2. Vědecká činnost a anotované výsledky badatelského a cíleného výzkumu

Přehled vědeckých výsledků pracovišť AV ČR je uspořádán podle jednotlivých oborových sekcí. Shrnuje hlavní tematické zaměření badatelské činnosti v dané sekci, do něhož se promítá koncepce jednotlivých ústavů. Pro ilustraci jsou vždy uvedeny anotace některých výsledků: týmových vědeckých prací, jednotlivých objevů či významných publikací (u vědeckých prací jsou samozřejmě uváděni i případní spoluautoři z mimoakademických institucí). Uvedený širší seznam anotací, jejichž plné znění lze nalézt na webovských stránkách AV ČR, je ovšem jen malou reprezentativní částí toho, co se v ústavech AV ČR v tomto období vykonalo.

1) SEKCE MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY
     Sekce sdružuje šest pracovišť, z toho tři fyzikálního charakteru a tři z oblasti matematiky a informatiky, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Astronomie a astrofyzika galaxií, hvězdných soustav, hvězd, Slunce, vztahů SlunceZemě, meziplanetárních těles a umělých družic Země (Astronomický ústav)
• Experimentální a teoretický výzkum kondenzovaných systémů s význačnými fyzikálními vlastnostmi (Fyzikální ústav)
• Získání nových poznatků o vlastnostech, struktuře a interakcích hmoty na fundamentální úrovni, budování jednotné teorie základních sil v přírodě (Fyzikální ústav)
• Výzkum vlastností ionizovaných prostředí a studium nelineárních a kvantových optických systémů (Fyzikální ústav)
• Komplexní rozvoj matematických disciplín s důrazem na potřeby fyziky a technických oborů (Matematický ústav)
• Nové informatické technologie teoretické základy, metodologie, prostředky a aplikace (Ústav informatiky)
• Teoretické a experimentální studium atomových jader a využívání jaderných metod v interdisciplinárním výzkumu (Ústav jaderné fyziky)
• Neurčitostní metody v teoretické kybernetice: identifikace systémů, zpracování informací, rozhodování a řízení (Ústav teorie informace a automatizace)

    Ilustrativní anotace:

Záření objektů s velmi silnou gravitací
(Astronomický ústav AV ČR)
     Černé díry a neutronové hvězdy představují dva druhy velmi kompaktních kosmických objektů s extrémně silnou gravitací. Informace o nich získáváme studiem světla vznikajícího v plynu v jejich blízkosti, kde pohyb hmoty dosahuje téměř rychlosti světla a vlnová délka vyzářených fotonů je výraznou měrou ovlivněna působením gravitačního posuvu. Autoři ukázali, jak lze observační poznatky o záření těchto objektů využít ke stanovení hmotnosti a rotace centrálních černých děr nacházejících se v jádrech vzdálených galaxií a kvasarů. Tento výzkum vychází ze spektrálních měření pořizovaných specializovanými družicemi na oběžné dráze kolem Země. Nová metoda je založena na detailním studiu vysokoenergetického rentgenového záření a na zpracování získaných dat na základě Einsteinovy obecné teorie relativity. Bylo tak studováno několik vzdálených aktivních galaxií a mikrokvasarů nacházejících se v naší Galaxii. Získané poznatky pomáhají nacházet odpovědi na fundamentální otázky, které jsou důležité nejenom pro současnou astronomii, nýbrž též pro širší fyziku zkoumající chování hmoty v extrémních podmínkách. Umožňují ověřovat podivuhodné předpovědi obecné relativity v oblasti silné gravitace, kde dosud nebyla teorie dostatečně testována.
Dovčiak, M., Bianchi, S., Guainazzi, M., Karas, V., Matt, G.: Relativistic spectral features from X-ray illuminated spots and the measure of the black hole mass in active galactic nuclei. - Monthly Notices Royal Astronom. Soc. 350: 745-755 (2004). Karas, V., Huré, J.-M., Semerák, O.: Gravitating discs around black holes. - Classical Quantum Gravity 21: R1-R51 (2004).

Schematický pohled do vnitřních oblastí aktivního galaktického jádra, kde se veškerá hmota pohybuje v neobyčejně silném gravitačním poli masívní černé díry. Vysokoenergetické rentgenové záření se uvolňuje především v těsné blízkosti jádra (jasný bod uprostřed), zatímco na okraji je teplota plynného prostředí nižší a v důsledků gravitační nestability se zde tvoří tmavší oblaka částečně zastiňující střed galaxie. Extrémně silná gravitace je jedním z určujících činitelů ovlivňujících strukturu těchto neobyčejných kosmických objektů a jejich záření. Pozorované spektrum nese informaci o černé díře zahalené okolním plynem.

Má foton strukturu?
(Fyzikální ústav AV ČR)
     Foton, kvantum elektromagnetického záření, má nezastupitelnou roli v našem každodenním životě. Fotony, s nimiž se běžně setkáváme, mají energii několika elektronvoltů a jsou reálné, tj. žijí nekonečně dlouho. Na velkých urychlovačích dokážeme vyrobit fotony o energiích až sto miliard elektronvoltů, které žijí jen krátce nazýváme je virtuálními. Ve srážkách s protony se chovají jako částice složené z kvarků a gluonů, jejichž vzájemné působení je popsáno v kvantové chromodynamice. Foton tak přestává být bodový a má strukturu podobně jako proton.
     Na urychlovači vstřícných svazků HERA o obvodu 6,3 km v DESY v Hamburku se zkoumají srážky pozitronů s protony při dosud největších energiích dosažených v laboratoři. Vývoje, konstrukce částí aparatury nazývané H1 a fyzikální analýzy získaných dat se účastní i Fyzikální ústav. Jeho pracovníci navrhli základní koncepci měření, podíleli se na vývoji detektoru rozptýlených pozitronů a provedli celou analýzu a interpretaci dat, v nichž se virtuální foton vyzářený pozitronem srazil s protonem za vzniku dvou energetických spršek částic, tzv. jetů. Tyto jety jsou "stopy" po kvarcích a gluonech, které ve srážce primárně vznikly. Z měření energií a úhlů jetů se získala informace o struktuře fotonu, neboť struktura protonu je dobře známa. Poprvé byla změřena závislost struktury fotonu na jeho době života a z toho vyplynulo, jak důležitý je tento údaj pro pochopení dynamiky srážek fotonu s ostatními částicemi.
Aktas, A., …, Chýla, J., Cvach, J., Herynek, I., Hladký, J., Reimer, P., Sedlák, K., Taševský, M., Zálešák, J. (Hl Collaboration): Measurement of dijet cross-section at low Q**2 at HERA. - Eur. Phys. J. C 37: 141-159 (2004).

 

Struktura lehkých jader bohatých na neutrony
(Ústav jaderné fyziky)
     Vlastnosti jader bohatých na neutrony v blízkosti hranice jaderné stability zkoumali pracovníci skupiny exotických jader Ústavu jaderné fyziky ve spolupráci s laboratoří GANIL ve Francii. Tato jádra mají poměr neutronů k protonům několikanásobně větší, než je poměr odpovídající stabilním izotopům, a vykazují neočekávané změny ve struktuře a zcela nové vlastnosti, jako jsou neutronový oblak nazývaný halo nebo koexistence různých tvarů jednoho a téhož jádra. Stabilní jádra se vyznačují určitým počtem nukleonů, tzv. magickým číslem, nutným pro uzavření jaderné slupky, v analogii s elektronovou slupkou atomů.
     Cílem práce byly další unikátní informace o jádře 24O, které je podle předpovědi autorů dvojitě magickým jádrem (Z=8 a N=16). Radioaktivní jádra byla získána urychlením iontů 36S16+ na vysoké energie 2,8 GeV a jejich fragmentací na uhlíkovém terči. Fragmenty byly fokusovány na beryliový terč, kde byly vybuzeny jejich vnitřní stavy a vzniklé ?-záření se registrovalo systémem 80 krystalů obklopujícím terč. Po průchodu terčem byly ionty identifikovány magnetickým spektrometrem SPEG v koincidenci se signály od ?-detektorů. Experiment jasně prokázal význačnou stabilitu jader 23,24O a potvrdil existenci nového magického čísla N=16.
     Tento výsledek je mimořádně závažný, neboť dokazuje, že některá magická čísla (a tím i jaderné slupky) přestávají být univerzálními a závisí na počtu nukleonů v jádře. Jedná se o nový efekt prezentovaný jako rozpojení vazby mezi protony a neutrony v jádrech na hranici stability.
Stanoiu, M., …, Dlouhý, Z., Baiborodin, D., Mrázek, J.: Study of drip line nuclei through twostep fragmentation. N = 14 and 16 shell gaps in neutronrich isotopes. - Eur. Phys. J. A 20: 95-96 (2004), Phys.Rev. C 69: 034312-1-10 (2004), Nucl. Phys. A 746: 135-139 (2004).

Model tržní rovnováhy s nejistými užitky
(Ústav teorie informace a automatizace)
    Klasický model trhu s volnou výměnou zboží předpokládá, že jsou všechny vstupní parametry (účastníci, množství zboží vkládaného do výměny a užitek, který mu účastníci přikládají) přesně známy. Současně se v něm předpokládá, že i ceny, které jsou na základě nabídky a poptávky dohodnuty, jsou během výměny fixní a pro všechny účastníky stejné. Za nejlepší výsledek výměny, popsaný pojmem Walrasovy rovnováhy, je považována konečná alokace zboží, která co nejlépe uspokojuje zájmy účastníků, a ceny, které účastníkům umožňují jí dosáhnout.
    Teorie fuzzy veličin a z ní odvozená teorie fuzzy koaličních her umožnily vyvinout realistický model trhu a tržní rovnováhy i pro výměnu zboží, při které jsou požadavky vágní a přisuzují zboží nevyhraněné hodnoty užitku. Kromě toho uvedený model připouští i (místně nebo časově) nestabilní ceny proměnlivé podle okamžitých subjektivních postojů účastníků.
Mareš, M.: Vague utilities in cooperative market. - In: Proceedings of International Conference on Fuzzy Sets and Soft Computing in Economics and Finance, Sankt Petersburg 2004. Russian Fuzzy Set Association, Sankt Petersburg 2004, Vol. I, 143-153 (2004).
Mareš, M.: Fuzzy components of cooperative market. - In: Batyrshin, I., Kacprzyk, J. (ed.): Fuzzy Sets and Soft Computing in Economics. Physica-Verlag (Springer), 29 s., přijato k publikaci.

Seznam dalších anotací:

1. Excitované rotace asteroidů (Astronomický ústav)
2. Nový model sluneční erupce a jeho diagnostické možnosti (Astronomický ústav)
3. Termomechanické chování slitiny NiTi (Fyzikální ústav)
4. Výměnné interakce a Curieovy teploty magnetických polovodičů (Fyzikální ústav)
5. Objev spinového Hallova jevu (Fyzikální ústav)´
6. Optické detektory plynů (Fyzikální ústav)
7. K mechanismu poškození optických prvků RTG laserovým zářením (Fyzikální ústav)
8. Berezinovo-Toeplitzovo kvantování na Schwartzově prostoru na omezených symetrických oblastech (Matematický ústav)
9. O třídě fyzikálně relevantních variačních řešení Navierova-Stokesova-Fourierova systému (Matematický ústav)
10. Jednoznačnost stochastických evolučních rovnic v Banachových prostorech (Matematický ústav)
11. Konvergence metody GMRES pro třídiagonální Toeplitzovské matrice (Ústav informatiky)
12. Semi-normální formy a funkcionální reprezentace produktové fuzzy logiky (Ústav informatiky)
13. Metody vícerozměrné klasifikace událostí: aplikace na signál z teleskopu pro Čerenkovovo gamma záření (Ústav informatiky)
14. Důkaz existence M1 nůžkové rezonance nad excitovanými stavy jádra 163Dy (Ústav jaderné fyziky)
15. Pseudohermitovské hamiltoniány v kvantové teorii (Ústav jaderné fyziky)
16. Projektivní momentové invarianty (Ústav teorie informace a automatizace)
17. Plně pravděpodobnostní návrh strategií dynamického rozhodování za neurčitosti (Ústav teorie informace a automatizace)
18. Bezpečná synchronizace chaotických systémů (Ústav teorie informace a automatizace)

2) SEKCE APLIKOVANÉ FYZIKY
     Sekce sdružuje osm pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Chování a vlastnosti kovových i nekovových materiálů ve vztahu k jejich struktuře, výzkum procesů vedoucích k degradaci vlastností materiálů (Ústav fyziky materiálů)
• Generování a diagnostika různých typů plazmatu a jejich interakce s ostatními skupenstvími hmoty (Ústav fyziky plazmatu)
• Výzkum v oblasti silnoproudé elektrotechniky zaměřený na nové fyzikální koncepce konverze energie, řídicích strategií a pracovních médií (Ústav pro elektrotechniku)
• Mechanika a přenosové jevy v kapalných systémech a hydrosféře (Ústav pro hydrodynamiku)
• Rozvoj fyzikálních metod, speciálních technologií a přístrojových principů využívajících elektronových a světelných svazků a radiofrekvenční spektroskopie (Ústav přístrojové techniky)
• Výzkum generování, přenosu a zpracování širokopásmových, etalonových a řečových signálů s využitím příslušných polovodičových a optických struktur (Ústav radiotechniky a elektroniky)
• Mechanika poddajných těles, konstrukcí a prostředí s parametry udržitelného života (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)
• Dynamika tekutin, těles a jejich interakce (Ústav termomechaniky)

     Ilustrativní anotace:

Dvouparametrový popis vlivu geometrie tělesa na chování únavových trhlin
(Ústav fyziky materiálů)
     Experimentální stanovení parametrů popisujících rychlost šíření únavových trhlin je klíčovým krokem pro odhady únavové zbytkové životnosti konstrukcí a tím i pro spolehlivost jejich provozu. Tato měření jsou prováděna v souladu s normami pomocí různých zkušebních těles. Ukazuje se však, že v mnoha případech hodnoty naměřených parametrů závisí na geometrii zkušebního tělesa. Tato skutečnost znesnadňuje přenos laboratorních dat na konstrukce v praxi a může vést ke snížení bezpečnosti jejich provozu. S cílem zmírnit (případně odstranit) dopad tohoto negativního jevu na odhad životnosti a spolehlivosti konstrukcí byly využity poznatky dvouparametrové lomové mechaniky a vliv geometrie tělesa na chování únavové trhliny byl kvantifikován pomocí faktorů, které omezují rozvoj plastické zóny v tělese v důsledku různých okrajových podmínek vyvolaných vnějším tvarem tělesa. Publikovaných prací, které se zabývají touto problematikou, je málo a dostupná experimentální data nejsou v tomto směru úplná a neumožňují formulovat vyhovující metodiku přenosu experimentálních dat z laboratorních vzorků na velké konstrukce. V laboratořích ÚFM proto byla provedena pečlivá měření rychlosti šíření únavových trhlin v tělesech s různou geometrií a následně byl vypracován postup pro stanovení rychlosti šíření únavových trhlin, který v sobě zahrnuje nejen vliv vnějšího namáhání, ale i vliv geometrie tělesa. Získané výsledky umožňují spolehlivější přenos experimentálních dat získaných na laboratorních vzorcích na strojnické konstrukce a tím i zvyšují spolehlivost provozu těchto zařízení.
Hutař, P., Seitl, S., Knésl, Z.: Quantification of the effect of specimen geometry on the fatigue crack growth response by twoparameter fracture mechanics. - Mater. Sci. Eng. A 387-389: 491-494 (2004).
Hutař, P., Seitl, S., Knésl, Z.: The role of constraint in the case of short cracks. - Ma-ter. Sci. Forum 482: 303-396 (2005).


Studium stavových rovnic při tlacích větších než 1 Mbar
(Badatelské centrum PALS, společné pracoviště Ústavu fyziky plazmatu a Fyzikálního ústavu)
     Znalost chování látek za extrémně vysokých tlaků je důležitá pro termojaderný výzkum, planetární fyziku a další vědní obory. V pozemských podmínkách lze tlaků přesahujících milión atmosfér dosáhnout např. soustředěním paprsku výkonového pulzního laseru na pevný terčík. Fyzikové z Ústavu fyziky plazmatu a Fyzikálního ústavu s italskými kolegy využívali k tomuto účelu fokusovaného modrého paprsku pražského laseru PALS (Prague Asterix Laser System) s impulsním výkonem až 3 000 GW (výkon 3 000 temelínských elektráren). Dopad laserového paprsku na povrch terčíku vyvolá tlakovou (tzv. rázovou) vlnu, z jejíž energie a rychlosti lze vypočítat tlak a teplotu, které charakterizují stav dané látky. Rychlost tlakové vlny určovali fyzici pomocí speciální rychlé infračervené kamery, snímající časový průběh tepelného záření provázejícího výstup vlny na zadní straně tenkého plochého terčíku.
Batani, D., Stabile, H., Ravasio, A., Lucchini, G., Strati, F., Desai, T., Ullschmied, J., Krouský, E., Skála, J., Juha, L., Králiková, B., Pfeifer, M., Kadlec, Ch., Präg, A., Nishimura, H., Ochi, Y.: Ablation pressure scaling at short laser wavelength. - Phys. Rev. E 68: 067403(1-4) (2003). Batani, D., Strati, F., Stabile, H., Tomasini, M., Lucchini, G., Ravasio, A., Koenig, M., Benuzzi-Mounaix, A., Nishimura, H., Ochi, Y., Ullschmied, J., Skála, J., Králiková, B., Pfeifer, M., Kadlec, C., Mocek, T., Präg, A., Hall, I .M., Milani, P., Barborini, E., Piseri, P.: Hugoniot data for carbon at Megabar pressures. - Phys. Rev. Lett. 92 (6): Art. No. 065503 (2004).

Časově rozmítnutý obrázek prostorového rozložení tepelného záření na zadní straně terčíku. Čas běží shora dolů, stupnice v miliard-tinách vteřiny. Ke konci první ns dosahuje čelo tlakové vlny zadní strany terčíku a objevuje se tepelné záření. Falešné barvy znázorňují jeho intenzitu od černé, do červené. V příčném směru (osa x) je prostorové rozložení záření na povrchu terčíku. Paprsek laseru byl uměle zvětšen a homogenizován, aby čelo rázové vlny bylo co nejrovnější.
(kamera: Hamamatsu IR Streak Camera C6878)


Optický rezonátor pro nanometrologii délek
(Ústav přístrojové techniky)
     U špičkových výrobních technologií se jako délková měřidla využívají laserové in-krementální interferometry a indukčnostní nebo kapacitní snímače. Problémem je absolutní přesnost těchto senzorů a jejich kalibrace. Tu je možné provést pouze řádově přesnějším odměřovacím systémem, který je přímo svázán s vysoce stabilním normálem délky - jodem stabilizovaným He-Ne laserem.
     V Ústavu přístrojové techniky vyvinuli vysoce přesnou metodu odměřování vzdáleností, která se rozlišením dotýká hranice desetiny nanometru (desetimiliontiny milimetru). Princip spočívá v přímém převodu změny délky Fabry-Perotova optického rezonátoru na změnu optické frekvence externího laditelného laseru, který je metodou derivační spektroskopie svázán s vybraným rezonančním modem rezonátoru a následně opticky směšován s optickou frekvencí normálového laseru. Získaná záznějová frekvence je vyhodnocována frekvenčním čítačem a její hodnota je v přímé úměře s délkou rezonátoru. Vysoké nároky na teplotní stabilitu splňují nosné prvky ze zeroduru a systém je umístěn v termostatizovaném boxu. Jedno ze zrcadel rezonátoru je vybaveno piezoelektrickým posuvem, který umožňuje proměřit vzdálenosti do 2 m. S posuvem je pevně spojeno měřicí zrcadlo inkrementálního interferometru, jehož stupnici chceme kalibrovat.
Číp, O., Petrů, F., Buchta, Z., Lazar, J.: Ultraprecise distance measurement for nanometrology. - Optical Metrology in Production Engineering, Photonics Europe, Strasbourg, Proceedings of SPIE 5457: 22-25 (2004). Číp, O., Petrů, F., Lazar, J., Buchta, Z.: Ultra-precise measurement of distance by Fabry-Perot resonator. - Physica Scripta, přijato k publikaci.

Trojrozměrné vektorové modelování fotonických vlnovodných mikrorezonátorů
(Ústav radiotechniky a elektroniky)
     Optické vlnovodné mikrorezonátory jsou perspektivní stavební prvky budoucích integrovaně-optických systémů s velkou hustotou integrace pro metropolitní a přístupové optické sítě. Jsou tvořeny optickými vlnovody ve tvaru prstence nebo disku o průměru řádu 1 až 100 mikrometrů, navázanými evanescentní vazbou (optickým tunelováním) na přímé vlnovody (levý obrázek). K návrhu takových struktur je nutné spolehlivě a efektivně modelovat rozložení optického záření v mikrorezonátorech. Pracovníci Ústavu radiotechniky a elektroniky vyvinuli novou metodu rychlého a přesného výpočtu rozložení elektromagnetického pole v kruhových mikrorezonátorech. Příklad vypočteného rozložení pole ukazuje pravý obrázek. Metoda je součástí originálního softwarového nástroje pro modelování a návrh struktur s mikrorezonátory vyvinutého společně s Universitou v Twente v Nizozemsku.
Prkna, L., Hubálek, M., Čtyroký, J.: Vectorial eigenmode solver for bent waveguides based on mode matching. - IEEE Phot. Technol. Lett. 16: 2057-2059 (2004). Prkna, L., Hubálek, M., Čtyroký, J.: Field modelling of circular microresonators by film mode matching. - IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 11 (1): v tisku (2005).

Schematický obrázek kruhového mikrorezonátoru. Je-li vlnová délka vstupního signálu v rezonanci, signál vychází z vydělovacího portu, v opačném případě z průchozího portu.

Vypočtené rozložení vertikální složky intenzity elektrického pole v diskovém mikrorezonátoru (obrysy jeho průřezu jsou vyznačeny černými čarami).


Seznam dalších anotací:

1. Objemová magnetostrikce kovů a intermetalických sloučenin (Ústav fyziky materiálů)
2. Aplikace nekonvenčních mechanických zkoušek při hodnocení degradace provozovaných součástí energetických zařízení (Ústav fyziky materiálů)
3. Vliv inherentních poruch struktury v plazmově stříkaných materiálech na jejich vlastnosti (Ústav fyziky plazmatu)
4. matematické a počítačové modelování vybraných sdružených úloh v oblasti tepelného zpracování kovů elektromagnetickým polem (Ústav pro elektrotechniku)
5. Tok nenewtonských kapalin mezikruhovými kanály (Ústav pro hydrodynamiku)
6. Vírová struktura smykových toků (Ústav pro hydrodynamiku)
7. Měření emisivit tepelného záření při kryogenních teplotách (Ústav přístrojové techniky)
8. Ultracitlivé měření krátkodobé frekvenční stability (Ústav radiotechniky a elektroniky)
9. Křemenná optická vlákna pro vláknově optickou chemickou detekci v oblasti indexů lomu 1,45-1,62 (Ústav radiotechniky a elektroniky)
10. Dřevěný rám se styčníky odolnými proti zemětřesení (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)
11. Pevnost a životnost vysokotlakých plynovodních potrubí (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)
12. Dynamické chování mostů při přejezdu vysokorychlostních vlaků (Ústav teoretické a aplikované mechaniky)
13. Numerická simulace problémů nelineární aeroelasticity (Ústav termomechaniky)
14. Zdokonalení metody rezonanční ultrazvukové spektroskopie (Ústav termomechaniky)

3) SEKCE VĚD O ZEMI
     Sekce sdružuje pět pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Studium vnitřní stavby a fyzikálních vlastností Země a jejího okolí geofyzikálními metodami (Geofyzikální ústav)
• Vývoj litosféry a přírodního prostředí od nejstarší geologické minulosti do současnosti (Geologický ústav)
• Studium vybraných procesů v atmosféře Země (Ústav fyziky atmosféry)
• Procesy v litosféře jako interakce s působením lidského činitele (Ústav geoniky)
• Geodynamické procesy ve svrchní vrstvě zemské kůry ovlivňující životní prostředí a ekologické využívání surovin (Ústav struktury a mechaniky hornin)

Ilustrativní anotace:
Geotermická anomálie v severovýchodním Polsku a podnebí poslední doby ledové
(Geofyzikální ústav)
    V rámci českopolského projektu "Současné a minulé změny podnebí odvozené z teplotních měření ve vrtech a hydrogeologickou analýzou" byla karotážní aparaturou GFÚ provedena v letech 2003 a 2004 přesná měření ustálené teploty v několika vrtech v severovýchodním Polsku. Měření potvrdila v měřítku Evropy ojedinělou anomálii, kdy se v oblasti zhruba 16 km x 8 km pozoruje pokles teploty s hloubkou (8 C na povrchu, 5 C v hloubce 400 m). Kombinací nově získaných dat s dřívějšími výsledky základního geotermického výzkumu bylo možné podrobně analyzovat pozorovaný jev, sestavit geotermický model lokality, rekonstruovat průměrnou povrchovou teplotu oblasti během poslední doby ledové, odvodit profil teplotahloubka na počátku poledového období a simulovat numerickým řešením rovnice vedení tepla jeho časový vývoj od konce doby ledové do současnosti. Výsledný model, konzistentní se všemi pozorovanými skutečnostmi, ukazuje, že průměrná povrchová teplota během doby ledové zde činila -10 C, mocnost věčně zmrzlé půdy dosáhla 520 m, k nástupu poledového oteplení s průměrnou teplotou +7 C došlo před 14 tis. lety, poslední zbytky podzemního ledu roztály teprve před 4 000 lety v hloubce 300-400 m a v posledních 150 letech vzrostla povrchová teplota o další 1 C, takže celková amplituda oteplení povrchu od doby ledové po současnost je 18 C. Příčinou tak pomalého odeznívání podmínek doby ledové pod povrchem je výjimečná geologická stavba oblasti.
Šafanda, J., Szewczyk, J., Majorowicz, J.: Geothermal evidence of very low glacial temperatures on a rim of the Fennoscandian ice sheet. - Geophys. Res. Lett. 31: L07211, doi:10.1029/2004 GL019547 (2004).

Profily teplota - hloubka naměřené ve vrtech Sidorowka a Udryň v oblasti teplotní anomálie a matematická simulace jejich časových změn. Počáteční rozložení teploty s hloubkou na konci poslední doby ledové (počátek simulace, čas 0) je v rovnováze s povrchovou teplotou -10.3°C a hlubinným tepelným tokem 40 mW/m² . Profil zcela vpravo odpovídá vyššímu toku 50 mW/m² vně oblasti s teplotní anomálií. Křivky TL -1.7 °C a TL vymezují hloubkově závislý interval teplot tání podzemního ledu. Popis křivek v tisících let od počátku simulace.


Vysokotlaké eklogity doprovázené granátickými peridotity
(Geologický ústav)
    V posledním desetiletí byly z několika orogenních pásem světa popsány vysokotlaké (UHP) metamorfované horniny, které pomáhají objasnit procesy v kolizních zónách kontinent-kontinent. Český masiv vznikl kolizí dvou hlavních kontinentů - Gondwany na jihu a Laurusie (Baltiky) na severu a řadou dílčích mikrokontinentů. Jednou z jednotek Českého masivu je i gföhlská jednotka moldanubika, která se skládá i z vysoce metamorfovaných hornin tvořených granulity pocházejícími z kůry a plášťovými horninami představovanými peridotity a eklogity.
    Tlakově-teplotní (P-T) podmínky byly vypočteny pro eklogit z Nových Dvorů (poblíž Brna), který obsahuje kyanit, a to za použití granátklinopyroxenového určení teploty horniny a kyanitkřemen (koesitového) určení tlaku horniny. Odhad P-T podmínek ukazuje na teploty 1 050-1 150 C při tlacích 4,5-4,9 GPa. Tak vysoké tlaky, odpovídající hloubkám asi 150 km, byly sice zjištěny u granátických peridotitů z gföhlské jednotky v Českém masivu, avšak výpočet tlaku v eklogitech nebyl ještě nikdy předtím určen. Je to první podstatný nález eklogitů, dosahujících tak vysokých tlaků v rámci gföhlské jednotky Českého masivu. Ostatní horniny této jednotky nedosahují tak vysokých tlaků (>2,5 GPa). Lze předpokládat, že přinejmenším některé eklogity, doprovázené granátickými peridotity, skutečně byly v hloubkách okolo 150 km a že odtud dokázaly velice rychle vystoupit. Jeden z možných modelů pro vysvětlení způsobu výstupu těchto hornin při kontinentální kolizi je tzv. delaminace, tedy odtržení eklogitového kořene. Model předpokládá, že během prvohorní kontinentální kolize, kdy orogenní kořen moldanubika byl silně ztluštěn, začala delaminace litosférického materiálu. Spodní těžká eklogitová část kůry se odpojila od orogenního kořene a propadla se do pláště, zatímco zbytek odlehčeného kořene začal stoupat rychle vzhůru.
Nakamura, D., Svojtka, M., Naemura, K., Hirajima, T.: Very high-pressure (>4 GPa) eclogite associated with the Moldanubian Zone garnet peridotite (Nové Dvory, Czech Republic). - J. Metamorphic Geol. 22: 593-603 (2004).

Mikrofotografie studované horniny ve výbrusu. Velká zrna představuje minerál granát (grt) a v něm jsou uzavřeniny kyanitu (ky). Čáry A-B a C-D jsou zkoumané profily, na kterých se studovalo pomocí mikrosondové analýzy minerální složení.

Zpracování odpadního polyethylenu s uhlím
(Ústav struktury a mechaniky hornin)
     Průmyslový i komunální odpad obsahuje významná množství polyethylenu, který však může být tepelně zpracován v přítomnosti uhlí na užitečné uhlovodíkové směsi. Metodou diferenciální skenovací kalorimetrie studovali pracovníci Ústavu struktury a mechaniky hornin tepelné reakce polyethylenu s ostravsko-karvinským uhlím. Uhlí se při nízkých teplotách (do 550 C) rozkládalo endotermně v dosti širokém teplotním rozmezí. Samotný polyethylen se rozkládal až v blízkosti uvedené teplotní hranice, přítomnost uhlí však jeho rozklad usnadnila a posunula k teplotě výrazně nižší (viz obrázek).
     Pyrolýzou polyethylenu samotného vznikají nestabilní nenasycené uhlovodíky alkeny a alkadieny. Analýza získaných produktů a termogravimetrická měření ukázala, že při ohřevu směsi polyethylenu s uhlím se za nízkoteplotních podmínek tvoří z uhlí polokoks a uvolňuje se vodík. Nenasycené uhlovodíky se nejprve adsorbují na vnitřní povrch uhlí a polokoksu a vodík posléze nenasycené uhlovodíky hydrogenuje na stabilní nasycené uhlovodíky. Obdobně se chová i polypropylen.
     Výsledek bude využit ke stanovení procesních podmínek zpracování lehkých odpadních plastů s uhlím na stabilní uhlovodíkové směsi pro další použití.
Straka, P., Náhunková, J.: Thermal reaction of polyethylene with coal (TG/DSC approach). - J. Thermal Analysis and Calorimetry 76: 49-53 (2004).
 

Rozklad polyethylenu (křivka 3, vyšší teplota maxima) je snazší v přítomnosti uhlí (křivka 2, nižší teplota maxima). Křivka 1 odpovídá rozkladu uhlí.


Seznam dalších anotací:

1. Směrová závislost rychlosti Pg vln v centrální části Českého masívu (Geofyzikální ústav)
2. Záznam krátkodobých klimatických změn ve "skleníkovém" období křídy (Geofyzikální ústav)
3. Současná depozice a migrace olova v lesních ekosystémech (Geologický ústav)
4. Výzkum mineralogické vazby arzenu v životním prostředí (Geologický ústav)
5. Dlouhodobé trendy v systému ionosféra-atmosféra (Ústav fyziky atmosféry)
6. Plošné odhady pravděpodobné maximální srážky pro území ČR s využitím radarových měření (Ústav fyziky atmosféry)
7. Šíření hvizdových vln ve vnitřní zemské magnetosféře (Ústav fyziky atmosféry)
8. Využití nekonformní metody konečných prvků (Ústav geoniky)
9. Příspěvek k automatické klasifikaci seizmologických signálů (Ústav geoniky)
10. Nové metody prognózy poklesů povrchu ovlivněného hlubinnou exploatací rudných žilných ložisek typu Rožná (Ústav geoniky)
11. Objev nového minerálu (Ústav struktury a mechaniky hornin)
12. Aplikace optické mikroskopie v oblasti požární ochrany (Ústav struktury a mechaniky hornin)

4) SEKCE CHEMICKÝCH VĚD
Sekce sdružuje šest pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Vyvinutí nových metod analytické chemie pro potřeby společenské praxe (Ústav analytické chemie)
• Příprava a struktura nových sloučenin, klastrů a kompozitů na bázi anorganických látek; mechanismy přeměny a přenosu (Ústav anorganické chemie)
• Objasňování zákonitostí vztahů struktury a vlastností zejména dynamiky a chemické reaktivity látek a molekulárních systémů (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
• Teoretické základy chemických procesů: rovnovážné a dynamické chování vícefázových reagujících soustav (Ústav chemických procesů)
• Cílená syntéza a studium chemických, fyzikálně-chemických a fyzikálních vlastností makromolekulárních a nadmolekulárních látek a soustav pro vyspělé technologie (Ústav makromolekulární chemie)
• Chemické principy vybraných biologických jevů v medicíně a ekologii (Ústav organické chemie a biochemie)

Ilustrativní anotace:

Polymerní komplex gadolinia pro angiografii a zobrazování magnetickou rezonancí (Ústav makromolekulární chemie)      S cílem připravit vysoce citlivou kontrastní látku pro diagnostické účely, zejména pro použití v angiografii a zobrazování orgánů a tkání magnetickou rezonancí, jsme navrhli, syntetizovali a charakterizovali fyzikálně-chemickými metodami vodorozpustné komplexy kopolymerů N-(2-hydroxypropyl)methakrylamidu s gadoliniem. Testy biologické aktivity připravených látek na spolupracujícím pracovišti Deutsches Krebs-forschungszentrum (DKFZ) Heidelberg vedly k optimalizaci struktury kontrastní látky vhodné pro použití v lékařské praxi. Tato látka využívá vysoce hydrofilního ve vodě rozpustného kopolymeru, schopného vytvářet stabilní komplexy s gadoliniem. Ukázali jsme, že připravený polymerní komplex je stabilní ve vodných roztocích i v přítomnosti solí po dobu několika měsíců, je biokompatibilní, není imunogenní, nejeví známky toxicity a je vhodný pro použití v krevním řečišti. Při porovnání vlastností s komerčně dostupnými preparáty firmy Schering (Gadomer-17, Gd-DTPA) náš polymerní komplex vykazoval významně vyšší relaxivitu při intenzitě magnetického pole 1,5 i 7 T. Komplex setrvává v krevním řečišti po dobu potřebnou pro kvalitní snímání signálu a neprostupuje cévními stěnami, což vede k ostrému obrazu při an-giografickém zobrazení. V porovnání s komerčně užívanými látkami umožňuje náš preparát získat kvalitnější obraz s mnohem vyšším rozlišením. Výsledky výzkumu jsou předmětem společné přihlášky vynálezu.
Peschke, P., Kiessling, F., Heilmann, M., Semmler, W., Debus, J., Ulbrich, K., Šubr, V.: Eine neue flexible makromolekulare Kontrastmittelstrategie für die MRT. - Erfin-dungsanmeldung P1050/631.
 

MR-angiografické zobrazení hlavy a hrudníku krysy s použitím polymerního komplexu Gd


Struktura a funkce nanostrukturních redox katalyzátorů v selektivní redukci NO_x na dusík. Aplikace pro snížení NO_x v exhalátech dieselových motorů
(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
    Cílem práce byl vývoj vysoce selektivního katalyzátoru pro redukci kysličníků dusíku (SCR- NO_x) dekanem na molekulární dusík v přebytku kyslíku a vodní páry, což odpovídá složení výfukových plynů dieselových motorů. Komplexní analýza krystalické pórézní struktury nano-oxidických materiálů, struktury jejich aktivních center a jejich funkce na molekulární úrovni, provedená přímo za podmínek reálného komplexního katalytického procesu, vedla k návrhu kombinace dvou typů katalyzátorů s optimalizovanou strukturou, a to Ag/aluminy a Cu-(Fe)-ZSM-5 zeolitu. Tento komplexní katalyzátor poskytuje v širokém teplotním rozsahu konverze NO_x na dusík, které splňují koncentrační limity Evropské unie v roce 2005 pro NO_x ve výfukových plynech dieselových motorů.
    Optimalizace struktur katalyzátorů jsme dosáhli zejména pomocí spektroskopických metod FTIR a UV-Vis za podmínek insitu katalytické reakce. Výsledky zahrnují
a) identifikaci redox chování Ag⁺ iontů a jejich transformace na kovové Ag nano-klastry (n=2-8) na alumině; b) identifikaci a analýzu Cu a Fe center koordinovaných ke kruhu zeolitické matrice s dvěmi skeletálními AlO_2^- skupinami jako aktivních center, jejichž struktura je stabilní i v přítomnosti vodní páry; c) popis redox Cu(II)-Cu(I) a Fe(III)-[Fe(III)-O]-Fe(II) cyklů uplatňujících se v komplexní vícestupňové transformaci NO_x na dusík. Z FTIR spekter změřených za podmínek in-situ katalytické reakce jsme určili jednotlivé kroky reakce zahrnující postupně CH_x-NO₂, -NO₃, -CN, -CNO, -NH a NH₃ jako reakční intermediáty, dále jsme objasnili významný pozitivní vliv přídavku vodíku do reakční směsi na konverzi NO_x a vysvětlili jak negativní vliv vodní páry na transformaci NO na NO₂, tak její pozitivní efekt na hydrolýzu intermediátů NCO na NH, která je jedním z kroků komplexní reakce SCR-NO_x.
Wichterlová, B.: Structural analysis of potential active sites in metallo-zeolites for selective catalytic reduction of NO_x. An attempt for the structure versus activity relationship. - Topics Catal. 28: 131 (2004).
Arve, K., Čapek, L., Klingstedt, F., Eränen, K., Kalantar-Neyestanaki, A., Lindfors, L. E., Murzin, D. Y., Dědeček, J., Sobalík, Z., Wichterlová, B.: Preparation and characterisation of Ag/alumina catalysts for the removal of NO_x emissions under oxygen rich conditions. - Topics Catal. 30-31: 91 (2004).
Brosius, R., Habermacher, D., Martens, J. A., Vradman, L., Herskowitz, M., Čapek, L., Sobalík, Z., Dědeček, J., Wichterlová, B., Tokarová, V., Gonsiorová, O.: NO oxidation kinetics on iron zeolites: influence of framework type and iron speciation. - Topics Catal. 30-31: 333 (2004).

Nový způsob specifické ochrany rostlin proti hmyzím škůdcům pomocí geneticky modifikovaných (GM) rostlin a zjednodušená syntéza feromonů
(Ústav organické chemie a biochemie)
    Podařilo se nám vyvinout unikátní přístup ke specifické ochraně kulturních rostlin proti hmyzím škůdcům pomocí GM rostlin, přičemž chráněná plodina sama nemusí být geneticky modifikovaná. Podle letos uděleného patentu jsme připravili transgenní rostliny tabáku, schopné vytvářet prekursor feromonu, resp. vlastní feromon nebo jeho složky účinné na určité druhy hmyzu. Dále byly selektovány produkční klony a charakterizovány jejich produkty. Feromony slouží jedincům stejného druhu hmyzu ke vzájemné komunikaci a k vyhledávání vhodných partnerů k páření. Pokud bude v okolí chráněné plodiny správně "vonět" jiná rostlina, škůdci budou mít ztížené vyhledávání partnerů a sníží se jejich populace, bez potřeby použít toxické látky k jejich hubení. Proto byl do rostlin tabáku pod konstitutivním promotorem CaMV 35S vnesen gen pro hmyzí feromon-specifickou acyl-CoA-delta11-(Z)-desaturázu z kapustové můry (Trichoplusia ni) a jeho funkční exprese v rostlinách umožňuje vytvářet (11Z)-hexadec-11-enoát, který v GM rostlině představuje 6,5 % všech extrahovatelných lipidů. Tento ester je v rostlině převeden působením endogenní reduktázy na odpovídající (11Z)-hexadec-11-en-1-ol, který je sám o sobě feromonem nebo složkou feromonových směsí, resp. může být dále upraven synteticky. Výsledky byly získány ve spolupráci s VŠCHT Praha a Max-Planck-Institutem v Jeně. Semisynteticky byl z mastných kyselin tabáku s využitím vnesené enzymové aktivity a dvou syntetických kroků připraven příslušný acetát, který je základní složkou mnoha feromonových směsí. Účinnost feromonové směsi pro Mamestra brassicae (můra zelená) byla ověřena v polních pokusech porovnáním s komerčním feromonem.
Svatoš, A., Šebek, P., Kotrba, P., Nešněrová, P., Macek, T.: Způsob specifické ochrany kulturnich rostlin proti hmyzím škůdcům pomocí geneticky modifikovaných rostlin. Czech Patent PV 2001-1283 (2004).
Nešněrová, P., Šebek, P., Macek, T., Svatoš, A.: First semi-synthetic preparation of sex pheromones. - Green Chem. 6: 305-307 (2004).

Dárce genu kapustová můra Trichoplusia ni.

Dvouklastrové metallatrikarbolidové komplexy navržené pro lineární molekulární konstrukce (Ústav anorganické chemie)     Klastrové borany jsou trojrozměrné polyedrální sloučeniny, adaptabilní z hlediska geometrie, chemické substituce a funkcionalizace. Tato flexibilita a fakt, že klastrové borany jsou mimořádně tepelně stálé, nabízí možnost využít uvedené sloučeniny jako high-tech materiály.
Autoři originální syntézou vytvořili dvouklastrové boranové jednotky, které mohou být dále sestavovány do lineárních nebo L-tvarovaných tyčí s velmi vysokou tepelnou odolností a které lze považovat za základní stavební jednotky pro konstrukci prostorových molekulárních sítí tvořených boranovými klastry.
 

Schema cílené přípravy prekursorů linerních nebo L-tvarovaných metallatrikarbollidových molekulních stavebních bloků (BH a CH skupiny jsou značeny jako bílé a černé kroužky)

    Stavební jednotky byly vytvořeny ze dvou boranových klastrů (1) spojením přes kovové centrum, jímž byl atom železa (viz obr. 11). Lineární molekuly, obsahující reaktivní -NH2 skupiny v p, p' polohách (2), jsou snáze dostupné než p, m deriváty tvarované do L (3), které vyžadují vyšší reakční teplotu. Rovněž výtěžek první reakce je významně vyšší (42-48%). Geometrická variabilita molekul je dobrým předpokladem pro cílenou konstrukci sítí polymerních a oligomerních materiálů s definovanými atomovými vzdálenostmi, vazebnými úhly a tvarem molekul.
Grüner, B., Bačkovský, J., Sillanpää, R., Kivekäs, R., Císařová, I., Teixidor, F., Vi?as, C., Štíbr, B.: Amino-substituted ferra-bis(tricarbollides) - Metallatricarbaboranes designed for linear molecular constructions. - Eur. J. Inorg. Chem. 7: 1402-1410 (2004).


Elektrochemická čidla pro diagnostiku proudění
(Ústav chemických procesů)
    I přes pokrok dosažený ve vývoji nových anemometrických měřicích technik zůstává přístěnná oblast proudění stále obtížně experimentálně přístupná. Proto vyvíjíme měřicí metodu, která je vhodná pro mapování proudění v těsné blízkosti stěny. Elektrochemická diagnostika toku je založena na měření limitního difúzního proudu procházejícího malou elektrodou zabudovanou ve stěně experimentálního zařízení. Výhodou této metody je skutečnost, že čidlo zabudované do stěny neovlivňuje proudění ve své bezprostřední blízkosti. V rámci řešení evropského projektu COST se nám společně se zahraničními kolegy podařilo zdokonalit technologii zhotovování takovýchto čidel a úspěšně též řešit otázky týkající se jejich dynamického chování. Směrově citlivá vícesegmentová čidla poté při vlastních experimentech prokázala, že jsou vhodným nástrojem sloužícím k detekci neustáleného recirkulačního proudění či ke studiu přístěnné turbulence toku.
    Elektrochemickou diagnostiku proudění jsme nejdříve využili pro studium vlnového toku kapalného filmu po nakloněné stěně. Na základě výsledků kalibračních měření, která byla prováděna za podmínek pulzačního toku kapalného filmu po oscilující stěně, byla vyvinuta nová metoda detekce krátkodobé reverze toku pomocí dvojpáskového čidla. Výsledkem vlastních měření bylo poté první experimentální potvrzení existence reverze toku v kapalném filmu při režimu velkých solitárních vln.
    Za použití pole dvousegmentových čidel jsme dále studovali charakter přístěnné turbulence toku po malém přídavku polymeru, který působí jako prostředek snižující součinitel tření. Přítomnost dlouhých molekul polymeru v roztoku výrazně tlumila fluktuace toku v přístěnné oblasti a zároveň posouvala jejich frekvenci směrem k nižším hodnotám. Charakteristické příčné měřítko velikosti turbulentních vírů dosahovalo až trojnásobku hodnot naměřených pro čistou vodu.
Tihon, J., Tovčigrečko, V., Sobolík, V., Wein, O.: Electrodiffusion detection of the near-wall flow reversal in liquid films at the regime of solitary waves. - J. Appl. Electrochem. 33: 577-587 (2003). Deslouis, C., Tribollet, B., Tihon, J.: Near-wall turbulence in drag reducing flows In-vestigated by the photolithography-electrochemical probes. - J. Non-Newtonian Fluid Mech. 123: 141-150 (2004).


Seznam dalších anotací:

1. Optimalizace proteomické procedury a využití nespecifických peptidů pro identifikaci obilných bílkovin (Ústav analytické chemie)
2. Dynamická modifikace mikroorganismů pro on-line detekci v kapilární elektroforéze (Ústav analytické chemie)
3. Zpracování odpadních kamenců na kvalitní mulitové koncentráty (Ústav anorganické chemie)
4. Hyperjemné jaderné interakce v molekulách: rozvinutí teorie a její aplikace při interpretaci vysoce rozlišených spekter molekul významných v atmosférické chemii a astrofyzice (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
5. Mechanismus tvorby podporovaných fosfolipidových dvojvrstev a kvantitativní určení jejich difúzních vlastností pomocí elipsometrie a fluorescenční korelační spektroskopie (Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského)
6. Spalování čistírenského kalu ve fluidním reaktoru (Ústav chemických procesů)
7. Síťovaný polyetylen o ultravysoké molekulové hmotnosti pro kloubní náhrady s vyšší životností (Ústav makromolekulární chemie)
8. Nové analogy lidského inzulinu (Ústav organické chemie a biochemie)
9. Fotochemická selektivita v párech bází guanin…cytosin (Ústav organické chemie a biochemie)

5) SEKCE BIOLOGICKÝCH A LÉKAŘSKÝCH VĚD
Sekce sdružuje devět pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

1. Biofyzikální vlastnosti živých systémů a jejich změny vlivem faktorů vnějšího prostředí (Biofyzikální ústav)
2. Využití hmyzu pro posouzení kvality a případné ovlivnění ekosystémů střední Evropy (Entomologický ústav)
3. Výzkum normální a patologické fyziologie živočichů funkcí buněk a orgánů s cílem objasnit základní mechanismy činnosti lidského organismu v normě a patologii (Fyziologický ústav)
4. Výzkum buněčné a molekulární biologie, genetiky, fyziologie a ekologie mikroorganismů, mikrobní biotechnologie; studium imunitních procesů (Mikrobiologický ústav)
5. Fyziologické a genetické základy regulace vývoje rostlin, buněčného cyklu, morfogeneze, reakcí na stresy a biotechnologií; organizace a funkce genomu (Ústav experimentální botaniky)
6. Molekulární a buněčné základy vybraných onemocnění lidského organismu, mechanismy normální a patologické funkce, principy diagnostiky a léčby (Ústav experimentální medicíny)
7. Objasnění mechanismu účinku farmak modulujících činnost imunitního a nervového systému s cílem nalézt nové typy látek pro klinickou praxi (Ústav experimentální medicíny)
8. Výzkum molekulárního uspořádání dědičné informace rostlin a analýza cílených změn a projevů dědičnosti v interakci s prostředím a patogeny (Ústav molekulární biologie rostlin)
9. Regulace a signální cesty uplatňující se v genové expresi, imunitě, onkogenezi, replikaci virů, tvorbě buněčných struktur, chování buněk, vývoji a oplození (Ústav molekulární genetiky)
10. Základní výzkum genetických struktur, fyziologických funkcí a vývojové biologie obratlovců se zaměřením na biomedicínsky, hospodářsky i jinak významné druhy (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)

Ilustrativní anotace:
Analýza genomu pšenice pomocí tříděných chromozomů
(Ústav experimentální botaniky)
    Většina dědičné informace rostlin i živočichů je uložena v buněčném jádře ve formě chromozomů. Je zajímavé, že množství jaderné DNA, která tuto informaci nese, neodpovídá složitosti organismu. Zatímco jedna úplná kopie této informace (jaderný genom) je u člověka představována asi třemi miliardami párů bází DNA, genom mnoha rostlin je podstatně větší. Tak je tomu i u nejdůležitější zemědělské plodiny, pšenice obecné, jejíž genom představuje sedmnáct miliard párů bází. Analýza tak obrovského genomu je nesmírně obtížná a nákladná nejen vzhledem k jeho velikosti, ale také proto, že vznikl postupným křížením tří planých druhů trav s podobnými genomy, označovanými jako A, B a D.
    S cílem tuto analýzu zjednodušit jsme vypracovali původní metodu umožňující izo-lovat malé a definované části genomu pšenice. Metoda je založena na přípravě suspenzí chromozomů, které jsou pomocí laserové průtokové cytometrie velkou rychlostí analyzovány a klasifikovány podle obsahu DNA. Současně s analýzou je možné vybraný typ chromozomu oddělovat od ostatních a získávat čisté frakce jednotlivých typů chromozomů nebo jejich ramen. Vzhledem k tomu, že chromozomy představují pouze zlomek celého genomu pšenice, využití jejich DNA umožňuje zásadní zjednodušení jeho analýzy.
    V návaznosti na tento výsledek jsme zjistili, že DNA tříděných chromozomů je intaktní a měla by tedy být vhodná pro konstrukci knihoven DNA. Tyto knihovny jsou tvořeny souborem fragmentů DNA o velikosti asi sto tisíc párů bází, které reprezentují celý genom a jsou klíčovým materiálem pro sekvenování a izolaci genů. Úspěšná konstrukce tří knihoven DNA z tříděných chromozomů pšenice znamenala nejen potvrzení této hypotézy, ale především získání unikátních materiálů pro genomiku pšenice. V současné době jsou knihovny využívány při mapování genomu a studiu jeho evoluce a pro izolaci zemědělsky významných genů.
Janda, J., Bartoš, J., Šafář, J., Kubaláková, M., Valárik, M., Číhalíková, J., Šimková, H., Caboche, M., Sourdille, P., Bernard, M., Chalhoub, B., Doležel, J.: Construction of a subgenomic BAC library specific for chromosomes 1D, 4D and 6D of hexaploid wheat. - Theor. Appl. Genet. 109: 1337-1345 (2004).
Šafář, J., Bartoš, J., Janda, J., Bellec, A., Kubaláková, M., Valárik, M., Pateyron, S., Weiserová, J., Tušková, R., Číhalíková, J., Vrána, J., Šimková, H., Faivre-Rampant, P., Sourdille, P., Caboche, M., Bernard, M., Doležel, J., Chalhoub, B.: Dissecting large and complex genomes: flow sorting and BAC cloning of individual chromosomes from bread wheat. - Plant J. 39: 960-968 (2004).
 

Srovnání velikosti jaderného genomu (1C) modelové rostliny huseníčku (Arabidopsis thaliana), který již byl téměř celý sekvenován, a genomu pšenice obecné, který je tvořen třemi subgenomy (A, B a D) po sedmi chromozómech (A).
DNA jednotlivých tříděných chromozómů představuje pouze 3 - 6% celého genomu pšenice (B). Ještě menší části genomu lze získat tříděním ramen chromozómů, jejichž velikost se blíží velikosti genomu A. thaliana

Aktin a myosin I se podílejí na transkripci genu
(Ústav experimentální medicíny)
     Zásadní úlohy aktinu a myosinu v buněčném a nitrobuněčném pohybu jsou dlouhou dobu známy. Naše nedávné výsledky však navrhly nové zásadní funkce pro aktin a myosin v kritických krocích při čtení genetické informace v buněčném jádře. Zkoumali jsme úlohu aktinu a jaderného myosinu I (NMI) v transkripci genů pro ribosomální RNA (rRNA). Bylo zjištěno, že oba proteiny jsou asociovány s rDNA a jsou nezbytné pro transkripci pomocí RNA polymerázy I (Pol I). Mikroinjekce protilátek proti aktinu či myosinu stejně jako specifické odstranění NMI prostřednictvím siRNA technologie snižovaly Pol I transkripci in vivo. Naopak, zvýšení exprese NMI v buňkách stimulovalo syntézu rRNA. Rekombinantní NMI aktivoval Pol I transkripci in vitro a protilátky proti NMI a aktinu inhibovaly transkripci Pol I na "nahé" DNA i na chromatinovém templátu. Aktin asocioval přímo s Pol I, kdežto NMI se k Pol I váže prostřednictvím transkripčně-iniciačního faktoru TIF-IA. Vazba k Pol I vyžaduje fosforylaci TIF-IA na Ser 649 pomocí RSK kinázy, což naznačuje úlohu NMI v růstově-dependentní regulaci syntézy rRNA (1). Dále jsme prokázali, že beta-aktin je zásadní pro transkripci pomocí RNA polymerázy II, která přepisuje většinu genů (Pol II), neboť protilátky proti aktinu zastavují transkripci in vivo a in vitro. Chromatinové imuno-precipitace u aktivovatelných genů ukázaly, že aktin je při aktivaci rekrutován do promotorové oblasti genu. Další výsledky prokázaly, že aktin a Pol II kolokalizují in vivo a také se nalézají ve stejných frakcích během purifikace. V transkripčních esejích in vitro bylo zjištěno, že protilátky proti aktinu zastavují transkripci, kdežto přidání purifikovaného beta-aktinu stimulovalo Pol II transkripci. Pokusy testující vazbu aktinu na DNA určily aktin v preiniciačních komplexech, které jsou předpokladem pro aktivaci transkripce. Výsledky tedy určily zásadní funkci beta-aktinu v iniciaci tran-skripce pomocí Pol II (2).
Philimonenko, V. V., Zhao, J., Iben, S., Dingová, H., Kysela, K., Kahle, M., Zentgraf, H., Hofmann, W. A., de Lanerolle, P., Hozák, P., Grummt, I.: Nuclear actin and myosin I are required for RNA polymerase I transcription. - Nature Cell Biol. 6: 1165-1172 (2004).
Hofmann, W. A., Stojiljkovic, L., Fuchsová, B., Vargas, G. M., Mavrommatis, E., Phi-limonenko, V., Kysela, K., Goodrich, J. A., Lessard, J. L., Hope, T. J., Hozák, P., de Lanerolle, P.: Actin is part of preinitiation complexes and is necessary for transcription by RNA polymerase II. - Nature Cell Biol. 6: 1094-1010 (2004).


2,3-Dehydrosilybin - nová látka v terapii lupénky a dermatitid
(Mikrobiologický ústav)
     Silymarin a jeho součást silybin jsou izolovány ze semen bodláku ostropestřec mariánský. Tyto látky jsou využívány tradičně v medicíně k léčbě jaterních onemocnění, otrav mykotoxiny a jako účinné antioxidanty a cytoprotektiva. V poslední době se objevily možnosti využít tyto látky při léčbě některých úporných kožních onemocnění, jako je lupénka (psoriasis) a další dermatitidy. Pro tyto účely byly v ústavu připraveny nové semisyntetické deriváty, které prošly rozsáhlými biologickými testy na Lékařské fakultě University Palackého v Olomouci. Z nich byl vybrán jako nejúčinnější 2,3-dehydrosilybin, který má řádově vyšší antioxidační a cytoprotektivní aktivity než silybin a především je účinný při léčbě dermatitid, lupénky, atopických exémů aj. Tato látka je v současnosti ve stadiu klinického testování na Dermatologické klinice Univerzitní nemocnice Olomouc. Dosavadní výsledky (negativní toxicita, žádné vedlejší účinky) jsou pozitivní a látka přechází do terapeutických testů.
Gažák, R., Svobodová, A., Psotová, J., Sedmera, P., Přikrylová, V., Walterová, D., Křen, V.: Oxidised derivatives of silybin and their antiradical and antioxidant activity. - Bioorg. Med. Chem. 12: 5677-5687 (2004).

Ostropestřec mariánský - Silybum marianum (L.) Gaertn. (Asteracae)

Atopický ekzém na rukou

Vzorec aktivní látky


Objev proteinu MBF1 s ochrannou funkcí proti oxidativnímu stresu
(Entomologický ústav)
     Oxidativní stres volnými radikály přispívá k degenerativním onemocněním a stárnutí. Organismy proto mají vůči oxidantům obranné mechanismy. Ty jsou spouštěny aktivací signálních drah a následně transkripčních faktorů, mezi jinými proteinu Jun. Již před 15 lety bylo zjištěno, že Jun obsahuje cysteinový zbytek náchylný k oxidaci, který omezuje DNA-vazebnou aktivitu Jun. Záměna tohoto cysteinu přispívá k nadměrné onkogenní funkci Jun. Způsob, jakým buňky stupeň oxidace Jun regulují, však není jasný. Zjistili jsme, že na protein Jun se v blízkosti kritického cysteinu váže kofaktor MBF1, který chrání tento cystein před oxidací a zachovává DNA-vazebnou aktivitu Jun za podmínek, kdy je Jun bez MBF1 zcela inaktivní. Abychom prokázali funkci MBF1 v živém organismu, připravili jsme mutantní kmen mouchy Drosophila melanogaster postrádající gen pro MBF1. Vývojový proces závislý na Jun je u těchto much citlivý na oxidant peroxid vodíku, což naznačuje důležitost MBF1 pro aktivitu Jun také in vivo. Mouchy bez proteinu MBF1 sice přežívají, za přítomnosti peroxidu však hynou dříve než mouchy normální. Ačkoli tedy MBF1 není nezbytný k životu za příznivých podmínek, poskytuje důležitou výhodu při oxidativním stresu. Vzhledem k vysoké podobnosti MBF1 u much a savců by mohl MBF1 hrát podobnou roli v biologii člověka.
Jindra, M., Gaziová, I., Uhlířová, M., Okabe, M., Hiromi, Y., Hirose, S.: Coactivator MBF1 preserves the redox-dependent AP-1 activity during oxidative stress in Drosophila. - EMBO J. 23: 3538-3547 (2004).

Seznam dalších anotací:

• Anomální struktury trinukleotidových opakování (GCC) a (GGC) související s fragilitou chromozomu X (B) (Biofyzikální ústav)
• Interakční cesty telomervazebných proteinů rostlin (Biofyzikální ústav)
• Mechanismy působení nového vysoce účinného derivátu cisplatiny LA-12 (Biofyzi-kální ústav)
• Nový odhad druhového bohatství herbivorního hmyzu v tropických lesích (Entomo-logický ústav)
• Fylogeneze, struktura a funkce hmyzích telomer (Entomologický ústav)
• Společný mechanismus udržování vysokého krevního tlaku u různých forem hypertenze (Fyziologický ústav)
• Membránové mikrodomény v hormonální signalizaci (Fyziologický ústav)
• Nový enzym cukerného metabolismu (Mikrobiologický ústav)
• Taxonomie námele (Mikrobiologický ústav)
• 2,3-extradiolové štěpení L-DOPA je následováno intramolekulární cyklizací štěpného produktu (Mikrobiologický ústav)
• Reparace dvojvláknových zlomů DNA v rostlinách (Ústav experimentální botaniky)
• Kyselina fosfatidová (PA) produkovaná fosfolipázami D (PLD) se účastní regulace buněčné expanze rostlin (Ústav experimentální botaniky)
• Difúzní parametry extracelulárního prostoru v mozku transgenních APP23 myší model Alzheimerovy choroby (Ústav experimentální medicíny)
• Analýza mutací viroidu PSTV vyvolaných teplotním šokem a biolistickou inokulací u potomstva viroidních termomutantů rajčete a řepky (Ústav molekulární biologie rostlin)
• Objasnění genetické diverzity světové populace TuMV (Ústav molekulární biologie rostlin)
• Negativní regulace funkcí žírných buněk a přenosu signálů v nich adaptorovým proteinem LAB/NTAL (Ústav molekulární genetiky)
• Vazba nového fenylnorstatinového inhibitoru k HIV-1 proteáze: Geometrie, protonace a interakce ve vazebných kapsách ve struktuře s atomovým rozlišením (Ústav molekulární genetiky)
• Charakterizace kuřecích genů kódujících receptorové molekuly pro ptačí sarkomové a leukózové viry podskupiny A a C (Ústav molekulární genetiky)
• Možnosti přirozené náhrady trvalých zubů? (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)
• Anaerobní houby u přežvýkavců (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)
• Určení genů zodpovědných za vznik melanomových nádorů u laboratorních prasat MeLiM (Ústav živočišné fyziologie a genetiky)

6) SEKCE BIOLOGICKO-EKOLOGICKÝCH VĚD
Sekce sdružuje šest pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Biodiverzita rostlin: její variabilita, vývoj a funkce na úrovni organismů, společenstev a ekosystémů; její kulturní aspekty; využití v Průhonickém parku (Botanický ústav)
• Biotické interakce v pelagické zóně lenitických ekosystémů, údolních nádrží a jezer různé trofie v podmínkách výrazného snížení emisí v postkomunistické Evropě (Hydrobiologický ústav)
• Parazitické a symbiotické organismy živočichů a člověka: jejich vzájemné vztahy na úrovni populací, organismů, buněk a molekul (Parazitologický ústav)
• Výzkum rozmanitosti forem organizace a funkcí volně žijících obratlovců a jeho využití pro strategii ochrany a setrvalého využívání přírodních zdrojů (Ústav biologie obratlovců)
• Ekologie člověkem ovlivňované krajiny (Ústav ekologie krajiny)
• Společenstva půdních organismů v půdách ekosystémů s různou antropogenní zátěží - jejich struktura, funkce a vzájemné interakce (Ústav půdní biologie)

Ilustrativní anotace:

Hnízdní parazitismus a predace: faktory ovlivňující životní historie ptáků (Ústav biologie obratlovců)
    Hnízdní parazitismus i predace jsou selekčními silami ovlivňujícími reprodukční strategie ptačích druhů. Telemetrické sledování samic kukaček obecných odhalilo skutečnost, že samice selektivně vybírají určité habitaty, kde parazitují hnízda hostitelů. Pomocí markerů mikrosatelitní DNA jsme zjistili rodičovské vztahy v populaci kukaček a prokázali jsme, že konkrétní samice se specializovala na jeden hostitelský druh. Zhodnotili jsme, zda přítomnost vetřelce ovlivňuje chování hostitelského druhu na jeho hnízdě v populacích o známém parazitačním tlaku. Zkoumali jsme faktory ovlivňující rozpoznání a následné odstranění parazitického vejce hostiteli v evropském a v africkém parazitačním systému. Predace byla hlavní příčinou hnízdních ztrát hýla rudého, matematický model odhalil klíčové proměnné ve variabilitě přežívání hnízd u tohoto druhu. Prozkoumali jsme některé aspekty maskování hnízda u kachen divokých. Výsledky studií poskytly původní údaje z oblasti behaviorální ekologie a ornitologie a jsou důležité pro pochopení koevolučních procesů a jejich následků zejména v evoluci vysoce specializovaných adaptivních mechanismů v interakcích hostitel - parazit a predátor - kořist.

Albrecht, T.: Edge effect in wetland-arable land boundary determines nesting success of scarlet rosefinches (Carpodacus erythrinus) in the Czech Republic. - Auk 121: 361-371 (2004).
Honza, M., Grim, T., Čapek, M., Jr., Moksnes, A., Roskaft, E.: Nest defence, enemy recognition and nest inspection behaviour of experimentally parasitized reed warblers Acrocephalus scirpaceus. - Bird Study 51: 256-263 (2004).
Honza, M., Procházka, P., Stokke, B. G., Moksnes, A., Roskaft, E., Čapek, M., Jr., Mrlík, V.: Are blackcaps current winners in the evolutionary struggle against the common cuckoo? - J. Ethol. 22: 175-180 (2004).
Procházka, P., Honza, M.: Egg discrimination in the yellowhammer (Emberiza citri-nella). - Condor 106: 405-410 (2004).

Příbuzenské vztahy a molekulární taxonomie tasemnic
(Parazitologický ústav)
   Pro lepší pochopení příbuzenských vztahů a vývoje tasemnic hospodářsky významných druhů sladkovodních ryb byly získány nové molekulární údaje. Kombinovaná analýza několika typů molekulárních dat (sekvencí DNA) a rekonstrukce sekundární struktury vybraných úseků DNA tasemnic řádu Proteocephalidea umožnily posoudit příbuzenské vztahy v bohaté a taxonomicky problematické fauně Jižní Ameriky. Výsledky ukazují, že současná distribuce těchto parazitů mezi jednotlivými hostiteli je výsledkem častých mezihostitelských přeskoků a může být do značné míry podmíněna bionomickými vlastnostmi hostitelů nezávislými na jejich příbuzenských vztazích. V průběhu vývoje těchto tasemnic patrně došlo k rozšíření neotropických (jihoamerických) druhů do Severní Ameriky. Získání souboru molekulárních dat o tasemnicích rodu Bothriocephalus, zahrnujících patogeny sladkovodních a mořských ryb a několika blízce příbuzných rodů řádu Pseudophyllidea, umožnilo posoudit jejich příbuzenské vztahy. Z výsledků vyplývá, že rod Bothriocephalus tvoří parafyletickou, tedy taxonomicky nepřirozenou skupinu a že budou zřejmě nutné rozsáhlé změny v klasifikaci tasemnic, včetně postavení škulovce širokého (Diphyllobothrium latum), nejvýznamnějšího druhu cizopasícího v dospělosti u člověka.
Hybša, V., Šeříková, A., Scholz, T.: Phylogeny, evolution and host-parasite relation-ships of the order Proteocephalidea (Eucestoda) as revealed by combined analysis and secondary structure characters. - Parasitology. 130: 359-371 (2005). Logan, F. J., Horák, A., Aydogdu, A., Scholz, T.: Phylogeny of diphyllobothriid ta-peworms (Cestoda: Pseudo-phyllidea) based on sequences of the ITS-2 region of the rDNA. - Parasitol. Res. 94: 10-15 (2004). Škeříková, A., Hypša, V., Scholz, T.: A paraphyly of the genus Bothriocephalus Blan-chard, 1852 (Cestoda: Pseudophyllidea) inferred from ITS2 and partial 18S rDNA sequences. - J. Parasitol. 90: 612-617 (2004).

Hybridizace přispívá k formování diverzity rostlin
(Botanický ústav)
    V průběhu posledních 50 let se značně měnily názory na význam mezidruhové hybridizace: od prací tento význam zcela marginalizujících po práce přisuzující hybridizaci zásadní roli. V současnosti se ukazuje, že význam hybridizace je větší, než se myslelo. Mezidruhová hybridizace byla v rámci střední Evropy studována na několika modelových systémech: v prvním analyzovaném komplexu byl popsán nový hybrido-genní druh, který se vyskytuje v celé Evropě (kamyšník širokoplodý, Bolboschoenus laticarpus). Jeho rozšíření je ovlivněno širokou ekologickou amplitudou, která je kombinací vlastností předpokládaných rodičů. Podobným systémem jsou rdesty (rod Potamogeton), kde hybridizace probíhá v současnosti; přežívání a ekologický význam hybridů je též výsledkem jejich dlouhodobého klonálního růstu, často bez přítomnosti rodičovských druhů. Dalším analyzovaným komplexem jsou jestřábníky z podrodu chlupáček (Hieracium subgen. Pilosella). Komplexní přístup pomocí mnoha metod ukázal, jaké vztahy jsou uvnitř této skupiny v jednom izolovaném horském systému (v Krkonoších). Jak analýza DNA, tak hybridizační experimenty ukázaly, že i malá zbytková sexualita jinak asexuálně se rozmnožujících druhů má významnou úlohu při tvorbě nových typů, které se jednak šíří na úrovni naší krajiny, jednak obsazují nová území (např. Nový Zéland). Podobně jako hybridizace našich druhů na Novém Zélandu je častá i hybridizace k nám zavlečených druhů. Jedním z takových systémů jsou východoasijské křídlatky, jež ve střední Evropě vytvářejí křížence, kteří se zde šíří rychleji než oba rodičovské druhy. Ač je tento hybrid na většině lokalit sterilní, byla nalezena území, kde tomu tak není a kde probíhá intenzivní hybridizace, která vede ke tvorbě nových typů; u těch lze předpokládat vyšší invazní potenciál.
Krahulcová, A., Papoušková, S., Krahulec, F.: Reproduction mode in the allopoly-ploid facultatively apomictic hawkweed Hieracium rubrum (Asteraceae, H. subgen. Pilosella). - Hereditas 141: 19-30 (2004).
Krahulec, F., Krahulcová, A., Fehrer, J., Bräutigam, S., Plačková, I., Chrtek, J.: The sudetic group of Hieracium subgen. Pilosella from the Krkonoše Mts: a synthetic view. - Preslia 76: 223-243 (2004).
Mandák, B., Pyšek, P., Bímová, K.: History of the invasion and distribution of Rey-noutria taxa in the Czech Republic: a hybrid spreading faster than its parents. - Pres-lia 76: 15-64 (2004).
Marhold, K., Hroudová, Z., Ducháček, M., Zákravský, P.: The Bolboschoenus mariti-mus group (Cyperaceae) in Central Europe, including B. laticarpus, spec. nova. - Phyton (Horn) 44: 1-21 (2004).

Rychlost šíření rodičovských druhů křídlatek a současné rozšíření hybridního typu v ČR


Kyselý déšť mění cyklus fosforu a dusíku v jezerech
(Hydrobiologický ústav)
    V silně acidifikovaném Plešném jezeře na Šumavě byly popsány odchylky od ty-pických cyklů hlavních živin (P a N), které lze zobecnit i na další acidifikované vody. Fosforečnany uvolněné rozkladem sedimentujících řas jsou v kyselých vodách s vysokými koncentracemi hliníku převedeny zpět z roztoku do tuhé fáze navázáním na koloidní hydroxidy hliníku a odstraněny z vodního sloupce sedimentací. Tento proces snižuje o přibližně 20 % množství biologicky dostupného fosforu v Plešném jezeře a přispívá k neobvykle vysoké limitaci jeho fytoplanktonu fosforem. V silně kyselých vodách (pH <5) ustává nitrifikace. Tento jev způsobil výjimečný stav, kdy se Plešné jezero změnilo na zdroj amonných iontů (NH_4⁺) pro odtok. V hladinové produkční vrstvě jezera je veškerý NH_4⁺ z povodí a atmosférické depozice spotřebován asimilací fytoplanktonem. Po jeho vyčerpání je asimilován i dusičnanový dusík a obě formy jsou převedeny na organický dusík. Ten je po odumření fytoplanktonu uvolněn rozkladnými procesy zpět do roztoku jako NH_4⁺. Protože rozklad probíhá zejména pod produkční vrstvou, nemůže být uvolněný NH_4⁺ znovu spotřebován řasami. Po zamíchání vodního sloupce je nahromaděný NH_4⁺ z jezera vyplavován. Acidifikovaná produktivní jezera s rozkladnou produkcí NH_4⁺ vyšší než jeho asimilace se tak stávají zdrojem NH_4⁺.
Kopáček, J., Brzáková, M., Hejzlar, J., Nedoma, J., Porcal, P., Vrba, J.: Nutrient cycling in a strongly acidified mesotrophic lake. - Limnol. Oceanogr. 49: 1202-1213 (2004).
Kopáček, J., Brzáková, M., Hejzlar, J., Kaňa, J., Porcal, P., Vrba, J.: Mass balance of nutrients and major solutes in the Plešné watershed-lake ecosystem in the 2001 hyd-rological year. - Silva Gabreta 9: 33-52 (2003).


Seznam dalších anotací:

1. Nové metody hodnocení toxicity a zdravotních rizik sinic (cyanobakterií) (Botanický ústav)
2. Schopnost šíření je limitující faktor pro četnost vzácných druhů ve fragmentované krajině (Botanický ústav)
3. Reprodukce tasemnic a fylogenetický význam ultrastrukturních znaků (Parazitologický ústav)
4. Genom rozsivky Thalassiosira pseudonana (Parazitologický ústav)
5. Chromozomální proměnlivost a populace myši domácí v Evropě (Ústav biologie obratlovců)
6. Protilátky k virům přenosným komáry u středočeské populace z oblasti zasažené povodní v roce 2002 (Ústav biologie obratlovců)
7. Dlouhodobý účinek zvýšené koncentrace CO2 na prostorovou diferenciaci aktivity enzymu Rubisco v korunové vrstvě smrku (Ústav ekologie krajiny)
8. Dopad extrémů počasí na tok uhlíku ve smrkovém porostu (Ústav ekologie krajiny)
9. Změny v krajině a krajinná scenérie: sociální pohled (Ústav ekologie krajiny)
10. Vývoj nových metod pro uchovávání sbírkových kultur řas a sinic (Ústav půdní biologie)

7) SEKCE SOCIÁLNĚ EKONOMICKÝCH VĚD

    Sekce sdružuje pět pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Zpracování života a díla TGM v dobových a aktuálních souvislostech, zkoumání české otázky jako součásti problémů demokracie (Masarykův ústav)
• Ekonomika v období pokročilé transformace (Národohospodářský ústav)
• Základní výzkum v oblasti psychologie na mezioborovém základě, zejména v psychologii osobnosti, obecné psychologii a psychologii zdraví (Psychologický ústav)
• Sociologická analýza přeměn soudobé české společnosti (Sociologický ústav)
• Implementace principů právního státu a nadnárodního práva (Ústav státu a práva)

Ilustrativní anotace:


T. G. Masaryk - Za ideálem a pravdou. 3 (1893-1900)
Polák, S., Masarykův ústav, Praha (2004). 484 s.
(Masarykův ústav)    Třetí svazek projektované šestidílné biografie T. G. Masaryka rekapituluje druhou periodu Masarykova pražského působení. Třiačtyřicetiletý Masaryk se rozhodl opustit aktivní politiku a soustředit se na "politiku nepolitickou" - výchovu nové intelektuální generace a vytvoření ideových základů moderního češství. V tomto období necelých sedmi let vrcholí Masarykova činnost myslitelská i literární: vzniká řada jeho spisů z okruhu "české otázky" - první pokus o filozofii českých dějin, objevuje se v českém a německém vydání jeho rozsáhlá kritika marxismu, která budí velkou pozornost i v zahraničí, na pokračování vychází série vzrušených úvah o moderním člověku a náboženství. Masaryk je nejpopulárnějším profesorem filozofické fakulty české univerzity ve chvíli, kdy se odvážně rozhodne vystoupit proti antisemitské pověře obviňující židy z rituální vraždy.
 

T. G. Masaryk terčem antisemitské karikatury v období Hilsnerovy aféry

Vybrané kapitoly z kognitivní psychologie: Mentální reprezentace a mentální modely
Sedláková, M., Grada, Praha (2004). 252 s. (Psychologický ústav)     Syntetizující monografie shrnuje výsledky dlouholetého výzkumu tématu mentálních reprezentací a mentálních modelů mysli. Náplní výzkumu byla klasifikace a analýza operací probíhajících v lidské mysli v průběhu poznávání, způsoby konstruování mentálních modelů a jejich využívání v každodenním životě. Poznatky o mentálním modelování mohou sloužit jako východisko pro zpracování některých psychologických témat, například ve vývojově orientované implicitní teorii, která bývá označována jako "teorie mysli", a ve folkové psychologii. Přínosem knihy jsou rovněž praktické implikace použitelné například v moderním pojetí didaktiky.

Central European Parliaments: First Decade of Democratic Experience and the Future Prospective
Mansfeldová, Z., Olson, D. M., Rakušanová, P. (eds.), Sociologický ústav, Praha (2004). 240 s. (Sociologický ústav)    Kniha shrnuje a zhodnocuje první desetiletí výzkumů parlamentů ve střední a východní Evropě a vymezuje výzkumné priority v kontextu rozšíření EU. Jejím hlavním cílem byl posun od izolovaných výzkumných projektů národních parlamentů a jejich aktérů, který dominoval minulé dekádě, k mezinárodní spolupráci a komparativnímu výzkumu parlamentarismu. Největší pozornost byla zaměřena na roli parlamentů v nových členských zemích Evropské unie v kontextu proměn jejich agendy, role a možných vazeb na Evropský parlament.


Seznam dalších anotací:

1. Masarykův sborník XI-XII (Masarykův ústav)
2. Na pozvání Masarykova ústavu I. (Masarykův ústav)
3. The Demand for Bank Reserves and Other Monetary Aggregates. Economic Inquiry (Národohospodářský ústav)
4. Recalls and Unemployment Insurance Taxes (Národohospodářský ústav)
5. Tale of the Czech Transition: Understanding the Challenges Ahead (Národohos-podářský ústav)
6. Psychosémantika. Psychosémantický přístup ve výzkumu a psychodiagnostice (Psychologický ústav)
7. Kvalita výzkumů volebních preferencí (Sociologický ústav)
8. Standardy bydlení 2003/2004: Bytová politika v ČR: efektivněji a cíleněji (Sociologický ústav)
9. Reforma veřejné správy v teorii a praxi. Problémy reformy veřejné správy v České republice, Maďarské republice, Polské republice a Slovenské republice (Ústav státu a práva)
10. Obchodní zákoník. Praktické poznámkové vydání s výběrem judikatury od roku 1900 (Ústav státu a práva)
11. Zákon o účetnictví po novele od 1. 1. 2004 s komentářem (Ústav státu a práva)

8) SEKCE HISTORICKÝCH VĚD
    Sekce sdružuje šest pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• Klíčové problémy pravěkého a časně historického vývoje severně od středního Dunaje v kontextu současných výsledků archeologického bádání (Archeologický ústav, Brno)
• Základní výzkum v oblasti pravěkých a středověkých dějin Čech v evropském kontextu, péče o archeologickou část národního kulturního dědictví (Archeologický ústav, Praha)
• Vývoj vědy a kultury v českých zemích, její institucionální a osobnostní struktura - zabezpečení, uspořádání a využívání pramenné základny (Archiv)
• České dějiny v mezinárodních souvislostech do roku 1945 (Historický ústav)
• Výzkum dějin českého výtvarného umění od raného středověku po současnost (Ústav dějin umění)
• Výzkum českých/československých dějin v období dvou totalitních režimů (1938-1989) a po zhroucení komunismu (Ústav pro soudobé dějiny)

Ilustrativní anotace:
Ancient Landscape, Settlement Dynamics and Non-Destructive Archeology
Gojda, M. (ed.), Academia, Praha (2004) (v tisku).
(Archeologický ústav, Praha)
     Publikace věnovaná výsledkům nejrozsáhlejšího výzkumného projektu archeologie v České republice posledních let, který pod názvem Sídelní prostor pravěkých Čech (GA ČR) probíhal v letech 1997-2002. Cílem práce je představit studium pravěké krajiny Čech jako proces vycházející z přesvědčení o kontinuálním výskytu archeologických dat v krajině. Toto pojetí, zásadně odlišné od tradičního přístupu k archeologickým pramenům, vychází z teorie sídelních areálů, která chápe krajinu jako prostor zaplněný sídelními aktivitami, nikoli jako prázdný prostor obsahující diskrétní body, tzv. lokality (naleziště). Pravěká krajina je v této práci představena jako palimpsest složený z tzv. komponent (archeologických stop areálů aktivit), které jsou odhalovány na velké ploše prostřednictvím nedestruktivních metod. Komplexní výzkum, v němž se kombinují poznatky cíleného terénního výzkumu (převážně plošného nedestruktivního, doplněného detailním bodovým průzkumem a výkopy) s rešeršemi archivních a publikovaných dat a zpracovávají se sofistikovanými postupy (např. GIS), je efektivní cestou k rekonstrukci sídelní historie v pravěku a raném středověku.

Libkovice (okr. Mělník): letecký snímek půdorysu dlouhého domu nadzemní konstrukce z období kultury s lineární keramikou (2. pol. 6. tis. př. Kr.) zviditelněného prostřednictvím porostových příznaků.

Trpoměchy (okr. Kladno): digitální model terénu (vytvořený pomocí GIS - geografických informačních systémů) se zakreslenými výsledky analytických povrchových sběrů (oranžové kroužky), letecké prospekce a geofyzikálního měření (červené linie vyznačující pravěké příkopy)


Rukopisy v centrálních a církevních knihovnách České republiky. Průvodce po rukopisných fondech v České republice. Díl IV. Studie o rukopisech - Monogra-phia X.
Brodský, P., Hradilová, M., Petr, S., Tošnerová, M., Archiv, Praha (2004). 634 s. (Archiv)
    Čtvrtý, závěrečný svazek Průvodce po rukopisných fondech v České republice podává přehled o rukopisech uložených v centrálních a církevních knihovnách v Čechách, na Moravě a ve Slezsku. Autoři v něm navázali na tři předchozí svazky obsahující rukopisné fondy v zámeckých, hradních a palácových knihovnách (1995), v archivech (1998) a v muzeích a galeriích (2001). Svazek je rozdělen do dvou oddílů, v prvém jsou zachyceny rukopisy centrálních knihoven, ve druhém pak církevních knihoven. Vydání svazku ukončuje první etapu projektu generálního katalogu, který poskytne evidenci všech rukopisů uložených na našem území.

Praha arcibiskupství - Manderscheidská knihovna, hodinky XV2 (druhá polovina 15. století, Francie)

Regesta diplomatica necnon epistolaria Bohemiae et Moraviae, t. V, fasc. 4 (iul. 1352-apr. 1355)
Zachová, J. (ed.), Skriptorium, Praha (2004). 262 s. (Historický ústav)    Ediční řada Regesta vznikla z podnětu F. Palackého již v polovině 19. století. Citelnou mezerou do této doby zůstávalo torzo V. dílu, který měl obsahovat písemnosti z prvních devíti let vlády Karla IV. Vydání 3. (v roce 2000) a nyní i tohoto 4. svazku, které svou úrovní odpovídají metodickým a edičnětechnických zásadám současné evropské ediční praxe, tuto mezeru zaplňují. Vedle královské dokumentace obsahuje soubor i další dokumenty, např. listiny týkající se šlechtické hospodářské agendy a prameny k vývoji měst. Texty jsou opatřeny moderním věcným a textově kritickým komentářem v latině, která umožňuje mezinárodní použitelnost.


Vlastislav Hofman (1884-1964). Kubista nejtvrdošíjnější
Nešlehová, M. (ed.), Obecní dům, Praha (2004). 473 s.
(Ústav dějin umění)
    Monografie architekta Vlastislava Hofmana, předního tvůrce jedinečného fenoménu českého architektonického kubismu, jej představuje nejen jako architekta, urbanistu, světoznámého scénografa (spolupracujícího s režisérem K. H. Hilarem) a výrazného designéra užitého umění, ale také jako malíře, grafika, ilustrátora, teoretika a spolutvůrce mostů. Sleduje jeho aktivitu ve Skupině výtvarných umělců, z níž v roce 1912 vystupuje s podobně smýšlejícími umělci (J. Čapek, V. Špála, J. Chochol), a iniciativní podíl na založení skupiny Tvrdošíjní. Poprvé je představena jeho tvorba v jistém celku a ve vzájemné provázanosti oborů, v nichž se Hofman uplatňoval, a zasazuje jeho dílo do evropského kontextu. Součástí obsáhlé, bohatě ilustrované publikace (482 vyobrazení) je též soupis umělcovy publikační činnosti, doplněné výborem devíti jeho významných teoretických studií.

Vlastimil Hofman, obálka publikace (grafické řešení Robert V. Novák)

Encyklopedie architektů, stavitelů, zedníků a kameníků v Čechách
P. Vlček (ed.), Academia, Praha (2004). 761 s. (Ústav dějin umění)
   Encyklopedie zpracovává soupis osobností českého stavitelství v takové šíři a s takovou důkladností, jakých žádná z dosud existujících publikací nedosáhla. Zahrnuje období zhruba od začátku čtrnáctého století až do druhé poloviny století dvacátého. Jednotlivá hesla soustřeďují ve stručné formě všechna dnes známá fakta včetně údajů bibliografických. Autoři do textů zapracovali i nejnovější výsledky archivních výzkumů, z nichž mnohé nebyly dosud publikovány. Pokud architekti či stavitelé působili také mimo území dnešní České republiky, uvádí slovník i tato jejich díla. Každé heslo obsahuje v závěru soupis pramenů a literaturu ve stručném záznamu; úplné bibliografické údaje lze nalézt v seznamu literatury na konci knihy.


Orální historie ve výzkumu soudobých dějin
Vaněk, M., Ediční řada Hlasy minulosti, Sv. 1, ÚSD, Praha (2004). 175 s. (Ústav pro soudobé dějiny)
     Studie představuje svým obsahem i pojetím určité novum v současné české histo-riografii, neboť není věnována konkrétnímu historickému tématu či procesu, ale rozboru a rozvoji specifické historické výzkumné metody - metody orální historie. Soustřeďuje se na objasnění názvu metody, podchycení klíčových bodů jejího vývoje především v rámci International Oral History Association a sledování dosavadního rozvoje a uplatnění orální historie v české historiografii.


Seznam dalších anotací:

• Vývoj městských knih v Brně ve středověku (v kontextu vývoje městských knih v českých zemích) (Archiv)
• Iluminované rukopisy českého původu v polských sbírkách (Archiv)
• The Gravettian along the Danube. Proceedings of the Mikulov Conference 2002 (Archeologický ústav, Brno)
• Mediaevalia archaeologica 6. Těžba a zpracování drahých kovů: sídelní a technologické aspekty (Archeologický ústav, Brno, Archeologický ústav, Praha)
• Die Höhensiedlungen der Hallstatt- und Lat?nezeit in Westböhmen (Archeologický ústav, Praha)
• Praha. Podrobná mapa archeologických dokumentačních bodů na území městské památkové rezervace (Archeologický ústav, Praha)
• Proti Benešovi! Česká a slovenská opozice v Londýně 1939-1945 (Historický ústav)
• Biografický slovník českých zemí (Historický ústav)
• Zpracování České uměleckohistorické bibliografie za léta 1988-1991 a 1994-2003 a digitalizace ročníků 1971-1987 a 1992-1993 (Ústav dějin umění)
• Pražské jaro v médiích: Výběr z dobové publicistiky (Ústav pro soudobé dějiny)
• Východiska, očekávání a realita poválečné doby. K dějinám české společnosti v letech 1945-1948. Česká společnost po roce 1945, svazek 1 (Ústav pro soudobé dějiny)

9) SEKCE HUMANITNÍCH A FILOLOGICKÝCH VĚD
    Sekce sdružuje šest pracovišť, jejichž badatelské zaměření charakterizují následující výzkumné záměry:

• České země a české etnikum v tradici, proměnách a evropských souvislostech (Etnologický ústav)
• Hudební kultura českých zemí v mezinárodním kontextu (Etnologický ústav)
• Komplexní výzkum vybraných klíčových problémů filozofie a filozofických dimenzí změn v ČR, ediční a publikační zpracování odpovídajících textových bází (Filozo-fický ústav)
• Latinský kontext české kultury (Filozofický ústav)
• Výzkum otevřených problémů dějin, jazyků (kvantitativní lingvistika, lexikografie, fonologie) a kultur (literatura, náboženství) vybraných zemí Asie a Afriky (Orientální ústav)
• Výzkum v oboru paleoslovenistiky, byzantologie, slovanských jazyků a literatur, dějin slavistiky a činnosti ruské a ukrajinské emigrace v ČSR (Slovanský ústav)
• Výzkum a utváření informační základny pro výzkum dějin a teorie české literatury od nejstarších dob do současnosti (Ústav pro českou literaturu)
• Výzkum dynamiky národního jazyka, jeho podob spisovných a nespisovných. Odraz společenských změn, výzkum obecné jazykovědy a konfrontačních aspektů češtiny (Ústav pro jazyk český)

Ilustrativní anotace:

Arnold Schönberg: Styl a idea Vojtěch, I., Arbor Vitae, Praha (2004). 400 s.
(Etnologický ústav)
    Arnold Schönberg získal všeobecné uznání jako skladatel a tvůrce kompoziční metody s dvanácti tóny, která podstatně ovlivnila hudební vývoj 20. století, a stal se jednou z nejvýznamnějších osobností moderní hudby. Mimořádná váha jeho životní tvorby se opírala o radikální neústupnost v otázkách umělecké i občanské morálky. Byl vynikajícím znalcem klasických tradic evropské hudby, na něž vědomě navazoval, a znamenitým učitelem kompozice z jeho žáků jmenujme Albana Berga, Antona Weberna a Hanse Eislera. Objemný svazek uveřejňuje výběr z jeho teoretických studií (1874-1951), který vydal v roce 1950 v New Yorku, a doplňují ho další stati z let 1902-1950 včetně souboru reprodukcí Schönbergových výtvarných děl.


Logika a logiky
Peregrin, J., Academia, Praha (2004). 205 s. (Filozofický ústav)     Kniha podává přehled formálních systémů výrokových logik, probírá jejich vlastnosti a zabývá se i otázkou jejich smyslu a jejich aplikovatelnosti. Tím zaplňuje jistou mezeru, která v české literatuře vzniká mezi tradičně intenzivně studovanými matematickými vlastnostmi standardní logiky a nověji také relativně intenzivně studovanými nematematickými aspekty logiky. Rozebírány jsou zejména systémy intuicionistické logiky, vícehodnotových logik, relevančních logik a modálních logik, důraz je kladen zejména na tzv. kripkovskou sémantiku, založenou na pojmu možného světa. Předloženo je i jisté zobecnění pojmu výrokového počtu a jeho sémantiky.


Josef Dobrovský - Fundator studiorum slavicorum
Vavřínek, V., Gladkova, H., Skwarska, K. (ed.), Slovanský ústav, Praha (2004). 562 s., vydáno s doprovodným svazkem: Thomson, F. J.: Dobrowsky and the Slavonic Bible, Slovanský ústav, Praha (2004). 154 s.
(Slovanský ústav)
    Sborník 50 přednášek pronesených autory ze 13 zemí na mezinárodní konferenci uspořádané k 250. výročí narození Josefa Dobrovského v červnu 2003 v Praze, jejichž cílem bylo postihnout význam jeho osobnosti a jeho díla, jak se jeví ve světle současného bádání. Autoři jednotlivých příspěvků podrobili analýze, v čem byl přínos Dobrovského původní, která jeho zjištění zůstala i v současnosti platná a především jaký byl jeho vliv na další vývoj slavistického bádání a jeho konkrétních disciplín. Přednáška věnovaná Dobrovského biblickým studiím se speciálním zřetelem na slovanský překlad bible byla rozpracována v samostatnou monografii, která tvoří doprovodný svazek sborníku; jde o vyčerpávající přehled vývoje bádání v této oblasti od prvních pokusů řešit tuto otázku až do současnosti, v němž jeho autor ukazuje trvající platnost některých zjištění, k nimž Dobrovský dospěl.

Josef Dobrovský - Fundator studiorum slavicorum, obálka knihy

Česká elektronická knihovna - poezie 19. století
Svadbová, B. a kol., internetová aplikace http:// www.ucl.cas.cz/ek/ (Ústav pro českou literaturu)
     Plnotextová databáze předkládá (kromě několika málo výjimek) 1 200 prvních vydání básnických textů, včetně těch, která nejsou běžně dostupná. Do daného celku jsou zařazena rovněž vydání další, a to tehdy, byla-li básnická sbírka za autorova života zásadně přepracována a zachycuje tak básníkův tvůrčí vývoj (druhé vydání je vždy doprovozeno různočtením), nebo tehdy, když existuje kanonické vydání kritické. Poetické dílo každého z autorů bylo zpracováno s doprovodným kritickým materiálem editorovým. Databáze poskytuje všechny výhody digitální práce s textem, a to jak s celými knihami, tak s jejich částmi (sbírkami, básněmi, slokami, jednotlivými verši, slovy), ale i s komplexy textů, které si uživatel může sám určit.

Náhled hlavního okna nové internetové aplikace ČEK

Základní zobrazení uživatelem vybrané sbírky

Seznam dalších anotací:

• Roma Migration in Europe: Case Studies (Etnologický ústav)
• Písně z Lašska (Etnologický ústav)
• Round Dances - 19th Century Derived Couple Dances (Etnologický ústav)
• Proč Gorgiás mluví. Úvod do filosofie nebytí (Filozofický ústav)
• Na cestě ke scholastice. Klášterní škola v Le Bec - Lanfrank z Pavie a Anselm z Canterbury (Filozofický ústav)
• Conceptual System (Filozofický ústav)
• Moderna a historismus. Historické reprezentace v proměnách literatury na přelomu devatenáctého a dvacátého století (Filozofický ústav)
• Dokonalý člověk a jeho svět v zrcadle islámské mystiky. "Úradky Boží pro nápravu lidského království" šajcha Muhjiddína ibn´Arabího (Orientální ústav)
• Základy asijských náboženství (Orientální ústav)
• Tucet tváří Nasreddinových (Orientální ústav)
• Ruskočeský a česko-ruský slovník neologismů (2., podstatně doplněné a opravené vydání) (Slovanský ústav)
• Západoslovanské literatury v českém prostředí ve 20. století. Česko-západoslovanské pomezí. K recepci západoslovanských literatur a k tvorbě vybraných slovanských menšin v českém literárním procesu ve 20. století (Slovanský ústav)
• Literární brak. Operace vyloučení, operace nahrazení (Ústav pro českou literaturu)
• Na cestě ke smyslu (Poetika literárního díla 20. století, III. díl) (Ústav pro českou literaturu)
• Nová slova v češtině 2. Slovník neologizmů (Ústav pro jazyk český)
• Označení barev a jejich užití v toponymii Čech (Ústav pro jazyk český)
• Studie k šlechtickým titulům v germánských, slovanských a baltských jazycích. Etymologie jako pomocná věda historická (Ústav pro jazyk český)

 

---

Plné znění všech uvedených anotací výsledků vědecké práce a jejich aplikací včetně doprovodné obrazové dokumentace, jakož i celá výroční zpráva AV ČR jsou k dispozici v elektronické formě na serveru AV ČR http://www.cas.cz. Obrázky, grafy apod. budou doplněny rovněž do konečného textu výroční zprávy o činnosti AV ČR.

Podrobný přehled publikační aktivity ústavů a pracovníků AV ČR za rok 2004 lze nalézt na adrese http://www.lib.cas.cz v databázi ASEP.