Až lidé vyhynou, zůstanou na Zemi jen řasy a zřejmě viry i bakterie, uvažuje biofyzik Mojzeš

24. červen 2021
Podcasty, rozhovory, příběhy Další podcasty, rozhovory a příběhy Mořská řasa wakame, hůlka, exotické jídlo, zelenina, asijská kuchyně. Ilustrační foto

„Za všechno mohou řasy,“ říká v pořadu Hovory biofyzik Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy Peter Mojzeš. Řasy vytvořily i atmosféru Země, když vyráběly kyslík. K výzkumu řas se biofyzik dostal studiem jednobuněčných organismů, respektive mikroskopických řas, které žijí v symbióze s korály.

„Korál je živočich, žahavec, který ve svém těle, mezi svými buňkami, hostí cizí organismus – řasy, které ho krmí, protože pomocí fotosyntézy vytváří cukry a pak další organické látky. Problémem jsou pro ně stoupající teploty a znečištění oceánů, a to hlavně antropogenní. Z řek do nich teče hodně fosforu a dusíku, což vede k tomu, že se žahavec a jeho řasy nějak rozkmotřili. Buď se řasy odstěhovaly, nebo je koráli vypudili, což je ale pro ně samotné smrtelným nebezpečím, protože časem uhynou hlady,“ vysvětluje biofyzik.

Čtěte také

Taky proto je teď tak ohrožený australský Velký korálový útes, kde je snad až 80 procent korálů odumřelých.

„My jsme vlastně jen čirou náhodou zjistili, že v některých řasách, a to i v korálech, je zvláštní struktura guaninu v krystalické formě. Takže nás zajímalo, proč tam je a k čemu slouží. Zjistili jsme, že tam asi slouží jako zásoba dusíku, a to pro období, kdy se ho třeba nedostává. Dusík korál potřebuje, protože ho využívá k tvorbě proteinů a nukleových kyselin potřebných pro dělení a růst.“ 

I korál vylučuje

Korál je živočich jako každý jiný. „Takže taky třeba čůrá a řasy to pak recyklují. Dohromady jde o uzavřený koloběh prvků a živin – a protože jsou dnes teplé oceány chudé na živiny a minerály, jsou to životem kypící místa, kde je největší diverzita živočichů,“ popisuje vědec, který ale přiznává, že biologie není zrovna jeho obor.

Čtěte také

„Ale překvapilo nás, že o této struktuře experti nic nevěděli, takže jsme museli přijít my, fyzici, kteří to vzali jako objekt a změřili Ramanovou spektroskopií.“

Tento druh spektroskopie představuje velmi efektivní a nedestruktivní techniku, která poskytuje informace o vibračních a rotačních přechodech v molekulách, takže se dá použít na ledacos, tvrdí Mojzeš.

Při popisu spektrometru přidává úsměvnou historku: „Ramanovu spektroskopii u nás zpopularizoval prezident Miloš Zeman v době metylalkoholové aféry s pančovaným lihem. Hrad mu totiž pořídil tento ruční spektrometr, pomocí kterého šlo i přes láhev zjistit, jestli tam náhodou ten metylalkohol není. Je to bezkontaktní, takže to funguje i přes sklo.“

Řasy jsou úžasné organismy

Řasy jsou podle biofyzika velice rozšířené organismy s nejrůznějším evolučním původem.

„Žijí prakticky všude, třeba v polárních oblastech žijí řasy. I na čistém ledu a sněhu. Jsou to takové červené skvrnky a žijí z fotosyntézy, tedy ze sluníčka, oxidu uhličitého a vody. Pak potřebují i pár dalších prvků jako síru, dusík nebo fosfor či železo a podobně. Tyto částečky se tam dostanou s prachem z požárů. Když hoří Amazonie, Afrika nebo Austrálie, tak se to dostane do ovzduší a tyto polární oblasti hnojí. A ono jim to stačí, tak jsou to úžasné organismy.“

Až tady už nebudou lidi, tak řasy zůstanou.
Peter Mojzeš

Na řasách je podle Mojzeše vidět, jak se dokázaly přizpůsobit naprosto odlišným podmínkám a přežily všechno.

Čtěte také

„Až tady už nebudou lidi, tak řasy zůstanou. Budou to poslední organismy, zřejmě spolu s viry a bakteriemi, které tady po nás zůstanou.“

Řasy odpovídají za to, že máme na Zemi atmosféru. „Objevily se asi před 2 miliardami let a mohou za to, že máme atmosféru s kyslíkem. Lidi si myslí, že je to zásluha Amazonie, ale kdepak. Byly to řasy, které způsobily největší ekologickou katastrofu v historii Země. Anaerobní atmosféru změnily na aerobní, která zahubila předešlé formy života. Taky produkují asi polovinu celkového objemu biomasy, která na Zemi každoročně vzniká. A takto se třeba dál recykluje oxid uhličitý.

Mezi sebou vedou chemickou válku

Jsou ale řasy, které jsou vysloveně jedovaté – a když je sežerou škeble a tu pak sní člověk, může dokonce zemřít. Některé řasy výtvářejí velice efektivní nervové jedy. „Jsou i jedovatí koráli – oni nejsou až tak mírumilovná stvoření, ale vedou mezi sebou chemickou válku.“

Některé korály by neměli být vedle sebe ani v akváriích. „Vypadají krásně barevně a pak zjistíte, že se v noci jedno chapadélko v akváriu roztáhne na čtyřnásobek a popálí souseda, který utrpí popáleniny – a ty ho zabijí,“ dodává s tím, že teď ale fušuje do řemesla svým kolegům-biologům.

Endosymbiotické řasy rodu Symbiodiniaceae žijí uvnitř korálů, přímo mezi buňkami žahavce. Řasy pomocí fotosyntézy fixují oxid uhličitý a vytváří jednoduché (glukosa) a následně složité cukry (škrob), aminokyseliny a proteiny, o které se pak dělí se žahavcem. Za to jim žahavec poskytuje „přístřeší“ a taky jiné služby. Řasy na druhou stranu využívají odpadní metabolity žahavce a recyklují tak vzácné zdroje živin, jako jsou sloučeniny obsahující dusík a fosfor. Tropická moře jsou totiž velice chudá na živiny, přitom tam paradoxně život jen kypí. Říká se tomu Darwinův paradox, protože si toho všiml už Charles Darwin.

Zřejmě efektivní recyklace zdrojů a uzavřený koloběh živin je základem evolučního úspěchu. Dobrá inspirace pro naši ekonomiku s omezenými zdroji. Tato rovnováha a symbióza je velice jemně vyladěná a zřejmě i křehká. Když do toho vpadne člověk s masivním znečišťováním řek, moří a oceánů splašky z měst a splavenými hnojivy z polí, rozvrátí tuto křehkou rovnováhu.

Najednou je fosforu a dusíku jaksi příliš moc a napořád, a symbiotičtí partneři (řasy a žahavec) si s tím neví rady. Umí dobře spolupracovat, když je zdrojů málo a spolupráce se vyplácí. Stejně jako u lidí, když nenadále zbohatnutí nebo neomezené zdroje rozvrátí život rodiny i celé společnosti. Proto mají řasy efektivní mechanismy na vytváření zásob, jako krystalického guaninu.
K našemu překvapení nebylo mezi biology povědomí o jeho existenci. Když o něčem nevíte, že vůbec existuje, nemůžete to zkoumat a pochopit, jaký to má smysl a význam. Našim přínosem bylo to, že jsme kolegy mořské biology upozornili na něco, o čem - při vší úctě k jejich kompetencím - vůbec nevěděli a  nabídli efektivní experimentální metodu, kterou můžou při dalším studiu využít.

Bělení korálů, což je naprostá katastrofa, je způsobeno tím, že žahavec zřejmě symbiotické řasy ze svého těla vypudí. Existuje řada hypotéz, proč a jak k tomu dochází, ale výsledek je pro korál fatální. Uhyne hladem a korálové útesy se časem rozpadnou. A jejich zánikem zmizí i obrovská diverzita a z těchto ostrovů života zůstane jenom podmořská poušť.

Celý rozhovor pořadu Hovory najdete v audiozáznamu, ptal se David Šťáhlavský.

Spustit audio

Související