Odhalují četná tajemství přírody
Jako blesk nyní většinu botanických disciplín, které se zabývají jednotlivými organismy, zasáhly metody molekulární fyziky. K mnoha nečekaným objevům dochází i díky analýze sekvencí DNA a jiným nejmodernějším postupům.
To dnes umožňuje testovat existující hypotézy pomocí zcela nových znaků, které nejsou na oněch hypotézách závislé. Jak se to projeví v praxi? 
Mnohé z toho, co platilo po desetiletí jako svatá pravda, se různě změní – a to i ve školní výuce. Není tajemstvím, že to naštěstí příliš nezaskočí experty Botanického ústavu Akademie věd ČR (BÚ AV ČR).
Ty najdete v areálu u známého zámeckého parku v Průhonicích u Prahy. Počátky Botanického ústavu se váží k Geobotanické laboratoři ústavů ČSAV, která vznikla v Praze právě před půlstoletím. Věřte, nevěřte – právě tak dlouho tady pracuje dr. Jaroslav Moravec, jenž letos oslavil 75 let.
To 21. STOLETÍ v průhonickém zámku prozradil o 26 roků mladší ředitel Botanického ústavu RNDr. Jan Kirschner, CSc. Světově známý odborník se nám stal i zasvěceným průvodcem po pracovišti, kde šéfuje více jak 250 zaměstnancům. Čemu se tedy v Botanickém ústavu věnují?
Květena má pestré podoby
Systematika a taxonomie cévnatých rostlin – zabývá se správným odborným pojmenováním a zařazením rostlin, které namnoze vidí i naprostý laik. Ten však už nedokáže jednotlivé poklady z pestrobarevného bohatství matky přírody rozpoznat. Nejen k tomu slouží publikace Klíč k flóře České republiky, která se připravuje již k druhému vydání. Zájemci jistě neopomenou ani právě dokončovanou práci Květena ČR. Hotová databáze rozšíření cévnatých rostlin dnes obsahuje přes milion základních údajů. Na internetu čeká i úplný soupis květeny naší vlasti.
Experti Botanického ústavu však pomáhají i při zrodu atlasu evropské flóry, děl o květeně Slovenska a některých jiných zemí – včetně Číny. Dr. Jan Kirschner je dokonce místopředsedou organizace, která připravuje unikátní projekt Světová flóra mapující vegetaci v různých částech naší planety.
Lišejník je jako průzkumník prostředí
Systematika a ekologie lišejníků, mechů, hub – podobné vědecké zaměření neexistuje jinde v Evropě. Někdo si možná řekne, jaký význam má výzkum nějakých lišejníků. Jenže odborníci vědí, že jde o významné přírodní bioindikátory.
Navíc se stále nacházejí nové druhy, dosud neprobádané. Nejen u nás, ale především
v zapadlých koutech světa, kam odborníci z Průhonic vyrážejí. „Tak třeba kolega Zdeněk Palice je momentálně na lišejnících v Ekvádoru. Učinil už mnoho významných objevů“ upřesňuje pan ředitel.
Zkoumané houby nejsou samozřejmě velké plodnice, které tak velice rádi sbíráme v podobě hřibů, kozáků i jiných druhů. Jde především o houby, které uvidíte jen s pomocí mikroskopu.
Zkoumají řasy a sinice až v Antarktidě
Pokud jde o systematiku a ekologii řas a sinic, na úspěšných výsledcích má velkou zásluhu ústavní pracoviště v Třeboni. „Je tam jedna ze světově nejvýznamnějších sbírek autotrofních mikroorganismů – tedy převážně řas a sinic, dále sbírka mokřadních rostlin,“ upřesňuje dr. Kirschner.
Droboučké sinice však velice zajímají i .specialisty v Brně. „Tam máme oddělení ekotoxikologie – vynikající pracoviště, které vede doc. Blahoš Maršálek. Mají jedinou akreditovanou laboratoř pro detekcí siničních toxinů, zejména mikrocystinu. To je dnes takový hit – i pro praxi. Člověk si význam takového bádání zejména uvědomí, když smutně hledí na zelenomodrý rybníček,“ dodává pan ředitel. Nakonec, kdo z nás by neznal škodlivý žabinec?!
Většina výzkumu se soustřeďuje kolem problému jejich extrémních stanovišť. „Jedná se o výzkum řas polárních oblastí, pak o subfosilní řasy – pohřbené někde v ledu. Dále nás zajímají řasy horkých pramenů. Náš ústav se také účastní na projektu české antarktické stanice.“
Mrazivá laboratoř v Třeboni
Pracovníci, kteří v nehostinných mrazivých krajích, třeba i na Špicberkách, pobývají dlouhé měsíce, objevují zcela nečekané souvislosti. Zajímají je změny klimatu, způsob existence mikroorganismů, zejména sinic, v extrémních podmínkách. Tím se zabývají molekulární biologové a mikrobiologové. Zkoumají třeba využití enzymů, mikroskopických organismů. Vždyť ty v blízkosti horkých pramenů vydrží běžně teplotu kolem 70° C, zatímco normální enzym, tedy bílkovina, přestává být u člověka funkční již kolem 40 – 45°C.
„Experimentální pracoviště v Třeboni je vybaveno na kryoprezervaci – uchovávání organismů za velmi nízkých teplot. Jedná se o složitý proces zmrazení a poté opětovného oživování. Tak si v třeboňské laboratoři můžeme modelovat Antarktidu. Je to i metoda uchovávání semenného materiálu v semenných bankách. Navíc každý druh vyžaduje svoji speciální metodiku. Představuje to velmi zajímavý směr výzkumu,“ dodává pan ředitel.
Čeho se týká geobotanika?
Výzkum se výrazně zaměřuje na rekonstrukční mapování a monitorování současné vegetace na našem území. Tak vzniká například geobotanická mapa či mapa potenciální přírodní vegetace ČR.
Ovšem také v této oblasti mají experti z Průhonic věhlas i ve světě. Víc ví pan ředitel:
„Specialitou je rekonstruování vegetace – my ukazujeme, co by mohlo na určitých místech růst, kdyby tam ovšem člověk nevysázel třeba smrčinu. Máme velice kvalitní spolupráci s rozvinutými zeměmi v Asii – Japonskem, Jižní Koreou. Teď možná zase navážeme kontakt se Severní Koreou. V obou polovinách Koreje pracoval tak jako my málokdo. Přitom uvedené země mají o vegetační mapování obrovský zájem, protože tato metoda poskytuje obrovský prostor k využití. Nejen pro ochranu přírody, ale i pro tvorbu krajiny, ekologii.
Materiál, který tam získal náš tým, je na světě unikátní.“
Onu obsáhlou knihu v angličtině držím v ruce. Vznikla jen díky tomu, že pracovníci BÚ procestovali tisíce kilometrů, často i v nebezpečných pustých končinách, po severovýchodní Asii. Tak navštívili východní Sibiř, Mandžusko, Korejský poloostrov a severní Japonsko. Prostřednictvím textu i stovek kreseb, mapek výskytu a fotografií popsali rostliny namnoze neprobádané.
Potkáte je na celém světě
Průhoničtí se podílejí i na tvorbě vegetační mapy Evropy, dále na systematické botanice, taxonomii, tedy rozpoznávání a pojmenování, druhů –u nás i v cizině. Je to tzv. biosystematika – zjišťování původu variability a zákonitostí proměnlivosti rostlin na úrovni populační a druhové. Potom jde o evoluční biologii – zkoumání vývojových zákonitostí jednotlivých skupin rostlin. Znalosti shrnují četné vydávané monografie.
Chystají se i do Brazílie, na Střední Východ, k Azovskému moři, na jižní Ukrajinu i do jiných míst, botanicky málo prozkoumaných. Mezi užívanými moderními metodami nechybí ani dálkový průzkum Země- především s využitím leteckého snímkování.
Dřevo si hrozně pamatuje
Paleoekologie, klimatologie a dendrochronologie – to jsou další směry výzkumu BÚ. Možná podivně znějící pojmy mají značný význam při praktickém využití. Obor paleoekologie, který rozvíjejí i v Brně, se zaměřuje na historii vegetace od nejstarších dob. Využívají zejména nalezených makrozbytků či pylu z dávných dob.
A čím se zabývá dendrochronologie nám osvětlil ředitel ústavu. „Jedná se o moderní směr, který používá kombinace odečítání určitých letokruhových řad. Hitem poslední doby je například možnost zjistit průběh změny klimatu. Dokážeme identifikovat třeba i to, z jak starého dřeva vznikly různé artefakty, zjistíme například stáří rámů obrazů, trámů. Mnohé změny odborníkům prozradí i hustota dřeva. Z ní například poznáme, kdy Sovětský svaz zahájil podzemní jaderné výbuchy v oblasti Semipalatinska, velice přesně určíme, kdy někde došlo k erupci sopky,což se časem projeví i na kvalitě dřeva.Používá se celá řada metod – vývrty, analýza.“
Takže pamětníkem jsou nejspíš i mnohé starší stromy ve vašem oblíbeném lese . Pro detailisty dodávám, že specialisté Botanického ústavu nejvíce využívají jedli (Abies) a borovici (Pinus)
V horách a kopcích neodpočívají
Některé pracovníky BÚ můžete zvlášť často potkat na svazích Krkonoš, na provoněných horských lukách Bílých Karpat či na odlesněných stráních Beskyd. Čeká je tady každodenní piplavá práce: Dlouhodobě s nadějí zkoumají různé kytičky -či přesněji jejich společenstva. Pan ředitel Kirschner pro 21: STOLETÍ vysvětluje: „Tak zjišťují, jak se během let mění společenstvo. To se totiž třeba náhle objeví tam, kde předtím nikdy nebylo. Některé klony, ze kterých se šíří další, jsou prokazatelně neuvěřitelné staré – ačkoli se jedná jen o byliny, nikoli o stromy. Zjistili jsme úctyhodné stáří – až několik set let.“
Tak se dá rovněž zkoumat únosnost různých druhů stanovišť z hlediska pastvy. Praktická aplikace by mohla zajímat nejen myslivce. „Zjišťujeme, kolik může být zvěře v určitém typu lesních společenstev, aby fungovala jeho přirozená obnova. Jedním z výsledků našeho průzkumu je, že ve většině našich lesů žije dvakrát až třikrát víc zvěře než by bylo únosné vzhledem k rostlinstvu“ Z toho zase vyplývá, že zvěř vše spase, čímž nedochází k přirozené obnově.
Invazní rostliny vandrují
Neustále se objevují jejich nové druhy, které u nás či i jinde v Evropě dosud nerostly. BÚ se výrazně podílí na rozsáhlém celoevropském projektu ALARM. Šéfem výzkumu je dr. Petr Pyšek. V současnosti známe už třetinu obyvatel rostlinné říše, kteří do naší flóry vlastně nepatří, připutovali sem odjinud. Ředitel Kirschner upozorňuje:
„Zvlášť nebezpečné jsou rostliny, které se chovají jako plevele. Proto jsme se zapojili do mezinárodního projektu věnovanému geneticky modifikovaným organismům. Tak známe mj. rostliny, které získaly odolnost proti herbicidům. To je časté zejména na místech, kde se herbicidy používají jaksi bez rozmyslu, nekvalifikovaně – častokrát na železnici. Odtud takové druhy pronikají do určitých polních kultur, kde způsobují velké hospodářské škody.
Navíc v přírodě často dochází ke křížení určitých rostlin, o kterých bychom to možná ani nepředpokládali. Příkladem jsou některé druhy pýrů, které se kříží s pšenicí. Prozkoumali jsme genový tok od pšenice do určitého druhu pýru. Ten se potom zas dál kříží s jiným druhem – obtížným pýrem plazivým..Tak pátráme, jakých chromozomů se to týká
Houby žijí v pohodě s kořeny
Stále nová překvapení nejsou výjimkou ani pokud jde o vztahy mezi mykorhizními houbami a kořeny cévnatých rostlin. Dřív se mykorhiza chápala jako specialita pouze některých rostlin. Dnes už v Průhonicích vědí, že se jí účastní téměř všechny rostliny. Rostlinné společenství je vlastně pod zemí propojeno houbami, může si vyměňovat potřebné látky. Je to zcela fascinující zjištění, které vrhá nové světlo na funkci společenství. Vysvětluje tak řadu dosud neprobádaných věcí. Samozřejmě od vědců to vyžaduje velice mravenčí práci.“
Neplatí to však jen pro Průhonice, ale i pro pracoviště BÚ v Brně. Tam je oddělení, které sdružuje dva hlavní obory – produkční ekologii nebo ekologii travinných ekosystémů. To je dnes velice významné, protože trofie, hydrobiologická podoba, celé naší krajiny se mění. V půdě totiž výrazně přibylo dusíku, příliš je i fosforu, což v krajině nikdy nebylo. Odkud se tam tyto látky berou? Fosfor se do půdy dostává z hnojiv, dusík v naprosté většině z automobilového provozu.
K tomu pan ředitel upřesňuje: „Tím se zvyšuje množství dostupných živin. Tak se velmi podivíte, někdy přímo žasnete, když přijdete do míst, kde očekáváte opravdu málo živin. Příkladem jsou třeba silikátové svahy ve výšce 1400 metrů v Krkonoších. Teď tam však rostou kopřivy, které potřebují půdu s dostatkem, až nadbytkem, živin – hlavně dusíkatých.“
Příroda si hraje na schovávanou
„Šedivá je teorie, zelený je strom života“, řekl kdysi jistý klasik. V botanice to platí nejen obrazně, ale přímo doslova: Dobře ví, o čem mluví i ředitel Botanického ústavu AV ČR RNDr. Jan Kirschner, CSc., když tvrdí:
„Představa, že všechna data jsou už někde na internetu a stačí jen vhodně kliknout a seřadit si to, je mylná. Pořád se nachází něco nového. Nečekané přírůstky se často objeví v jiných částech světa, kde nebyly do té doby známy.
Dodejme, že dr. Kirschner sám či s kolegy takových významných objevů uskutečnil a popsal už přes stovku. Samozřejmě takové úspěchy nespadnou z nebe, vyžadují trpělivost a především odborné znalosti. Přesto to zdaleka není jediný botanik, jenž mi mohl na závěr říci: „Zatím mi to přináší určité satisfakce. Je to nádhera, když odborník jde krajinou a náhle uvidí nový druh – to uvolňuje endorfiny. Nyní se v odborném tisku vede čilá diskuse, kolik vlastně cévnatých, tedy obyčejných, rostlin na světě roste. Skutečně kvalifikované odhady se pohybovaly v rozmezí 220 – 420 tisíc druhů. Každoročně je na světě popsáno asi 1500 nových druhů!“
Průhonický park se stal unikátem
Průhonický park, který má rozlohu 224 ha, založil hrabě Arnošt Emanuel Silva – Tarouca roku 1885. Budoval ho prakticky až do své smrti v roce1936. S mimořádným estetickým citem vytvořil vrcholné dílo přírodně – krajinářského slohu evropského významu Využil členité údolí vodního toku Botiče, jeho rybníku i původní porosty s domácími dřevinami. Vysadil mnoho cizokrajných dřevin. Vytvořil průhledy, vyhlídky u volné louky. Na skalních partiích nad Botičem vzniklo rozlehlé Alpinum.
V současné době zde ( v nadmořské výšce 281 – 342 m) roste 269 jehličnanů, 984 širolistých dřevin a 127 trvalek. Nejznámějším rodem zde pěstovaným je pěnišník – Rododendron. Roste ho tady asi 8 tisíc kusů ve 100 taxonech a kultivarech(vyšlechtěných odrůdách).
Pozornost poutá i Botanická zahrada BÚ AV ČR. V ní voní na 1 700 kosatců, 800 růží, 250 denivek, 230 pivoněk, 130 leknínů… Je tady i stará sbírka ovocných dřevin. Botanický ústav spravuje jednu z největších (třetí na světě) sbírek šišek a semen jehličnatých dřevin, semen a plodů listnatých dřevin, větviček, vzorků dřeva a borky, což je soubor mrtvých pletiv (mj. z lýka) Jde o celoživotní dílo pracovníka BÚ dr. Miroslava Kučery.
Velkou vzácností jsou dřeviny z Koreje či Číny, které existují v republice jen v pár exemplářích. Odborníky ze zahraničí sem přitahuje i mnoho kultivarů a) či forem, které byly vyšlechtěny přímo v Průhonicích.
Raritou je největší, asi světový exemplář, jedné hortensie, kterou vysadil asi před sto lety ještě osobně Silva Tarouca. Jediný gigantický exemplář pokrývá celou skálu.
Naštěstí přežil v roce 2002 i řádění vodního živlu. Tehdy nechráněný park zasáhlo několik navazujících povodňových vln. Kompletně zničily infrastrukturu – mostky, břehy, zanesly se rybníky. Obětí se stalo mnoho starých stromů – i třistaletý dub. Pracovníci BÚ obětavě odstraňovali následky. Přes Akademii věd obdrželi peníze ze státního rozpočtu, asi 20 milionů korun přišlo z Fondu solidarity EU.
Tak v nádherném prostředí také vytvořili výborný orientační systém. Nevydržel ani týden – , neznámí darebáci ho zničili, mnoho částí naházeli i do rybníku. Někteří otrlí vandalové přijedou i o půlnoci, prostříhají plot, aby ukradli velké množství rostlin. Naštěstí drtivá většina z více než 150 tisíc návštěvníků, kteří sem každoročně zavítají, aby procházeli po 40 km cestiček, se chová slušně.
Svět o nich dobře ví
Výzkumníci potřebují dobré zázemí. To v Botanickém ústavu rovněž představují rozmanité laboratoře ve zdejším experimentálním centru. Tak mj. dokáží analýzu DNA provést i pomocí herbáře, pokud obsahuje kvalitně usušené rostliny. Tím se zvyšuje význam sbírek, neboť v Průhonicích mají jak herbáře, tak bohaté sbírky živých rostlin. Bádání velice usnadňuje moderní průtokový fytometr, kde se získávají údaje o genomu mnohem rychleji a snadněji než třeba pomocí mikroskopu. Výborně je vybavena laboratoř optických analýz. Moderní elektronový mikroskop pomáhá zkoumat mikroskopické houby, lišejníky, ale i vyšší rostliny. Analýzu leteckých snímků provádějí pracovníci menší laboratoře, která zpracovává vícevrstvé digitální mapy. Součástí laboratoře zkoumající houby je i skleník.
Výborné služby poskytuje knihovna, která obsahuje asi 70 000 svazků. Spolupracuje s 200 partnery, od kterých výměnou za vysoce renomovaný časopis Folia Geobotanica, vydávaný BÚ, získává vedle knižních titulů asi 200 zahraničních periodik. Samozřejmě i vědci hojně publikují, především v nakladatelství Academia.
Čile se rozvíjí mezinárodní spolupráce. Nejde jen o vědecké expedice do různých koutů světa, ale také o společné projekty, dlouhodobé stáže, konference, konzultace, výměny materiálů, semen apod. Velice neprobádané jsou zejména oblasti tropické flóry, přičemž právě tam se asi ukrývá největší bohatství druhů.
Badatel se navíc může velice snadno dopustit chyby, přičemž je velice obtížné takové pochybení poté objevit. Především proto se i v odborné literatuře objevují po dlouhá léta nesprávná tvrzení. Ovšem stává se, že primární rostlina, která prošla podrobným zkoumáním, a je známý její genom (soubor genů), byla původně omylem zařazena někam jinam. Proto je základem úspěchu dobrá taxonomie – tedy systematika, správné určení a zařazení exempláře.
Vychovávají si nástupce
Představa umolousaného potrhlého vousatého staříka, jenž nervózně hledí do mikroskopu, pro vědce z Průhonic pranic neplatí. Nejen proto, že mezi stovkou vědeckých pracovníků je čtyřicet mladých doktorandů. BÚ má dvě společné akreditace s vysokými školami pro doktorandské studium. Výborně se osvědčují čtyři společná pracoviště s fakultami. Většina špičkových pracovníků BÚ přednáší na vysokých školách. Tak si vyhledávají i talenty. Podobnému účelu slouží praktika pro studenty přímo v ústavu. Vždyť v botanice se musejí zkušenosti předávat doslova mezi generacemi, starší praktici mladším následovníkům.
Proč vznikl Etický kodex?
Ředitel Botanického ústavu RNDr. Jan Kirschner.se stal duchovním otcem Etického kodexu pracovníka, který sbírá biologický materiál. Reagoval tak na nešťastné události z Nového Zélandu, kde dva čeští botanici (samozřejmě ne z BÚ) byli přistiženi s odcizenými vzácnými orchidejemi. Iniciátor Kodexu pro 21. STOLETÍ upřesnil:
„ Musím zcela otevřeně říci, že v Čechách je to jen vrcholek ledovce. Kupčení s biologickým materiálem a ilegální převozy – to je u nás neobyčejně masový jev. Češi jsou obecně
v zahraničí podezřelí. My to důkladně sledujeme – každou chvíli se objeví nějaká podobná aféra, i když se tak nemedializuje. Považoval jsem proto za nutné iniciovat takový kodex. Jsem rád, že se k němu velice ochotně připojily i ostatní podobně zaměřené ústavy Akademie.“
