Fotosyntéza

Když se řekne chloroplast, každý si představí stejný obrázek: malou, zelenou organelu uvnitř rostlinné buňky, kde se sluneční světlo mění na energii a cukry – proces, který nazýváme fotosyntéza. Leta letoucí panovalo v rostlinné biologii pevné přesvědčení, že role chloroplastů je primárně metabolická a energetická. Chloroplast však hraje velkou roli i v imunitě, obraně a signalizaci, o kterých se myslelo, že jsou výhradní doménou buněčného jádra a cytoplazmy. Co to znamená po nás? Nové možnosti při šlechtění odolnějších rostlin.

Nový výzkum ukazuje, že kyslíková fotosyntéza – klíčový milník života – mohla začít až o miliardu let dříve, než se dosud myslelo. Díky kombinaci chemie a umělé inteligence vědci objevili stopy kyslíku v horninách starých 3,3 miliardy let.

V současné době se pokládají za Mekky znečištění indická města, jako je například Nové Dillí. Ve druhé polovině dvacátého století se tímto nelichotivým primátem mohla chlubit jiná oblast – „černý trojúhelník“ mezi Polskem, Německou demokratickou republikou a Československem, jehož srdce tvořilo Podkrušnohoří. Stačilo třicet let – a z jedněch z nejkrásnějších českých zalesněných hor se stala „mrtvá zóna“, kde místo zelených vzrostlých smrků stály jen jejich kostry.

„Jako je různorodá problematika produkce a spotřeby potravin, tak jsou pestrá i témata našich devíti podprogramů,“ říká Ondřej Prášil z Mikrobiologického ústavu AV ČR. „Chceme tak propojit špičkový výzkum ústavů Akademie věd – od získávání a spotřeby potravin až po související společenské a zdravotní dopady,“ dodává. Jakými tématy se týmy zabývají? Koordinátor programu Strategie AV21 Udržitelná produkce a spotřeba potravin Ondřej Prášil V čem je téma programu aktuální? Zabýváme se udržitelnou produkcí i spotřebou potravin. Naléhavost tématu je zřejmá – v současnosti totiž žijí na planetě stovky milionů lidí o hladu, další jedí stravu nevhodnou nebo i kontaminovanou. Počet lidí bude ještě několik desítek let stoupat a nároky na množství i kvalitu potravin se zvyšují. Rozsah zemědělské půdy přitom stagnuje a dosavadní metody zvyšování zemědělské produkce se už značně vyčerpaly. K tomu prožíváme globální změnu klimatu, která se zemědělské produkce bezprostředně dotýká a většinou ji ovlivňuje negativně. Potraviny také zásadně určují naše zdraví. Jde o důležité výzvy, na které musíme reagovat. Čím se ve svém výzkumu konkrétně zabýváte? V třeboňské laboratoři Mikrobiologického ústavu studujeme fotosyntézu, především u modelových organismů – řas a sinic. Jak přesně to souvisí se zaměřením programu? Fotosyntéza je základem rostlinné produkce a zvýšení fotosyntetické účinnosti je jedním z uvažovaných způsobů potřebného nárůstu výnosů zemědělských plodin. Řasoví biotechnologové se u nás dlouhodobě zabývají využitím řas a sinic v potravinářství i jako zdroje nových cenných látek. Společně vyvíjíme postupy syntetické biologie, které umožní upravovat fotosyntetické organismy, aby produkovaly ve zvýšené míře požadované proteiny. Takové postupy se mohou uplatnit v potravinářství nebo medicíně. Na co se chcete soustředit? Jako je různorodá problematika produkce a spotřeby potravin, tak jsou pestrá i témata devíti podprogramů. Osobně se kromě vedení celého programu zabývám vývojem a testováním automatických postupů pro fenotypizaci fotosyntetických organismů – řas, sinic, ale i rostlin. Vyvíjíme robotickou platformu, která nám pomůže pomocí biofyzikálních metod charakterizovat parametry fotosyntézy i látkové složení různých cílených i náhodných mutantů. Chceme najít a vybrat takové kmeny, které dosáhnou lepších produkčních parametrů. S kolika pracovišti Akademie věd spolupracujete? Celkem s devíti ze všech tří vědních oblastí. S ústavy, které se do programu zapojily, už spolupracujeme dlouho. V mnohém navazujeme na předchozí úspěšně hodnocený program Potraviny pro budoucnost, který vedl Jaroslav Doležel z Ústavu experimentální botaniky. Zmíněné olomoucké pracoviště spolupracuje s brněnským Biofyzikálním ústavem na vývoji a aplikaci nových genetických metod šlechtění rostlin. V Třeboni řešíme s brněnskými pracovišti – Ústavem přístrojové techniky a Ústavem pro výzkum globální změny – vývoj nových detektorů, senzorů a postupů pro fenotypizaci fotosyntetických organismů. Jaké ústavy jste zapojili z třetí vědní oblasti? Pražský Sociologický ústav zkoumá společně s ostravským Ústavem geoniky roli samozásobitelství potravinami v české společnosti – a kromě toho se věnuje také výzkumu změn postojů českých domácností k plýtvání potravinami či etickým otázkám udržitelné produkce potravin. Témat tedy není vůbec málo, že? Přesně tak, mohl bych tak vyjmenovat všech devět podprogramů, které se kromě uvedených témat zabývají klimatem, půdou, rostlinnými biotechnologiemi, odolností rostlin proti stresům, kontaminací potravin nebo vlivem potravy na lidský mikrobiom a zdraví vůbec. Zapojili jste i instituce mimo Akademii věd? Ano, univerzitn

Nečekaný spojenec: Jak se rostliny naučily parazitovat Tyhle rostliny se kdysi „narodily“ do světa, kde každý bojuje o svůj kousek slunce, vody a živin. Jak tu ale přežít, když konkurence je nelítostná a zdroje omezené?

Bývalí i současní zaměstnanci NASA varují před plány na odstavení dvou satelitů, které poskytují nenahraditelná klimatická data. Není jasné, zda získají potřebné finance, a to navzdory jejich nízkým provozním nákladům a obrovské vědecké hodnotě.

Fotosyntéza je zdánlivě tiché, neviditelné dění v listech rostlin. Zároveň se jedná o jeden z nejzásadnějších přírodních procesů, bez kterého bychom tady vůbec nebyli. Pokud si představíte, že byste mohli žít jen ze slunečního záření, vody a vzduchu, zní to možná jako sci-fi, ale pro rostliny je to každodenní realita.

Zařadili jsme se mezi instituce, které mají tu čest vystavovat v Senátu Parlamentu ČR. A protože naším velkým tématem a aktuálním výstavním projektem je FOTOSYNTÉZA, padla volba tématu právě na ni. Na dvaadvaceti výstavních panelech přibližujeme princip a význam fotosyntézy; pro naše životy, naši planetu i budoucnost. Vysvětlujeme, jak fotosyntéza funguje a jak to vůbec můžeme jako lidstvo vědět, hledáme zajímavé souvislosti. Přinášíme […]

O prázdninách jsou louky krásně rozkvetlé a leckdo neodolá, aby si nenatrhal kytici lučního kvítí domů. Zajímalo vás ale někdy, co se s takovou kytkou po utržení stane? Kuba nám dnes vysvětlí, zda rostlina dokáže udržet v chodu fotosyntézu.

Skupina obřích virů patří k tomu nejpodivnějšímu, co věda zná. Ví o nich ale jen velmi málo. Teď se podařilo popsat dvě stovky nových, zatím neznámých zástupců této skupiny.

Astronauti by mohli získávat kyslík i potraviny ze zelených řas a sinic. Jenže ty ve stavu beztíže nefungují tak jako na Zemi. Zvládnout fotosyntézu ve vesmíru by chtěli i čeští vědci. Pokusí se o to jeden z experimentů vybraných pro Mezinárodní vesmírnou stanici.

00:00 témata magazínu00:15 jak rozpoznat deepfake?04:15 Rozhovor s Janem Fridrichovským z demagog.cz08:10 včelaření a moderní technologie10:00 fotosyntéza v kosmu13:50 české experimenty pro ISS17:17 Světový den bez tabáku

Sl͏un͏c͏e je hlavním zdrojem života a energie v naší sluneční͏ soust͏avě. Udržuje Zemi na dráze, mění počasí, ovlivňuje klima, umožňuje fotosyntézu a je zásadní pro stabilitu celého planetárního systému.

Jedním z nutných předpokladů pro život na Zemi je kyslík. A organismy jej neustále spotřebovávají. Takže? Musí se také obnovovat! Bohužel podmínky pro jeho obnovu se stále zhoršují. Podle NASA klesající hladina kyslíku časem životu organismů nepostačí.

Stačí jim pár centimetrů půdy, aby vyplodily stovky semen, jež se nesou větrem jako malí výsadkáři. A kam dopadnou, tam přinášejí život. Vědci popisují, jak geniální mechanismy si vyvinuly pampelišky.

Rotace Země se od jejího vzniku postupně zpomaluje. Tento proces probíhá neustále a den se za 4,5 protáhl z původních šesti hodin na současných 24 hodin. Zpomalení otáčení planety však není jen zajímavý fakt z astronomie.

Mikroplasty nepředstavují hrozbu jen pro lidské zdraví – podle nové studie mohou narušovat fotosyntézu a ohrozit tak potravinovou bezpečnost po celém světě.

Mikroplasty nepoškozují jen lidi a zvířata, ale také rostliny. Omezují jejich růst, poškozují půdu a snižují schopnost fotosyntézy.

Zdravá a neporušená rašeliniště mohou díky mikrořasám fungovat jako přirozené klimatické filtry, které pomáhají snižovat uhlíkovou stopu.

Čínští astronauti z mise Šen-čou 19 na palubě vesmírné stanice Tchien-kung se podle čínských médií zřejmě zapíšou do historie. Dosáhli milníku nejen této mise, ale celého čínského vesmírného programu, když úspěšně vyrobili s pomocí „umělé fotosyntézy“ přímo ve vesmíru raketové palivo a kyslík. V oblasti průzkumu kosmu jde o obrovský úspěch, který ho může významně usnadnit. Je to velký krok pro čínský vesmírný program a globální budoucí mise ve vesmíru, včetně letů ke vzdáleným světům. Čínští astronauti vyrobili ve vesmíru raketové palivo a kyslík, čímž mohou pozitivně ovlivnit návrat člověka na Měsíc ještě před rokem 2030.

Stres způsobený suchem je jedním z nejvýznamnějších limitujících faktorů rostlinné produkce na celém světě, přičemž se tento problém stále zhoršuje v důsledku klimatických změn. Z tohoto důvodu se vědci dlouhodobě zaměřují na klíčovou vlastnost rostlin, známou jako efektivní využití vody (Water Use Efficiency, WUE). Tato vlastnost umožňuje rostlinám růst i při omezeném množství dostupné vody, […]

Tisková zpráva – Věděli jste, že se fotosyntéza může využívat v boji proti změnám klimatu nebo k ochraně půd? Že fotosyntéz existuje několik druhů? Nebo že je molekula chlorofylu podobná krevnímu barvivu hemoglobinu? Ne? Nevadí. Národní zemědělské muzeum v Praze připravilo rozsáhlou interaktivní výstavu Fotosyntéza, která si klade za cíl tento fascinující přírodní proces, na němž závisí celá […]

Na první pohled se zdá, že příroda je jednoduše rozdělena na rostliny a živočichy. Houby jsou však v tomto jinak jednoduchém příběhu docela velkým dějovým zvratem. Většinou se více podobají rostlinám než živočichům, a byly podle toho také po staletí klasifikovány. Ale pro jejich jedinečné a fascinující vlastnosti jim byla později vyčleněna říše samostatná.

Živočišné buňky získávají energii štěpením živin, rostlinné ze světla. Vědci teď ale dokázali toto základní pravidlo přepsat, když naučili buňky křečka, aby částečně fotosyntetizovaly. Mohlo by to pomoci například při transplantacích.

Řez maliníků v listopadu je vhodný pro remontantní odrůdy. Můžete odstříhat všechny výhony, anebo jen část. Podle toho budou příští rok plodit.

Lidé by mohli mít zeleně zbarvenou kůži a místo shánění jídla by se vyhřívali na slunečním světle, aby načerpali energii. Byli by také zřejmě výrazně méně mobilní, a možná i bez energie pro inteligentní mozek.

Technologie elektro-zemědělství umožňuje pěstování potravin bez světla, čímž snižuje závislost na tradiční půdě a zvyšuje efektivitu.

Jednoduché formy života mohou na Marsu přežívat ve vodních kapsách pod ledem. Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) se na základě nového výzkumu domnívá, že skryté dutiny jsou vhodné pro fotosyntézu i ochranu před nebezpečným kosmickým zářením. Experti momentálně pracují s výsledky počítačových simulací, ale v budoucnu chtějí na určitá místa rudé planety vyslat i astronauty, aby získali vzorky.

Mars je pro vědce fascinující planetou, která skrývá mnoho otázek. Jednou z nejzásadnějších je možnost existence života. Nová studie NASA přináší svěží pohled na to, zda by pod povrchem marsovského ledu mohly existovat podmínky vhodné pro mikrobiální život.

K podzimu neodmyslitelně patří barevné listí, které nám s každým krokem křupe pod nohama. Poznáte ale, z jakých stromů pochází? Otestujte se v zábavném přírodovědném kvízu.

Podle nového výzkumu se v části oteplujícího se oceánu daří „neviditelnému lesu“ fytoplanktonu, tedy rostlinného planktonu. Může to mít velké globální důsledky. Tyto organismy totiž zajišťují přibližně polovinu takzvané primární produkce planety, tedy asi půlku všech buněk na Zemi spojených s fotosyntézou. A také jsou zodpovědné za produkci většiny kyslíku.

Přestože je fotosyntéza jedním z nejdůležitějších přírodních procesů na Zemi, věda ji stále ještě úplně nechápe. Nové světlo na ni vrhl výzkum, který probíhal během polární noci v Arktidě.

Kukuřice je jednou z nejvíce pěstovaných plodin na světě a je klíčová pro globální potravinovou bezpečnost. Stejně jako u jiných rostlin, růst a produktivita kukuřice mohou být omezeny pomalou aktivitou enzymu Rubisco, který je zodpovědný za asimilaci uhlíku během fotosyntézy. V nedávné studii publikované v Journal of Experimental Botany vědci z Boyce Thompson Institute (BTI) ukázali slibný […]

Vědci objevili život pod arktickým ledem, kde mikrořasy provádějí fotosyntézu i při extrémně nízké hladině světla.

Defoliace neboli odlistění je užitečná technika, kterou používají zkušení pěstitelé okrasných i užitkových rostlin. Někteří pěstitelé konopí využívají cílené odlistění k prevenci chorob, zlepšení cirkulace vzduchu a k dosažení větší úrody.

Čím více umělého světla mají v noci stromy, tím houževnatější jsou jejich listy. Mohou se stát tak odolnými, že se jimi neprokouše hmyz. A to může mít závažné ekologické důsledky, upozorňují vědci.

Když se na Zemi objevil poprvé složitější život, mohlo to být v Africe - a jen na krátkou dobu. Unikátní podmínky vytvořené geologickou činností sice otevřely dveře vzniku života, ale současně ho tam uzavřely a způsobily, že tam zanikl. Tento scénář naznačuje nová kontroverzní vědecká studie.

Objev by mohl být přelomový v otázce pochopení života na Zemi nebo pro podmořskou těžbu, která může zpřístupnit ohromné zdroje. „Temný kyslík“ je ovšem záhadný, vzniká totiž v místech, kde není možná fotosyntéza.

Většinou se s tím setkáváme u zvířat. Ten psík je tak ošklivý, až je krásný. Ta kočka jako by vylezla ze samého pekla. Ošklivost může vzbuzovat různé emoce, její vnímání je subjektivní, v rostlinné říši se o ní však příliš nehovoří. Leda tak ještě o zápachu. A že jsou některé rostliny přebornicemi v zapáchání. Ale ošklivá rostlina? A dokonce orchidej? Vždyť orchideje jsou synonymem pravého opaku. Ženu přece květinou neurazíš, natož orchidejí. Jenže...

I přes velké pokroky moderní vědy existuje stále mnoho otázek ohledně vzniku života na Zemi, které dosud nebyly zodpovězeny. S objevem fosilií starých téměř dvě miliardy let se vědci pomalu přibližují k rozřešení této hádanky.

Když se řekne chlorofyl, většině z nás se vybaví hlavně zelené rostliny a s nimi spojený proces fotosyntézy. To je samozřejmě správně a ve škole vás to dobře naučili. Co ale už nejspíše nevíte je, že chlorofyl je stejně jako pro rostliny, důležitý i pro náš organismus a má tak mnohem větší potenciál, než jsme si mysleli. Jak to tedy s tímto zeleným barvivem je, proč bychom ho měli jíst a jak nám může chlorofyl prodloužit život.

Mikroelementy stimulují žádoucí biochemické procesy v rostlinách. Při hydroponickém pěstování, kde se jejich nedostatek řeší nejčastěji, jsou důležité zejména dva mikroelementy – mangan a železo. Mimochodem, hydroponické pěstování je způsob pěstování rostlin bez použití tradiční půdy, kdy jsou rostliny pěstovány ve vodním roztoku s živinami nebo ve vlhkém substrátu

Kdo by neměl rád podzimní dny plné sluníčka a pohledů na barevné listí všude kolem. Co vlastně stojí za tímhle barevným představením? Proč se listí stromy většinou na zimu zbavují? Ano většinou. Jak to stromy dělají, aby přežily zimu?

Jako milovníci zahrady jistě víte, že podzim přináší nejen krásné barevné scenérie, ale také práci spojenou s uklízením opadaného listí. Ačkoli se může zdát, že opadané listí na trávníku vytváří idylickou podzimní krajinu, jeho ponechání na místě může mít dlouhodobé důsledky pro zdraví vašeho trávníku. V tomto článku se dozvíte, proč je důležité uklízet listí a jaký má tento proces vliv na trávník. Důvody pro uklízení listí: Světlo a vzduch: Trávníky potřebují dostatek slunečního světla a vzduchu k fotosyntéze, což je proces, který jim umožňuje růst a získávat energii.

Fotosyntéza tropických stromů probíhá v podstatně extrémnějších podmínkách, než jaké panují například v mírném podnebném pásu. Ani jejich odolnost ale zřejmě není bezbřehá.

Podle nového výzkumu se malá část tropických stromů zahřívá natolik, že jejich listy nejsou schopny produkovat kyslík. Studie tak varuje, že proces fotosyntézy, který zajišťuje okysličování vzduchu, se může narušit.

Zálivka zahrady ve správný čas má mnoho výhod: Podpoří fotosyntézu i opylování – a kdy je tedy dobré vzít konvičku do ruky? Jako zahrádkáři se snažíme poskytovat našim milovaným rostlinám tu nejlepší péči a zajistit jim dostatek vody, aby se jim dařilo. Přemýšleli jste ale někdy, kdy je nejlepší zalévat rostliny, aby byla zálivka maximálně účinná? Odpověď se skrývá v zázračném rytmu přírody.

Bez fotosyntézy, při níž rostliny produkují kyslík, by život na Zemi nebyl možný. Proces, kterým zeleň současně získává živiny, je však velmi neefektivní. Vědci nedávno zjistili, jak ho výrazně „vylepšit“.

Rostliny v místnostech mají v současnosti především funkci estetickou, podle nové studie však mohou sloužit také našemu zdraví. Vědci z kanadské University of Victoria zveřejnili studii, podle které rostliny během fotosyntézy přispívají k čistotě vzduchu deaktivací bakterií a virů, mezi které patří například i koronavirus.

Získání elektrické energie z procesu fotosyntézy, který pro svůj život a růst využívají zejména rostliny, donedávna znělo jako ne příliš pravděpodobný scénář. Nyní se však ukazuje, že by nejnovější průlom mohl skutečně vést k efektivnímu využití tohoto rostlinného cyklu jakožto generátoru energie.

Mikrořasy nachází široké uplatnění při výrobě biopaliv, výživových doplňků či kosmetických výrobků. Existuje jich nepřeberné množství druhů a další jsou objevovány. A někdy dosti kuriózně – například v akvárku s rybičkami. Nově popsaný druh má slibnou budoucnost v komerční sféře.

Vědci vyvinuli nový inovativní druh solárního panelu, který dokáže získávat levný a udržitelný vodík pomocí umělé fotosyntézy.

V asijských lesích lze pod listím a sutí na lesní půdě spatřit zvláštní rostliny. Tyto rostliny nemají zelené listy a neprovádějí fotosyntézu.

Kyslík se nachází nejen v atmosféře, ale také v oceánech a téměř ve všech horninách. Je nezbytný pro existenci většiny živých organismů na této planetě. Poslední studie vědců z univerzity v Toho a ze skupiny Nexus pro výzkum exoplanet ale varuje, že ho čím dál tím víc ubývá.

Přírodní fotosyntéza není špatná, ale k dokonalosti má daleko. Katalyzátoroví čarodějové vytvořili systém založených na MOZích (Metal-Organic-Zyme), což jsou kovoorganické kostry MOFy okořeněné biomimetickými aktivními centry, v podstatě kovoorganické enzymy. Nový fotosyntetický systém vyrábí z oxidu uhličitého a vody metan, kyslík (a oxid uhelnatý).

Existuje teorie, která vypovídá o tom, že Slunce přestane Zemi dodávat potřebné teplo a světlo. Badatelé proto blíže nahlédli do této problematiky a našli odpověď.

Bez fotosyntézy, při níž rostliny produkují kyslík, by život na Zemi nebyl možný. Proces, kterým zeleň současně získává živiny, je však velmi neefektivní. A vědci nyní zjistili, jak ho výrazně „vylepšit“

Vědci z Jihočeské univerzity a Biologického centra Akademie věd ČR byli součástí týmu, kterému se podařilo detailně popsat systém fotosyntézy u sinic. Zároveň také…

Luštěnina sója díky genové úpravě více využívá sluneční záření a fotosyntéza v ní probíhá lépe. Proto dává vyšší úrodu. Výzkum, který financovala Nadace Billa a Melindy Gatesových, nabízí nové možnosti pro světové zemědělství.