Oceněný výzkum Pavla Hyršla má pozitivní přínos v oblasti včelařství, ekologických vztahů a zemědělství. Výsledky poskytly přehled změn v organismu parazitovaných včel, které jsou příčinou jejich zhoršeného zdraví i pozorovaných úhynů včelstev. K ocenění gratulujeme.
Vystudoval Přírodovědeckou fakultu MU, specializaci Fyziologie živočichů a následně získal titul Ph.D. v oboru Imunologie. Realizoval řadu zahraničních pobytů, zejména na Stockholm University ve Švédsku. Pracuje na Oddělení fyziologie a imunologie živočichů, kde vede Laboratoř srovnávací imunologie. Hlavní vědeckou náplní je studium imunitního systému hmyzu na několika modelových organismech, mezi které patří zejména octomilka obecná, zavíječ voskový a včela medonosná. Při výzkumu interakce hostitel-parazit jsou používány také entomopatogenní hlístice, které jsou součástí biologického boje s hmyzími škůdci.
Foto: Irina Matusevich
Ocenění MUNI Innovation Award 2023 převzal Pavel Hyršl při slavnostním udílení těchto cen na Business Research Foru, které se konalo 26. 4. 2023 ve 14 hodin v pavilonu CEITEC MU v Univerzitním kampusu Bohunice. Ocenění získal Pavel Hyršl za výzkum imunity, dlouhověkosti a parazitace včely medonosné s dopadem pro praxi v zemědělství a také za dlouhodobou osvětovou činnost směrem k laické i odborné veřejnosti, včetně spolupráce s Výzkumným ústavem včelařským, s.r.o. a Ministerstvem zemědělství. Jak uvádí k významu výzkumu pro praxi sám oceněný: „Včela medonosná jako náš nejdůležitější opylovatel rostlin je v současné době pod tlakem mnoha vlivů − biologických, chemických, klimatických, antropogenních a dalších. Výsledkem je oslabení včelstev, která poté hůře čelí patogenům a parazitům, může nastat i kolaps, tedy zánik včelstva. Jsem rád, že je náš výzkum přímo spojený s praxí, jsme v kontaktu se včelaři a ve výsledku by měly dosažené výsledky pomoci právě jim a jejich včelám. Zaměřili jsme se zejména na problém dlouhověkosti včel, kdy úspěšné založení dlouhověké zimní generace včel je nutné pro zdárné přezimování, a dále také na parazitaci kleštíkem včelím (Varroa destructor). Tzv. varroázu, kterou kleštík způsobuje, musí v současnosti tlumit každý včelař. Své poznatky se snažíme předávat veřejnosti ať už na stránkách včelařských časopisů nebo formou přednášek, seminářů a workshopů,” uvádí k ocenění Pavel Hyršl.
Připomeňme si, že MUNI Innovation Award je ocenění pro studenty a zaměstnance MU, jejichž výstupy se podařilo úspěšně zavést do praxe, napomohly ke zdokonalení výrobků či služeb nebo jakkoli jinak přispěly ke zvýšení společenské relevance výzkumu MU. Letos se sešlo celkem 31 nominací, z nichž odborná komise vybrala 11 počinů s největším inovačním potenciálem či celospolečenským dopadem.
Pavel Hyršl působí na Oddělení fyziologie a imunologie živočichů Ústavu experimentální biologie, kde vede Laboratoř srovnávací imunologie. Zde se vědkyně, vědci i studující zabývají imunitními reakcemi hmyzu, sledují signální dráhy zapojené v jejich regulaci, funkci jednotlivých genů a rozdíly v odpovědi na odlišné podněty, např. bakteriální infekci, parazitaci a podobně. Kromě vědeckého pracovníka Mgr. Pavla Dobeše, Ph.D. se včelami zabývají také studenti doktorského studia, Mgr. Jana Hurychová, Mgr. Sara Šreibr a Mgr. Jacek Marciniak.
Jak uvádí oceněný Pavel Hyršl: „Laboratoře Ústavu experimentální biologie za poslední dekádu dosáhla zajímavých výsledků v oblasti fyziologie, imunity a chování včel, které členové laboratoří publikovali v prestižních zahraničních časopisech. Uspořádali také tři úspěšné workshopy pro včelařskou veřejnost, kde seznámili přítomné se svými výsledky a provedli je laboratořemi s praktickými ukázkami výzkumu. Dalšími výstupy jsou publikované metodiky nebo přípravek pro podporu imunity včel,“ uzavírá Hyršl. Pojďme se ale na některé projekty podívat podrobněji.
Projekt Dlouhověkost včel a její úloha v udržitelném chovu probíhal v letech 2016−2018 a byl zaměřen na fyziologické a imunitní rozdíly mezi krátkověkou (letní) a dlouhověkou (zimní) populací včel, které se vyskytují v mírném geografickém pásu. Jak uvádí Pavel Hyršl: „O tom, zda včelstvo přežije zimní období, se rozhoduje již začátkem podzimu. Proto jsou znalosti o podílu zimní generace ve včelstvu důležité a mohou pomoci bránit zimním ztrátám včel. Rozlišení daných populací na základě vnějších znaků je téměř nemožné, což však neplatí pro jednotlivé fyziologické a imunitní reakce. Výsledkem projektu byla identifikace celkové koncentrace proteinů, obsahu vitellogeninu a úrovně antimikrobiální aktivity jako parametrů, podle nichž lze určit, zda daná včela patří ke krátkověké nebo dlouhověké populaci,“ uzavírá docent Hyršl.
Za tuto studii získali autoři ocenění od Ministerstva zemědělství, vyzdvihující kvalitu a aktuálnost prováděného výzkumu. Výsledky získané během experimentů na několika vybraných včelstvech byly v následujících letech ověřeny na vzorcích včel z celé České republiky zaslaných přímo včelaři. Potvrdilo se, že sledované parametry se pohybují v předpokládaném rozmezí v závislosti na roční době a s minimálním vlivem stanoviště. Navíc je lze měřit u živých včel zaslaných do laboratoře, aniž by došlo k ovlivnění výsledku stresem z přepravy.
Součástí výše zmíněného projektu bylo i studium dynamiky imunitní odpovědi. Otázkou bylo, jak se liší s určitým časovým odstupem imunitní odpověď včely na podání patogenu. Vědkyně a vědci opět pozorovali odlišnosti mezi krátkověkou a dlouhověkou generací včel. Jasně se ukázalo, že zimní populace včel má imunitní systém nastaven především na využití látkové imunity a letní včely spoléhají více na imunitní buňky.
Na studium dlouhověkosti včel navazují členové laboratoře v právě probíhajícím projektu Národní agentury pro zemědělský výzkum, v němž se věnují změnám ve fyziologii a imunitě včel napadených parazitem kleštíkem včelím (Varroa destructor) a jím přenášenými patogeny.
Jak uvádí Pavel Hyršl: „Parazitace kleštíkem a přidružené infekce jsou faktory, které mají významný podíl na ztrátách včelstev během přezimování, avšak co vše se v napadených včelách děje, není dodnes zcela přesně známo. Ve spolupráci s kolegy z Výzkumného ústavu včelařského, s. r. o., Výzkumného ústavu veterinárního lékařství, v. v. i., Univerzity Palackého v Olomouci, České zemědělské univerzity v Praze a Biofyzikálním ústavem AV ČR, v. v. i., proto v posledních dvou letech provedli členky a členové laboratoře dvě studie zimních a letních včel, ve kterých detailně zkoumali dělnice pocházející ze včelstev standardně ošetřovaných antiparazitikem Gabon Flum a včely z neošetřovaných včelstev, u kterých navíc při líhnutí rozlišovali mladušky parazitované od těch, které do kontaktu s roztoči nepřišly. Komplexní pohled na změny u zkoumaných včel umožnil tzv. OMICs přístup, tzn. hodnocení celkových změn v genové aktivitě, spektru bílkovin a dalších metabolitů pomocí moderních vysokokapacitních metod,“ uzavírá docent Hyršl.
Výsledky těchto analýz poskytují přehled molekulárních změn v organismu parazitovaných včel, které jsou příčinou jejich zhoršeného zdravotního stavu a v celkovém důsledku také pozorovaných úhynů včelstev. Je dobře známo, že roztoči působí také jako přenašeči dalších patogenů, proto jsou součástí studií experimenty zaměřující se na virus deformovaných křídel, jako jeden z nejčastějších virových patogenů v našich podmínkách, a jeho vliv na fyziologii a imunitu včel. Tato oblast je podle Pavla Hyršla, co se týká imunologie, výrazně méně probádaná než klasické bakteriální infekce, ale současné laboratorní metody umožňují detailní poznání reakcí cílených proti virům a do budoucna tím položit základy pro jejich cílenou kontrolu.
Další běžící projekt podporovaný Národní agenturou pro zemědělský výzkum se týká výzkumu vlivu probiotik na zdraví včel. Včely, stejně jako lidé, mají ve svém trávicím traktu bakterie mléčného kvašení přispívající ke zlepšení zdravotního stavu hostitele. V rámci projektu byly izolovány kmeny bakterií s vhodnými vlastnostmi, které jsou následně aplikovány včelám v laboratorních podmínkách i ve včelstvech. Probíhá měření fyziologických a imunitních parametrů s cílem objasnit, jestli podání těchto bakterií zlepší včelám odolnost proti patogenům a parazitům. Cílem je v následujících letech uvedení probiotického přípravku na trh.
Součástí projektů je i úzká spolupráce s doc. RNDr. Martinem Váchou, Ph.D., který se věnuje zajímavému tématu magnetorecepce, tzn. schopnosti vnímat magnetické pole Země, a paměti včel. Magnetický kompas doplňuje už tak širokou řadu smyslových schopností včel a pomáhá jim při orientaci v terénu. Včely jsou schopné si zapamatovat mimořádný objem zrakových, čichových a magnetických podnětů z okolního prostředí a sestavit z nich mentální navigační mapu. K testování schopnosti včel ukládat informace do paměti a vybavovat si je výzkumníci používají reflex vysunutí sosáku. Včela je schopna si spojit určitou, třeba i zcela neznámou vůni, s cukernou odměnou a vysouvá pak sosák, jak jen vůni ucítí (viz obrázek z brněnské laboratoře níže). Tento základní prvek propojení smyslové a motorické aktivity probíhající ve včelím mozku se zdá být citlivý k vlivům magnetických polí kolem elektrických spotřebičů. Jedním z úkolů, které brněnští vědci aktuálně řeší, je zjistit, jestli člověkem a jeho moderními technologiemi generovaná elektromagnetická pole nenarušují právě kompasové a paměťové schopnosti včel.
Text vznikl s použitím článku P. Hyršla Vivat apidologie − Masarykova univerzita zveřejněném v časopise Moderní včelař v 03/2022.
Brno, město, kde Gregor Mendel položil základy genetiky, se minulý týden stalo evropským centrem syntetické biologie. V brněnském planetáriu se totiž od 6. do 8. listopadu konala prestižní konference Applied Synthetic Biology in Europe VII, zaměřená na využití syntetické biologie v praxi. Na konferenci...
Cenu prorektorky Masarykovy univerzity za excelentní výsledky v doktorském studiu převzalo 10 absolventů naší Přírodovědecké fakulty, jejich školitelé i konzultanti. Gratulujeme.
