Zahlavi

Na dnech našich řek probíhají války klonů. Studují je biologové AV ČR

07. 07. 2022

Městečko Liběchov se nachází něco málo přes padesát kilometrů severně od Prahy. Jeho atmosféra je na první pohled poklidná, podobně jako hladiny řek a potůčků v nedalekém Kokořínsku. Na dně vodních toků v této chráněné krajinné oblasti najdeme skvrnitě zbarvené rybky rodu Cobitis. Tito nenápadní živočichové jsou pro vědce z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR mimořádně zajímaví kvůli svému způsobu reprodukce. Tvoří svoje vlastní klony a jsou tak ideálním modelovým organismem pro evoluční studie.

Sladkovodní sekavci jsou v centru pozornosti Karla Janka z liběchovské laboratoře genetiky ryb Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. Zajímá ho především způsob rozmnožování těchto ryb. Mezi populací zdejších sekavců se vyskytují hybridi, kteří se nereprodukují pohlavní cestou, jak je u nich běžné. Genom jednoho rodiče a potomků je u hybridů totiž identický. Rozmnožují se klonováním sebe sama.

Skvrnitě zbarvení sekavci žijí zahrabaní v písku na dnech klidnějších řek po celé východní Evropě.
Skvrnitě zbarvení sekavci žijí zahrabaní v písku na dnech klidnějších řek po celé východní Evropě.

Příběh liběchovského výzkumu sekavců začíná v sedmdesátých letech minulého století. Jeho zakladatel, ichtyolog Petr Ráb z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, si tehdy s kolegy z Ruska povšiml, že jak v české, tak i v tamější populaci ryb se nacházejí jedinci s mutací v podobě tří sad chromozomů. „A ve všech případech se jednalo výhradně o samice,“ vzpomíná Petr Ráb na první podněty k bádání. „Navíc, v některých letech z populace sekavců téměř zcela vymizeli všichni samci,“ dodává. Vysvětlením byla takzvaná gynogeneze. Myšlenka, že samci se objevují v cyklech proto, že potomstvo samic s mutací je také výhradně samičí. Laboratorní zkřížení běžného sekavce s mutantní samičkou hypotézu potvrdilo. Vědcům pod rukama vznikla generace hybridů, kteří se dokázali rozmnožovat pouze klonálně.

Liběchovský chov sekavců má za sebou dlouhou historii a přinesl výsledky, které se staly základem řady odborných prací.
Liběchovský chov sekavců má za sebou dlouhou historii a přinesl výsledky, které se staly základem řady odborných prací.

Při pohlavním rozmnožování získává potomek polovinu genetické výbavy z vajíčka, druhou polovinu ze spermie. Výsledná DNA je kombinací genomu obou rodičů. Takto se rozmnožuje většina vyšších živočichů. Mezi sekavci ale najdeme samičky, které pohlavní reprodukci vyměnily za klonální. Genom jejich potomka, také samičky, je identický s genomem matky a nijak se nepodobá otci. To ale neznamená, že by tito hybridní sekavci samce nepotřebovali. Jejich vajíčka se nedokážou dělit sama, potřebují samčí spermii. Ta, jakmile vejde do vajíčka, je zničena a DNA otce se vypudí. Vajíčko z ní získává jen proteiny nutné pro svůj vývoj. Sameček pouze investuje reprodukční potenciál, ale nepředá svou genetickou výbavu. Hybridní sekavci se tak chovají jako sexuální parazité.

Ichtyologa Karla Janka z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR nezřídka zavede práce také do kokořínského terénu.
Ichtyologa Karla Janka z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR nezřídka práce zavede do kokořínského terénu.

Vracíme se ke zmíněným klidným hladinám říček v Kokořínsku a Karel Janko vzpomíná na svá studia. Právě v těchto místech říčky Pšovka před mnoha lety chytával sekavce, vzorky pro svou disertační práci. Od té doby uplynula spousta vody a dnes i díky jeho výzkumu víme, že za maskou nenápadných rybiček se skrývá jedinečný organismus. Sekavci mají schopnost modifikovat svůj genom a zbavit se některých jeho částí. Proces, který u jiných živočichů vede k degenerativním změnám, ale využívají ke svému prospěchu, přizpůsobují se měnícímu se prostředí. Řeky jsou tedy klidné jen na povrchu, pod jejich hladinou probíhají stěží uvěřitelné genetické proměny.

Více se můžete dočít v časopise A / Věda a výzkum:

titulky acko lesy
2/2022 (verze k listování)
2/2022 (verze ke stažení)

Text: Jan Hanáček, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

Licence Creative Commons Text a fotografie jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons. 

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-1

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-1

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-10

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-10

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-11

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-11

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-12

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-12

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-14

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-14

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-17

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-17

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-18

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-18

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-19

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-19

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-2

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-2

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-21

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-21

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-22

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-22

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-23

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-23

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-25

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-25

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-26

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-26

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-28

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-28

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-3

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-31

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-35

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-36

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-39

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-40

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-44

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-45

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-49

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-50

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-51

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-53

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-55

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-56

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-57

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-58

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-61

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-62

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-63

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-68

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-69

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-7

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-70

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-71

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-74

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-77

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-78

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-79

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-87

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-9

2022-01-05_Libechov_Sekavci_web-98

Biologicko-ekologické vědy

Vědecká pracoviště

Výzkum v této oblasti je zaměřen na studium vztahů jak mezi organismy a prostředím, tak i mezi jednotlivými organismy; výsledky jsou využitelné v péči o životní prostředí. Studium zahrnuje terestrické, půdní a vodní ekosystémy a systémy parazit-hostitel. Výzkum je prováděn většinou na území ČR a přispívá tak k jejímu bio-ekologickému mapování. Dlouhodobá pozorování ve vybraných lokalitách se soustřeďují na typické ekosystémy studované z hlediska geobotaniky, hydrobiologie, entomologie, půdní biologie, chemie a mikrobiologie a na problematiku eutrofizace vybraných přehrad a jezer. V oblasti botaniky je studována taxonomie vyšších a nižších rostlin, zvláště řas, s využitím v oblasti ochrany přírody. Studium molekulární a buněčné biologie, genetiky, fyziologie a patogenů rostlin a hmyzu je předpokladem pro rozvoj rostlinných biotechnologií v zemědělství a využití hmyzu jako modelu pro obecně biologický výzkum. Botanický ústav též pečuje o Průhonický park, který je významnou součástí českého přírodního a kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 4 vědecké ústavy s přibližně 1030 zaměstnanci, z nichž je asi 380 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce