Aktualni znanstveno-istraživački projekti

Suvremena nastava biologije temelji se na zapažanjima učenika u prirodnom okruženju, učenju otkrivanjem i istraživačkom učenju tijekom suradničkog učenja i grupnog rada učenika. U epidemiološki prilagođenom okruženju za učenje i poučavanje, učitelji i učenici ograničeni su u provedbi grupnog rada i praktičnim aktivnostima, koji se smatraju temeljima suvremene nastave biologije. Kako bi se i tijekom pandemije ostvarili ishodi definirani kurikulumom potrebno je prilagoditi poučavanje i učenje biologije online i hibridnom obliku učenja.

U projektu će se razviti visoko interaktivni model usmjeren na učenika (ASIO model - Aktivnosti Simuliranog Istraživačkog Otkrivanja u biologiji; akronim od lat. Asio otus – mala ušara) za učenje i poučavanje biologije u epidemiološki prilagođenom okruženju temeljen na suvremenim nastavnim strategijama. Platforma za učenje biologije (BUBO - Baza Učenja Biologije uz Online podršku; akronim od lat. Bubo bubo – sova ušara) sadržavat će edukativne materijale dizajnirane prema ASIO modelu, čime će se osigurati podrška kontinuiranom profesionalnom razvoju iskusnih nastavnika biologije, ali i uvođenju početnika u poučavanje biologije.

Materijali za učenje bit će namijenjeni učenicima osnovne i srednje škole različite uspješnosti, uključujući prilagodbe za nadarene učenike i učenike s teškoćama u razvoju, kako bi se omogućilo bolje uključivanje svih učenika u nastavu. Za studente biologije nastavničkog usmjerenja bit će pripremljeni online materijali kao podrška učenju biologije i pripremi za rad u školi. Predviđamo da će primjena visoko interaktivnog ASIO modela usredotočenog na učenika poboljšati učinkovitost poučavanja i učenja, što će rezultirati boljim uspjehom učenika.

U većini obrazovnih sustava ne postoji značajna povezanost između stručnog usavršavanja učitelja i rezultata njihovih učenika. Unatoč tome, ne bi bilo dobro zaključiti kako stručno usavršavanje općenito ne doprinosi promjenama u nastavi, već samo da postojeće stručno usavršavanje nije dovoljno učinkovito te da bi ga trebalo mijenjati. Učinkovito stručno usavršavanje je kontinuirano, integrirano s područjem primjene, aktivno i dobro vođeno.

Ono uključuje učenje po modelu te refleksivne zajednice prakse za što se mogu koristiti mrežne aplikacije i video zapisi nastave. Svrha ovog projekta je razvoj i provjera učinkovitosti modela stručnog usavršavanja učitelja biologije i matematike koji može doprinijeti kvaliteti učenja učitelja, bitnim promjenama u nastavi i rezultatima koje postižu učenici. Projekt će biti ostvaren kroz četiri faze od kojih će svaka trajati godinu dana. Prva faza namijenjena je ispitivanju stanja u svezi stručnog usavršavanja i pripremi akcijskog i eksperimentalnog istraživanja koje će biti ostvareno tijekom druge, odnosno treće faze istraživanja.

U završnoj fazi na temelju analize rezultata prethodno provedenih istraživanja razradit ćemo model stručnog usavršavanja primjenjiv u hrvatskom obrazovnom kontekstu koji ćemo  prezentirati stručnoj i znanstvenoj javnosti. S obzirom da u Hrvatskoj ne postoje istraživanja stručnog usavršavanja u kojima su praćene promjene u nastavi i rezultati učenja učenika, radovi koje namjeravamo publicirati mogu doprinijeti spoznajama u svezi mogućnosti stvaranja učinkovitog stručnog usavršavanja, a time i boljim rezultatima naših učenika.

Soil BON podržava razvoj globalne zajednice za promatranje, razumijevanje i predviđanje bioraznolikosti tla, te služi kao forum za povezivanje različitih dionika u svrhu unaprijeđenja metoda za promatranje bioraznolikosti tla uključujući integraciju informacija u prostornim, vremenskim i taksonomskim razmjerima. To uključuje izgradnju kapaciteta promatranja do informatike, pomažući u integraciji postojećih i novih podataka s terena u skladu s dogovorenim međunarodnim standardima.

Isporučiti otvorene, sveobuhvatne i globalno reprezentativne metode i usklađene skupove podataka o mikro-, mezo- i makrofauni tla u kombinaciji s funkcijama tla. Istražiti učinke klime, korištenja zemljišta i drugih varijabli okoliša na zajednice beskralježnjaka tla, strukturu hranidbene mreže tla i otpornost. Procijeniti učinkovitost sadašnjih pristupa u očuvanju prirode u zaštiti životinjskih zajednica tla.

Povezati životinjske zajednice u tlu i hranidbene mreže s funkcioniranjem tla u različitim klimatskim uvjetima, tipovima tla i korištenja zemljišta. Uspostaviti globalnu mrežu eksperata faune tla za praćenje bioraznolikosti tla i druge projekte suradnje. Ojačati lokalne mreže suradnje i lokalnu stručnost u zoologiji tla.

Porođaj je posljednji korak trudnoće, koji ovisi o kratkom prijelaznom razdoblju u kojem maternica prolazi kroz različite fiziološke i fenotipske promjene. Poznato je da pretilost uzrokuje opću kroničnu metaboličku upalu niskog stupnja i može dovesti komplikacija tijekom poroda, dok je u isto vrijeme pojačana upala jedna od ključnih stvari u prijelaznom razdoblju maternice. Maternica posjeduje simpatičke, parasimpatičke i osjetne živce koji imaju važnu ulogu u kontrakciji maternice za vrijeme poroda.

Promjene inervacije maternice potencijalno mogu dovesti do poremećaja lučenja upalnih čimbenika koji bi mogli negativno utjecati na kontrakciju maternice. Ovo istraživanje odnosi se na analizu utjecaja prehrane bogate mastima i šećerima tijekom trudnoće na inervaciju maternice i promjena u imunološkom odgovoru maternice na kraju trudnoće kroz imunohistokemijske analize različitih markera specifičnih za fiziološki važne tipove inervacije maternice. Također, analizirat će se i odgovor stanica maternice na metabolički stres.

Sažetak projekta: Istraživanja konzervacijskih sustava gospodarenja poljoprivrednim tlima, kao i pozitivni rezultati njihove primjene, u današnje vrijeme sve većih ekoloških, klimatskih, gospodarskih i drugih izazova, predstavljaju imperativ uspješne i održive poljoprivredne proizvodnje. Tlo se sve više apostrofira kao centar zbivanja i izvorište brojnih okolišno-antropogenih međusobno uvjetovanih interakcija. Degradacijom tla kao jednog od primarnih okolišnih integratora, pravilno funkcioniranje agroekološkog sustava postaje nestabilno i upitno.

Cilj ovih istraživanja je utvrditi razinu degradacije odabranih sastavnica fizikalnog, kemijskog i biološkog kompleksa tla međusobnom usporedbom konvencionalnih i konzervacijskih sustava obrade tla. Isto tako, definiranje pozitivnih mjera i postupka za zaustavljanje, preveniranje i ublažavanje antropogenih i prirodnih degradacijskih procesa u tlu na različitim agroekološkim lokalitetima istraživanja, u velikoj mjeri može biti značajan za zaštitu okoliša, poljoprivredne proizvođače, znanstvenu i stručnu zajednicu, donosioce odluka, a svakako će poslužiti kao baza za daljnja znanstvena istraživanja.

Mrežna poveznica: http://www.activesoil.eu/index.php/hr/

Engleski naziv: Adapting Marine Finfish Aquaculture to a Changing Climate

SAŽETAK

Uzgoj bijele ribe predstavlja važnu gospodarsku granu u republici Hrvatskoj sa značajnim potencijalom za rast. Budući da se uzgoj pretežno odvija u priobalnim kavezima ovisnim o uvjetima okoliša, rast i zdravlje riba, a samim time i proizvodnja, podložni su klimatskim promjenama. Klimatske promjene i njihovi utjecaji postaju sve vidljiviji, te ugrožavaju opstojnost i razvoj akvakulture.

GLAVNI CILJEVI PROJEKTA

Projekt AqADAPT doprinjet će stvaranju prilika za poboljšanje proizvodnje i smanjiti ugroze zbog utjecaja klimatskih promjena. Za razliku od post-hoc reakcije koja zahtijeva neposredna i znatna ulaganja, preventivnim i postupnim prilagođavanjem infrastrukture i procesa uzgoja, troškovi prilagodbe mogu se pokriti redovitim ciklusima održavanja i investicija. Da bi se to postiglo, potrebno je duboko razumijevanje najboljih mjera prilagodbe. AqADAPT će donijeti zanačajan doprinos tom razumijevanju provođenjem temeljnih istraživanja prirodnih procesa i primjenom rezultata na biotehnologiju uzgoja riba, te uspostavom baze znanja za razumijevanje i prilagodbu klimatskim promjenama

Istraživanje će započeti identifikacijom najznačajnijih fizikalnih i bioloških procesa u akvakulturi povezanih s klimatskim promjenama. Klimatske se promjene možda mogu smatrati  postepenim procesom, no njihove su posljedice najčešće uzrokovane promjenom učestalosti ili jačine ekstreminh događaja (npr. manje ekstremna zahlađenja  omogućavaju preživaljavanje invazivnih vrsta, a ekstremne vremenske prilike mijenjaju stanište i ugrožavaju autohtone vrste). Kako bi prikladno karakterizirali okoliš, potrebno je stoga razumijeti i dugoročne trendove, i uobičajena sezonska kretanja uvjeta u okolišu. Iako je vodeni stupac očito primarni okoliš riba, sediment može isto imati značajan utjecaj kao izvor mikrobioloških (i drugih) zagađenja. Nadalje, budući da su vodeni stupac i sediment međusobno povezani, sediment se može koristiti kao dugoročni zapis okolišnih uvjeta u vodenom stupcu.

AqADAPT će zato istraživati i dugoročna i sezonska kretanja uvjeta okoliša u sedimentu i vodenom stupcu.

Poveznica: https://www.irb.hr/Zavodi/Zavod-za-istrazivanje-mora-i-okolisa/Laboratorij-za-informatiku-i-modeliranje-okolisa/Projekti/AqADAPT-Prilagodba-uzgoja-bijele-ribe-klimatskim-promjenama

Engleski naziv: European Soil-Biology Data Warehouse for Soil Protection (CA18237)

SAŽETAK

Europskim vlastima i dionicima hitno su potrebni pouzdani alati za praćenje i procjenu stanja okoliša tla u okviru procjene politike u kontekstu brojnih EU direktiva. Fokus akcije EUdaphobase je na stvaranju struktura i postupaka potrebnih za razvoj otvorene infrastrukture podataka o bioraznolikosti tla širom Europe. Konačni cilj EUdaphobase je uspostaviti paneuropsko skladište bioloških podataka i znanja o tlu, koje se može koristiti za razumijevanje, zaštitu i održivo upravljanje tlima, njihovom biološkom raznolikošću i funkcijama.

Fokalni pristup je kombinirati dostupne podatke o distribuciji i svojstvima biote tla s neophodnim metapodacima o okolišu kako bi se dobio uvid u funkcionalne odnose u tlima i predvidjelo stanje usluga ekosustava (ESS). Aktivnosti slijede tijek informacija od pružatelja podataka do korisnika alata za procjenu. Skladište podataka će ugostiti i omogućiti otvoreno dijeljenje podataka. Posrednik u projektu razvija standardiziranu terminologiju, protokole za kontrolu kvalitete podataka i ekološka svojstva koja se koriste kao zamjena za ESS tla.

Projektom će se obraditi, uskladiti, provjeriti kvaliteta i standardizirati postojeći podaci u skladu s protokolima dogovorenim tijekom Projekta. Ponuditi će se inovativni postupci za operacionalizaciju procjene stanja tla u pogledu bioraznolikosti i ESS-a. Za to će se razviti posebni analitički alati za primijenjenu upotrebu političkih, upravljačkih i regulatornih agencija. Ovi će alati prepoznati i vizualizirati (tj. na kartama) funkcionalne biološke karakteristike tala povezane s vrstom, upotrebom i praksama upravljanja, kao i odrediti i razgraničiti usluge ekosustava, polazne crte, odnose i postaviti osnovu za predviđanje promjena.

Mrežna stranica: www.eudaphobase.eu

Područje istraživačkog rada i osnovni cilj projekta je proizvodnja novih organskih gnojiva i supstrata za uzgoj presadnica biološkom preradom komunalnog organskog otpada i nusproizvoda i otpada iz poljoprivredne, šumarske i prehrambene proizvodnje. Nusproizvodi u poljoprivrednoj, šumarskoj i prehrambenoj proizvodnji, ali i otpad u preradi voća i povrća, lišće, trava, drvenasti i sličan otpad nedovoljno su iskorištene sirovine za proizvodnju organskih gnojiva i različitih komponenti za proizvodnju supstrata za hortikulturu (za uzgoj presadnica) i istovremeno ekološko opterećenje urbanih sredina, proizvodnih sustava i obiteljskih gospodarstava.

Istovremeno, organska gnojiva neophodna su sirovina u poljoprivrednoj proizvodnji, a supstrati za uzgoj presadnica povrća, sobnog, ljekovitog i ukrasnog bilja dodatno su značajni u hortikulturnoj proizvodnji. Gotovo nezamjenjiva komponenta u proizvodnji supstrata je treset, čija eksploatacija ima višestruke negativne posljedice, od nepovratnog narušavanja ekosustava tresetnih nalazišta do povećane emisije stakleničkih plinova. Kontinentalna Hrvatska, a posebice Osječko-baranjska i Vukovarsko-srijemska županija svojim gospodarsko-geografskim posebnostima osiguravaju značajne količine raznovrsnih organskih otpada koji prerađeni odgovarajućim tehnologijama kompostiranja i vermikompostiranja te kondicionirani mikroorganizmima mogu biti kontinuirani izvor kvalitetnih organskih gnojiva i supstrata za uzgoj presadnica.

Tako bi se izravno iskoristio gospodarski potencijal organskog otpada uz posredni doprinos očuvanju okoliša zbrinjavanjem otpada i smanjenjem uporabe treseta.

Akronim: Defensoil

Voditelj projekta: prof. dr. sc. Branimir Hackenberger Kutuzović

Poziv: Hrvatska Zaklada za znanost (2014-09-4459)

Vremensko trajanje: 48 mjeseci
(02.11.2015.-01.11.2019.)

Cilj projekta DEFENSoil određivanje je učinaka mješavina metal temeljenih nanočestica i pesticida na neciljne organizme tla sa svrhom dobivanja rezultata primjenjivih u određivanju okolišnog i ekološkog rizika u uvjetima sve veće primjene nanotehnologije.

Kako bi ostvarili navedene ciljeve projekta provest će se široko i ciljano ekotoksikološko istraživanje koje uključuje različite razine složenosti (od preliminarnih laboratorijskih eksperimenata do eksperimenata u ograničenim okolišnim uvjetima), različite krajnje točke (od molekularne do populacijske razine), različite scenarije izlaganja (jedan toksikant – mješavina, kratko – dugačko izlaganje, jednostruko izlaganje – niz izlaganja) i uključivanje, uz standardne modelne, i nativne organizame tla.

Očekivani rezultati poboljšat će znanje o toksičnosti smjesa na neciljne organizme tla koja su neophodna kako u procesu procjene okolišnog rizika tako i pri upravljanju rizicima i kreiranju legislative. Dobiveni rezultati, osim što će odgovoriti na pojedina akademska pitanja, donijeti mogućnosti poboljšanja metoda zaštite tla u realnim okvirima, te pridonijeti znanju nužnom za održivo korištenje tala.

Mrežna poveznica: http://defensoil.unios.hr/

Komarci (Diptera, Culicidae) su često istraživani kukci, budući su molestanti i vektori patogena. Determinacija komaraca stoga je ključan korak, koja uključuje morfološke i molekularne metode.

U Hrvatskoj je do sada zabilježeno 53 vrste komaraca. DNK barkodiranje je svjetska metoda bilježenja biološke raznolikosti i svjetske baze se kontinuirano nadopunjavaju. U okviru projekta obavit će se uzorkovanje komaraca u tri regije Hrvatske i utvrditi njihova sistematska pripadnost (DNK barkod) i nadopuniti svjetska baza (BOLD i GenBank).

Utvrđivanje genetskog statusa ove skupine kukaca bit će od velikog taksonomskog, filogenetskog i filogeografskog značenja budući se Hrvatska ističe po raznolikosti staništa koja utječe na genetičku raznolikost.

Očekujemo da ćemo kroz ovaj projekt barkodirati 2/3 poznatih vrsta u Hrvatskoj. Poseban naglasak bit će stavljen na politipsku vrstu Culex pipiens kompleks, dokazani vektor WNV u Hrvatskoj. Utvrđivanje genetskih varijacija unutar ovog kompleksa objasnit će njihovu ulogu u transmisiji patogena te prisutnost različitih hibrida te opisati njihove karakteristike.

Pretilost i neplodnost su dva značajna, međuovisna, zdravstvena problem koji se ubrajaju među vodeće bolesti suvremene civilizacije koje su direktno povezane sa promjenom u sastavu gangliozida.

Istraživanje se bazira na proučavanju direktne povezanosti ekspresije određenih gangliozida i ekspresije inzulinskih i leptinskih receptora u centralnim i perifernim tkivima što je u mogućoj korelaciji sa reproduktivnim stadijima ženki B4galnt1 i St8sia1 miševa u smislu otežane mogućnosti reprodukcije.

U istraživanje će se analizirati sastav spolni ciklus ženki, sastav ganglizida i ekspresija inzulinskih i leptinskih receptora u mozgu, jetri, masnom tkivu, meternici i jajnicima. Predloženo istraživanje pridonijelo bi boljem razumijevanju mehanizma razvoja inzulinske i leptinske rezistencije i utjecaja istog na reproduktivnu sposobnost ženki miševa kroz interdisciplinarni pristup.

Komarci su najsmrtonosnije životinje na Zemlji. Na području RH se bilježi porast populacija invazivnih, ali i pojedinih autohtonih vrsta jer mjere kontrole nisu prilagođene klimatskim promjenama.

Projektom će se razviti sustav predviđanja dinamike populacija komaraca u ovisnosti o okolišnim parametrima, omogućiti predviđanje posljedica klimatskih promjena na tu dinamiku, te razviti sustav prilagodbe mjera kontrole njihove populacije klimatskim promjenama.

Opsežna diseminacija osigurat će održivost rezultata i podizanje svijesti o posljedicama klimatskih promjena u RH. Cilj projekta je stvoriti sustav predviđanja potrebe i načina kontrole i regulacije brojnosti populacija komaraca na cijelom teritoriju RH u kontekstu promjena u okolišu kao posljedica klimatskih promjena.

Osnovni rezultat projekta bit će prostorne mape RH na kojoj će, za najmanje tri scenarija klimatskih promjena (RCP 2.6-8.5) biti identificirana područja u kojima se očekuju potrebe promjena metoda kontrole komaraca uzrokovanih klimatskim promjenama, s prijedlozima konkretnih mjera prilagodbe i monitoringa.

Engleski naziv: PEsticide RIsk AssessMent for Amphibians and Reptiles (Periamar CA18221)

SAŽETAK

Sve do nedavno, vodozemci i gmazovi su bile jedine skupine kralježnjaka koje se nisu uzimale u obzir prilikom izrade procjene okolišnog rizika (POR) za pesticide („environmental risk assessment“; ERA). Pretpostavljalo se da su rizici koje bi pesticidi mogli predstavljati za vodozemce i gmazove pokriveni prilikom ispitivanja na drugim skupinama kralježnjaka. U 2013. godini EU je po prvi puta objavila dva pravna akta koji uključuju vodozemce i gmazove u postupke POR-a za pesticide.

Slijedeći nove pravne obveze, Europska agencija za sigurnost hrane objavila je u veljači 2018. godine znanstveno mišljenje s pregledom postojećih znanja o POR-u za pesticide na vodozemce i gmazove. Znanstveno mišljenje tvori osnovu za budući razvoj smjernica koje će uključivati detaljne procedure koje je potrebno slijediti za moguće odobravanje pesticida. Ovim mišljenjem naglašen je nedostatak znanja i prepoznati su segmenti koje trebaju biti proučeni prije donošenja smjernica kako bi se osigurao POR koji će uključivati utjecaj na vodozemce i gmazove, uz što manje ispitivanja na kralježnjacima.

Akcija Periamar ima za cilj osnivanje multidisciplinarne mreže znanstvenika iz znanstvenih institucija, regulatornih agencija, kemijske industrije, nevladinih udruga za očuvanje okoliša, te privatnih znanstvenih tvrtki, koja će analizirati dostupne informacije te osmisliti protokol za POR za moguću primjenu pri izradi smjernica. Osim toga, umrežavanje, edukacija i diseminacijske aktivnosti će pridonijeti stvaranju kritične mase koja će ukazati na moguće nedostatke, a s ciljem dugoročnog razvoja istraživanja kako bi se omogućimo održavanje POR-a sigurnim za zaštitu vodozemaca i gmazova od utjecaja pesticida.

Mrežna stranica: https://periamar.com