Mikrobiální ekologie - MB162P42

• Anglický název: Microbial Ecology
• Český název: Mikrobiální ekologie
• Zajišťuje: Katedra ekologie (31-162)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 4
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: Mgr. Marek Stibal, Ph.D.
• Vyučující: Mgr. Lukáš Falteisek, Ph.D.; Mgr. Marek Stibal, Ph.D.

Anotace

čeština

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

Bez mikroorganismů by biosféra zanikla, což se o makroorganismech říct nedá. Cílem kurzu je představit
mikrobiální svět a jeho ekologická pravidla, která můžou, ale nemusí být stejná jako v nám bližším makrosvětě.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

Without microorganisms the biosphere would perish – but not vice versa. This course aims to introduce the
microbial world and its ecological principles that may – or may not – be the same as in the more familiar
macroworld.

Literatura

čeština

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

Brock Biology of Microorganisms, 15th Edition.

Požadavky ke zkoušce

čeština

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

Ústní zkouška a protokoly z praktické části.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

Oral examination and protocols from the practical part.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

1. Ekologie velikosti: Co a proč jsou mikroorganismy?

Co je mikroorganismus? Jak je veliký? Limity velikosti a jejich příčiny a důsledky. Jak vznikly mikroorganismy? Zmenšením velkých nebo zvětšením žádných? Evoluce a historie mikroorganismů.

2. Strom života vs. roští života: speciality mikrobiální genetiky

Existuje fylogeneze mikroorganismů? Vyměnitelné a stabilní části genomu. Horizontální přenos genetické informace. Existuje biologický druh u prokaryot? Speciace jako reakce na existenci různých stabilních strategií.

3. Ekologie v malém: Platí obecné ekologické principy pro mikroorganismy?

Mikrobiální nika: může někde chybět „vhodná“ bakterie? Pro a proti prokaryotické buňky: kousni si, když to dokážeš. Konkurence fyziologií vs. konkurence tvarem, velikostí a chováním.

4. Mikroorganismy ve velkém měřítku: mikrobiální makroekologie

Platí známé makroekologické principy pro mikroby? Existuje latitudinální gradient mikrobiální diverzity? Existuje mikrobiální biogeografie nebo je fakt všechno všude? Jak reagují mikroorganismy na změnu klimatu?

5. Mikroorganismy jako stroje: Jak energie dostupná v ekosystémech pohání tvorbu replikátorů

Je život jen redoxní reakce? Co vše může být zdroj energie? Je v obyvatelné zóně Země nějaký nevyužitý geochemický zdroj energie? Mikrobiální metabolismy. Zdroje uhlíku. Zdroje a význam makro- a mikroživin.

6. Mikrobiální ekosystémy: Od boje se živly k občanským válkám

Kde můžou žít jenom mikroorganismy? Jak řeší environmentální stresy? Jak dokážou žít pohromadě? Geneze ekosystému jako proces, od redoxního páru po strukturované prostředí.

7. Mikroorganismy v globálních cyklech látek

Kolik jich vlastně je? Kde se nacházejí? Globální mikrobiální biomasa, produkce. Které jsou jen kuriozita a které jsou podstatné? Které chemické přeměny by bez mikrobů neprobíhaly nebo probíhaly jinak?

8. Metody analýzy mikrobiálních společenstev a ekosystémů

Měření abundance a biomasy. Analýza struktury společenstva a populace. Měření aktivity. Největší výzva mikrobiologie: Jak se pozná mikrobiální proces od abiotického? Které jevy lze a nelze ze struktury společenstva odvodit? Klamy sekvenační mikrobiologie.

Praktikum/Practical:

Návštěva reálné lokality, odběr vzorků, terénní měření, analýza sekvenačních dat a interpretace.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Veronika Sacherová, Ph.D. (18.05.2020)

Ecology of size: What and why are microorganisms? What is a microorganism? How big is it? Limits of size and their causes and consequences. How did microorganisms arise? Through downsizing of the big or growing of ‚nothing‘? Evolution and history of microorganisms.

Tree of life vs. Web of life: Specialties of microbial genetics. Does microbial phylogenetics exist? Transposable and stable elements in microbial genomes. Horizontal transfer of genetic information. Does biological species exist in prokaryotes? Speciation as a response to existence of multiple stable life strategies.

Ecology in miniature: Are general ecological principles valid for microorganisms? Microbial niche: can a ‘suitable’ microbe be missing somewhere? Pros and cons of a prokaryotic cell: bite in if you can. Competition through physiology vs. shape, size, and behaviour.

Ecology on a large scale: microbial macroecology. Are macroecological principles valid for the microbes? Does a latitudinal gradient exist for microbial diversity? Does microbial biogeography exist or is ‘everything everywhere’? How do microorganisms respond to climate change?

Microorganisms as machines: How energy available in ecosystems drives the production of replicators. Is life just a redox reaction? What can be a source of energy? Is there an unused geochemical source of energy in Earth‘s habitable zone? Microbial metabolisms. Sources of carbon. Sources and significance of macro- and micronutrients.

Microbial ecosystems: From fighting the elements to civil wars. Where can only microorganisms live? How can they live together? Ecosystem development from a redox couple to a highly structured environment.

Microorganisms in global biogeochemical cycles. How many microbes are there? Where are they? Global microbial biomass and production. Which ones are significant and which ones are just a curiosity? Which chemical processes would proceed differently without microbes (or wouldn’t proceed at all)?

Methods of analysis of microbial communities and ecosystems. Measuring abundance and biomass. Population and community structure analysis. Activity determinations. The greatest challenge of microbiology: how do we tell a microbial process from an abiotic one? What processes can and cannot be inferred from microbial community structure? Fallacies of sequencing microbiology.

Practical:
Visiting a real-world locality, sampling, field measurements, analysis of sequencing data and their interpretation.