Ekologie Mikroorganismů na Přírodovědecké Fakultě UK

13.03.2026

Ekologie mikroorganismů je dynamicky se rozvíjející obor, který se zabývá studiem interakcí mikroorganismů s prostředím na nadorganizmální úrovni. Cílem je překonat taxonomické a systémové bariéry a zkoumat mikroorganismy v kontextu jejich prostředí a funkcí.

Úkoly Dnešní Mikrobiální Ekologie

Přednáška navazuje na základní znalosti mikrobiologie a seznamuje se základy fyziologie bakterií. Dále se zabývá specifiky vodního prostředí (geochemické cykly základních prvků, metodické přístupy), bakteriálními společenstvy a jejich funkcí v různých typech vodních ekosystémů, a dále zdravotními a hygienickými aspekty.

Srovnání s Obecnou Ekologií

Ekologie mikroorganizmů se liší od obecné ekologie a ekologie makroorganizmů především malými měřítky mikroorganizmů. Dále se zabývá nikami, biogeografií mikro- a makroorganizmů, habitáty mikroorganizmů, funkčními skupinami a jejich úlohou v ekosystému. Fundamentální a realizovaná nika a problémy s kultivací mikroorganizmů, důvody a možná řešení.

Funkční Skupiny Mikroorganizmů a Energetický Metabolizmus

Charakteristika a diverzita půdního a vodního prostředí, typičtí zástupci mikroorganizmů a jejich úloha. Biofilmy a nárosty mikroorganizmů, růst mikroorganizmů na površích - biofilmy, výhody života v biofilmu, adheze.

Vliv Prostředí na Mikroorganizmy

Zákon tolerance a zákon minima, působení fyzikálních faktorů na mnohobuněčné organizmy a mikroorganizmy, srovnání. Extremofilové, faktory prostředí v přírodě a laboratoři. Teplota - rozdělení do skupin na základě optimální teploty růstu, charakteristika chladných prostředí a prostředí vysokých teplot, adaptace cytoplazmatických membrán a enzymů. Kyslík, toxické podoby kyslíku, vztah mikroorganizmů ke kyslíku a typ energetického metabolizmu. Redoxní potenciál prostředí a metabolizmus. Voda, vodní aktivita, osmofilní a halofilní organizmy a jejich prostředí a adaptace, vysychání buňky, endolithické bakterie.

Čtěte také: Přečtěte si o ekologii a patogenitě

Gradient redoxního potenciálu prostředí a typy metabolizmů. Kyslík a oxygenázové reakce, aerobní respirace. Anaerobní respirace nitrátu a denitrifikace, další akceptory elektronů pro anaerobní respirace (ionty železa a ostatních kovů, TMAO, DMSO, fumarát). Fermentace jako neúplná oxidace uhlíkatých sloučenin. Cesty další oxidace produktů fermentace: redukce iontů železa a manganu, sekundární syntrofní fermentace, respirace síranu a methanogeneze jako dokončení mineralizace v anaerobním prostředí. Chemolithotrofie - oxidace sulfanu a železnatých iontů v závislosti na pH a redoxním potenciálu, nitrifikace, anammox, oxidace vodíku jako alternativa chemoorganotrofie.

Zdroje uhlíku v prostředí, živočišné a rostlinné polymery, důvody pomalé degradace, huminové kyseliny. Fototrofie prokaryot a primární produkce, oxid uhličitý a methan jako skleníkové plyny, konkurence o vodík v anaerobním prostředí, metabolizmy v horninách hluboko pod zemským povrchem. Dusík: zdroje v prostředí, fixace dusíku, amonifikace a asimilace dusíku, DNRA , denitrifikace a nitrifikace. Síra: zdroje v prostředí, asimilace a mineralizace, význam chemolithotrofní oxidace sulfanu a respirace síranu, možnost primární produkce pomocí chemolithotrofie na dně oceánu.

Ekosystémové Funkce a Metodické Přístupy

Význam jednotlivých druhů a mikrobiálních komunit. Metodické přístupy v ekologii mikroorganismů. Kultivace a izolace čistých kultur mikroorganismů z přírody, obohacovací a selekční metody, fyziologická charakterizace kultur. Stanovení mikrobiální biomasy. Respirometrie a stanovení enzymových aktivit.

Mikroorganismy v prostředí - (ne)kultivovatelnost; prostředky popisu druhové a metabolické diversity. Meze možností a přesnosti. Geny využívané pro taxonomický a funkční popis složení a dynamiky společenstva, databáze sekvencí. Izolace environmentální DNA, využití molekulárních metod pro analýzu genové diversity.

Životní Strategie a Trofické Vztahy

Reprodukce a rozdělení K,r. Disturbance a reakce na stresové situace. Biorytmy, migrace, diverzita, distribuce a jejich souvislosti ve vztahu k populaci a společenstvu. Základní trofické vztahy. Intra a interspecifická konkurence, predace, rozklad, parazitismus, symbioza a mutualismus, komunikace mezi mikroorganismy.

Čtěte také: Životní prostředí Petrohradu

Houby a Houbové Mikroorganizmy

Základní fyziologické charakteristiky a ekologická specifika hub a houbových mikroorganismů. Růst hyfálních mikroorganismů, příjem živin. Saprotofní a houby, rozklad organických látek a vněbuněčné trávení pomocí enzymů. Symbióza - mykorrhizní houby a lišejníky. Adaptace hub na podmínky prostředí.

Faktory v Terestrických a Vodních Ekosystémech

Faktory ovlivňující a limitující život mikroorganizmů v terestrických ekosystémech. Struktura půdy jako prostředí pro koexistenci mikroorganizmů. niky, redundance, sukcese. Degradace půdního prostředí. Stabilita.

Faktory ovlivňující a limitující život mikroorganizmů ve vodním prostředí. Procesy převládající v různých hloubkách vod stojatých a v různých fázích toku vod tekoucích. Mikrobiální trofická smyčka.

Genomika Mikroorganizmů a Adaptabilita

Genová výbava mikroorganizmů - genomika; informace vyplývající ze sekvenace bakteriálních genomů: podíl sdílených genů, genová výbava specifická pro určité životní prostředí, výskyt a organizace genů šířených horizontálně. Přirozená diverzita enzymové výbavy a adaptabilita. Komunikace, produkce biologicky aktivních látek. Adaptace na antropogenní vlivy, rezistence vůči antibiotikům.

Studium na Přírodovědecké Fakultě UK

Studujte na Přírodovědecké fakultě UK a staňte se přírodovědcem! Fakulta poskytuje třístupňové vysokoškolské vzdělání v oblastech biologie, geografie, geologie, chemie a ochrany životního prostředí. Fakulta poskytuje kariérní poradenství již během studia, např. i formou mentoringu, který probíhá přímo na pracovišti spolupracujících firem a organizací.

Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku

Studijní Programy

Ekologie
Experimentální biologie rostlin
Fyziologie živočichů
Neurobiologie
Genetika
Molekulární biologie
Virologie
Imunologie
Mikrobiologie
Parazitologie
Protistologie
Vývojová biologie
Zoologie
Bioinformatika

Zaměření Programů

Tento program se zaměřuje na fyzickou antropologii a biologii, genetiku, ekologii a etologii člověka. Tento program zahrnuje botaniku, algologii, lichenologii a mykologii bez specializace. Tento program obor se zabývá studiem biologických funkcí živočišných a lidských organismů. Imunologie je dynamicky se vyvíjející obor integrující poznatky molekulární a buněčné biologie, fyziologie, reprodukční imunologie, histologie i funkční morfologie (v kontextu evoluce i ontogenese) do jediného celku, jehož pojítkem je imunitní systém. Tento program poskytuje studentům pokročilé teoretické a praktické znalosti v mikrobiologii. Biologie parazitických prvoků, helmintů a členovců na úrovni organismů buněk a molekul a jejich interakcí s hostiteli. Mechanismy patogenity, funkční morfologie a biochemie parazitů, mechanismy účinku antiparazitárních léčiv a vzniku rezistence. Tento program si klade za cíl odhalovat a formulovat obecné pojmy a logické vztahy, které charakterizují život jako protiklad neživých systémů. Pozornost je věnována i dějinám biologie jako vědního oboru. Tento program zkoumá životní cyklus organismů živočichů i rostlin.