a technických oborů. Naši akademici z katedry biologie a ekologie přednášeli na Matičním gymnáziu Ostrava a ke konci týdne se naopak studenti gymnázia vypravili na exkurzi k nám na fakultu do prostor katedry biologie a ekologie.

Přednáška doc. Pavla Drozda s názvem „Potíže Noemovy archy. Kolik máme na planetě druhů?“ zaujala naprosto všechny posluchače, protože poutavě vyprávěl o rozmanitosti a složitosti životních forem, o tom jak tato rozmanitost vzniká a zaniká a zejména o způsobech, jak tuto rozmanitost obecně popsat a jak na tomto základě odhadnout aktuální biologickou diverzitu. Vysvětlil také například, proč jsou lidé velmi úspěšný invazní druh, co je to tzv. „velká pětka vymírání“ (souhrnné označení pro pět největších hromadných vymírání v průběhu dějin Země) a zda je pravděpodobné, že opět dojde k masovému vymírání (ať už vlivem člověka nebo vlivem jiné katastrofy jako např. dopadu kosmického tělesa). Zdůraznil, že samotné vědecké poznání je při současných trendech „aplikovaného výzkumu“ chybně podceňováno, protože aplikace je možná pouze na základě kvalitního základního výzkumu. Proto také znalost počtu druhů organismů na planetě je jednou z největších výzev biologie. Posluchači se dále dozvěděli, že jsou popsány téměř 2 miliony druhů organismů, z čehož více než polovinu tvoří hmyz. Ročně se přitom popisuje okolo 17 tisíc druhů, přitom podle skeptických odhadů ročně vymírá asi 27 tisíc druhů (3 druhy za hodinu). Biologická diverzita se tedy ztrácí rychleji, než ji stačíme popisovat. Velmi málo známe například skupiny hlístů a jejich příbuzných (kdysi nazývaných „červi“), takže je pořád co objevovat a na biology čeká překvapení doslova na každém kroku. Většina neprobádané diverzity je v oblastech tropických deštných lesů, v tropických mořích, ale také tam, kde bychom to neočekávali – v polárních mořích. V České republice je dosud zaznamenáno asi 85 tisíc druhů organismů, z toho 50 tisíc tvoří bezobratlí. I u nás, v oblasti velmi dobře prozkoumané, však přibývají nově popsané druhy. Kolik tedy máme na Zemi druhů? To dosud nikdo přesně neví, i když se to řada vědeckých týmů pokoušela a stále pokouší odhadnout. Doc. Drozd hovořil právě o úspěších členů naší katedry biologie a ekologie v této oblasti (zejména o výstupech publikovaných v prestižních časopisech Science a Nature), o své vědecké práci na téma evoluce vztahů mezi rostlinami a hmyzem v pralesích Papui-Nové Guineje a o plánech nového vědeckého projektu umožňujícího sběr hmyzu z těžko dostupných míst v korunách stromů pomocí vysokozdvižných plošin. Můžeme se tedy těšit na další zážitky z výzkumu biodiverzity hmyzu v naší moravské části republiky.

Dalším přednášejícím byl RNDr. Michal Živný a jeho velice zajímavá a atraktivní přednáška nesla název „Máme v sobě kus neandrtálce? Současný pohled na vztah neandrtálců a moderních lidí.“ To, zda máme v sobě neandrtálské geny, zajímá dnes vědce i laiky, a díky této přednášce se studenti dozvěděli nejen to, co pojem neandrtálec vůbec znamená, jak vznikl název tohoto lidského druhu či za jakých okolností byly v 19. století objeveny první neandrtálské fosilie, ale především kdy mohlo dojít k přímým kontaktům a snad i křížení moderních lidí (Homo sapiens) a neandrtálců (Homo neanderthalensis), jejichž výsledkem byl dnes již prokázaný příliv neandrtálských genů v genomu některých současných populací moderního člověka. Dnes už neplatí představy, že neandrtálci byli naši předkové. Molekulární genetika dokazuje naopak to, že neandrtálci byli našimi bratry, tedy že s nimi máme společného předka v podobě ještě staršího lidského druhu, který je znám jako člověka heidelberský (Homo heidelbergensis). V poslední době jsou badatelé čím dál více přesvědčeni, že ke křížení moderních lidí s neandrtálci alespoň po určitou omezenou dobu (řádově tisíce let?) docházelo, a to zejména na půdě jižní Evropy někdy v době asi před 35-45 tis. lety, kdy do eurasijského panství neandrtálců pronikl rodilý Afričan – moderní člověk. Studenti se seznámili i s nejproslulejšími neandrtálskými fosiliemi a nalezišti z Evropy a západní Asie, včetně našich jeskyní Šipka a Kůlna. Zmíněny byly i nedávné nálezy fosilní DNA z některých altajských jeskyní, pocházející jak z neandrtálců, tak z ještě starších lidských vývojových větví – nálezy, které dokládají křížení moderních lidí nejen s neandrtálci, ale i s jinými lidskými druhy, mezi něž mohl patřit i známý člověk vzpřímený (Homo erectus). Právě z těchto míst střední Asie přicházejí nejčastěji zprávy o „očividných“ pozorováních zvláštních bytostí (např. Yetti), proto se nabízí otázka: Nachází se právě zde tajemství dosud neodkrytého skutečného osudu neandrtálců?

Poslední přednáška s názvem „Jak molekulární metody přepsaly učebnice biologie.“, kterou prezentovala Mgr. Tereza Ševčíková, vysvětlovala, jak moderní metody molekulární biologie změnily pohled na evoluční vztahy v několika skupinách savců a že je možné pomocí molekulárních metod identifikovat druhy vzácně se vyskytujících savců v krvi pijavic. Zmínila také trendovou novinku: možnost komerčního genetického testování a možnost ukládat data do DNA. Tato přednáška vyzdvihla užitečnost molekulární biologie, která velmi pomáhá rozšířit znalosti z mnoha odvětví biologie díky poskytnutí nových nástrojů pro výzkum a přispívá tak k odhalování překvapivých souvislostí.

Exkurze gymnazistů na naší katedře biologie a ekologie se konala poslední den této popularizační akce a prohlídka laboratoří, sbírek i exponátů, včetně „osahání“ kosterních pozůstatků nebo například hrátek s živými šváby, studenty velice nadchla a nejradši by na naší katedře zůstali mnohem déle, než mohli.

Tímto všechny nadšence pro biologii a ekologii vyzývám: pokud chcete zkoumat vše, co na této katedře máme, stačí jít k nám studovat!