Schránka rozsivek připomíná krabičku, na
jejíž spodní část přiléhá jako víko větší
horní část. Podle tvaru schránky se rozsivky
rozdělují na centrické (schránky kruhové
nebo oválné, paprsčitě symetrické)
a penátní (podlouhlé, podélně symetrické).
Schránka má obvykle složitou strukturu
s různými žebry a póry, jejichž uspořádání
je často velmi ornamentální a také
druhově specifické. Rozsivky, které mají
ve směru podélné osy na schránce štěrbinu,
se aktivně pohybují ve směru této štěrbiny.
Buňky některých druhů se pomocí
výběžků mohou spojovat a vytvářet tak
mnohobuněčné kolonie. Někdy buňky produkují
navíc sliz, pomocí něhož se pevně
přichycují k podkladu a který také pomáhá
držet kolonie pohromadě.
Schránka rozsivek tvořená oxidem křemičitým
se nazývá frustula. Křemík, na
němž jsou životně závislé, přijímají rozsivky
aktivně z prostředí. Pokud je křemíku
nedostatek, nemohou růst a množit se,
a posléze hynou. Při dělení si dceřiná buňka
jednu část schránky ponechá od buňky
mateřské a druhou si vytváří sama. Tato
část je však vždy o trochu menší, a proto
postupně dochází ke zmenšování velikosti
schránek. Pokud velikost poklesne pod
určitou mez, dochází k zániku buňky, nebo
k přechodu na pohlavní způsob rozmnožování,
při kterém se obnoví optimální
velikost schránky.
Význam a rozšíření v přírodě
Druhová bohatost rozsivek je značná. Existuje
jich asi 285 rodů (10–12 tisíc druhů),
i když někteří autoři je považují za vůbec
nejpočetnější skupinu organismů a odhadují
jejich počet na 1–10 milionů druhů.
Rozsivky osídlily široké spektrum biotopů.
Vyskytují se převážně v planktonu
mořských vod bohatých na živiny, ale
jsou v podstatě všudypřítomné, jak mořské,
tak i sladkovodní. Odhaduje se, že zajišťují
20–25 % primární produkce (produkce
organické hmoty rostlinami, řasami
a sinicemi) na Zemi. Z velké části se
tak podílejí na produkci kyslíku a odstraňování
oxidu uhličitého z atmosféry. V našich
zeměpisných šířkách rozsivky vytvářejí
podstatnou část fytoplanktonu přehrad
a nádrží. Jejich přítomnost se projevuje
hnědým zbarvením vody. Vyskytují se zejména
na jaře a na podzim, některé druhy
také v létě. Bohužel v poslední době jsou
v letním období tyto relativně neškodné
rozsivky vytlačovány z fytoplanktonu toxickými
sinicemi, které vytvářejí nebezpečný
vodní květ a výrazně snižují kvalitu
vody.
Rozsivky osidlují tekoucí i stojaté vody,
žijí na povrchu vlhkých skal, ale jsou také
unášeny vzduchem z místa na místo. Na
březích tekoucích vod vytvářejí jasně viditelné
rezavě hnědé povlaky na kamenech
nebo v bahně. Pokud jste někdy uklouzli
na hladkém balvanu v řece či potoce, pak
vězte, že tento kámen byl s největší pravděpodobností
pokryt vrstvou tvořenou roz-
sivkami.
Ačkoli druhy žijící u nás nejsou nikterak
nebezpečné, i mezi rozsivkami se najdou
takové, které podobně jako sinice
mohou produkovat toxické látky nebezpečné
člověku. Např. mořské rozsivky
rodu Pseudonitzschia vytvářejí aminokyselinu
kyselinu domoovou. Tato poměrně
jednoduchá látka je příčinou toxicity
některých mořských živočichů (korýši,
měkkýši a další). Živočichové živící se
planktonem totiž přijímají společně s potravou
i toxické rozsivky a kyselina domoová
se tak hromadí v jejich tkáních.
Konzumace těchto živočichů způsobuje
u člověka otravu doprovázenou poruchami
centrální nervové soustavy. Postižený
člověk trpí ztrátou krátkodobé paměti,
a proto se tyto otravy označují jako ASP
syndrom (Amnesic Shellfish Poisoning –
amnesická otrava měkkýši). ASP syndrom
byl poprvé popsán v r. 1987 u lidí na ostrově
Prince Edwarda v Kanadě, kteří
v místní restauraci konzumovali slávky
jedlé. U 105 z nich se projevily příznaky
akutní otravy (zvracení, žaludeční křeče,
bolesti hlavy, ztráta krátkodobé paměti)
a tři lidé na její následky dokonce zemřeli.
Právě ztráta krátkodobé paměti byla
nejvýznamnějším rysem otravy. Narušení
krátkodobé paměti trvalo několik let
a u některých pacientů byla tato ztráta
paměti trvalá. Kyselina domoová a příznaky
spojené s otravou se staly inspirací
k natočení detektivního filmu Sladké sny
od režiséra J. Bendera.
Využití v praxi
Mnohé druhy mají specifické nároky na
chemické složení vody (obsah kyslíku,
živin, pH atd.), ve které se vyskytují, a proto
se dají úspěšně využít jako bioindikátory.
Podle složení společenstva rozsivek
můžeme tedy poměrně úspěšně předpovědět,
jaká je kvalita vody ve zkoumané
lokalitě, aniž bychom museli provádět
nákladné laboratorní analýzy. Velkou výhodou
také je, že zmiňované úvahy můžeme
provádět i na základě fosilních nálezů
rozsivek (frustuly jsou velmi trvanlivé)
a rekonstruovat tak změny chemického
složení vody na dané lokalitě v minulosti.
Rozsivky jsou užitečným pomocníkem
v archeologii, kde pomáhají osvětlit některé
historické souvislosti. Jako příklad lze
uvést jejich využití při analýzách zbytků
keramiky staré tisíce let. Protože jejich
schránky přežijí i proces vypalování, lze
na základě druhového složení těchto řas
v keramice zjistit, odkud dávní hrnčíři
brali hlínu pro své výtvory, popř. i rekonstruovat
obchodní trasy či sídelní přesuny
našich předků.
První rozsivky se na Zemi objevily pravděpodobně
na přelomu prvohor a druhohor
před 180 miliony let. Už tehdy obývaly
dávné oceány a památkou na jejich
přítomnost jsou silné vrstvy usazenin. Ze
zásobních látek fosilních rozsivek vznikla
některá ložiska ropy. Schránky odumřelých
rozsivek tvoří horninu diatomit (křemelina),
jejíž přeměnou vznikly další horniny
– porcelanit a rohovec. Křemelina,
která se u nás těží např. u Borovan u Českých
Budějovic, se využívá v mnoha odvětvích
lidské činnosti. Pro skvělé tepelně
izolační vlastnosti je oblíbeným materiálem
ve stavebnictví. Často se používá také
jako filtr (v pivovarnictví, vinařství apod.),
absorpční materiál ve farmaceutickém
průmyslu (je schopen absorbovat třiapůlkrát
více vody, než sám váží, navíc je chemicky
inertní), jako potravinové plnidlo,
pro jemné broušení (zubní pasta), jako lešticí
prášek či při výrobě skla. Některé národy
(Laponci, Číňané) ji dokonce jedly.
V r. 1867 přidal Alfred Nobel k jednomu
váhovému dílu rozsivkové zeminy tři díly
nitroglycerinu a vynalezl dynamit.
Rozsáhlé využití nemají pouze fosilní
rozsivky, ale také ty doposud žijící. V potravinářství
slouží jako zdroj beta-karotenu
a mastných kyselin, jako potrava při
kultivaci ryb či krevet a pomocí biotechnologických
postupů lze z rozsivek získat
olej. Frustuly se díky své přesné ultrastruktuře
využívají k testování rozlišovawww.avcr.cz/ziva
10 živa 1/2008
Petr ZnachorPetr Znachor
Rozsivky – podivuhodné řasy
v krabičce
Rozsivky jsou mikroskopické jednobuněčné hnědé řasy a patří mezi jedny z nejrozšířenějších
organismů na naší planetě. Podílejí se téměř jednou čtvrtinou
na primární produkci rostlin a představují tak významnou součást potravních
řetězců. Obývají hlavně vodní ekosystémy, ale osidlují i celou řadu terestrických
biotopů. Jako každé řasy obsahují fotosyntetické pigmenty (chlorofyl a, chlorofyl
c a další přídavné pigmenty, především fukoxanthin), které jim umožňují
přijímat vzdušný oxid uhličitý a vytvářet z něj pomocí světelné energie organické
látky.
Charakteristickým znakem rozsivek je křemitá schránka, která se skládá ze
dvou misek. Dvoudílné složení schránky odráží i starší název této skupiny organismů
– Diatomae, který je základem mnoha dosud užívaných pojmů: diatomit,
diatomární analýza, anglický název diatoms apod.
cích schopností objektivů optických mikroskopů.
S ultrastrukturou schránek souvisí
i využití rozsivek v oblasti nanotechnologií
– jsou totiž schopny zabudovávat
do svých schránek atomy křemíku s udivující
přesností, která je doposud nedosažitelná
jakoukoli současnou technologií.
V poslední době se proto rozsivky stávají
předmětem studia mnoha předních vědeckých
týmů. Nanotechnologie mají nepředstavitelný
potenciál a nově vytvářené
materiály mohou svými jedinečnými vlastnostmi
doslova změnit náš současný svět.
Pokud bychom byli schopni určitými postupy
tyto řasy přinutit, aby se stejnou
přesností, s jakou tvoří své schránky, produkovaly
materiály s předem určenou
trojrozměrnou nanostrukturou, bylo by
možné po napěstování modifikovaných
rozsivek tyto materiály získat a dále využít.
Někteří autoři na stránkách prestižních
časopisů zacházejí ve svých úvahách ještě
dále a spekulují o tom, že v případě úspěšného
ovládnutí těchto technologií bychom
byli jen krůček od sestrojení podobného
replikátoru, jaký mohli vidět diváci televizní
série Star Trek.
živa 1/2008 11 www.avcr.cz/ziva
1 Vláknitá rozsivka Aulacoseira italica.
Rybník Svět u Třeboně, červenec 2004,
zvětšení 400×
2 Kompozitní obrázek různých planktonních
rozsivek obarvených ve fluorescenčním
mikroskopu. Schránky svítí
zeleně, červenou barvou je zvýrazněn
chloroplast, modrou barvou přisedlé bakterie
a jádro. Rybníky v okolí Českých
Budějovic, duben 2006, zvětšení 400×
3 Spirálně stočená kolonie běžné planktonní
rozsivky Fragilaria crotonensis. Nádrž
Lipno, červenec 2004, zvětšení 400×
4 Prázdné schránky rozsivky Cymbella
lanceolata. Rybník Svět, květen 2003,
zvětšení 600×
5 Centrické planktonní rozsivky rodu
Cyclotella. Na schránce vlevo dole je
dobře patrná stavba schránky složené ze
dvou částí. Přehrada Skalka, červenec
2004, zvětšení 400×
6 Rozsivky rodu Cymbella ve slizové trubičce.
Nádrž Vír, srpen 2003, zvětšení 400×
7 Rozsivka rodu Pinnularia s dobře
patrnou povrchovou strukturou schránky.
Žárský rybník, červen 2005, zvětšení
400×. Snímky P. Znachora
1 2
4
5
6
7
3