Prestižní vědecký časopis iScience zveřejnil výsledky výzkumu vědců Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity týkající se propustnosti různých typů voskových víček, kterými včely zakrývají buňky v plástech. Jihočeští vědci jako první na světě dokázali změřit propustnost těchto víček pro plyny a vysvětlit tak, proč se neudusí včelí plod a proč jsou naopak zásoby medu konzervované bez přístupu vzduchu. Studie představuje další krok ve snaze porozumět schopnostem včel a může mít v případě dalšího výzkumu i praktické využití.

Sdělení, ke kterému došli vědci z PřF JU, je přitom na první pohled velmi jednoduché. „Včelí dělnice zakrývají komůrky ve voskových plástech různými víčky, podle toho, zda se v nich vyvíjí včelí plod nebo do nich dělnice ukládají zásoby medu,“ řekl portálu ScienceZoom jeden ze spoluautorů výzkumu Jiří Kubásek.

V těch prvních totiž potřebují vyvíjející se larvy a pupy dýchat a komunikovat s okolím. Naproti tomu zásobní víčka musí být nepropustná, aby se zásoby nekazily. „Plodová víčka jsou zjednodušeně řečeno vyráběna dělnicemi schválně „děravá“, zatímco zásobní jsou z kompaktního vosku. Každý včelař dokáže očima odlišit plodové víčko od medového. Také tuší, že se vlastnosti těchto víček musejí lišit, protože každé zastává jinou funkci. Ale proč tomu tak je, zůstávalo dlouho záhadou,“ uvedl Jiří Kubásek.

Nikdo dosud nezkoumal, jak velký je rozdíl v propustnosti těchto dvou typů víček, a co by se stalo, kdyby včely zakryly buňky opačně, tedy kdyby na víčko pro plod použily to medové. A právě k objasnění tohoto problému přispěla mezioborová spolupráce, kterou doktor Kubásek popisuje následovně:

„Alena Bruce-Krejčí je molekulární bioložka, působící na PřF JU a na Biologickém centru AV, a nadšená včelařka. Už nevím, za jakých okolností se někdy na sklonku roku 2021 potkává se mnou, Jiřím Kubáskem, rostlinným fyziologem. Její zájem je právě v měření oxidu uhličitého (CO2), který včely dýcháním produkují a je pro ně důležitým signálem. Sama měřit CO2 neumí.

Jiří Kubásek zase dobrých 20 let měří rostlinkám fotosyntézu, což není nic jiného než příjem CO2. Na druhou stranu nic neví o včelách.  Důležité ale bylo, že na měření CO2 a jeho prostup listem rostlin mají na jeho pracovišti, pochopitelně, citlivé stroječky. I přes tuto propast zájmů a zaměření nacházejí oba autoři společnou řeč a za rekordně krátkou dobu necelého jednoho roku publikují svůj výzkum.

Nezasvěcenému to může připadat dlouho. Proto mu sdělím, že ve vědách o životě většinou od začátku experimentování do publikování výsledků uplynou dva až tři roky (někdy víc). 

Takže co jsme zjistili? Že „děravá“ plodová víčka jsou přinejmenším 20x propustnější než zásobní. A naopak, kdyby se zásobní víčka dala na vyvíjející plod, tak by se udusil. Přijde vám to málo? Ano, mám tři omluvy:

1/ Jak už jsem psal jinde, Simona Stašová v Pelíškách by řekla „To ale muselo dát práce a přitom taková blbost“. Ale nikdo dříve to ještě neudělal a o inovativnosti je věda základního výzkumu především.

2/ Plánujeme pokračovat i praktičtějšími aplikacemi, ale o těch je ještě brzo mluvit.

3/ Za nejzajímavější stran geneze tohoto výzkumu považuji navázání mezioborové spolupráce. Proto jsem se o ní rozepsal poněkud více. Důležitost spolupráce vědců velmi různého zaměření se všude zdůrazňuje, ale není běžná, to fakt ne. A my to dokázali.

Způsob, kterým včely zvyšují propustnost víček pro oxid uhličitý, je překvapivě podobný jako u mnoha jiných tvorů. Tak například listy rostlin jsou také pokryty voskem prostoupenou blankou - kutikulou. Ta je téměř nepropustná pro vodu a plyny a chrání rostlinu před vyschnutím. Aby ale mohla rostlina přijímat CO2 - svou hlavní potravu - , jsou na jednom mm2 povrchu listu desítky až stovky uzavíratelných otvůrků - průduchů.

Když sečteme plochu všech těchto otvůrků, zjistíme, že většinou tvoří méně než 1 % povrchu listu. Velmi dobře to souhlasí s plochou otvůrků na plodových víčkách, která nám vychází asi 0,3 % plochy celého víčka.

Podobně slepičí vejce obsahuje několik tisíc drobných otvůrků ve skořápce, která by bez nich nebyla dostatečně propustná a vyvíjející se kuřecí embryo by se udusilo. A konečně, hmyz a jiní členovci - třeba pavouci - jsou dobře přizpůsobeni životu na souši také vosky prostoupenou kutikulou na svém povrchu.

Ta též brání vyschnutí, ale vznikla samozřejmě zcela nezávisle na kutikule rostlin. Tělo "hmyzáka" ovšem potřebuje také dýchat a to, jak si ze školy možná pamatujete, realizuje vzdušnicemi. Ty se opět otevírají do atmosféry drobnými uzavíratelnými otvory. Zajímavé je, že všechny tyhle adaptace vznikly nezávisle. Příroda prostě dokáže docela jednoduše udělat nepropustné vrstvy tím, že je napustí voskem. Když ale musí zajistit dýchání, fotosyntézu či jinou výměnu plynů, musí do nich udělat dírky.

Jistě se ptáte, jak včely dělají do víček otvory, které jsou většinou mnohem menší, než je průměr lidského vlasu. To nikdo neví, ale je to jistě vhodné téma dalšího bádání. Každopádně nás včely i po desetiletí výzkumu stále umějí překvapit tím, co všechno dokážou.“

Počet odborných pracovišť

56

Počet akademických pracovníků

850

Objem získaných grantů

728 milionů

Počet licencí a patentů

30