|
Integration in higher-order finite element method in 3D
Kůs, Pavel
Integration of higher-order basis functions is an important issue, that is not as straightforward as it may seem. In traditional low-order FEM codes, the bulk of computational time is a solution of resulting system of linear equations. In the case of higher-order elements the situation is different. Especially in three dimensions the time of integration may represent significant part of the computation.
|
|
Aspekty virtualizace terciárního vzdělávání a jeho srovnání v ČR a USA
Dlauhá, Dominika ; Šedivá, Zuzana (vedoucí práce) ; Pour, Jan (oponent)
Tématem práce je online distanční vzdělávání na vysokých školách, od jeho počátků až po aktuální využití v ČR a USA. Zaměřuje se také na problematiku MOOC. Důležitou součástí je popis aspektů virtualizace vzdělávání od technologických přes pedagogické a didaktické až po legislativní a finanční. Výstupem práce je průzkum zájmu o online kurzy na Vysoké škole ekonomické v Praze a zkušeností s osobním online vzděláváním, spolu s nastíněním budoucího vývoje v této oblasti.
|
|
Stabilita biologicky aktivních látek květenství bezu černého (Sambucus nigra L.) při zpracování
SUCHÁ, Renata
Práce se zabývá problematikou stability rutinu v květenství bezu černého při zpracování. Bez černý (Sambucus nigra L.) je léčivá bylina, která se k medicínským účelům používala již ve středověku. Květy (Flos Sambuci) a plody (Fructus Sambuci) jsou na seznamu oficiálních léčivých přípravků Státního ústavu pro kontrolu léčiv. Hlavní jeho účinnou fenolickou látkou je flavonoid rutin. Flavonoidy jsou fenolické látky rostlinného původu. Jejich nejznámější vlastností je antioxidační působení. Chrání krevní lipoproteiny o nízké hustotě před oxidační modifikací, která je příčinou rozvoje aterosklerózy a hypertenze. Bez černý jako léčivka se požívá hlavně pro přípravu léčivého nápoje. Známé je také jeho využití jako materiálu pro přípravu sirupu. Tento výrobek poskytuje osvěžující a chutný nápoj a v poslední době se objevuje i v obchodní síti. Pro srovnání bylo v obchodní síti pořízeno pět jednodruhových sirupů z květů bezu černého, vyrobených různými výrobci. Byl navržen postup přípravy sirupu z bezového květu, který vycházel jednak z mraženého květenství bezu, jednak ze sušeného květenství. Rostlinný materiál pocházel z volně rostoucích keřů a byl pořízen v červnu 2013. V laboratoři bylo připraveno celkem osm sirupů, čtyři z čerstvého materiálu a čtyři ze sušeného. Byly použity dva postupy. Prvním postupem byla extrakce cukerným roztokem, druhým postupem extrakce vodným roztokem, kam byl cukr přidán až posléze. Další přidávanou látkou byl ethanol. Metoda stanovení rutinu ve vzorcích spočívala v kombinaci dvou extrakčních kroků. Prvním krokem byla klasická extrakce vodným methanolem a druhým krokem extrakce pevným sorbentem (SPE). Analýzou čerstvého a sušeného materiálu bylo zjištěno, že sušené květy bezu černého obsahují mnohonásobně více rutinu než čerstvý černý bez. Z komerčně vyráběných sirupů nejvíce rutinu obsahoval Kitl Syrob Bezový, o něco méně Hamé Bylinný sirup Bezový květ. Koncentrace rutinu v sirupech připravených v laboratoři byla daleko vyšší v porovnání s komerčními produkty. Rozdílnými způsoby přípravy sirupů a následnou analýzou bylo zjištěno, že sirupy připravené ze sušeného květenství obsahují větší množství rutinu, než sirupy vyrobené stejným postupem, ale z materiálu mraženého. Přídavek malého množství etanolu neměl na extrakci rutinu z květenství vliv. V žádném z připravených sirupů se neobjevil volný kvercetin, který by svědčil o rozkladu rutinu. Připravené sirupy byly použity k přípravě nápoje a použity pro senzorickou analýzu. Výsledky párového preferenčního oboustranného testu ukázaly, že u předložených dvojic nápoje tvořených vždy výrobkem z čerstvého a sušeného bezu hodnotitelé preferovali ve dvou případech sirupy ze sušených květů černého bezu a u dvou posuzovaných párů výsledky nebyly statisticky prokazatelné. Ve všech případech posuzovatelé nejčastěji vnímali malé a střední rozdíly. Ze získaných výsledků plyne, že nejlepší způsob přípravy sirupu je s použitím sušeného rostlinného materiálu a sacharózového roztoku jako extrakčního činidla. Takto připravený sirup obsahoval nejvíce rutinu a zároveň vykazoval nejmenší ztráty této zdraví prospěšné látky. Navíc v porovnání se stejně připraveným sirupem z čerstvého materiálu lépe chutnal.
|
|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Dendrochronologie arktické tundry
Lehejček, Jiří ; Svoboda, Miroslav (vedoucí práce) ; Monika, Monika (oponent)
Historicky bezprecedentní environmentální změny arktických ekosystémů jsou často zasazovány do kontextu jejich vývoje; minulého, ale i očekávaného budoucího. V oblastech s nedostatečnými instrumentálními meteorologickými pozorováními je nutné studovat klimatické archivy, které jsou schopny zasadit probíhající environmentální změny do kontextu minulosti. Práce předkládá syntézu jednoho takového archivu jalovce obecného (Juniperus communis) dlouhověkého cirkumpolárního keře arktické tundry. Na úrovni anatomie buňky bylo prozkoumáno 20 keřů. Kromě ekologických nároků druhu se tím odkryl i jeho potenciál pro environmentální a klimatické rekonstrukce. Mezi klíčové výsledky patří následující:
i) Zastavení exponenciálního zvětšování plochy vodivého aparátu s věkem je v rozporu s přirozeným charakterem tohoto fenoménu u stromů. To naznačuje, že keře nepotřebují zajišťovat potřeby vody a živin klasickými cestami zákonů hydraulické konduktivity ale spíše pomocí jiných mechanismů. Extrémní podmínky tedy limitují výškový vzrůst rostlin, které kvůli nim mění převládající směr svého růstu z vertikálního na horizontální. Jednotlivé projevy počasí však na vzrůst působí pravděpodobně odlišně. Zatímco sníh a vítr ovlivňují růst kmene/větví mechanicky, pak teplota spíše fyziologicky. Až do věku, kdy je mladý keř schopen ustát silný vítr ve vzpřímené pozici a jeho kmínek/větve mají dostatečnou resilienci se po odtání sněhové pokrývky opět narovnat, roste vzhůru a plocha vodivého aparátu se zvětšuje. Současně s tím teplota, resp. cykly opakovaného mrznutí a rozmrzání, způsobuje konzervativní vývoj keře, který preferuje bezpečnost (limitní velikost plochy vodivého aparátu) před hydraulickou efektivitou, čímž se brání embólii, ale tím i dalšímu výškovému růstu. Všechny tyto (ale i další) faktory jsou zřejmě dohromady zodpovědné za postupný přechod od vertikálního ke kvazihorizontálnímu růstu. Od této chvíle již není potřeba (ani to není fyziologicky možné) dále zvětšovat plochu vodivého aparátu, jelikož voda přestává být transportována proti gravitaci.
ii) Tento věkový/růstový trend je nutné uvažovat při dalším využívání růstových parametrů v paleoenvironmentálních studiích. Buněčné parametry by tedy neměly být využívány k těmto účelům, pokud nejsou správně detrendovány. To umožní nejen přesnější ale i delší rekonstrukce, protože je možné využít celý život rostlin včetně často opomíjené juvenilní fáze.
iii) Předložena je i rekonstrukce tání jihozápadní části Grónského ledovcového štítu (GrIS) během 20. st. Tato oblast je považována v rámci celého GrIS za nejaktivnější. Dle naší rekonstrukce není míra současného tání GrIS v kontextu 20. st. neobvyklá, resp. je srovnatelná s prvními dekádami 20. st. Tento poznatek je významným přispěním do debaty o Atlantické meridionální zpětné cirkulaci (AMOC). A sice, příliš velký přítok sladké studené vody do severního Atlantiku v důsledku tání GrIS může zpomalit nebo dokonce zastavit AMOC, což by způsobilo prohloubení kontinentálního charakteru evropského klimatu. Naše výsledky tak ukazují, že tato hranice leží výše, než je současná míra tání GrIS.
Jalovec obecný je fascinující arktický keř, který prokázal schopnost zodpovědět množství ekologický a environmentálních otázek. Především díky své dlouhověkosti a četnosti má obrovský potenciál stát se významných účastníkem arktického výzkumu.
|
|
Technologie zmrazování spermií býků ve vztahu k jejich přežitelnosti a oplozovací schopnosti
Doležalová, Martina ; Stádník, Luděk (vedoucí práce) ; Jiří, Jiří (oponent)
Cílem optimalizace procesu výroby inseminačních dávek je zajištění co nejvyšší oplozovací schopnosti spermií v průběhu relativně náročného procesu zpracování čerstvého ejakulátu a jeho následná kryokonzervace. Zejména v průběhu chlazení a mrazení spermií dochází k jejich poškození vlivem změny teplot, kdy jsou spermie vystaveny chladovému šoku a dalším limitujícím faktorům, které mají za následek buněčnou smrt a tudíž i snižování oplozovací schopnosti následně rozmrazené inseminační dávky. Pro zvýšení odolnosti spermií, respektive plazmatické membrány, vůči chladovému šoku byla do komerčně vyráběných ředidel přidávána frakce vaječného žloutku LDL cholesterol (low density lipoprotein) v různých koncentracích, takto vyrobené dávky byly testovány pomocí chladového a tepelného testu přežitelnosti spermií. Má se za to, že LDL příznivě ovlivňuje plazmatickou membránu spermií a napomáhá k lepší oplozovací schopnosti spermií po rozmrazení. Dalším krokem v procesu výroby inseminačních dávek je pozvolné chlazení naředěného ejakulátu a ekvilibrace, kdy jsou dávky uloženy v chladicím boxu po bobu 30 minut až 24 hodin, tato doba je nezbytně nutná pro penetraci určitých komponent ředidla do spermatických buněk a nastolení balance mezi jejich intracelulární a extracelulární koncentrací. Současně je důležitý následný teplotní gradient mrazení inseminačních dávek. Jako nejvhodnější způsob mrazení je dostupný systém počítačově řízeného poklesu teplot v mrazicím boxu, který umožňuje přesnou kontrolu tvorby ledových krystalů, které by mohly roztrhat, a tím zabít buňku.
V průběhu 2012 až 2016 byl opakovaně odebírán ejakulát od skupiny plemenných býků (n=27, býci holštýnského a českého strakatého plemene) na inseminační stanici. Ejakulát splňující standardní vstupní podmínky byl v prvním kroku rovnoměrně rozdělen na několik částí. K ředění ejakulátu byly využity 3 typy komerčně vyráběných ředidel AndroMed, Bioxcell a Triladyl bez a s přídavku LDL do ředidel o koncentraci 4 až 10 % v závislosti na typu ředidla. Naředěný ejakulát byl naplněn do skleněných kapilár o objemu 0,1 ml a teplotě +4 °C a vložen na 10 minut do chladicího boxu o teplotě 0 °C. Po uplynutí stanovené doby byl objem kapiláry smíchán s fyziologickým roztokem o teplotě 37 °C, kde byl vzorek 120 minut inkubován. Byl hodnocen vliv chladového šoku na podíl živých spermií v ejakulátu pomocí barvení Eosinem a Nigrosinem v průběhu tepelného testu přežitelnosti spermií a to ihned po zahřátí vzorku a po uplynutí 120 minutové inkubace. Z výsledků bylo patrné, že vhodnějšími ředidly pro zvyšování odolnosti spermií vůči chladovému šoku byly AndroMed a Bioxcell. Současně byl také zjištěn pozitivní vliv přídavku LDL do ředidel na nižší pokles podílu živých spermií v průběhu tepelného testu (P<0,05). Jako nejvhodnější koncentrace mající příznivý vliv na odolnost spermií vůči chladovému šoku byla vyhodnocena 6% koncentrace LDL v ředidle Bioxcell, kdy byly hodnoty podílu živých spermií vyšší jak na začátku tepelného testu (+1,31 % až +3,2 %) tak po 2 hodinové inkubaci (+5,82 % až +8,41 %) oproti ostatním ředidlům bez a s přídavkem LDL.
V dalším kroku byl optimalizován proces ekvilibrace, který je důležitou součástí výroby dávek a byl vyhodnocen vliv délky ekvilibrace na následnou oplozovací schopnost spermií hodnocenou pomocí motility spermií po rozmrazení zjištěné na základě CASA a podíl živých spermií v průběhu tepelného testu přežitelnosti trvajícím 120 minut (37 °C). Vhodný ejakulát byl naředěn standardně využívaným ředidlem AndroMed na bázi sojového lecitinu, naředěný ejakulát byl naplněn do pejet (0,25 ml), zchlazen a ekvilibrován v chladicím boxu po dobu 30, 120 a 240 minut, následně byl mrazen v programovatelném mrazicím boxu dle 4 typů mrazicích křivek lišících se teplotou a rychlostí poklesu teplot v komoře. K mrazení byla využita standardně využívaná a výrobcem doporučovaná 3. fázová mrazicí křivka, dále 2. fázová mrazicí křivka, a 3. fázová mrazicí křivka s pomalejším a naopak rychlejším poklesem teplot v komoře, oproti standardní mrazicí křivce. Nejvhodnější délka ekvilibrace byla 240 minut, kde byla zjištěna motilita vyšší o +2,72 % a +4,58 % oproti ostatním délkám ekvilibrace (P<0,05 až 0,01). Nejvyšších průměrných hodnot podílu živých spermií bylo dosaženo při délce ekvilibrace 120 minut (+6,87 % a 8,68 %). Nejvyšší průměrné motility spermií po rozmrazení v průběhu tepelného testu přežitelnosti bylo dosaženo při mrazení na základě 2. fázové mrazicí křivky (od +2,97 % do +10,37 %, P<0,05), taktéž při hodnocení podílu živých spermií (od +4,37% do +8,82 %, P<0,01). Při vyhodnocení interakce mezi délkou ekvilibrace mrazicí křivkou ( 2. fázová a 3. fázová standardní) bylo nejvyšších hodnot průměrné motility a podílu živých spermií u obou křivek v kombinaci s délkou ekvilibrace 240 minut, avšak nebyl mezi nimi zaznamenán žádný statisticky průkazný rozdíl. Ve všech hodnocených částech práce byly nalezeny individuální rozdíly mezi jednotlivými býky i mezi jednotlivými odběry ejakulátu od jednoho býka (P<0,05).
Pro zachování dobré oplozovací schopnosti ejakulátu v průběhu procesu kryokonzervace je zapotřebí zvýšit odolnost spermií vůči chladovému šoku a to přidáním správné koncentrace LDL do vhodného komerčně vyráběného ředidla, kterým bylo ředidlo AndoMed a Bioxcell. Následně je ve velké míře oplozovací schopnost vyrobené inseminační dávky ovlivněna chlazením a délkou ekvilibrace před samotným mrazením. Délka ekvilibrace 120 minut a déle a následný šetrný způsob mrazení dle mrazicí křivky, která zajišťuje pozvolný pokles teplot v komoře, zajistí vyšší průměrnou motilitu spermií a podíl živých spermií po rozmrazení.
|
|
Řízení projektů ve vybraném podniku
POKORNÝ, Radek
Tato práce se zabývá projektovým řízením ve vybrané společnosti. Má dvě části. První část je teoretická, která je zaměřena na teoretické zpracování tématu. To vysvětluje, co je projekt, řízení projektů, organizace projektů, procesů projektového managementu, jaký je cíl projektu, komunikace, řízení, změny a rizika a další. V praktické části jsem se zaměřil na konkrétní společnost a jejich projektový management a následně jsem analyzoval konkrétní projekt. Název zmíněné společnosti je OHL ŽS, a.s. Je to Španělská, která působí po celém světě. V České republice má ředitelsví v Brně. Tato společnost má několik divizí a každý z nich je zaměřen na jiný typ stavebnictví. Vybral jsem si divizi pozemního stavitelství. Tato divize se zaměřuje na všechny druhy staveb. Mohla by to být výstavba nových budov nebo rekonstrukce. Při analýze vybraného projektu jsem použil různé obchodní dokumenty, smlouvy s investorem, nebo dodavateli, náklady na projekt, časový harmonogram. Také jsem využil své zkušenosti s tímto projektem, protože jsem se podílel na realizaci tohoto projektu po větší části jeho provádění. Název tohoto projektu je rekonstrukce obvodového pláště včetně výměny oken a zateplení. Při analýze projektu jsem našel pár zásadních nedostatků. Pokud by se nám podařilo vyhnout se těmto nedostatkům, mohli bychom zvýšit zisk. Tyto nedostatky jsou zejména chyby při řízení. Na začátku byli jmenováni dva dočasní stavbyvedoucí. Pracovníci na této pozici v podstatě nemají zájem na výsledku projektu, protože jejich vedoucí nemá žádné prostředky na ovlivnění výkonosti tohoto pracovníka. Chybí zde motivační systém. Nezáleží na výkonu, ale pracovník dostane vždy stejnou mzdu. Pro odstranění těchto nedostatků jsem navrhl několik návrhů na zlepšení. První návrh je modifikace a rozšíření motivačního systému. Nový motivační systém obsahuje osobní ohodnocení. Toto hodnocení je závislá na výkonu zaměstnance. Druhá část je odměna z nadzisku. Dalším návrhem je vytvoření nové pracovní pozice. Tato pozice se bude starat o kontrolu a projektové dokumentace. V průběhu stavebního projektu, a to zejména na konci je stavbyvedoucí velmi zaneprázdněn. To záleží na rozhodnutí stavbyvedoucího, jakým činnostem dá přednost. Zda se bude věnovat dokumentaci, nebo prováděným pracím a technologii. Navrhovaná pozice by se starala o faktury, skutečně provedené práce, projektovou dokumentaci a předávání skutečně odvedené práce. Třetím návrhem je nákup malého strojního zařízení, jako jsou bourací kladiva a vrtačky. V této době se pronajímají všechna zařízení. Nájemné je vyšší než kupní cena. Poslední návrh je použít leasing na obnovu vozového parku. V této době mají zastaralý vozový park, protože současný vozový park byl pořízen za hotovost. To není výhodné.
|
|
Vliv pyrethroidových pesticidů na ryby
RICHTEROVÁ, Zuzana
Pyrethroidy patří mezi celosvětově nejčastěji používané pesticidy. Jejich široké použití a poměrně vysoká stabilita dávají předpoklad pro jejich výskyt v životním prostředí. Jako polutanty se následně mohou dostat až do vodního ekosystému. Vyskytují se nejen ve vodách a sedimentech, ale i v tkáních ryb. V prvním testu jsme sledovali vliv přípravku Nexide s účinnou látkou gamma-cyhalothrin v koncentraci 60 g.l-1. Testovaným koncentracím Nexide 5, 25, 50, 100 a 250 µg.l-1 byly vystaveny oplozené jikry a raná vývojová stadia kapra obecného (Cyprinus carpio) po dobu 35 dní. V průběhu testu došlo ve všech koncentracích s výjimkou nejnižší k výraznému úhynu pokusných organismů. Mortalita embryí a larev v nejnižší testované koncentraci byla zvýšená minimálně. Nejnižší testovaná koncentrace 5 µg.l-1 výrazně negativně ovlivnila délkový i hmotnostní růst a vyvolala zpomalení ontogenetického vývoje a ztmavnutí povrchu těla. U přeživších jedinců bylo provedeno histologické vyšetření, při kterém byly v játrech zaznamenány změny dystrofického charakteru. Histologické vyšetření vzorků ledvin, střev a žaber neprokázalo patologické změny. Vyšetřením vybraných parametrů oxidativního stresu byla prokázána statisticky významně vyšší aktivita detoxifikačního enzymu glutathion-S-transferásy (GST) a nižší aktivita obranného enzymu glutathionperoxidásy (GPx) ve srovnání s kontrolní skupinou. Další sledované parametry oxidativního stresu, katalása (CAT), glutathionreduktása (GR) a oxidace lipidů vyjádřená thiobarbiturovým číslem (TBARS), byly beze změn. Změny parametrů oxidativního stresu naznačují, že expozice organismu přípravku Nexide může v dané koncentraci vést k dysbalanci obranných enzymů. V testu s přípravkem Cyperkill 25 EC s účinnou látkou alpha-cypermethrin v koncentraci 250 g.l-1 bylo postupováno stejným způsobem jako v předešlém testu. Testované koncentrace byly 7,2; 36; 72; 144 a 360 µg.l-1. S výjimkou nejnižší testované koncentrace došlo ke 100 % úhynu embryí a larev ve všech ostatních koncentracích. V nejnižší testované koncentraci 7,2 µg.l-1 dosáhlo přežití v závěru testu 90 %. Nejnižší testovaná koncentrace však výrazně negativně ovlivnila délkový i hmotnostní růst jedinců ve srovnání s kontrolou a vedla ke zpomalení ontogenetického vývoje. Žádný jedinec z této koncentrace nedosáhl v den ukončení studie juvenilního stadia. U 68 % embryí z této koncentrace byla patrná výraznější pigmentace, která byla pozorována i u jedinců z vyšších koncentrací krátce před jejich úhynem. Výsledky histologického vyšetření jater, střeva, ledvin a žaber neprokázalo žádné výrazné změny oproti kontrolním jedincům. Při vyšetření vybraných parametrů oxidativního stresu bylo prokázáno statisticky významné snížení katalytických koncentrací GST, GR a GPx ve srovnání s kontrolou. Aktivita CAT a TBARS byly srovnatelné s kontrolou. Změny parametrů oxidativního stresu naznačují, že expozice organismu přípravku Cyperkill 250 EC může v dané koncentraci indukovat oxidativní stres a zasahovat do aktivit antioxidačních enzymů. Předložená disertační práce shrnuje aktuální údaje o vlivu pyrethroidů na ryby. Zjištěné účinky potvrzují vysokou vnímavost ryb v období raného vývoje k testovaným pesticidům. Při interpretaci výsledků je nutné vzít v úvahu, že pro testování byly použity jednosložkové přípravky, které již samy toto riziko představují. V reálném prostředí jsou však vodní organismy vystaveny celé škále látek a přípravků v potenciálně toxických koncentracích. Tyto spolu mohou reagovat a jejich kombinací se mohou škodlivé účinky ještě zesilovat. Provedené testy také jednoznačně ukazují významné rozdíly v citlivosti embryonálních a embryolarválních testů.
|
|
Iniciace pohybu byčíku, signalizace a regulace pohyblivosti spermií ryb: fyzikální a biochemické řízení
PROKOPCHUK, Galina
Tato studie se pokouší vrhnout světlo na regulační procesy a uspořádání odezvy rybích spermií v průběhu zrání a iniciace motility. Prvním záměrem této studie bylo zlepšit porozumění mechanismům odpovědných za akvizici potenciálu pro motilitu spermatu u jeseterů. Fyziologické procesy, kterým podléhá dozrávání spermatu, nebyly dosud vůbec u tohoto druhu popsány. Naše výsledky ukazují, že dozrávání spermatu u jesetera nastává mimo testes kvůli zředění spermatu močí a zahrnuje účast sloučenin s vysokou molekulární hmotností stejně jako přítomnost iontů vápníku v seminální tekutině a/nebo moči. Druhým cílem této práce studium vyrovnávacího mechanismu u rybího spermatu s osmotickým a iontovým modem aktivace, stejně jako u spermatu euryhalinních druhů ryb, při různých podmínkách prostředí. Ukázali jsme, že změna osmolality prostředí může ovlivnit rybí sperma různými způsoby, což závisí na druhu ryby a módu aktivace motility spermatu - buď osmotickém či iontovém. V odpovědi na osmotický stres způsobený hypotonicitou, sperma kapra reguluje tok vody napříč buněčnou membránou a zvyšuje svůj cytoplasmatický objem během své krátké periody motility. V kontrastu, nebyla pozorována žádná indikace změn v objemu ani u jesetera malého ani u sivena amerického, oba mající iontový mód aktivace motility. V této studii jsme se zabývali mechanismem, kterým lze přizpůsobit spuštění motility spermatu euryhalinních ryb v odlišném rozsahu salinity prostředí. Naše výsledky ukazují, že sperma euryhalinní tilápie (Sarotherodon melanotheron heudelotii) odchované v sladké, slané i hypersalinní vodě může být aktivováno v hypotonickém, isotonickém i hypertonickém prostředí za předpokladu, že ionty Ca2+ jsou přítomny na různých úrovních. Bylo zjištěno, že čím vyšší salinita při odchovu ryb nebo čím hypertoničtější okolní medium při aktivaci spermatu, tím vyšší extracelulární koncentrace iontů Ca2+ je vyžadována. Zjistili jsme také, že bez ohledu na salinitu při odchovu ryb, mechanismus aktivace spermatu u této euryhalinní tilápie zůstává stejný. Výsledky získané v této studii umožňují domněnku, že osmolalita není hlavní faktor inhibující motilitu uvnitř testes u S. melanotheron heudelotii. Třetím cílem této studie bylo zjištění iniciačního procesu regulace motility a popis iniciace pohybu bičíku u spermatu chrupavčitých ryb. U lososovitých a jeseterů, regulace aktivace motility spermatu je zejména přičítána snížení extracelulární koncentrace K+ při přechodu spermatu ze seminální tekutiny do sladké vody, kde osmolalita stejně jako koncentrace K+ je mnohem nižší. Zjistili jsme, že u spermatu jesetera inhibice K+ může být překlenuta díky pre-expozici buněk spermatu vyššímu osmotickému šoku před jeho přechodem do K+ bohatého prostředí plavacího media. Navíc, po tomto ošetření, motilita spermatu jesetera se stává necitlivá k vysoké koncentraci extracelulárního K+. Proto se domníváme, že sperma jesetera může být aktivováno užitím neočekáváné signální dráhy, nezávisle na pravidelné stimulaci iontů. Postupné aktivační kroky u spermatu jesetera byly zaznamenávány vysokorychlostní kamerou s užitím specifické experimentální situace, kdy iniciace motility spermatu byla zpožděna v čase až o několik sekund. Při iniciaci motility, prvních pár vlnění vznikajících v bazálním regionu se začíná šířit i směrem ke špičce bičíku, ale postupně slábne směrem ke středu bičíku. Toto chování se několikrát opakuje až do stavu, kde amplitudy vlnění postupně dosáhnou podobných hodnot, což eventuálně vede k progresivnímu posunu spermie. Celkový čas potřebný pro přechod bičíku z imobilního stavu s rigidním tvarem do plné aktivity s pravidelně šířeným vlněním se pohybuje v rozmezí 0.4 až 1.2 sek. Závěrem, výsledky této studie přinášejí cenné kousky informací do obecného porozumění procesu dozrávání rybího spermatu, jeho schopnosti přizpůsobit se rozdílným fyzikálním a biochemickým okolnostem, extra i intra celulární signalizaci stejně jako regulačním mechanismům aktivace motility rybího spermatu
|
|
Využití (nano)oxidů pro stabilizaci kovů a metaloidů v kontaminovaných půdách
Michálková, Zuzana ; Komárek, Michael (vedoucí práce) ; Luke, Luke (oponent)
Hlavním cílem předkládané dizertační práce bylo zhodnocení potenciálu vybraných (nano)oxidů Fe a Mn pro stabilizaci kovů a polokovů v kontaminovaných půdách. Výzkum byl zaměřen především na tři materiály - komerční nanomaghemit (Fe III) a nanomagnetit (Fe II,III) a nově syntetizovaný amorfní oxid Mn (AMO). Hlavním cílem práce bylo poskytnout komplexní pohled na vybraná stabilizační činidla, přičemž důraz nebyl kladen pouze na jejich přímý vliv na mobilitu kontaminantů, ale též na jejich stabilitu a transformace v půdním prostředí, spolu s vlivem na půdní mikroorganismy a vyšší rostliny. Nejprve byly u testovaných materiálů zjištěny jejich adsorpční vlastnosti. V tomto případě se jako nejúčinnější ukázal AMO, který za daných experimentálních podmínek vykazoval o 1 až 2 řády vyšší adsorpční kapacity než Fe III a Fe II,III. Míra adsorpce As(V) na AMO se zvyšovala se zvyšujícím pH, což je v případě AMO způsobeno jeho vysokým pHzpc (8,1) a vyšší rozpustností při nižších hodnotách pH. Dále byl sledován vliv aplikace (nano)oxidů na mobilitu kovů a polokovů v půdě a další fyzikálně-chemické vlastnosti. Zde se AMO opět prokázal jako nejúčinnější činidlo pro snížení mobilní frakce Cd, Cu, Pb, Zn a As. Aplikace činidel Fe III a Fe II,III měla naproti tomu jen minimální či žádný efekt. Aplikace AMO dále vedla ke zvýšení půdního pH spojeného s rozpouštěním samotného materiálu a nežádoucí degradací půdní organické hmoty. Při studiu transformací (nano)oxidů v půdním prostředí byl na povrchu AMO identifikován nově vzniklý MnCO3, zatímco na povrchu Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. Vzhledem k tomu, že pozorovaná formace MnCO3 byla spojená se vzrůstem stability AMO, byly uměle připraveny částice AMO pokryté vrstvou MnCO3 (SM-AMO). Přestože SM-AMO prokázal v půdě menší hmotnostní ztrátu než AMO, stabilizační účinnost byla u obou materiálů téměř stejná. Rozdíly ve složení povrchů u obou materiálů v čase klesaly, neboť na povrchu AMO docházelo k precipitaci MnCO3, zatímco povlak na SM-AMO se postupně rozpouštěl. Při zjišťování vlivu na půdní organismy AMO účinně podpořil půdní mikrobiální aktivitu, zatímco v případě Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. AMO byl též schopen snížit koncentrace Cd, Pb a Zn přijaté slunečnicí (Helianthus annuus L.), eliminovat symptomy fytotoxicity Zn a zvýšit výnos biomasy. Na druhou stranu byly ve tkáních slunečnice zaznamenány toxické koncentrace Mn uvolněného z aplikovaného AMO. V závislosti na výsledcích této práce tedy doporučujeme aplikace AMO do kontaminovaných neutrálních až alkalických půd. Dále byly před nedávnem připraveny různé typy kompozitních sorbentů na bázi AMO a biocharu a v současné době je v přípravě polní experiment zaměřený na stabilizaci Cd, Pb, Zn a As v kontaminované půdě pomocí studovaných stabilizačních činidel. Výsledky této práce vyzdvihují důležitost použití komplexního experimentálního přístupu zahrnujícího všechny složky půdního systému při studiu nových stabilizačních činidel.
|
host ::
