Kam v Čechách za extrémofilními řasami a sinicemi

Výzkum extrémofilních organismů je jedním z nejzajímavějších témat současné mikrobiologie. V honbě za novými druhy vědci zkoumají termální vřídla, kyselá rašeliništní jezírka nebo se vydávají na dna moří do hlubokomořských příkopů.

Přestože leží Česká republika v mírném klimatickém pásmu, vyskytují se i v naší nevelké zemi extrémní prostředí, ve kterých žijí organismy označované jako extrémofilové. Vymezení, co je a co není extrémní, je ryze antropocentrické. „Normální“ jsou takové podmínky, kdy se pH vody pohybuje mezi 5–9, teplota mezi 15–60 °C, okolní tlak je přibližně 101 kPa. Jako „extrémní“ prostředí k trvalému růstu, nejen ke krátkodobému přežití, se pro běžné formy pozemského života označují například místa (lokality) o teplotě vyšší než 45 °C – zde mají teplotní optimum svého růstu termofilové – nebo nižší než 15 °C, v nichž si libují psychrofilové. Ve vodách s pH 4 a nižším bují acidofilní organismy.

V Krkonoších a na Šumavě byly na sněžných polích nalezeny řasy tvořící tzv. kryosestonní společenstva, která způsobují růžové, červené nebo zelené zabarvení sněhu („barevný sníh“). Koncentrace buněk v barevném sněhu dosahují od tisíců do milionů (tj. řádově od 10³ do 10⁶) buněk na mililitr. Sněžné řasy byly pozorovány ve všech oblastech světa, kde se trvale či periodicky vyskytují sněžná pole či ledovce, tedy v oblastech s vysokou nadmořskou výškou nebo ve vysokých zeměpisných šířkách. V našich podmínkách se objevují v období, kdy sníh začíná tát. Mezi psychrofilní, „pravé sněžné“ druhy lze zařadit zelenou řasu Chlamydomonas nivalis (řád Volvocales). Je schopna hojného růstu i při teplotách blízkých nule. Tato řasa má složitý životní cyklus. Střídá pohyblivá, zeleně zabarvená bičíkatá stadia a nepohyblivá klidová stadia, kdy její buňky utvoří krvavě zabarvené spory. Vytvoření cyst s tlustými buněčnými stěnami naplněnými karotenoidy a zásobou lipidů jí dovoluje přežít období pro tuto řasu nepříznivých vysokých teplot během léta. Červený karotenoid astaxanthin ji chrání před velkými dávkami světla a UV záření. Adaptace Ch. nivalis na život v tajícím sněhu je příkladem tzv. polyextremofilie, kdy je organismus schopen úspěšně čelit dvěma a více nepříznivým faktorům. V případě Ch. nivalis jsou to nízké teploty, velká ozářenost, vysoké dávky UV záření, cykly zmrznutí a vysušení, nízký obsah dostupných živin.

Hledáme-li český extrém na opačném konci teplotní stupnice, musíme se vypravit na lázeňskou kolonádu do Karlových Varů k termálnímu pramenu Vřídlo. Teplý pramen přitáhl zájem algologů již v roce 1827. Ve 20. století byl bohužel vývěr minerální vody upraven pro potřeby lázní, čímž naše jediná přirozená termální lokalita zanikla. Lokalitu vhodnou pro termofilní společenstva můžeme v současnosti v Karlových Varech nalézt pod výpustí horkých minerálních vod do říčky Teplé. V tomto uměle vytvořeném prostředí se vyskytuje jako dominantní druh kosmopolitní termofilní sinice Mastidocladus laminosus (řád Stigonematales). Na dně říčky Teplé vytváří až do teploty 52 °C zelené povlaky. Její výskyt v Karlových Varech byl popsán německým mikrobiologem Ferdinandem Juliusem Cohnem již v r. 1863. M. laminosus žije v termálních pramenech s nízkou salinitou, pH větším než 7,5 a teplotou od 29 do 70 °C po celém světě. Je schopna fixovat dusík. Karlovarská forma M. laminosus hůře snáší vysoké teploty, nejlépe se jí daří ve vodě o teplotě kolem 40 °C.

Tajuplná rašeliniště v sobě skrývají další zajímavá prostředí pro život organismů. Rašeliništní vody jsou často velmi kyselé, pH vody v rašeliništi a slatiništi v národní přírodní rezervaci Soos klesá k hodnotě 2,2, pH vody přechodového rašeliniště Červené blato v Třeboňské pánvi se pohybuje mezi 2,7–3,2 a v horském vrchovišti Krásno ve Slavkovkém lese mezi 3,7–4,7. V těchto lokalitách žije acidofilní krásnoočko Euglena mutabilis (Euglenophyta) pohybující se pro ni typickými hadovitými pohyby. Protože je nejlépe adaptováno na prostředí s pH hodnotou kolem 4, je často jedinou řasou, která se v silně kyselých prostředích vyskytuje.