Biologická rozmanitost na celém světě dramatický klesá a mnoha druhům hrozí vyhynutí. Která společenstva přežijí? Ta, kde je velké množství rozmanitých druhů, nebo ta, kde jeden druh převládne?

A vydrží déle druh, v němž jsou všichni jedinci stejní, nebo v němž se naopak odlišují?

„Abychom vymírání druhů mohli zabránit, musíme tyto souvislosti znát,“ říká Jan Hrček z Biologického centra Akademie věd ČR, který získal na tento výzkum prestižní evropský grant ERC Consolidator na 5 let ve výši 2 milionů eur.

Výsledky grantové soutěže za rok 2022 dnes oznámila Evropská rada pro výzkum (ERC). Z 2 222 žadatelů z celé Evropy se svými návrhy uspělo 321 vědců, jimž rada rozdá 657 milionů Euro. Jan Hrček uspěl jako jediný z České republiky.

Na vědeckém záměru Jana Hrčka výběrovou komisi zaujal novátorský výzkumný přístup k biologické rozmanitosti. Badatel chce totiž propojit ekologii s evolucí.

„Ekologie zkoumá, jak fungují vztahy mezi více druhy organismů, zatímco evoluční biologie řeší změny uvnitř jednoho druhu. Příroda se ale neustále mění a my se na ni musíme dívat komplexně.

Dosud není probádané, jak souvisí druhová rozmanitost s tou vnitrodruhovou a pro ochranu přírody je důležité tento obecný princip poznat,“ říká Jan Hrček. Evoluce navíc zdaleka není tak pomalý proces, za jaký byla dříve považována.

„Nově se ukazuje, že změny v rámci populací mohou být velmi rychlé. Během několika málo generací se mohou změnit vlastnosti organismů, například nastavení imunitního systému nebo metabolismu, i když navenek vypadá daný druh pořád stejně.

To může mít vliv na druhovou pestrost. Proto je potřeba hledat vysvětlení pro udržování rozmanitosti v kombinaci ekologie a evoluční biologie,“ vysvětluje Jan Hrček.

Octomilky a vosičky

Jako pokusný modelový systém použije Jan Hrček octomilky a jejich přirozeného nepřítele – parazitické vosičky. Tito parazitoidi, podobně jako filmový Vetřelec, kladou do larev octomilek svá vajíčka, z nichž se pak vylíhnou dospělci a svého hostitele usmrtí.

V zemědělství se často používají k biologické ochraně rostlin proti hmyzím škůdcům. Část Hrčkova výzkumu se uskuteční v pralese v Austrálii, kde budou vědci několik měsíců sledovat octomilky a vosičky v reálném prostředí.

Další část se uskuteční v laboratorních podmínkách v Českých Budějovicích. Tým bude pracovat s šesti druhy octomilek a šesti druhy jejich parazitických vosiček.

„Vytvoříme několik mikrokosmů s různým počtem druhů octomilek a vosiček a s různou genetickou variabilitou v rámci jednoho druhu a pak budeme zjišťovat, jaké společenstvo nejdéle vydrží.“ popisuje Jan Hrček.

Výhodou tohoto modelového systému je nejen snadný chov hmyzu, ale také fakt, že octomilka během roku vystřídá 10 až 15 generací. Za tu dobu už dochází k evolučním změnám. „Tento výzkum nemůžeme provádět na lvech nebo antilopách.

Snažíme se odhalit obecnou teorii, kterou pak bude možné převést i na druhy, které jsou ohrožené vyhynutím,“ dodává Jan Hrček.

Mgr. Jan Hrček, Ph.D.

Specializuje se na molekulární ekologii. Vede Laboratoř experimentální ekologie na Entomologickém ústavu BC AV ČR. Jeho výzkum se zaměřuje na vzájemné soužití hmyzu a jeho přirozených nepřátel a může být využit v biologickém boji proti škůdcům.

Již ve své doktorské práci popisoval potravní vztahy listožravých housenek a jejich parazitoidů a přitom vyvinul molekulární metodu, která umožňuje najít a určit parazitoidy uvnitř housenek.

Tato nová univerzální metoda našla rychle uplatnění v základním i aplikovaném výzkumu.

Rovněž vyvinul nový modelový systém založený na společenstvu octomilek a jejich parazitoidů. Jako postdoktorand pracoval Jan Hrček tři roky na Oxfordské univerzitě.

V roce 2016 získal Fellowship J. E. Purkyně pro význačné perspektivní vědecké pracovníky a v roce 2017 byl oceněn Prémií Otto Wichterleho.

Granty ERC Consolidator jsou určeny excelentním vědcům, kteří mají za sebou 7 až 12 let zkušeností po absolvování doktorského studia. Předsedkyně Evropské rady pro výzkum, prof. Maria Leptinová, uvedla:

„Granty ERC Consolidator podporují výzkumné pracovníky v klíčovém období jejich kariéry, posilují jejich nezávislost, jejich týmy a pomáhají jim etablovat se jako vůdčí osobnosti v jejich oborech. Především jim však tato podpora dává šanci věnovat se svým vědeckým snům.”

ERC granty jsou součástí programu Horizont Evropa a patří k nejprestižnějším v Evropě. Na Biologickém centru AV ČR jsou jejich držiteli další dva vědci a dvě vědkyně.