|
Vyučující
|
-
Elster Josef, prof. Ing. CSc.
|
|
Obsah předmětu
|
Obsah přednášky: 1. Obsah kurzu, organizační záležitosti, polární ekologie, historie výzkumu mikroorganismů v polárních oblastech, doporučená literatura (J. Elster). 2.- 3. Nárosty polárních sladkovodních ekosystémů, hlavní charakteristiky, metodické přístupy studia, význam nárostů ve stojatých a tekoucích vodách, stromatolity polárních jezer, složení populací a společenstev (J. Elster). 4. Polární mořské planktonní a bentická společenstva, rozdíly v ekologii mořských a sladkovodních ekosystémů, zonace, endopelon (J. Elster). 5. - 6. Terestrické - půdní, aerofytní a endolitické společenstva, hlavní charakteristiky, odlišnost metodického přístupu (J. Elster). 7. Fyziologie stresu, aklimace, adaptace, obrana proti stresu na různých fyziologických a metabolických úrovních - změny ve struktuře a složení membrán, tvorba specifických obranných látek, změny v enzymové a metabolické aktivitě, vliv nízké teploty, klasifikace mikroorganismů vzhledem k teplotě (J. Elster). 8. Záření, typy záření, rozsahy hodnot v polárních ekosystémech, adaptace na účinky viditelného spektra a na UV složky záření, kvalita a kvantita, fotosyntéza a fotoinhibice, ochranné mechanismy (J. Kvíderová) 9. Voda (osmotický tlak), vysychání a vymrzání, zasolení, osmotický a iontový efekt, produkce specifických látek chránících buňku před poškozením vysycháním a vymrzáním (J. Elster). 10. Evoluce mikroorganismů v polárních oblastech, biogeografie, endosymbióza, význam endosymbiózy v evoluci (O. Strunecký). 11. Polární ekosystémy - pozemský analog mimozemských prostředí, definice a kategorie pozemských analogů, Experimentální místa v polárních ekosystémech (J. Kvíderová). 12. Chladné pouště - analog Marsu, popis a porovnání fyzikálních a chemických parametrů, hypotetické ekosystémy a společenstva na Marsu. Mořský led - analog ledových měsíců vnějších planet, popis a porovnání fyzikálních a chemických parametrů, hypotetické ekosystémy a společenstva na ledových měsících (J. Kvíderová). Obsah cvičení: Cvičení doplní přednášky demonstrací a procvičením některých metod, které se používají při studiu mokřadních ekosystémů polárních oblastí. Součástí cvičení je bloková terénní práce, která je zaměřena na studium biodiverzity a produkce nárostových cyanobakterií a řas sezónně se rozvíjejících ve stagnantních a tekoucích biotopech v průběhu jarní záplavy. Studenti s pomocí speciálních nosičů změří v systému několika rozdílných mělkých tůní a řeky diverzitu a primární produkci nárostových společenstev a současně proměří ekologické parametry (profily fyzikálně-chemických parametrů), které ovlivňují rozvoj těchto společenstev.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Práce s textem (učebnicí, knihou), Laboratorní práce, Individuální příprava ke zkoušce, Exkurze, Praktická výuka
- Exkurze
- 24 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 24 hodin za semestr
- Příprava na zápočet
- 6 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 6 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Přednáška podává přehled o společenstvech mikroorganismů v extrémním prostředí polárních oblastí (terestrické a sladkovodní) a seznamuje se zvláštnostmi jejich ekologického fungování. Současně přináší informace o ekologických a fyziologických mechanismech adaptace na prostředí polárních oblastí a jejich evoluci. Součástí kurzu je přehled pozemských extrémofilních organismů a extrémních chladných ekosystémů, které jsou využívány jako analogy prostředí na jiných planetách a měsících.
Kurz je doporučen pro pokročilé studenty magisterského a doktorského studia. Seznamuje s extremními biotopy polárních oblastí a porovnává jejich možnost existence v planetách Sluneční soustavy a při extrémních klimatických, nebo antropogeních událostech ve střední Evropě. Je doporučen pro studenty jejichž vědecká činnost je spojená s extremizací prostředí, jak na úrovni terénních pozorování, tak na úrovni experimentálního studia života v extrémním prostředí.
|
|
Předpoklady
|
Kurz Polární mikrobiologie a astrobiologie přináší informace o vybraných biologickych systémech v polárních oblastech a jejich možnou existenci v podobných ekologických podmínkách v tělesech Sluneční soustavy. Současně přináší informace o přechodném vzniku extrémních ekologických situací, které vznikají u příležitosti extremních klimatických událostí ve střední Evropě (povodně, extrémní sucha, velkoplašná devastace území, unik toxických látek, atd.). Kurz je určen pro pokročilé studenty magisterského a pro vybrané studenty doktorského studia. Povinností studenta je účast na přednáškách (maximální povolená absence jsou dvě přednášky z 12 dvouhodinových přednášek za semestr) a povinná účast na terénním praktiku a povinná prezentace výsledků získaných při terénním praktiku. Kurz je ukončen písemnou zkouškou, prezentací výsledků z terénního cvičení. Na základě výsledků písemného testu a prezentace z terénního cvičení je student pozván k ústní zkoušce.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Každý student musí absolvovat 12 dvouhodinových přednášek (povolená absence na 2 přednáškách), současně musí absolvovat terénní cvičení na Horní Lužnici. Na konci semestru každý student vystoupí s prezentací výsledků terénního cvičení a píše písemný test. Na základě výsledů těchto dvou částí je pozván na ústní zkoušku. Jazyk kurzu se může alternovat - sudé roky v češtině, liché roky v angličtině. Součástí kurzu je terénní cvičení, které mapuje vliv zimní povodně na nivní ekosystem horního toku Lužnice.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Beyer L. and Boelter M. (eds.) (2002) GeoEcology of Terrestrial Oases Ecological Studies, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg..
-
Callaghan TV et al. (2005) Arctic Tundra and Polar Desert Ecosystems 243 - 353. Arctic Climate Impact Assessment. Cambridge University Press pp. 1039..
-
Campbell B, Claridge GGC (1987) Antarctica: soils, weathering processes and environment. Cambridge..
-
Fogg GE (1998) The biology of polar habitats. Oxford University Press, Oxford.
-
Friedmann EI (ed.) (1993) Antarctic microbiology. Wiley-Liss, NewYork.
-
Fuller B, Lane N. and Benson EE (eds.) (2004) Life In The Frozen State. Taylor and Francis, London, pp. 111- 149..
-
Tedrow JCF (1977) Soils of the polar landscapes. Rutgers University Press, New.
-
Vincent WF, Laybourn-Parry J. (eds.) (2008) Polar Lakes and Rivers: Limnology of Arctic and Antarctic Aquatic Ecosystems. Oxford University Press..
-
Vincent WF (1988) Microbial ecosystem of Antarctica. Cambridge University Press,.
|