Digitální dvojče ekosystému: Co to je a k čemu slouží?

19.04.2026

Špičkové evropské výzkumné infrastruktury se spojily v nově vzniklém projektu BioDT, aby společně navrhly a vyvinuly prototyp digitálního dvojčete pro výzkum a analýzu biologické rozmanitosti za účelem podpory Strategie EU v oblasti biodiverzity do roku 2030. V tomto unikátním projektu jsou zapojeni i vědci a vědkyně z českého národního superpočítačového centra IT4Innovations.

Co je digitální dvojče?

Digitální dvojče je virtuální kopie reálného systému, která umožňuje sledovat a vyhodnocovat stav objektu nebo procesu. Díky novému využití stávajících technologií a dat z příslušných výzkumných infrastruktur bude digitální dvojče schopno přesně a kvantitativně modelovat interakce mezi druhy a jejich prostředím.

Proč je biodiverzita důležitá?

Biologická rozmanitost neboli biodiverzita poskytuje základní zdroje, které využíváme a jež mají přímý dopad na blahobyt člověka, včetně potravin, živin a energetických zdrojů, a je zásadní pro zdraví a fungování ekosystému. Naše planeta čelí naléhavým výzvám, a proto je nutné pochopit dopady změny klimatu a lidské činnosti na biologickou rozmanitost a najít způsoby, jak lze jejich účinky zmírnit a případně zvrátit.

Pochopení sil, které formují biologickou rozmanitost, je nezbytné pro racionální hospodaření s přírodními zdroji a také pro naplnění strategie Evropské unie v oblasti biodiverzity do roku 2030, jejímž cílem je obnovit biologickou rozmanitost v Evropě. K tomu jsou zapotřebí inovativní způsoby kombinace dat, modelů a interakčních procesů.

Cíle projektu BioDT

Cílem vědkyň a vědců konsorcia, které vede finské CSC - IT Center for Science a sdružuje 22 partnerů, je posunout současné hranice prediktivního chápání dynamiky biologické rozmanitosti a vyvinout digitální dvojče biodiverzity (BioDT), jež umožní pokročilé možnosti modelování, simulace a predikce.

Čtěte také: Ekosystém a ochrana rostlin

Projekt zlepší naši schopnost řešit globální problémy spojené se ztrátou biologické rozmanitosti a klimatickou krizí, včetně poskytování ekosystémových služeb a potravinové bezpečnosti, předpovídání propuknutí nemocí a pochopení dynamiky klíčových druhů.

Kdo se na projektu podílí?

Kromě specialistů na vysoce výkonného počítání, umělou inteligenci atd. sdružuje projekt BioDT dynamický tým odborníků na biodiverzitu z různých oblastí, a to ekologie, biologie, genomiky, přírodopisu, informatiky biodiverzity, počítačových věd, matematiky/statistiky, věd o životním prostředí a Zemi a věd o klimatu.

K dosažení společného cíle a vytvoření digitálního dvojčete biodiverzity bude nápomocen i nejvýkonnější evropský superpočítač LUMI, na jehož budování a provozu se podílí také České republika, respektive IT4Innovations národní superpočítačové centrum, které je součástí VŠB - Technické univerzity Ostrava.

Tomáš Martinovič z Laboratoře pro náročné datové analýzy a simulace, který je zodpovědným řešitelem projektu v IT4Innovations, přiblížil české zapojení: „V rámci projektu BioDT povedeme aktivity spojené s integrací platformy digitálního dvojčete do prostředí výzkumných infrastruktur.

Ekosystémové stanice: Nádech, výdech přírody

Podobně jako my „dýchá“ i příroda okolo nás. Koloběh látek a energie mezi krajinou a atmosférou vytrvale sledují ostražité ekosystémové stanice.

Čtěte také: Jak funguje perfektní kopie ekosystému

„Eddyna, jak zařízení s kolegy zkráceně říkáme, měří rychlost a směr proudění vzduchu ve všech třech osách i koncentraci skleníkových plynů, a to dvacetkrát za vteřinu,“ popisuje Marian Pavelka, vedoucí oddělení toků energie a látek v CzechGlobe - Ústavu výzkumu globální změny AV ČR. Právě díky nim se totiž přenášejí látky mezi krajinou a atmosférou.

„S její pomocí dokážeme vypočítat rychlost výměny studovaných látek pro každou půlhodinu, takže máme pro každý den osmačtyřicet hodnot. Příroda přitom dokáže část tohoto skleníkového plynu, který lidé ve velkém produkují spalováním fosilních paliv, pohltit. A tím zpomaluje probíhající klimatickou změnu.

„Ekosystémy jsou výseky krajiny s živou i neživou složkou. Například lužní les, louka, pole… Kdyby neexistovaly, možná bychom se na Zemi už dávno uvařili.

Ekosystémové stanice ve světě

V Evropě, USA nebo Číně je ekosystémových stanic poměrně dost. Jejich hustota částečně souvisí s rozvinutostí země. Jihovýchodní Asie je však z tohoto pohledu tabula rasa.

Les jako komplexní ekosystém

Les není jen shluk stromů. Les je velice komplexní ekosystém a zdaleka nezahrnuje pouze stromy. Na ně je totiž vázáno nespočet dalších organismů od půdní fauny přes houby, řasy, lišejníky, rostliny, nejrůznější bezobratlé až po velké lesní živočichy.

Čtěte také: Vzor protokolu o ekologické likvidaci

Každý organismus zastává v lese určitou roli a aby byl les zdravý, musí být v pořádku všechny jeho části.

Z hlediska biodiverzity je proto les stejně důležitý jako bezlesí, tedy jako louka, remízek nebo pole. V dnešní době měnícího se klimatu, kdy nevíme, jak bude za pár let, natož za padesát, se vyplatí vsadit na pestrost!

Půda: Základ života

Díky půdě rostou rostliny, recyklují se živiny a rozkládají organické látky, čistí se a voda a přesouvá se v krajině. Na půdu se často díváme jako na samozřejmost, je tu a vždycky bude. Ale půda je půdou jedině tehdy, když funguje, když se dokáže vlastními silami obnovovat. A k tomu potřebuje být živá.

Obývá ji obrovské množství živočichů a mikroorganismů, které svou činností umožňují růst rostlin i recyklaci rostlinného opadu.