Tým vedený českými parazitology vytvořil manuál pro výzkum mořských prvoků

Mořský plankton je zdrojem poloviny světového kyslíku. A to je jen jeden z mnoha jeho zásadních přínosů pro život na Zemi. Přesto věda tyto mikroskopické obyvatele moří dlouho přehlížela. Mezinárodní tým vedený parazitology z Biologického centra AV ČR nyní vyvinul genetické metody pro jejich zkoumání. Jejich studii zveřejnil prestižní vědecký časopis Nature Methods.

Mořské druhy prvoků patří k nejpočetnějším organismům na Zemi. Dosud se však o nich vědělo jen pramálo. I proto se na ně zaměřila pozornost rozsáhlého mezinárodního týmu molekulární bioložky Drahomíry Faktorové z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR. Do výzkumu se zapojilo 113 vědců z 53 laboratoří ze 14 zemí světa.

Českobudějovická část týmu se soustředila na skupinu prvoků z rodu diplonem, protože jsou příbuzné s parazity, které na jihu Čech zkoumají. „Když jsem v roce 2004 poprvé začala pracovat s Diplonemou papillatum, byla to okrajová, obskurní záležitost, byly popsány jen asi další tři druhy. Dnes už víme, že diplonemy patří mezi druhově nejbohatší a nejpočetnější skupiny mořského mikrosvěta s desítkami tisíc druhů,“ vysvětluje Drahomíra Faktorová.

Drahomíra Faktorová z Biologického centra AV ČR

Z moře do laboratoře

Aby bylo možné detailně prozkoumat, jak se prvoci chovají, jakou funkci plní či jak působí na celý ekosystém oceánů, zaměřili se vědci na studium jejich genů. Během téměř pětileté výzkumné práce, která zahrnovala stovky experimentů, vytvořili z Diplonemy laboratorní model pro mořskou biologii.

„Popsali jsme přesnou laboratorní metodologii, jak provádět genetické analýzy u našeho modelu. Díky tomu může kdokoli studovat, jak fungují a k čemu slouží jednotlivé geny,“ upřesňuje Drahomíra Faktorová.

Mořští prvoci Diplonema papillatum očima skenovacího elektronového mikroskopu

Její kolegové z prestižních výzkumných pracovišť celého světa, mezi nimiž figurovaly i univerzita v Cambridge, Harvard, Sorbonna, MIT či kalifornská univerzita v Berkley, se mezitím pokoušeli připravit laboratorní modely dalších mořských prvoků.

„Z třiceti devíti zkoumaných prvoků se podařilo vytvořit dvaadvacet modelových organismů, u sedmnácti se to zatím nepovedlo,“ shrnuje výsledky Drahomíra Faktorová. Na neúspěšné přístupy však mohou ostatní vědci navázat, a to se znalostí toho, které metody nefungovaly.

O krok blíž k pochopení mořských prvoků

Dvaadvacítka nově geneticky manipulovatelných druhů mořských prvoků nyní výzkumníkům poskytne odrazový můstek pro studium funkcí nespočtu unikátních a neprobádaných genů, ukrytých v jejich genomech. Výsledky mezinárodního výzkumu zkrátka umožní vědcům ponořit se do tajemství všudypřítomných planktonních prvoků, z nichž mnohé lze považovat za „rostliny oceánu“ a za základ potravní sítě moří i života na naší planetě.

Mořští prvoci zastupují nejvýznamnější skupiny napříč eukaryotickým stromem života.

„Mořský plankton produkuje polovinu kyslíku na Zemi, odstraňuje z atmosféry ohromné množství oxidu uhličitého a skleníkových plynů, rozhoduje o metabolismu oceánů a je významnou složkou potravního řetězce. Je až s podivem, jak málo jsme toho dosud o mikroskopickém planktonu věděli,“ konstatuje Julius Lukeš, ředitel Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR.

Výzkum, který financovala především soukromá nadace amerického mecenáše Gordona Moora, představuje zásadní krok pro pochopení fungování mořských prvoků, jejich rozmanitosti či příbuzenských a potravních vztahů mezi nimi.

Připravila: Radka Římanová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, ve spolupráci s Danielou Procházkovou, Biologické centrum AV ČR
Foto: Biologické centrum AV ČR

Přečtěte si také

• Evoluce věčně živá. V čem tkví podstata biologické rozmanitosti?
• Pozor na klíšťata v městských parcích, jsou nebezpečná, varují odborníci
• Unikátní rozmnožování skokanů z Moravy potvrdili vědci i u dalšího druhu žáby
• Embrya parazitických ryb hořavek se naučila přemet, který jim umožňuje přežít
• Na světě klesá počet velkých šelem – vymírání čelí například levharti
• Vědec chce rozlousknout záhadu rozmanitosti přírody za pomoci mušek octomilek
• Rostliny se mohou přizpůsobit klimatickým změnám, aniž by změnily svoji DNA
• Ekosystémové stanice: tiší strážci zkoumají „dech“ krajiny a dopady změn klimatu
• Vědci předkládají zajímavou teorii: křídla hmyzu se mohla vyvinout z žaber
• Třetina světa v posledních dekádách citelně vysychá, zjistili vědci z CzechGlobe