Podobné problémy se vyskytly i v dalších evropských zemích, kde rovněž chovají kapra (Německo, Rakousko, Polsko, Nizozemí, Velká Británie,…). Ve většině případů byl ve tkáních nemocných a uhynulých ryb detekován virus podobný tomu, který je od 70. let minulého století pokládán za původce takzvané „spavé nemoci koi kaprů“, a jež se doposud vyskytoval hlavně v Japonsku u okrasné formy kapra. Vzhledem k tomu, že jedním z doprovodných příznaků tohoto onemocnění je otok (edém) různých tkání, byl původce nazván v angličtině „Carp Edema Virus“, zkráceně CEV (zatím nemá adekvátní český název, ale je možno mu říkat „kapří edema virus“). Kapři infikovaní tímto virem mají problémy s dýcháním, shromažďují se u hladiny nebo u přítoku a někdy „troubí“. Zároveň ztrácejí únikový reflex, jsou malátní, jakoby ospalí, a lze je u břehů vylovit holýma rukama. Po vylovení jsou na kůži ryb patrné světlejší skvrny, oči se jeví jako zapadlé a na žábrách bývají světlé, téměř bílé okrsky odumřelé tkáně, někdy pokryté šedozelenou plísní. Zatím bylo toto onemocnění zaznamenáno pouze u kapra. Touto úzkou hostitelskou specifičností a typickými příznaky se toto onemocnění velmi podobá jiné virové nákaze, a sice koi herpesviróze (KHV). Jsou zde však dva podstatné rozdíly: 1. onemocnění způsobené CEV se projevuje zpravidla při teplotách 8 – 18°C, zatímco KHV nejčastěji kolem 23°C; 2. na onemocnění způsobené CEV nepatří mezi sledované nákazy ryb, kdežto KHV je uvedena na seznamu tzv. „nebezpečných nákaz“, na která se vztahují určitá mimořádná veterinární opatření.

Onemocněním „CEV“ se už začalo zabývat mnoho výzkumných pracovišť. Bylo zjištěno, mimo jiné, že virus nacházený u japonských koi kaprů trpících spavou nemocí se od viru detekovaného v případech onemocnění kaprů v Evropě geneticky přece jen trochu liší. Výzkum, na němž se s kolegy z Německa, Velké Británie a Polska podíleli i pracovníci z FROV JU, prokázal, že zdravé ryby držené v nádržích společně s nemocnými, vykazují odlišnou vnímavost k dvěma existujícím variantám viru: koi kapři se snáze nakazili od nemocných koi kaprů a byli odolnější vůči „kapřímu“ viru, kdežto obyčejní kapři byli zase vnímavější k infekci přenášené jejich nemocnými soukmenovci, zatímco k viru vylučovanému nemocnými koi kapry byli poměrně imunní. Zároveň se ukázaly rozdíly ve vnímavosti k virům u různých plemen kapra. Podobně jako dříve u KHV, i zde byla jednoznačně prokázána vyšší odolnost Amurského sazana, což je divoká forma kapra, původně žijící v povodí řeky Amur. Lze se domnívat, že plemena, která mají ve svém rodokmenu tohoto asijského předka, jako například Ropšinský šupinatý kapr nebo Amurský lysec, budou rovněž vykazovat vyšší odolnost a přežití v případě, že se CEV na našem území rozšíří.

Bližší informace o této problematice jsou uvedeny v publikaci Adamek, M., Oschilewski, A., Wohlsein, P., Jung Schroers, V., Teitge, F., Dawson, A., Gela, D., Piačková, V., Kocour, M., Adamek, J., Bergmann, S. M., Steinhagen, D. 2017. Experimental infections of different carp strains with the carp edema virus (CEV) give insights into the infection biology of the virus and indicate possible solutions to problems caused by koi sleepy disease (KSD) in carp aquaculture. Veterinary Research 48: 12.

Ve vodních ekosystémech se momentálně vyskytují tisíce farmaceuticky aktivních látek v koncentracích nanogramů po mikrogramy na litr vody. Tyto nízké koncentrace jsou často schopny ovlivnit i necílové vodní organizmy, jelikož jsou přímo vyvinuté tak, aby byly efektivní v nízkých koncentracích. Tyto látky nicméně přetrvávají ve vodním prostředí jako komplexní směsi. Jak mohou tyto koktejly polutantů ovlivnit vodní organizmy? To je z velké části stále nevyřešené.

Cílem studie bylo zjistit, jak se liší odezvy na koktejl šesti polutantů (citalopram, sertralin, oxazepam, venlafaxin, tramadol, metamfetamin) oproti reakci na jednotlivé polutanty a jakým způsobem ovlivní chování raků (ukrývání a průzkum arény). V nepřítomnosti úkrytu byli exponovaní raci překvapivě méně aktivní, pomalejší, a i proto urazili menší vzdálenost než kontrolní jedinci. Oproti tomu, v přítomnosti úkrytu byli exponovaní raci častěji mimo úkryt, byli aktivnější než kontrola. Výsledky naznačují, že environmentálně blízké koncentrace použitého mixu farmak pozměňují chování necílových vodních organizmů, a to dokonce více než bylo popsáno při studii expozice individuálním polutantům. Sledované změny chování mohou vést k poškození vitality populací raků, jejich větší zranitelnosti vůči predaci a výsledně k narušení procesů v ekosystému. Tak či onak, stále je nutné problematiku studovat na úrovni vlivu různých kombinací farmak a jejich způsobu působení ve vodním prostředí.

Další informace je možné získat přímo v publikaci: Hossain, M.S., Kubec, J., Guo, W., Roje, S., Ložek, F., Grabicová, K., Randák, T., Kouba, A., Buřič, M., 2021. A combination of six psychoactive pharmaceuticals at environmental concentrations alter the locomotory behavior of clonal marbled crayfish. Science of the Total Environment 751: 141383.

Nanotechnologie lze definovat jako studium, návrh, tvorbu, syntézu, manipulaci a aplikaci funkčních materiálů v nanometrovém měřítku. V posledních letech ukazuje nanotechnologie obrovský potenciál při zlepšování a zvyšování růstu akvakultury. V našem přehledovém článku jsme shrnuli dostupnou literaturu zaměřenou na aplikace různých druhů nanočástic v akvakultuře a rybolovu. Za tímto účelem jsme nejprve zdůraznili, jak se tato technologie používá při aplikaci vakcín, při čištění vody od těžkých toxických kovů a koliformních mikroorganizmů a při dodávání živin, které hrají významnou roli při zvyšování růstu a imunologických parametrů ryb. Na druhou stranu jsme na rozdíl od jejich užitečnosti také popsali toxicitu a nepříznivé účinky, které materiály a produkty založené na nanotechnologiích působí nejen na životní prostředí, ale v konečném důsledku také na lidské zdraví. Zároveň jsme proto pojednali o důležitosti a potřebě ekologických, netoxických přírodních strategií na podporu udržitelné akvakultury. To zahrnovalo diskusi o přírodních bioaktivních sloučeninách, které se používají převážně v akvakultuře jako stimulátory růstu a imunomodulátory, zde na příkladu kurkuminu. Bohužel jejich nízká biologická dostupnost ve vodných roztocích brání jejich účinnosti. To nás vedlo k aplikaci Pickeringových emulzí, o kterých je známo, že jsou bezpečné a mají vysokou stabilitu a které se používají hlavně jako dodávací systémy pro tyto sloučeniny ve snaze zvýšit jejich biologickou dostupnost.

Podrobné informace naleznete v původním článku: Shah, B.R., Mráz, J., 2020. Advances in nanotechnology for sustainable aquaculture and fisheries. Reviews in Aquaculture 12: 925–942.

Kaviár je na celém světě vysoce ceněná pochoutka. Vyrábí se z mírně solených jiker jeseterovitých ryb. Bohužel kvůli pytláctví a ničení přirozených lokalit patří jeseteři mezi nejvíce ohrožené živočichy na naší planetě. Výrazný pokles populací jeseterů v přírodě vedl k rozvoji jejich akvakulturních chovů, původně zaměřených na znovunavrácení do přírody, v poslední době však více na produkci kaviáru. „Kaviár je mimo čistých druhů jeseterů také produkován z jejich hybridů, mezi kterými je nejpoužívanější bestěr, hybrid samice vyzy velké, Huso huso a samce jesetera malého, Acipenser ruthenus. Bez odpovídající metody založené na analýze DNA není takřka možné rozpoznat méně hodnotný kaviáru hybridů od kaviáru čistých druhů. Stejně tak samotná druhová identifikace jeseterů je značně komplikovaná a vyžaduje odpovídající molekulární metody,“ říká Miloš Havelka, který se zabývá výzkumem jeseterovitých ryb na Fakultě rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity.
Vědci Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích ve spolupráci s univerzitou Hokkaidó v Japonsku vyvinuli novou metodu pro identifikaci vyzy velké a jejího kaviáru, který je nejdražším živočišným produktem na trhu a tudíž často i předmětem obchodních podvodů. Metodu identifikace popisuje M. Havelka: Pomocí moderních metod molekulární genetiky jsme identifkovali specifické znaky v genomu vyzy velké a jesetera malého. Na základě těchto druhově specifických znaků jsme následně vytvořili jednoduchou metodu umožňující identifikaci jedinců vyzy velké, jesetera malého a bestěra. Metoda spolehlivě funguje i pro určení druhového původu kaviáru a vyžaduje pouze jednu jikru pro analýzu.
Vyvinutý nástroj by měl přispět k lepší a spolehlivější kontrole a regulaci mezinárodního obchodu s vysoce ceněnými produkty jeseterů, a také k ochraně a znovunavrácení jeseterovitých ryb do volné přírody. Jelikož je vyvinutý nástroj velice jednoduchý a nevyžaduje drahé přístrojové vybavení, může být snadno použitelný napříč laboratořemi i v méně rozvinutých zemích.

Podrobné informace naleznete v původním článku: Havelka, M., Fujimoto, T., Hagihara, S., Adachi, S., Arai, K. 2017. Nuclear DNA markers for identification of Beluga and Sterlet sturgeons and their interspecific Bester hybrid. Scientific Reports. Doi: 10.1038/s41598-017-01768-3

Obrázek 1. Vzorek kaviáru připravený k analýze.
Obrázek 2. Schéma analýzy vzorku kaviáru pomocí nově vyvinuté metody.

Pstruzi žijící v tocích, kam ústí čistírny odpadních vod, měli v těle jedenáct psychoaktivních látek včetně antidepresiv. Vyčištěné komunální odpadní vody jsou zdrojem biologicky účinných látek včetně těch, které ovlivňují nervovou soustavu organismů. Na vliv těchto látek na pstruha obecného se ve svém unikátním výzkumu zaměřil tým vědců z Laboratoře environmentální chemie a biochemie Fakulty rybářství a ochrany vod ve Vodňanech. Všech jedenáct analyzovaných psychoaktivních látek, včetně u nás nejčastěji používaných antidepresiv, bylo nalezeno minimálně v jedné tkáni pozorovaných ryb, nejvyšší koncentrace přitom byly v játrech a ledvinách.
 
“Vodní organismy, které žijí v tocích, do nichž ústí čističky, jsou psychoaktivním látkám vystaveny celý život a koncentrace těchto látek v jejich těle může ovlivňovat jejich metabolismus i chování,” říká doktorka Kateřina Grabicová z Laboratoře environmentální chemie a biochemie Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. “Domníváme se, že ovlivnění chování může v kombinaci s dalšími vlivy způsobovat velmi významné změny v populacích volně žijících ryb i obecně ve vodních ekosystémech. Ryby mohou například projevovat menší bázlivost a neukrýt se včas před predátorem,” dodává.
 
Cílem studie bylo přispět k objasnění otázky, zda mohou látky vypouštěné z čističek v delším časovém horizontu přecházet do ryb. Experiment byl založen na světově unikátním postupu, který spočíval v použití ryb žijících přímo ve sledovaném toku. Jako modelový tok byl vybrán úsek Živného potoka ovlivněný výtokem z čistírny odpadních vod města Prachatice. Část jedinců pstruha obecného žijící v kontrolní lokalitě (nad městem Prachatice) byla odlovena, označena a okamžitě přesazena do lokality ovlivněné výtokem z čističky. Následně byl ve zvolených časových odstupech potřebný počet ryb vzorkován a analyzován. Výhodou tohoto přístupu byla dobrá a rychlá adaptace přesazených ryb, které žily volně, přijímaly přirozenou potravu a nebyly stresovány např. umístěním do klecí, které jsou často v rámci podobných experimentů používány. To samozřejmě přispělo i ke zvýšení vypovídací schopnosti této studie s ohledem na skutečnou realitu, kterou nelze studovat v laboratorních podmínkách.
 
Experiment bylo možné uskutečnit jenom díky mezioborovému přístupu založenému na kombinaci dlouholeté zkušenosti s rybářským managementem daného povodí, znalosti biologie modelového druhu ryby a na špičkově vybavené analytické laboratoři se zkušenými analytickými chemiky.

Více podrobností naleznete v následující publikaci:: Grabicova, K., Grabic, R., Fedorova, G., Fick, J., Cerveny, D., Kolarova, J., Turek, J., Zlabek, V., Randak, T., 2017. Bioaccumulation of psychoactive pharmaceuticals in fish in an effluent dominated stream. Water Research, 124:654-662.

Rak červenoklepetý, druh původem ze severní Austrálie a jihu Nové Guineje, patří mezi největší desetinohé korýše. Jedná se o vysoce plodný a časně dospívající druh raka. Ačkoliv ve svém původní areálu preferuje pomalu tekoucí vody, vyznačuje se značnou tolerancí, a je tak schopný zakládat populace v různých podmínkách prostředí. Tyto biologické a ekologické vlastnosti z něj činí velmi vhodný a oblíbený akvakulturní druh – po raku červeném je celosvětově nejvýznamnějším rakem. Také jeho jedinečné zbarvení přispívá k oblibě tohoto raka mezi akvaristy. Dnes se lze s rakem červenoklepetým setkat v 67 zemích a teritoriích po celém světě. Jeho volně žijící populace jsou známy již z 22 zemí. Informace o potenciálních nebo pozorovaných dopadech tohoto druhu v nově osídlených oblastech jsou však velmi neucelené. Proto jsme vytvořili přehledový článek o tomto druhu raka, jenž zahrnuje informace o jeho taxonomii a popisu, biologii, ekologii, distribuci a cestách šíření. Na tomto základě byla provedena biologická a socioekonomická klasifikace včetně modelování jeho potencionálního rozšíření. Další rozšiřování tohoto druhu mimo jeho původní areál by mělo být realizováno nejen s ohledem na ekonomickou rentabilitu takového chovu, ale mělo by zohlednit i možné negativní biologické a socioekonomické dopady.

Rak červenoklepetý, druh původem ze severní Austrálie a jihu Nové Guineje, patří mezi největší desetinohé korýše. Jedná se o vysoce plodný a časně dospívající druh raka. Ačkoliv ve svém původní areálu preferuje pomalu tekoucí vody, vyznačuje se značnou tolerancí, a je tak schopný zakládat populace v různých podmínkách prostředí. Tyto biologické a ekologické vlastnosti z něj činí velmi vhodný a oblíbený akvakulturní druh – po raku červeném je celosvětově nejvýznamnějším rakem. Také jeho jedinečné zbarvení přispívá k oblibě tohoto raka mezi akvaristy. Dnes se lze s rakem červenoklepetým setkat v 67 zemích a teritoriích po celém světě. Jeho volně žijící populace jsou známy již z 22 zemí. Informace o potenciálních nebo pozorovaných dopadech tohoto druhu v nově osídlených oblastech jsou však velmi neucelené. Proto jsme vytvořili přehledový článek o tomto druhu raka, jenž zahrnuje informace o jeho taxonomii a popisu, biologii, ekologii, distribuci a cestách šíření. Na tomto základě byla provedena biologická a socioekonomická klasifikace včetně modelování jeho potencionálního rozšíření. Další rozšiřování tohoto druhu mimo jeho původní areál by mělo být realizováno nejen s ohledem na ekonomickou rentabilitu takového chovu, ale mělo by zohlednit i možné negativní biologické a socioekonomické dopady.

Podrobné informace lze nalézt v následujících článcích:

- Haubrock, P.J., Oficialdegui, F.J., Zeng, Y., Patoka, J., Yeo, D.C.J., Kouba, A., 2021. The redclaw crayfish: A prominent aquaculture species with invasive potential in tropical and subtropical biodiversity hotspots. Reviews in Aquaculture 13: 1488–1530.
- Haubrock, P.J., Oficialdegui, F.J., Kouba, A., 2021. Redclaw – an aquaculture jewel or invader? Worldfishing & Aquaculture (April): 26–27.
- Oficialdegui, F.J., Haubrock, P.J., Kouba, A., 2021. Are we making the same mistake again? The redclaw crayfish, a prominent aquaculture species introduced worldwide. Aquaculture Magazine 47 (1): 30–32.

Projektovaná distribuce raka červenoklepetého založená na výskytu jeho původních a introdukovaných populací.

Ruku v ruce se změnou klimatu vzrůstá frekvence, doba trvání a intenzita extrémů počasí, jako jsou například období extrémního sucha. Tyto situace jsou přirozeně kritické pro vodní organismy, neboť přímo souvisí s prostředím, které obývají. Raci v tomto období ocení své úkryty a nory, jenž jim umožňují zachovat kontakt s hladinou vody či alespoň setrvat v prostředí s vyšší vzdušnou vlhkostí. Některé druhy raků, u nás nepůvodních, se i za takových okolností dokáží rozmnožovat. Dosud však nebylo známo, zda je pro reprodukci nezbytně nutný kontakt s vodou, nebo zda je dostačující pobyt v prostředí s vysokou vzdušnou vlhkostí, jíž lze v norách při jejich uzavření dosáhnout.

Členové Laboratoře etologie ryb a raků za tímto účelem provedli sérii experimentů využívajících umělé nory s vysokou vzdušnou vlhkostí a invazivní raky mramorované jako modelový organismus. Ve vodě držené reprodukující se samice posloužily jako kontrolní skupina. Samice s vajíčky přenesené do nor s vysokou vlhkostí své potomky úspěšně odlíhnuly. V dalším experimentu byly samice s vajíčky přeneseny opět do nor s vysokou vzdušnou vlhkostí a po prodělaném líhnutí byl dokumentovaný i navazující postembryonální vývoj ráčat. Vylíhlá ráčata byla schopna se i za těchto podmínek úspěšně svléknout do druhého vývojového stádia, další vývoj však nebyl zaznamenán. Tato ráčata však zůstala životaschopná po dobu dvaceti dnů (toto stádium běžně trvá jen jednotky dnů), a pokud byla přenesena do vodního prostředí, jejich další vývoj (svlékání do třetího vývojového stádia, osamostatnění se a započetí příjmu potravy) probíhal normálně.

Získané výsledky demonstrují schopnost raka mramorovaného prodělat značnou část embryonálního a postembryonálního vývoje pouze v podmínkách vysoké vzdušné vlhkosti, což není u původních evropských druhů raků dosažitelné. Postembryonální vývoj se zastavil ve druhém vývojovém stádiu při držení ráčat ve vysoké vzdušné vlhkosti, ráčata však zůstala značnou dobu životaschopná. Po přenosu do vodního prostředí pokračoval jejich vývoj normálně. Tyto výsledky zdůrazňují význam adaptací vodních organismů vůči vysychání, stejně jako schopnosti raka mramorovaného jako invazivního partenogeneticky se rozmnožujícího druhu.

Podrobné informace lze nalézt v původním článku:

Guo, W., Kubec, J., Veselý, L., Hossain, S.Md., Buřič, M., McClain, R., Kouba, A., 2019. High air humidity is sufficient for successful egg incubation and early post‐embryonic development in the marbled crayfish (Procambarus virginalis). Freshwater Biology 64: 1603–1612.

Polyploidizace znamená znásobení počtu úplných chromozómových sad v organizmu nad běžnou úroveň a představuje významný krok v evoluci a speciaci. Polyploidie čili stav kdy má jedinec v každé buňce vyšší počet chromozomových sad, poskytuje organizmu prospěšnou genetickou flexibilitu a široké možnosti adaptivní odezvy, kdy dodatečné kopie genů teoreticky dovolují evoluci za redukovaného výběrového tlaku a získání nových funkcí genů přispívá k adaptaci.

U obratlovců ve srovnání s bezobratlými a rostlinami se polyploidie vyskytuje poměrně sporadicky a většinou ji nalézáme u obojživelníků a ryb. Nejvyšší počet chromozómů u obratlovců (2n ~ 446) byl dosud zdokumentován u osmana tibetského Ptychobarbus dipogon, kaprovité ryby z Tibetské náhorní plošiny.

Kriticky ohrožení jeseteři, kteří během své evoluce prošli třemi obdobími duplikace celého genomu, představují výjimečný příklad ploidní plasticity mezi obratlovci. Existence tří současných ploidních skupin jeseterů, jejich schopnost autopolyploidizace a mezidruhového křížení spolu s plodností některých kříženců představují nesmírně závažnou problematiku ochrany a chovu jeseterů. 

Při řešení projektu Grantové agentury České republiky „Duplikace genomu v evoluci jeseterů a dopad na jejich biologii“ (18-09323S) jsme studovali způsoby a následky umělé polyploidizace. Umělé potlačení prvního mitotického dělení samo o sobě nebo v kombinaci s předchozím potlačením druhé fáze meiózy u funkčně tetraploidních zygot (4n, C-hodnota = 4,15 pgDNA/jádro) jesetera sibiřského Acipenser baerii a j. ruského A. gueldenstaedtii vedlo k získání plůdku různých ploidních úrovní – diploidně/hexaploidních (2n/6n) mozaik, hexaploidů, oktaploidních juvenilů (8n) a dodekaploidních larev (12n). Počty od 477 do 520 chromozómů oktaploidních juvenilů obou jeseteřích druhů potvrdily, že se modální počet chromozómů rodičovských druhů zdvojnásobil. Tento nález převyšuje dosud nejvyšší dokumentovaný počet chromozómů mezi obratlovci u osmana tibetského a dokazuje, že jeseteří genom může i dnes podstoupit početné změny ploidní úrovně bez drsných fyziologických následků a produkovat jedince se širokou škálou ploidních úrovní a s extrémně vysokými počty chromozómů.

Podrobné informace naleznete v původním článku: Lebeda, I., Ráb, P., Majtánová, Z., Flajšhans, M., 2020. Artificial whole genome duplication in paleopolyploid sturgeons yields highest documented chromosome number in vertebrates. Scientific Reports 10, Article No. 19705. (IF 2019 = 3.998; Q1; DOI: 10.1038/s41598-020-76680-4).

Kapr obecný je nejvýznamnější rybou v České republice, kde jeho produkce představuje 85–90 % všech chovaných druhů ryb. V celosvětovém měřítku je kapr na čtvrtém místě s celkovou produkcí nad 4 mil. tun ročně. Přesto je zušlechťování kapra daleko za metodami používanými u jiných druhů ryb (losos atlantský, pstruh duhový, pražma královská či mořčák evropský).

Nejpoužívanější metodou zvyšování užitkovosti ryb je selekční šlechtění. To spočívá ve výběru (selekci) ryb s nejvyšší užitkovostí daného znaku, například růstu, odolnosti vůči nemocem, zmasilosti, k následné umělé reprodukci. Pokud je vybraný znak dostatečně dědivý, bude potomstvo takových ryb vykazovat vyšší užitkovost daného znaku oproti neselektované obsádce. Takovýmto způsobem lze požadované znaky neustále zlepšovat i v následujících generacích, neboť se genetický zisk kumuluje. Chceme-li ale například zvýšit podíl jedlých částí těla (opracovaný trup, filety), nelze zjistit hodnotu znaku jinak než usmrcením a zpracováním ryb. Jako alternativa se běžně využívá selekce na základě užitkovosti sourozenců. Ta však vyžaduje usmrcení a zpracování části ryb z dané obsádky a především znalost příbuzenských vztahů mezi jedinci v obsádce. Ty lze v podmínkách rybničních chovů zjistit jen s využitím metod molekulární biologie, a to je neúměrně nákladné. Proto je nezbytné pro podobné znaky hledat jinou spolehlivou metodu výběru vhodných kandidátů.

Vědci z Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích jsou společně s Klatovským rybářství a.s. zapojeni do evropského projektu (zkratka FISHBOOST), který se zaměřuje na zlepšení evropských akvakulturních chovů u šesti hlavních druhů ryb prostřednictvím selekčního šlechtění. Čeští výzkumníci se spolu se zahraničními kolegy zaměřili i na možnost zvýšení podílu opracovaného trupu a filetů u kapra. Opracovaný trup tvoří u kapra 58–62 % jeho hmotnosti. Domníváme se, že selekcí je možné jej zvýšit až o 10 %. U zpracovávaných ryb tak byly kromě podílů jedlých částí těla zjišťovány zaprvé i tloušťka břišní stěny a hloubka břišní dutiny pomocí ultrazvuku, zadruhé obsah tuku ve svalovině pomocí tukoměru a také různé délkové, obsahové a poměrové ukazatele zjištěné z fotografií ryb. Všechna tato měření lze provádět na živých rybách. Všechny zaznamenané znaky byly zkombinovány vícenásobnou lineární regresí a jejich hodnoty porovnány se skutečnými hodnotami podílu trupu a filetů. Bylo zjištěno, že podíly jedlých částí těla se dají s vysokou přesností předpovídat na živých rybách a že poměr mezi tloušťkou břišní svaloviny a hloubkou tělní dutiny je v přímé úměře k podílům jedlých částí těla.

Všechny znaky jsou rovněž vysoce dědivé. Podíly jedlých částí těla tedy lze nepřímo zvyšovat selekcí na hodnoty kalkulované na základě dvou měření pomocí ultrazvuku. Za jednu generaci je teoreticky možné zvýšit podíl filetů až o 0,7 %. Z praktického hlediska by tato neinvazivní metoda zlepšování užitkovosti jatečních znaků mohla být po proškolení odborného personálu efektivně využívána v provozních podmínkách českého rybářství. Je ale potřeba říci, že využití nepřímé selekce je nutné ověřit na více plemenech kapra a po realizované selekci. Ve výzkumu by oba partneři rádi pokračovali i po skončení zmiňovaného evropského projektu.

Podrobné informace lze najít v původním článku: Prchal, M., Bugeon, J., Vandeputte, M., Kause, A., Vergnet, A., Zhao, J., Gela, D., Genestout, L., Bestin, A., Haffray, P., Kocour, M., 2018. Potential for genetic improvement of the main slaughter yields in common carp with in vivo morphological predictors. Frontiers in Genetics 9, 283.

...Ne to mu jen tluče srdce.

Existuje několik druhů metod měření srdečního tepu, které jsou založené na různých principech. Jak u člověka, tak u raka se využívá princip měření odraženého infračerveného světla. U člověka vypadá sensor jako kolíček na prst, který dostanete v nemocnici. U raka pak jako malá krabička s drátky připevněná na záda raka. Obě zařízení monitorují srdeční aktivitu. U raka se monitoruje srdeční aktivita, protože její změna odráží změny v kvalitě vody, ve které se rak pohybuje. Tomuto principu se říká odborně bio-indikace a rak se tedy využívá jako rychlý bioindikátor výskytu nežádoucích látek ve vodě.

Měření srdeční aktivity pomocí infračerveného světla má svá omezení, a proto vědci z Laboratoře zpracování signálu a obrazu dohromady s vědci z Akustické Laboratoře Univerzity v Le Mans hledali nové možnosti, jak srdeční aktivitu monitorovat. Srdce rozvádí krev po těle raka mechanickými stahy. Tyto stahy způsobují vibrace, které svou frekvencí (četností) odpovídají tlukotu srdce. Proto byl na raka umístěn citlivý akcelerometr, který umožňuje měřit vibrace objektů. Akcelerometr zaznamenává všechny pohyby objektu a převádí je na elektrický signál. Pokud tedy něco pravidelně vibruje, bude mít signál periodickou podobu.

Tento postup umožňuje nejen snímat srdeční aktivitu raka, ale umožňuje detekovat i pohyb raka (pravidelný signál se ztratí). Toto je výhoda oproti stávajícímu infračervenému řešení, které musí pro detekci pohybu použít kameru.

Podrobné informace lze nalézt v původním článku Novak, A., Cisar, P., 2020. Crayfish heart rate monitoring with an accelerometer. Ecological Indicators 111: 105993. (IF 2018 = 4,490; AIS 2018 = 0,899).

Rak nažloutlý je prvním nalezeným jeskynním rakem žijícím mimo Severní Ameriku. Jedná se o unikátní objev, který přispěje k poznání evolučního vývoje nepříbuzných druhů a jejich přizpůsobení se extrémnímu prostředí, jakým jsou jeskyně.

“Objevený rak nažloutlý (Cherax acherontis) má vlivem nedostatku světla zakrnělé oči a jeho tělo ztratilo téměř veškerou pigmentaci. I ostatní znaky jsou podobné severoamerickým jeskynním druhům raků a svědčí o tzv. „sbíhavé“ evoluci, kdy se nepříbuzné druhy vyvíjejí podobně kvůli působení prostředí, ve kterém žijí,” popisuje doktor Martin Bláha z Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity. Nově objeveného raka popsali společně s kolegou Jiřím Patokou a Antonínem Koubou v uznávaném taxonomickém novozélandském časopise Zootaxa. Jejich objev vzbudil ve světě značný ohlas a byl označen za jednu z nejvýznamnějších událostí v poznání raků v poslední době, která mimo jiné poskytne důležité poznatky o evolučních procesech.

Výzkumníci Jiří Patoka z České zemědělské univerzity v Praze a Martin Bláha s Antonínem Koubou z Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích se novoguinejským rakům věnují již několik let a na kontě mají mimo jiné i dřívější popisy dvou do té doby pro vědu neznámých druhů. Jakmile se od domorodého průvodce dozvěděli, že v horách provincie Papua žije endemický rak obývající ponornou řeku protékající krasovými jeskyněmi, rozhodli se uspořádat expedici s cílem tajemného jeskynního raka objevit a prozkoumat. Přípravy se neobešly bez potíží, především bylo nutné zajistit dostatek finančních prostředků. “Také terén na Nové Guineji je náročný, stejně tak domluva s místními obyvateli. Riziko nepřízně počasí, úrazu či nemocí vědecké výzkumy značně komplikuje,” vysvětluje doktor Jiří Patoka. Bez nadsázky je možné velkou část tohoto největšího tropického ostrova i v dnešní době označit za téměř neprozkoumanou. Čeští vědci si z výzkumu odnášejí také zážitky spojené ze soužití s místními obyvateli ve vesnici Palimoro, která jim byla po čas průzkumu domovem.

Na základě této i předchozích studií se úspěšně rozvíjí mezinárodní spolupráce, do které je nyní zapojeno pět indonéských univerzit a jedno muzeum. Na indonéských pracovištích je tak umožněno působit českým studentům a vědeckým pracovníkům, stejně tak indonéští výzkumníci a studenti cestují na stáže do České republiky. “Do budoucna určitě plánujeme další expedice do Indonésie včetně Nové Guineje. Tento region je nesmírně bohatý na doposud neobjevené račí druhy, jeho ekosystém je ale vystaven i mohutnému náporu nepůvodních druhů zavlečených člověkem. Ty se v mnoha případech chovají invazivně a nenávratně poškozují zdejší unikátní ekosystémy,” dodává Martin Bláha.

Krátké video můžete zhlédnout zde.

Kontakt:

Raci patří do skupiny živočichů, kteří jsou využíváni jako bioindikátory čisté vody. Jsou velmi citliví na změny v kvalitě vody a rychle na ně reagují. Díky tomu mají raci velký potenciál jakožto detektory znečišťujících látek například v úpravách vody nebo v pivovarech. I drobnější změna kvality vody se projeví na frekvenci srdečního tepu u exponovaných raků.

Vědci vyvinuli několik počítačových systémů, které mechanismu spočívajícího v detekci a analýze srdečního tepu raků používají. Hlavním problémem jsou ale dráty nebo optická vlákna, které je nutné k přenosu signálu ze snímače využívat. Snímač je umístěn na zádech raka, odkud je signál přenášen do počítače. Tyto sensory a jejich připojení ale znemožňují umístit více raků do jednoho akvária a omezují i jejich pohyb.

Vědci na Fakultě rybářství a ochrany vod tento problém vyřešili. Díky spolupráci dvou laboratoří, Laboratoře etologie ryb a raků a Laboratoře zpracování signálu a obrazu, vytvořili originální systém sledování srdečního tepu, který je založen na zcela neinvazivním, bezdotykovém hardwaru. Systém dokáže stanovit frekvenci srdečního rytmu kombinací infračerveného osvětlovače a citlivé kamery. Není třeba žádný sensor, a proto je možné monitorovat více raků v jednom akváriu současně. Tento systém je navíc levnější a představuje efektivnější ekvivalent již stávajících metod.

Zdroj: Císař, P., Saberioon, M., Kozák, P., Pautsina, A., 2018. Fully contactless system for crayfish heartbeat monitoring: Undisturbed crayfish as bio-indicator. Sensors and Actuators B: Chemical 255: 29-34. (IF 2016 = 5.401; AIS 2016 = 0.786).

• Horní obrázek – snímek infračervené kamery, bílé obdélníky představující reflexní značky kolem oblasti srdce, červený obdélník je detekován softwarem automaticky a vložen do obrazu.
• Dolní obrázek – změny množství infračerveného červeného světla odraženého od srdce s detekovanými lokálními minimy a maximy představujícími smrštění a roztažení srdce raka.

Růst lidské populace a její požadavky na kvalitní zdroje bílkovin vedly k nadměrnému nebo úplnému vyčerpání 80 % světových populací ryb. To vede k neustálému růstu produkce světové akvakultury (chov ryb a jiných vodních organismů), která se tak stala jedním z nejrychleji se rozvíjejících potravinářských odvětví. Současná sladkovodní akvakultura se opírá o hrstku rybích druhů (např. amur bílý, tolstolobik bílý, kapr obecný, tlamoun nilský, losos obecný), které tvoří přes 90 % její produkce. Z důvodu zvýšení trvale udržitelného rozvoje akvakultury má proto zásadní význam diverzifikace produkce ryb, přičemž okoun říční (Perca fluviatilis) je jedním ze slibných kandidátů. Vzhledem k jeho vysoké ceně a rostoucí poptávce spotřebitelů je okoun říční vhodný pro chov v  recirkulačních akvakulturních systémech (RAS). Přestože je okoun říční chován v RAS již více než dvě desetiletí, objem jeho produkce není stále dostatečný, aby vyhověl požadavkům trhu. Jako hlavní limitující faktory jsou obvykle uváděny pomalý růst, malá velikost a sensitivita larev. Tyto vlastnosti lze však zlepšit zaváděním biotechnologických postupů, např. domestikací a selektivním šlechtěním.

Podle několika studií se mohou zootechnické vlastnosti (růst, přežití) výrazně lišit mezi různými geograficky odlišnými populacemi okouna říčního, což naznačuje, že geneticky různé populace vykazují různé růstové charakteristiky v kontrolovaných podmínkách. Před zahájením biotechnologických postupů je tedy nutné určit populace vhodné pro chov v RAS. Výběr vhodných populací okouna říčního s následnou aplikací biotechnologických metod tak může v blízké budoucnosti výrazně zvýšit produkci tohoto druhu. Dosud však nebylo provedeno srovnání růstových charakteristik okouna říčního, které by bylo podpořeno genetickými analýzami.

Český výzkumný tým (Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích) společně s francouzskými kolegy (University de Lorraine v Nancy, Francie) provedli experiment, kde zkoumali vliv genetické diferenciace na zootechnické vlastnosti okouna říčního. Tři geograficky odlišné populace okouna z České republiky, Slovenska a Polska byly porovnány v kontrolovaných podmínkách RAS z hlediska přežití, růstových parametrů a kanibalismu během 115 dnů po vylíhnutí. Tyto výsledky byly spojeny s genetickým hodnocením založeným na čtyřech mitochondriálních markerech: cytochromu b, D-loop kontrolní oblasti, 16S rRNA a cytochrom oxidasy I.

Rozdíly získané během chovu byly pozorovány především mezi geneticky odlišnou polskou populací a geneticky podobnými populacemi ze Slovenska a České republiky. Na konci experimentu byla specifická růstová rychlost polské populace významně vyšší než u ostatních populací. Kanibalismus a přežití se u zkoumaných populací na konci experimentu nelišily, což vylučuje vliv genetického potenciálu na tyto parametry v této studii. Mezi geneticky podobnými populacemi byly zaznamenány také rozdíly, avšak statisticky neprůkazné. Získané výsledky je však nutné interpretovat s ohledem na a) možné podhodnocení genetické variace založené na analýze pouze čtyř mitochondriálních markerů, b) důsledky odlišného zdravotního stavu, pre-experimentálních environmentálních podmínek ve zdrojových lokalitách nebo mezigeneračních vlivů. K posouzení významu těchto faktorů jsou proto potřebné  další studie.

Podrobné informace lze nalézt v původním článku Vanina, T., Gebauer, R., Toomey, L., Stejskal, V., Rutegwa, M., Kouřil, J., Bláha, M., Lecocq, T., 2019. Genetic and aquaculture performance differentiation among wild allopatric populations of European perch (Percidae, Perca fluviatilis). Aquaculture 503: 139–145.

Členům Laboratoře zárodečných buněk se podařilo jako prvním na světě vpravit nanočástice (nanočástice oxidu železa) do primordiálních gonocytů (prekurzorů gamet) in vivo. Nanočástice byly mikroinjikovány do zárodečné plasmy embrya těsně po oplození. Tato specifická cytoplasma má zásadní význam pro formování a diferenciaci zárodečných buněk. Nanočástice byly fluorescenčně značené, což nám umožňovalo sledování primordiálních gonocytů během embryogeneze. Po doputování primordiálních gonocytů do zárodečné rýhy (budoucích gonád) bylo možno vývoj těchto buněk dále pozorovat pomocí mikrotomografie. Tato metoda otevírá nové možnosti pro studium vývoje zárodečných buněk in vivo, izolaci těchto buněk pomocí magnetu (následovanou in vitro kultivací, kryoprezervaci a transplantaci do náhradních rodičů) nebo naopak jejich eliminaci pro účely sterilizace a produkce náhradních sterilních rodičů pomocí hypertermie (zahřátí ve střídavém elektromagnetickém poli). V našem případě se navíc jednalo o vzácné jesetery, kteří jsou podle Červené knihy ohrožených zvířat jednou z nejohroženějších skupin živočichů na světě.

Podrobné informace lze nalézt v původním článku: Khanzai Baloch, A.R., Fučíková, M., Rodina, M., Metscher, B., Tichopád, T., Shah, A.M., Franěk, R., Pšenička, M., 2019. Delivery of Iron Oxide Nanoparticles into Primordial Germ Cells in Sturgeon. Biomolecules 9: 333.

Vliv blešivce ježatého na raky.

Sladkovodní ekosystémy čelí celosvětově náporu nepůvodních druhů, které v mnoha případech vykazují parametry druhů invazních. Vliv invazních druhů na původní komunity je často škodlivý, přičemž počet invazních druhů, které se následně šíří, se stále zvětšuje. Díky tomu se v našich vodách často setkáváme s často nečekanými kombinacemi původních a nepůvodních druhů. Zatímco vliv invazních druhů na ty původní je poměrně dobře dokumentovaný, vzájemné interakce více nepůvodních druhů jsou prostudované výrazně méně.

V naší studii jsme sledovali potenciál blešivce ježatého Dikerogammarus villosus ovlivňovat invazní druhy v evropských vodách, konkrétně severoamerické zástupce – raka signálního Pacifastacus leniusculus a raka mramorovaného Procambarus virginalis. Hlavním cílem studie bylo zjistit, zda může blešivec ježatý, kromě své úlohy potravního organizmu (rovněž potvrzené touto studií), nějak výrazně ovlivnit populace raků predací na jejich vajíčcích, vylíhlých ráčatech a juvenilních racích. Bylo potvrzeno, že blešivec ježatý je schopen požírat nejen volně se pohybující juvenilní raky a ztracená vajíčka raků, ale i aktivně predovat na snůškách vajíček a vylíhlých ráčat aktivně bráněných jejich matkou. Výsledky ilustrují velkou žravost a konkurenceschopnost, stejně jako neočekávanou odvahu (či spíše drzost) tohoto malého bezobratlého živočicha schopného ovlivnit mnohem větší skupiny organizmů tlakem na jejich vývojová stadia. Díky vysoké agresivitě, odvaze a žravosti není blešivec ježatý jen vítanou kořistí ryb a raků, ale i zdatným konkurentem. Druhy s menšími vajíčky a ráčaty jsou více náchylné predaci blešivcem ježatým, jak je patrno z větší predace na vajíčcích a juvenilech raka mramorovaného než u raka signálního.

Detailní informace můžete nalézt v původním článku: Roje, S., Veselý, L., Švagrová, K., Kozák, P., Kouba, A., Buřič, M., 2021. Pilferer, murderer of innocents or prey? The impact of killer shrimp (Dikerogammarus villosus) on crayfish. Aquatic Sciences 83: 5. (IF 2019 = 2.402; Q2).

Podrobné informace naleznete v publikaci: Červený, D., Turek, J., Grabic, R., Golovko, O., Koba, O., Fedorova, G., Grabicová, K., Žlábek, V., Randák, T., 2016. Young-of-the-year fish as a prospective bioindicator for aquatic environmental contamination monitoring. Water Research 103: 334–342.