Přednáška představuje studentům obor astrobiologie, současné pokroky v něm a aplikace pro další vědecké oblasti. Soustředí se zejména na biologickou stránku oboru. Hlavní tematické okruhy zahrnují vznik života a předpoklady pro něj, definici života, obecné rysy biologické evoluce a evoluční trendy, biogeochemické cykly a oboustranný vztah mezi organismy a jejich prostředím, možné podmínky pro život v naší soustavě (v průběhu celé její historie) i mimo ni, extremofilní formy života na Zemi, exotické habitaty na Zemi a jejich analogy ve vesmíru a možnosti exotických forem života na Zemi i mimo ni. Dotkneme se ale i problematiky vývoje vesmíru, vzniku planetárních soustav, vymezení hvězdné i galaktické obyvatelné zóny, modelů životu příhodných podmínek, historie astrobiologie a výzkumu života ve vesmíru (tj. zejména s astrobiologií souvisejících výsledků úspěšných misí vesmírných sond), chystaných misí, metod výzkumu (včetně výzkumu hraničních podmínek života pozemských organismů co do teploty, tlaku, zrychlení aj.) či Fermiho paradoxu. Součástí kursu je i cvičení, které bude realizováno formou diskuse na předem domluvené téma před přednáškou či po ní. Předmět je určen zejména pro studenty biologických, ale i jiných přírodovědných oborů všech ročníků se zájmem o probíranou problematiku.
Nejsou vyžadovány žádné prerekvizity.
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (24.02.2026)
In this course, students are introduced to the field of astrobiology, its current advances and applications in other scientific fields. It focuses mainly on the biological aspects of the field. The main thematic areas include the origin and prerequisites for life, the definition of life, the general features of biological evolution and evolutionary trends, biogeochemical cycles and the mutual relationship between organisms and their environment, possible conditions for life in our system (throughout its history) and beyond, extremophilic forms of life on Earth, exotic habitats on Earth and their analogues in space, and possibilities of exotic forms of life on Earth and beyond. We will also touch the issues of the evolution of the universe, the formation of planetary systems, delimitation of star and galactic habitable zones, models of life conditions, history of astrobiology, research of life in space (i.e. especially astrobiology-related results of successful missions of remotely controlled probes), ongoing missions, methods of astrobiological research (including research on the boundary conditions of life of terrestrial organisms in terms of temperature, pressure, acceleration, etc.), or Fermi paradox. The course is intended especially for students of biological disciplines, but it is suitable also for students of other scientific disciplines of all years with an interest in discussed topics.
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (04.01.2022)
Literatura -
Doporučená literatura: T. Petrásek, I. Duszek: Vzdálené světy I a II P. Ward: Život, jak ho neznáme P. Ward, D. Brownlee: Život a smrt planety Země H. Lesch Harald, J. Müller: Velký třesk - druhé dějství - po stopách života ve vesmíru S. Webb: Kde tedy všichni jsou? Fermiho paradox a problém mimozemského života J. Novák: Život ve vesmíru P. Ward, D. Brownlee: Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe D. Schulze-Makuch, L. Irwin: Life in the Universe - Expectations and Constraints D. Schulze-Makuch, W. Bains: The Cosmic Zoo M. Carrol, R. Lopes: Alien Seas: Oceans in Space A. Hanslmeier: Water in The Universe S. H. Dole: Habitable Planets for Man R. Zubrin: Entering space H. L. Ehrlich: Geomicrobiology N. Lane: Oxygen: The Molecule That Made the World Jan Toman: Evoluce3: Evoluční trendy, evolvabilita a teorie zamrzlé evoluce
J. Nováková: Říše temnoty a chladu. Vesmír 93, 2014/10 J. Toman: Život v ledu aneb Úžasný svět kryofilních mikroorganismů. Vesmír 90, 2011/5 J. Toman: Vostok: Úvahy o biologii podledovcového jezera. Vesmír 91, 2012/7 J. Toman: Vostok II: Nahlédnutí pod pokličku podledovcového jezera. Vesmír 93, 2014/10 T. Petrásek: Hydrotermy Enceladu (Osel.cz) T. Petrásek: Nové důkazy slaného oceánu na Enceladu (Osel.cz) T. Petrásek: Byl na Rudé planetě život? Svědectví marťanských meteoritů (Osel.cz) T. Petrásek: Země: Téměř neobyvatelná planeta! Anebo ne?! (Osel.cz) T. Petrásek: Známky života u mrtvých hvězd? (Osel.cz) T. Petrásek: DNA z Marsu (Osel.cz) T. Petrásek: Porouchaný termostat na planetách červených trpaslíků (Osel.cz) T. Petrásek: Mimozemský život v meteoritu? (Osel.cz) T. Petrásek: Uhlíkové planety (Osel.cz) T. Petrásek: Na Venuši je pekelné sucho (Osel.cz) T. Petrásek: Metanogeni na Enceladu: jak působí uvnitř, poznáme i navenek (Osel.cz) T. Petrásek: Proxima Centauri znovu běsní (Osel.cz) T. Petrásek: Fosfan na Venuši. Je v pekle život? (Osel.cz) Web Vzdálené světy (www.vzdalenesvety.cz)
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (04.01.2022)
Recommended literature: T. Petrásek, I. Duszek: Vzdálené světy I a II P. Ward: Life as We Do Not Know It P. Ward, D. Brownlee: The Life and Death of Planet Earth H. Lesch Harald, J. Müller: Velký třesk - druhé dějství - po stopách života ve vesmíru S. Webb: If the Universe Is Teeming with Aliens - Where Is Everybody? J. Novák: Život ve vesmíru P. Ward, D. Brownlee: Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe D. Schulze-Makuch, L. Irwin: Life in the Universe - Expectations and Constraints D. Schulze-Makuch, W. Bains: The Cosmic Zoo M. Carrol, R. Lopes: Alien Seas: Oceans in Space A. Hanslmeier: Water in The Universe S. H. Dole: Habitable Planets for Man R. Zubrin: Entering space
J. Nováková: Říše temnoty a chladu. Vesmír 93, 2014/10 J. Toman: Život v ledu aneb Úžasný svět kryofilních mikroorganismů. Vesmír 90, 2011/5 J. Toman: Vostok: Úvahy o biologii podledovcového jezera. Vesmír 91, 2012/7 J. Toman: Vostok II: Nahlédnutí pod pokličku podledovcového jezera. Vesmír 93, 2014/10 T. Petrásek: Hydrotermy Enceladu (Osel.cz) T. Petrásek: Nové důkazy slaného oceánu na Enceladu (Osel.cz) T. Petrásek: Byl na Rudé planetě život? Svědectví marťanských meteoritů (Osel.cz) T. Petrásek: Země: Téměř neobyvatelná planeta! Anebo ne?! (Osel.cz) T. Petrásek: Známky života u mrtvých hvězd? (Osel.cz) T. Petrásek: DNA z Marsu (Osel.cz) T. Petrásek: Porouchaný termostat na planetách červených trpaslíků (Osel.cz) T. Petrásek: Mimozemský život v meteoritu? (Osel.cz) T. Petrásek: Uhlíkové planety (Osel.cz) Web Vzdálené světy (www.vzdalenesvety.cz)
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (04.01.2022)
Požadavky ke zkoušce -
Zkouška probíhá formou písemného testu.
V případě nutnosti přejít na distanční metody zkoušení proběhne on-line s kontrolou identity prostřednictvím paralelní videokonference. V tomto případě budou další instrukce sděleny s dostatečným předstihem.
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (29.09.2020)
Examination will be in the form of a written test. If it will be necessary, examination can be conducted online with identity control, in the form of parallel video conference. In that case, necessary information will be provided in advance.
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (29.09.2020)
Sylabus -
Pořadí i obsah přednášek může podléhat změnám.
1) Úvod, definice astrobiologie a exobiologie (případně dalších variant a podoborů), základní termíny, historie, mezioborovost; vznik a vývoj vesmíru (vč. kosmologie) a sluneční soustavy, vznik a vývoj hvězd a planet v jiných soustavách, detekce exoplanet a úspěchy v tomto oboru
2) Definice a vznik života, energie, prvky a rozpouštědla; umělý život; vznik života na Zemi, doklady a teorie; stínová biosféra, viry aj.
3) Extremofilové ze všech hledisek
4) Biologická evoluce a její charakter, jaké ze základních evolučních mechanismů jsou obecné a jaké se mohou planetu od planety lišit, jak to může záviset na prostředí, makroevoluce, makroevoluční trendy, trend zvyšování complexity života, Major evolutionary transitions, kontingence a konvergence, Dennettova věž a evoluční výtahy
5) Vývoj planety Země, unikátnost (ano či ne), obyvatelné zóny, biogeochemické cykly, teorie Gaia (pro a proti), Život a smrt planety Země, Rare Earth; exoplanety z biologického hlediska, jednotlivé typy planet a jejich možná omezení a výhody ve vztahu k životu, jednotlivá zajímavá tělesa
6) Vnitřní planety sluneční soustavy s výjimkou Země a Marsu, ale + měsíc (jako archiv); Venuše a možná příznivost pro život v minulosti (a současnosti?)
7) Mars – historie planety, meteority, sondy minulé i chystané, poznatky, kontroverze, místa vhodná pro živost, možné živé formy
8) Vnější planety a jejich měsíce – endohydrosféry a různé fyzikální, chemické i biologické teorie kolem nich, možné živé formy, hypotézy o životu v oblacích plynných obrů
9) Podledovcová jezera – obecně, Vostok, historie objevování, dosavadní zjištění, další podledovcová jezera v Antarktidě a analogy mimo ní, permanentně zamrzlá jezera, zjištění, analogie s objekty Sluneční soustavy
10) Exotické habitaty – od Pluta, asteroidů a Oortova oblaku po neutronové hvězdy apod., navržené hypotetické exotické formy života, zajímavosti, bizarnosti ohledně možných a nemožných živých forem, i digitální atd.
11) Plánované sondy a výzkum v budoucnosti, historie výzkumu vesmíru, možnosti detekce života, možnosti detekce inteligentního života, metody astrobiologického výzkumu na zemi (umělý život, simulace, modely, experimenty s extremofily)
12) Fermiho paradox „Kde všichni jsou“ – různé teorie kolem, nejen inteligentní, ale i neinteligentní život, antropický princip, historie hledání mimozemské inteligence
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (30.10.2019)
May be subject to change.
1) Introduction, definition of astrobiology and exobiology, basic terms, history, interdisciplinarity; origin and evolution of universe (incl. cosmology) and Solar system, origin and evolution of stars and planets in other planetary systems, detection of exoplanets and achievements in this field
2) Definition and origin of life, energy, elements and solvents; artificial life, origin of life on Earth, proof and theories; shadow biosphere, viruses etc.
3) Extremophiles and life in extreme environment
4) Biological evolution and its character – general and special evolutionary mechanisms, dependency on environment, macroevolution, macroevolutionary trends, trend of increasing complexity of life, Major evolutionary transitions, contingency and convergency, Dennett’s tower and evolutionary lifts
5) Evolution of planet Earth, its (in)uniqueness, habitable zones, biogeochemical cycles, Gaia theory (for and against), Life and death of planet Earth, Rare earth; biological aspects of exoplanets, various types of planets and their life-related constraints and advantages, particular astrobiologically interesting bodies
6) Inner planets of Solar system excluding Earth and Mars + Moon (as archive); Venus and its possible friendliness for life in past (and present?)
7) Mars – history of the planet, martian meteorites, past and ongoing probes, findings, controversies, places suitable for life, possible life forms
8) Outer planets and their moons – endohydrospheres and related physical, chemical and biological theories, possible life forms, hypotheses considering life in the atmosphere of gas giants
9) Subglacial lakes – general aspects, Vostok, history of research, findings, other sublacial lakes in Antarctica and analogues elsewhere, perennially frozen lakes, analogies with other objects in Solar system
10) Exotic habitats – from Pluto, asteroids and Oort cloud to neutron stars, proposed hypothetical exotic life forms, curiosities, possible and impossible life forms incl. digital etc.
11) Planned probes and future of astrobiological research – history of research, possibilities for detection of life, possibilities of detection of intelligent life, methods of astrobiological research on Earth (artificial life, simulations, models, experiments with extremophiles etc.)
12) Fermi paradox „Where are they“ – various theories, intelligent and non-inteligent life, anthropic principle, history of search for extraterrestrial intelligence
Poslední úprava: Petrásek Tomáš, RNDr., Ph.D. (30.10.2019)
Výsledky učení -
Po úspěšném absolvování předmětu student:
Definuje a rozlišuje pojmy astrobiologie, exobiologie a xenobiologie a vysvětlí jejich vzájemný vztah v historickém i současném kontextu výzkumu života ve vesmíru.
Popíše a porovná hlavní přístupy k definici života a kriticky diskutuje jejich použitelnost v astrobiologickém kontextu, včetně hraničních případů (viry, umělý život, hypotéza stínové biosféry).
Vysvětlí základní scénáře vzniku života (metabolism-first, replication-first, RNA svět, panspermie) a posoudí jejich předpoklady, limity a empirickou oporu.
Identifikuje hlavní evoluční mechanismy a makroevoluční trendy, rozliší konvergenci a kontingenci a aplikuje tyto koncepty při úvahách o možných podobách mimozemského života, včetně inteligence.
Charakterizuje limity pozemského života, klasifikuje hlavní typy extremofilních strategií a interpretuje pozemská extrémní prostředí jako astrobiologické analogy konkrétních habitatů ve Sluneční soustavě.
Analyzuje Zemi jako časově proměnný astrobiologický referenční model, vysvětlí roli biogeochemických cyklů a zhodnotí vybrané hypotézy dlouhodobé obyvatelnosti planet (např. Gaia, Rare Earth).
Analyzuje obyvatelnost vybraných těles Sluneční soustavy v čase (zejména Marsu, Venuše a ledových měsíců), identifikuje klíčové přechody jejich environmentální historie a odvozuje důsledky těchto změn pro vznik, přežívání a detekovatelnost života a biosignatur.
Vysvětlí principy detekce biosignatur a technosignatur, rozliší jejich potenciální zdroje a rizika falešně pozitivních výsledků a posoudí metodologická omezení současných i plánovaných kosmických misí.
Popíše a kriticky zhodnotí hypotézy exotických forem života, včetně alternativních biochemií, netradičních rozpouštědel a zdrojů energie, a vymezí fyzikální, chemické a evoluční limity jejich realizovatelnosti.
Interpretuje Fermiho paradox, vysvětlí Drakeovu rovnici a formuluje argumentované stanovisko k možným řešením problému existence inteligentního mimozemského života.
Prokáže schopnost syntézy poznatků z biologie, geologie, chemie a planetárních věd při řešení otevřených astrobiologických otázek v písemné nebo ústní formě.
Poslední úprava: Toman Jan, Mgr., Ph.D. (22.12.2025)
Upon successful completion of the course, the student:
Defines and distinguishes the concepts of astrobiology, exobiology, and xenobiology, and explains their mutual relationships in both historical and contemporary contexts of research on life in the Universe.
Describes and compares the main approaches to defining life and critically discusses their applicability in an astrobiological context, including borderline cases (viruses, artificial life, the shadow biosphere hypothesis).
Explains the principal scenarios for the origin of life (metabolism-first, replication-first, RNA world, panspermia) and evaluates their assumptions, limitations, and empirical support.
Identifies major evolutionary mechanisms and macroevolutionary trends, distinguishes between convergence and contingency, and applies these concepts when considering possible forms of extraterrestrial life, including intelligence.
Characterises the limits of terrestrial life, classifies the main types of extremophilic strategies, and interprets extreme terrestrial environments as astrobiological analogues of specific habitats within the Solar System.
Analyses the Earth as a time-variable astrobiological reference model, explains the role of biogeochemical cycles, and evaluates selected hypotheses of long-term planetary habitability (e.g. Gaia, Rare Earth).
Analyses the habitability of selected Solar System bodies through time (especially Mars, Venus, and icy moons), identifies key transitions in their environmental histories, and derives the implications of these changes for the origin, persistence, and detectability of life and biosignatures.
Explains the principles of biosignature and technosignature detection, distinguishes their potential sources and the risks of false positives, and evaluates the methodological limitations of current and planned space missions.
Describes and critically evaluates hypotheses of exotic forms of life, including alternative biochemistries, unconventional solvents, and energy sources, and delineates the physical, chemical, and evolutionary limits of their feasibility.
Interprets the Fermi paradox, explains the Drake equation, and formulates a reasoned position on possible solutions to the problem of the existence of intelligent extraterrestrial life.
Demonstrates the ability to synthesise knowledge from biology, geology, chemistry, and planetary sciences in addressing open astrobiological questions, in written or oral form.
Poslední úprava: Toman Jan, Mgr., Ph.D. (28.01.2026)
