PORT

Záznam chatu z pátku 9. března 2012

GM: „Kolik druhů hmyzu zkoumáte?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „V laboratoři průběžně udržujeme několik různých druhů hmyzu a postupem času se u nás během posledních ca. 20 let vystřídalo několik desítek druhů ... V současnosti se však zaměřujeme především na modely octomilky z tropů a jí příbuzné mušky Chymomyzy z Arktických oblastí.“

GM: „Co přímo znamená diapauza?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Diapauza je hormonálně navozená, velmi hluboká změna organismu, který tak v předstihu reaguje na nadcházející nepříznivé období roku. Například četné druhy hmyzu sledují sezónní změny délky dne a již koncem léta, když se délka dne zkrátí pod určitou kritickou mez, zahájí přípravy k přezimování. Vstoupí do diapauzy, což znamená že namísto starostí o rozmnožovaní a rychlý vývoj se začnou věnovat starostem o vybudování energetických zásob na zimu a začnou se i jinak hluboce měnit, aby zimu zdárně přečkaly ...“

GM: „Kolik je hmyzích škůdců v přírodě?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Přesný počet neznám. Pokud ovšem budeme uvažovat pouze druhy se skutečně velkým ekonomickým významem (u nás například lýkožrout smrkový) tak se patrně bude celosvětově jednat o několik stovek druhů hmyzu.“

GM: „Zkoumáte bzunku ječnou a mol šatní?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Ne, na tyto dva druhy jsme zatím nenarazili. Zkoumané druhy často někdo prostě náhodně přinese, něčím nás zaujmou a inspirují a výzkum tak pozvolna spontánně začne. Pokud si cíleně vybíráme, tak saháme jednak po osvědčených modelech (octomilka apod.) nebo po významných škůdcích (housenky obaleče jablečného apod.) nebo po extrémně odolných druzích (Chymomyza).“

Vanda: „Kolik lidí pracuje v laboratoři diapauzy hmyzu a jak je těžké v ní pracovat?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Laboratoř je velmi malá (což bývá obvyklé u tohoto typu základního výzkumu). V zásadě jsem to já, jedna odborná spolupracovnice, jedna technička a proměnlivé množství studentů (5 - 8) různého stupňě. Pravidelně u nás také hostuje někdo ze zahraničí ... Okruh spolupracovníků je však velmi široký a zahrnuje jak nejbližší okolí v rámci ústavu Akademie a Jihočeské univerzity, tak i celý svět. Jak těžké je u nás pracovat? Zastavte se někdy u nás, přijďte se sama podívat ...“

sudoku: „Napsal jste nějaké články či publikace k problematice diapauzy hmyzu?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Ano, pokud máte zájem se na publikace podívat, jsou dostupné na mých webových stránkách: http:/www.entu.cas.cz/kostal/“

sudoku: „Co se myslí praktickými účely při předpovědích načasování sezónních aktivit?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Myslí se tím to, že dokážeme (nebo se o to alespoň snažíme) předpovědět načasování významných událostí v životním cyklu hmyzu (škůdce): třeba čas jarního opuštění zimoviště; čas započetí aktivity (žíru); čas páření a produkce dalšího pokolení; čas ukončení aktivity a vstupu do diapauzy. Dokážeme tedy také odhadnout, kolik pokolení se během sezóny vystřídá, jaký bude populační nárůst, jaký podíl jedinců přečká zimní období apod. Pokoušíme se také odhadnout kam až se může určitý druh šířit v rámci globální změny klimatu - tedy například kde ještě dokáže úspěšně přezimovat a kde už ne ...“

sudoku: „Se kterým hmyzem je největší problém v ČR?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Asi největší pozornost na sebe v současnosti stahuje lýkožrout smrkový. Lesníci sice znají technologické postupy jak se účinně bránit přemnožení lýkožroutů v lesních kulturách, ale někdy se události takovým způsobem zřetězí, že se brouk stává téměř nezvládnutelným. Například takto: založení smrkové kultury na nevhodném stanovišti - poškození porostu kyselými dešti a následnou změnou v chemismu půdy - několik suchých letních období za sebou - zimní orkán - a problém je tu. Oslabené stromy "dorazí" lýkožrout. Když ještě v sousedství tohoto porostu bude tzv. bezzásahové území rezervace, kde se proti lýkožroutům nesmí zasahovat ze zákona, máme tady přibližný scénář toho, co se právě odehrává na Šumavě ...“

sudoku: „Komunistická propaganda lživě tvrdila, že mandelinka bramborová je brouk z USA, ale jak to bylo ve skutečnosti, byl to důsledek špatného hospodaření komunistů?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Mandelinka bramborová je prostě jeden z mnoha příkladů náhodného zavlečení škůdce do nové "domoviny" spolu s jeho živnou rostlinou, tedy se zemědělskou plodinou (s bramborem, který rovněž připutoval do Evropy z Jižní Ameriky). Brouk se rozmnožil všude po Evropě, komunismus je tady bez větší viny, pouze zneužil situace pro propagandistické účely ...“

Věra K.: „Dobrý den, žije u nás nějaký živočich, kromě hmyzu, který by podléhal kryptobióze?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Kryobióza je skutečně extrémní stav, kdy nejsme schopni zachytit ŽÁDNÉ životní projevy. Tedy stav s nulovým metabolismem a zastavením jakýchkoli i spontánních fyzikálních přeměn. Teoreticky takový stav může nastat jedině za kryogenních teplot pod ca. -140*C. To se ale nikde v biosféře nestane. Pouze u nás v laboratoři, kde hmyz zchladíme až na teplotu kapalného dusíku (-196*C). Takže v přírodě se organismy ke kryobióze patrně pouze blíží. Ty druhy hmyzu, které řízeně promrznou, mohou být kryobióze velmi blízko. Led totiž brání difůzi kyslíku a tak navíc k nízké teplotě tady působí ještě nedostatek kyslíku = chemické energie. Kromě toho, nezmrzlý zbytek tělních tekutin je velmi zahuštěn a tak v něm může probíhat jen velmi pomalý metabolismus - možná dokonce nulový ?“

Zuzka: „Jaký je vlastně mechanizmus působení prolinu? Co dělá, že pak buňka nezamrzne?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Mechanismus působení prolinu se patrně uplatňuje hned několika způsoby. Jednak prolin "váže" část molekul vody do svého hydratačního obalu a tyto molekuly pak nejsou k dispozici pro tvorbu a růst ledových krystalů. Velmi vysoké koncentrace prolinu za velmi nízkých teplot pak patrně stimulují fázový přechod vody z kapalného stavu do stavu tzv. "amorfního skla". Tato skelná fáze vody je sice pevná (asi jako gel, nebo guma), ale molekuly vody nevytváří krystalickou mřížku. Vše jakoby "zatuhne", aniž by rostoucí krystaly ledu narušovaly delikátní struktury uvnitř buněk. Prolin také aktivně chrání funkční struktury bílkovin a buněčných membrán při nízkých teplotách a při dehydrataci (která nevyhnutelně doprovází každé mrznutí, jelikož se kapalná voda prostě mění v led ...).“

Honza, Olomouc: „Mimobuněčnému prostoru rostoucí krystaly nevadí? Nemůžou propíchnout buňky zevně?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Jistě vadí. Rostoucí krystaly ledu v mimobuněčném prostoru jsou PRÁVĚ jednou z velkých překážek pro úspěšnou kryoprezervaci komplexních tkání a celých organismů. Také mimobuněčné prostory jsou delikátně uspořádány. Často pozorujeme, že po kryoprezervaci tkáně nebo celého organismu sice přežijí jednotlivé buňky, ale celek ztratí schopnost vzájemné komunikace, naruší se jeho funkční uspořádanost a celek nepřežije. Proto nás tolik zajímají příklady z přírody (hmyz), které ukazují evoluční řešení ...“

Karel B.: „Co se stane s mojí tkání, když mi například omrznou uši?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Jednou z prvních a hlavních příčin omrzlin je ischémie (tedy nedokrvení) tkání vystavených chladu (u člověka stačí i nadnulové teploty). Buňky jednoduše nemají dostatek kyslíku a energie pro svůj běžný provoz a postupně odumírají. Po opětovném ohřátí se ještě přidávají zánětlivé procesy ... Téměř totéž se stane hmyzu v létě, na zimu se však jeho organismus komplexně promění (to je právě ta diapauza) a jeho buňky jsou potom připraveny jak na stav "energetické krize" za nízkých teplot, tak i na daleko drastičtější události = podchlazení, promrznutí, částečné vyschnutí ...“

Tamara: „Dobrý den, vytvářejí aminokyselinu prolin i lidé? Co by se stalo, kdyby vědci jedoucí na jižní pól požívali stravu bohatou na prolin? Pomohlo by jim to proti omrzlinám?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Prolin je velmi běžná aminokyselina. Je to jedna z těch dvaceti, které tvoří naše bílkoviny. Není ani "esenciální" (tedy jí lidský organismus umí syntetizovat sám - většinou z glutamátu). Patofyziologie zná genetické poruchy, které se projevují vysokou hladinou prolinu v těle (až několiknásobek normálu). Bohužel, často s velmi negativními důsledky, které zahrnují i mentální retardaci. Takže pokud by se s tím ti polárnící smířili ...? Ale ne, samozřejmě, aplikace konkrétních výsledků z hmyzího organismu na lidský není úplně jednoduchá a přímá ...“

Milan N., Jistebnice: „Zajímají se o váš výzkum i lékaři, nebo se víceméně informujete navzájem v rámci přírodních věd?“

doc. Ing. Vladimír Košťál, CSc.: „Zatím jsme žádnou konkrétní spolupráci nenastartovali. Snad i proto, že náš výzkum je opravdu čerstvý (publikace vyšly v minulém a v tomto roce). Jistě bychom si velmi přáli, aby náš výzkum oslovil i odborníky z jiných vědních oborů, například právě lékaře. Mezioborová komunikace totiž často přináší překvapivá rozuzlení problémů, které se při uzavřeném pohledu zevnitř jediného oboru zdají jako neřešitelné ... Děkuji za všechny dotazy a případné zájemce o další komunikaci prosím, aby mne kontaktovali pomocí e-mailu: kostal@entu.cas.cz“