Projekt si klade za cíl vybudování 15členného týmu vědců a zřízení moderní infrastruktury s cílem získat stabilní, mezinárodně konkurenceschopný výzkumný tým. K tomu bude využita molekulární biologie a lesnické vědy k ochraně lesů coby pohlcovačů uhlíku. Bude se zkoumat interakce kůrovců a jehličnanů za pomocí genomiky, transkriptomiky a proteomiky, spolu s ověřením genetiky a metabolomiky. S cílem zlepšit ochranu lesa se bude pracovat na třech úrovních:
- Gen (G),
- Strom (T) a
- Krajina (L).
| Název projektu | Vybudování excelentního vědeckého týmu na FLD ČZU v Praze a jeho přístrojově-technického zázemí zaměřeného na mitigaci důsledků klimatických změn v lesích (od úrovně genů po úroveň krajiny) |
| Zkrácený název projektu | EXTEMIT-K |
| Číslo projektu | CZ.02.1.01/0.0/0.0/ 15_003/0000433 |
| Příjemce | Česká zemědělská univerzita – Fakulta lesnická a dřevařská |
| Řešitel | prof. Ing. Marek Turčáni, PhD. |
| Celkové způsobilé výdaje | 247,730,403.73 CZK |
| 71,35 % Příspěvek Unie | 176,755,643.05 CZK |
| 23,65 % Veřejné zdroje | 58,588,240.48 CZK |
| 5 % Vlastní kofinancování | 12,386,520.20 CZK |
| Datum realizace projektu | 01/12/2016 – 30/06/2023 |
| Grantor | Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy |
| Název operačního programu | Operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání |
Lesy jsou kritickými biotickými prvky, které mohou působit jako životně důležité propady uhlíku, ale mohly by se taky stát zdroji uhlíku, pokud budou narušeny nebo nesprávně spravovány. Tato výzva je nejvíce akutní pro severní jehličnaté lesy a možná nejkritičtější v regionech střední Evropy. Biologická věda současně prochází svou největší revolucí od Darwina, nyní se objevuje mnoho aspektů molekulární biologie. Náš návrh se snaží používat tyto nové metody v souladu s aplikovanou vědou potřebnou pro správu lesů. Budeme studovat genomiku, transkriptomiku a proteomiku spolu s osvědčenou genetikou a metabolomikou (chemická ekologie) a teorií interakcí rostlin-hmyz, zejména u dvou kůrovců. Pracujeme na interakcích jehličnatých stromů a brouků ve třech stupních měřítka: gen, strom a krajina. Mezi studiemi nejprve uvedeme genom typu Ips typographus, který bude poprvé použit pro funkční analýzu proteinů pro čichové receptory (de Fouchier et al., 2016; Andersson et al., 2013). Faktory rezistence ke stromům (Schiebe et al., 2012) budou pozorovány přímo a dálkovým průzkumem a fyzikálně-chemicky manipulovány, zatímco odolnost polykultur krajiny bude modelována a zlepšována zvýšenou semiochemickou rozmanitostí. Tyto a celkem 18 úkolů v projektu umožní testování hypotézy Semiochemické rozmanitosti (Raffa et al., 2016; Zhang Schlyter, 2003).
Nové znalosti využijeme k doladění mechanického chápání vztahů mezi brouky a stromy, zejména těch, které poskytují slibné kontakty v oblasti inovací a řízení.
Toto téma je aktuální, ale také velmi náročné, jak ukazují roky 2015/2016, kdy dva prestižní časopisy „Věda a ekologie a management lesa“ přidělily tému o zdraví a hospodaření s lesy v důsledku globálního oteplování. Další varování bylo spojeno s riziky podceňování globální úmrtnosti stromů na období sucha v antropocenu Allen et al. (2015). Náročný aspekt vidíme ve skutečnosti, že ve všech případech, zatímco mnoho potenciálních problémů bylo velmi dobře popsáno, bylo představeno jen málo nových nástrojů řízení nebo vyhlídky na jejich vývoj.
Projekt má nejen ambice přinést nové vědecké výsledky, ale také řešit společenské potřeby. Tyto výsledky dále analyzujeme a pokusíme se najít následné aplikace v slibných případech, např. jak uvést do praxe nové chemické látky a materiály, technologické postupy a patenty v relativně krátké době. Takové výsledky umožňují snížit nebezpečí lesních škůdců na lesních porostech, které jsou klimatickými změnami zranitelnější. Abychom mohli začít se základním výzkumem s výsledky vstupujícími do praxe, použili jsme během projektu princip komplexního budování týmu. Výzkumný tým bude sestávat z kombinace vynikajících mladých a zkušených vedoucích vědců, kteří mají zkušenosti se základním výzkumem, ale také vědce se zkušenostmi s aplikovaným výzkumem.
Mezi praktické výsledky aplikace mohou patřit: Několik nových metod pro krátkodobou a střednědobou diagnostiku a predikci zdraví stromů, což umožňuje dobře naplánovaným sanitárním řezům preventivně odstraňovat stromy s nízkým zdravím. V současné době jsou připravována nová aktivní semiochemikálie, zejména antiatraktanty pro lepší řízení Ips typographus. Komerčně realizovatelné menší servisní společnosti by mohly prakticky zavést zřízení a přizpůsobení snifferdogů pro detekci nových útoků kůrovců, integrovaných s dálkovým snímáním tepelné emise v reálném čase. Znalostní základna efektů lesní rozmanitosti pro vstup do legislativních a politických procesů s cílem nalézt rovnováhu mezi lesní produkcí a dlouhodobou udržitelností v podmínkách změny klimatu. V důsledku toho bude mít projekt dlouhodobý dopad na správu lesů; zvýšit odolnost nehostitelských dřevin v jehličnatých lesích. Plánujeme přinést aplikaci jedinečných kombinací a dávek antiatratantů a feromonů umožňujících aktivní ochranu cílových porostů bez dopadu na okolní porosty. Vývoj nových metod ochrany pro kriticky ohrožené útoky kůrovců (nové lesní okraje) snížením atraktivity (kombinace stínování a antit atraktantů).
Použitelné výstupy projektu však přesahují výše uvedené výsledky. Významnými výstupy projektu budou také informace, které v blízké budoucnosti výrazně změní pohled veřejnosti na lesy a správu krajiny. Příprava legislativních dokumentů, politicko-socioekonomická analýza a strategie založené na výsledcích projektu budou startérem podstatných změn v hospodaření v lesích. Prostředky investované do projektu tak přinesou zisk nejen z vytvoření vynikajícího týmu vybaveného vysoce kvalitními laboratorními nástroji. Přispějí také k pozitivnímu dopadu na veřejnost, správu lesů a krajiny a cenné informace pro politická rozhodnutí.