Vznik Pravčické brány nebo poznávání dědičné informace pšenice – dva úspěchy českých vědců

Pravčická brána, foto: CzechTourism

Panorama tentokrát připomene dva zajímavé objevy českých vědců, o kterých v minulých dnech informovala média doma i v zahraničí. Jeden z nich se týká proslulé Pravčické brány, vědci přišli na to, jak ona a jí podobné útvary vznikly a vznikají. Druhý objev, díky kterému se o české vědě zase o něco více mluví, se týká pro laika těžko pochopitelného, ale velmi důležitého, poznávání dědičné informace pšenice.

Pravčická brána,  foto: CzechTourism
Začneme cílem mnoha českých i zahraničních turistů, Pravčickou bránou, která je symbolem Českého Švýcarska a objevila se i v anketě, ve které se hlasovalo o sedmi přírodních divech světa. Mezi ně se bohužel nedostala, pozornost ale před několika dny vzbudila díky objevu, jak takové skalní útvary vznikají. Výsledky výzkumu zveřejnil časopis Nature Geoscience. V rozhovoru s Václavem Rokytou výzkum popsal jeden ze členů vědeckého týmu Michal Filippi z Geologického ústavu Akademie věd České republiky.

Pravčická brána na Děčínsku a další podobné skalní útvary vznikly tak, že se skály samy zbavovaly zbytečné váhy. Zjistil to česko-americký tým odborníků vedený českými vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Akademie věd.

Michal Filippi,  foto: David Němec
Vaše zjištění je jistě zlomové a unikátní, ale co si my laici máme představit pod tím, že se Pravčická brána a další útvary samy zbavovaly zbytečné váhy?

„Je potřeba říct, že ten výzkum probíhal dlouhou dobu a byl založen na mnoha experimentech, takže každé krátké vysvětlení je složité. Když to ale nějakým způsobem zkusím: jde o pískovec, který nemá tmel, což je případ mnoha pískovců v České republice a především unikátního pískovce ze Střelče v Českém ráji. „Když se tento pískovec stlačí, má speciální vlastnosti a je odolný vůči erozi. To znamená, že když je stlačený, eroduje se těžce, když je nestlačený, eroduje se lehce. V případě, že porušíte stlačený pískovec, který je stlačený svou vlastní vahou, svým nadložím, a porušíte ho nějakým zlomem nebo jinou diskontinuitou, pískovec obteče tuto poruchu přenosu tíhy. A část pískovce, která není zatížená, se lehce eroduje vodou, větrem, zvětráváním a dalšími procesy. Je možno říci, že tvary závisí na zatížení a porušení přenosu tíhy."

Dá se říct, že se ty pískovcové skály chovají inteligentně?

"Obrazně to říci můžeme. Mnohé známé tvary, jako Pravčická brána a jiné brány, skalní hřiby a sloupky, už jsou zakódované ve skále pouze tím, že je stlačená a nějak porušená tektonickými poruchami. Tím, že eroze může působit jen někde, kde skála dovolí, vytváří tvary, které už tam jsou vlastně definované."

Kolik takových skalních útvarů podobných Pravčické bráně vůbec najdeme?

Simulace vzniku Pravčické brány,  foto: ČT24 / časopis Vesmír
"To je právě zajímavé a tím ten výzkum nabyl velice rychle na známosti, protože ty skalní útvary jsou běžné prakticky v každé oblasti na světě, kde se nacházejí pískovce. Můžeme je sledovat u nás, naše země je bohatá na pískovcové krajiny. Můžeme je vidět v Německu, Belgii, Francii. Nejznámější je samozřejmě národní park Arches v americkém Utahu, kde jsou pískovcové fenomény mimořádně pěkně dochované. Ale také je najdeme třeba v Jordánku a dalších zemích. I proto výzkum zaujal spoustu lidí ze spousty zemí."

Vy jste zmínil, že ten výzkum byl dlouhodobý, jak dlouho přesně trvala a jak se bude vyvíjet dál, pokud v něm budete pokračovat?

"Předně je potřeba říci, že, jako mnoho výzkumů, také tento výzkum začal vlastně náhodou. Kolega Jiří Bruthans se začal tomuto jevu věnovat jako první právě v tom lomu Střeleč si toho všiml náhodou. Postupně se tomu začali věnovat další lidé a dospělo se k oné myšlence. Ty aplikace směrem do základního výzkumu, do geologického nebo i technického, protože tohle bude zajímat i mechaniky hornin, geotechniky atd. My to samozřejmě nemůžeme teď předpovědět, ale myslím, že právě směrem do té geomechaniky ta nějaké aplikace bude a je jen otázka času, kdy se nějaký aplikovaný výzkum na toto téma objeví,"řekl ve vysílání Českého rozhlasu jeden ze členů vědeckého týmu, Michal Filippi z Geologického ústavu Akademie věd České republiky.

David Mašín,  foto: ČT24
Mladá Fronta Dnes přinesla také rozhovor s dalším vědcem, který se na výzkumu podílel, inženýrským geologem Davidem Mašínem. Ten další využití objevu vidí například při opravě památek.

"Gotické stavby, jako například Chrám svatého Víta nebo Karlův most, jsou z pískovce. Můžeme na ně aplikovat stejné principy jako na tvorbu pískovcových bran," uvedl Mašín.


Zatímco Pravčickou bránu si dokáže představit kdekdo, s genetickou informací pšenice je to horší. A právě ona je druhým významným příspěvkem českých vědců, kteří pomohli odhalit genetický plán pšenice. Vyvinuli novou metodu, která pomůže podrobněji číst dědičnou informaci obilniny, a tak pomůže ve šlechtění odolnějších odrůd obilovin. Detaily výzkumu zveřejnil prestižní vědecký časopis Science. Nové poznatky se využijí i v Česku. Zrnka jednotlivých odrůd skladují ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby, tamní biologové čerpají z místní obří genobanky, která uchovává desítky tisíc tuzemských i zahraničních vzorků plodin. Více se dozvíte v příspěvku Petry Benešové.

Pšenice,  foto: archiv Radia Praha
„Osivo se tady dočistí, dostane číslo příjmu," říká Vojtěch Holubec a prochází laboratořemi pražské genobanky. V boxech a na stolech jsou vyskládané misky se zrnky obilnin. Po vysušení se nasypou do sklenic a uskladní v mrazicích komorách. „Režim skladování máme minus 18 stupňů. Na chodbě je minus pět. Celková kapacita komor je přes 100 tisíc vzorků. Každá sklenice tu má přesný skladový kód," upřesňuje.

Některé vzorky se tady uchovávají i třicet let. Různé odrůdy obilnin pak slouží k výzkumu a šlechtění. Odhalení genetického plánu a nová metoda pro čtení dědičné informace pšenice je tak pro šlechtitele a biology obrovským posunem.

„V podstatě je učiněn první a základní krok k tomu, abychom to pochopili a mohli nyní hledat jednotlivé geny, které bychom pak využívali během šlechtění. A teprve to, co se podaří vyšlechtit, může mít velký význam pro pěstování pšenice v nejrůznějších oblastech," říká vedoucí ústavního odboru genetiky a šlechtění rostlin Ilja Prášil.

Jaroslav Doležel,  foto:  Ústav experimentální botaniky Akademie věd
Novou metodu, která umožňuje rychle a přesně zjišťovat polohu genů obilniny, vyvinul výzkumný tým pod vedením profesora Jaroslava Doležela z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd.

„Ta naše metoda vlastně řeší základní problém, jak studovat tak obrovskou a složitou dědičnou informaci. My jsme koncepčně použili velmi jednoduchý postup - informaci jsme rozdělili na menší části a teprve ta je potom studována. Byla to týmová práce, ale dá se říct, že bez nás by to nebylo možné," popisuje profesor Doležel. „Praktický dopad předpokládáme ve šlechtění, jehož cílem je získávat nové odrůdy, které budou mít vyšší výnos. Prioritou jsou především odolnosti vůči chorobám, ale zároveň se hodně silně ukazuje požadavek na šlechtění odrůd, které budou odolné vůči změněnému klimatu," uvádí.

Na odhalení genetického plánu se pak podíleli i další zahraniční badatelé. Pšenice je spolu s rýží a kukuřicí nejdůležitější zemědělskou plodinou planety. Světová sklizeň z více než 215 milionů hektarů je téměř 700 milionů tun.