Genetika je dnes všade, a tak by mala byť aj na školách

Genetika je vzrušujúca vedná disciplína, ktorá pomáha lekárom zachraňovať životy, kriminalistom chytať zločincov, športovom zlepšovať svoje výkony a nám ostatným napríklad chudnúť. Stretávame sa s ňou dennodenne a keby sme jej lepšie rozumeli, mohli by sme žiť zdravší život, či menej veriť hoaxom. Nebolo by teda na mieste zlepšovať jej výučbu na našich školách? Aj o tom sme sa porozprávali s Andreou Ševčovičovou z Katedry genetiky Prírodovedeckej fakulty UK BA.

Autor: Naďa Urbanová

S genetikou sa dnes stretávame všade. Od medicíny, cez krimi seriály až po zostavovanie zdravého jedálnička. Aké je povedomie bežných ľudí o tom, čo je to genetika a ako ovplyvňuje naše životy?

Mnohí genetiku poznajú ako vedu, ktorá sa zaoberá štúdiom dedičnosti a stretli sa s ňou, keď rozmýšľali, prečo sa (ne)podobajú na rodičov alebo po ktorom rodičovi zdedili určitú vlastnosť. Mnohí si však neuvedomujú, ako genetika ovplyvňuje náš každodenný život. Napríklad v medicíne umožňuje lepšie porozumieť chorobám a ich rizikovým faktorom, či vybrať najvhodnejší spôsob terapie pre daného jedinca, čo je princípom tzv. personalizovanej medicíny.

Analýza DNA sa využíva pri vyšetrovaní trestných činov, dokáže tiež povedať, ako nositeľ tejto DNA vyzeral, čo môže pomôcť pri identifikácii osôb po hromadných katastrofách, ale napríklad aj historických osobností.

V oblasti výživy sa genetika používa na zostavovanie personalizovaných jedálničkov a cvičebných plánov, aby sa dosiahli optimálne výsledky v závislosti od genetických predispozícií daného jedinca. Predpokladám, že záujem bežných ľudí o genetiku bude rásť.

Keby sme mali vo všeobecnosti lepšie poznatky o genetike, vedeli by sme sa sami lepšie starať o svoje zdravie či menej verili rôznym hoaxom?

Jednoznačne. Problémom dnešnej doby je, že je ľahké dostať sa k informáciám. Ak však nie ste v problematike dobre zorientovaný, môžete uveriť informáciám, ktoré nie sú založené na vedeckých poznatkoch. Príkladom môžu byť témy ako používanie geneticky upravených organizmov (GMO) alebo klonovanie. Oboje sú pojmy, ktoré sú vždy spojené s odmietaním. Pritom väčšina odmietajúcich ľudí ani nerozumie, o čo v týchto prípadoch ide.

Veď klonovaniu sa vo svojej záhradke venuje každý, kto pestuje jahody alebo zemiaky, či rozmnožuje rastliny odrezkami. Využívanie GMO ryže, do ktorej boli vložené gény pre syntézu prekurzoru vitamínu A, pomohlo v ázijských a afrických krajinách znížiť výskyt porúch zraku a slepoty.

Medzi známe hoaxy patrí tiež, že očkovanie spôsobuje autizmus, alebo že vitamín C je univerzálnym liekom na rakovinu. A hoci sú už vyvrátené, mnoho Slovákov im stále verí aj z dôvodu nedostatku relevantných informácií. Práve Slováci sú náchylní veriť vymysleným a zavádzajúcim informáciám viac ako Česi, Maďari alebo Poliaci. A to môže byť spôsobené aj nedostatočnými vedomosťami práve z genetiky, resp. celkovo nedostatočné kritické myslenie.

Prečo sa teda genetike na školách nevenujeme viac? A aj ten čas, ktorý jej venujeme, možno nie je využitý najlepšie, lebo študenti neexperimentujú, len memorujú.

Problém s výučbou genetiky súvisí s viacerými faktormi. Prvým je to, že vedomosti z genetiky pribúdajú veľmi rýchlo a stredoškolskí učitelia nemajú čas a možnosti sa k týmto informáciám dostať a priebežne si ich dopĺňať. Navyše mnohé z nich sú v angličtine, čo ešte viac sťažuje ich dostupnosť. Mnohí učitelia sa potom genetike nevenujú detailne a redukujú aj čas venovaný genetike v rámci hodín biológie.

V tomto smere sa učiteľom snaží pomáhať práve projekt Genetika na kolesách tým, že im prináša najnovšie informácie. Prostredníctvom workshopov, ktoré sú dostupné pre každého učiteľa biológie na Slovensku, ukazujeme, ako je možné nové informácie študentom sprostredkovať zrozumiteľným spôsobom.

Druhým, veľmi dôležitým faktorom je nedostatok financií na zakúpenie vybavenia do laboratórií. Mnohé školy, ktoré sme v rámci projektu Genetika na kolesách navštívili, majú zrekonštruované laboratóriá. Avšak nemajú financie na zakúpenie mikroskopov alebo prístrojov, ktoré by im so študentmi umožnili realizáciu jednoduchých experimentov.

Aj v tomto smere sa snažíme učiteľom pomáhať. S naším mobilným laboratóriom jazdíme na stredné školy a pre študentov máme pripravené zaujímavé praktické aktivity, akými je napríklad štiepenie DNA, elektroforéza DNA a podobne. Učiteľom taktiež posielame na školy vzorky modelových organizmov, s ktorými môžu robiť jednoduché experimenty. Jedným z nich je jednobunková zelená riasa Chlamydomonas reinhardtii, na ktorej môžu mikroskopicky pozorovať pohyb jednotlivých buniek. Zmenou podmienok, napr. znížením pH, sa dá iniciovať, aby riasy odhodili bičíky a stali sa imobilné.

Okrem toho pre učiteľov organizujeme letné školy, na ktorých si môžu jednotlivé experimenty vyskúšať a pripraviť sa tak na výučbu svojich študentov.

Čo si vlastne z genetiky dokáže odniesť dnešný študent strednej školy na Slovensku?

Na túto otázku by asi vedeli najlepšie odpovedať samotní stredoškolskí učitelia. Z mojej skúsenosti pedagóga na univerzite môžem povedať, že úroveň vedomostí študentov, ktorí k nám prichádzajú zo stredných škôl sa veľmi líšia. Keďže už roky pracujem so stredoškolskými študentmi a chodila som s nimi aj na medzinárodné súťaže, viem, že sú schopní naštudovať si a pochopiť aj pomerne náročné témy, pretože s genetikou sa stretávajú doslova na každom kroku vrátane rôznych filmov a pod.

Z môjho pohľadu je však dôležité aj správne pochopenie genetických princípov. Teraz si budem možno trošku protirečiť, ale povedala by som, že viac ako množstvo vedomostí z genetiky je pre nás dôležité, aby študenti nemali zo strednej školy nadobudnuté chybné pochopenia (tzv. miskoncepcie) niektorých genetických princípov, pretože ich odstránenie je veľmi náročné a vyžaduje viac času. Ja by som teda do výučby na stredných školách jednoznačne doplnila praktické aktivity, ktoré študentov zaujmú a ukážu im, že genetika je fascinujúca vedná disciplína.

Genetike teda venujú naše stredné školy limitovaný priestor, vy ste napriek tomu dospeli k rozhodnutiu, že chcete ísť na vysokú školu študovať práve tento odbor...

Musím povedať, že na gymnáziu nepatrila biológia medzi moje obľúbené predmety najmä kvôli štýlu vyučovania tohto predmetu do veľkej miery založenom na memorovaní. Zaujímali ma skôr predmety ako matematika, v ktorých som mohla uplatniť logické myslenie. Napriek tomu som mala rada praktické cvičenia, ktoré nám umožňovali robiť jednoduché experimenty a pochopiť procesy prebiehajúce v živých organizmoch.

Zapojila som sa preto do biologickej olympiády, ktorá bola v tom čase tematicky venovaná genetike. Účasť bola podmienená vypracovaním seminárnej práce na vybranú tému z genetiky a molekulárnej biológie. Moja práca sa venovala v tom čase veľkej novinke, a to reštrikčným endonukleázam a ich uplatneniu v biotechnológiách. Pri jej vypracovávaní som zistila, že genetika kombinuje poznatky biológie a matematiky a je to experimentálna veda. To bol dôvod, prečo som sa ju rozhodla študovať na univerzite.

Pôsobíte na Katedre genetiky na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského, pričom systematicky podnikáte aktivity smerom k stredným školám (učebnica pre 2. ročník gymnázií, Genetika na kolesách a pod.). Na Slovensku je takáto podpora a záujem zo strany vysokých škôl či výskumných inštitúcií skôr výnimkou. Čo k tomu motivuje vás?

Na spoluautorstvo učebnice Biológie pre 2. ročník gymnázií ma spolu s mojou kolegyňou, doc. Eliškou Gálovou, oslovila kolegyňa z Katedry didaktiky prírodných vied PriF UK (doc. Katarína Ušáková) a pani učiteľka Jana Višňovská z Gymnázia na ul. L. Sáru v Bratislave. Keďže genetika je oblasť, v ktorej veľmi rýchlo pribúdajú nové informácie, cítili sme potrebu učiteľom okrem samotnej učebnice pripraviť aj ďalšie aktivity, ktoré im túto oblasť pomôžu lepšie priblížiť aj študentom.

Okrem toho moje dcéry v tom čase študovali na gymnáziách, takže mala som prehľad o výučbe genetiky na stredných školách. Mojím cieľom bolo stredoškolákom predstaviť biológiu ako modernú experimentálnu vedu a priniesť im zážitok z experimentovania. A to už boli začiatky Genetiky na kolesách...

...teda projektu, s ktorým ste navštevovali stredné školy po celom Slovensku v pojazdnom laboratóriu. Čo konkrétne mali stredoškoláci možnosť zažiť a ako na to reagovali?

Pre študentov sme pripravili niekoľko laboratórnych cvičení, asi najobľúbenejším bolo to, pri ktorom sa z nich stali vyšetrovatelia analyzujúci vzorku DNA z miesta činu a ich úlohou bolo zistiť, ktorému z podozrivých patrí. Paralelne s touto aktivitou sme robili workshopy o výučbe genetiky s učiteľmi pôsobiacimi na navštívenej strednej škole, resp. na školách v jej blízkosti.

Počas pandémie sme nemohli využívať naše mobilné laboratórium, ale pripravili sme sériu prednášok, ktoré sa stretli s veľkým ohlasom. Pre učiteľov sme ku každej prednáške pripravili súhrn, aby mohli so študentmi na túto tému diskutovať. V roku 2022 sme tieto súhrny prepracovali, doplnili o ďalšie informácie a vznikla z toho kniha Genetika pre každého.

Teraz pokračujeme v online workshopoch, ktorých sa môže zúčastniť ktorýkoľvek učiteľ biológie. Pravidelne tiež organizujeme prednášky pre verejnosť, ich záznamy si môžete pozrieť na našom youtubovom kanáli. Na výjazdy nášho mobilného laboratória síce aktuálne nemáme finančné prostriedky, no stredoškolskí študenti môžu so svojimi učiteľmi prísť k nám na fakultu a cvičenie zažiť u nás.

Akú spätnú väzbu dostávate od učiteľov biológie?

Z našej strany cítime od učiteľov obrovskú vďaku a podporu. A to je práve to, čo nás motivuje k ďalším aktivitám. S mnohými učiteľmi, ktorým záleží, aby svojim študentom prinášali najnovšie objavy z genetiky, sme dnes už viac ako kolegovia. Pravidelne sa stretávame a máme rovnaký cieľ – študentov pripraviť čo najlepšie pre život a budúce povolanie.

Niekto by mohol oponovať, že genetike nepotrebuje rozumieť každý, že je to len pre úzku skupinu študentov, je to komplikované, a preto pre bežných žiakov, študentov skôr nudné. Aký je váš názor?

Myslím si, že takýchto „oponentov“ je čoraz menej, pretože potreba pochopenia aspoň základných genetických princípov je potrebná pre skvalitnenie života každého z nás. Genetiku nemusí nikto aktívne hľadať, genetika si každého nájde sama. Okrem toho, ak sa študenti naučia interpretovať výsledky experimentov v genetike, uľahčí im to kriticky vyhodnocovať aj iné typy informácií, ktoré s genetikou nesúvisia, ale vyžadujú rovnaký typ uvažovania.

Stredoškolské hodiny biológie nie sú tradične postavené na vzdelávaní sa cez praktickú výskumnú činnosť. Sú spôsobilosti ako precízne pozorovanie, práca s pomôckami, presnosť merania, záznam nameraných údajov, či ich analýza a interpretácia pre študentov výzvou?

Je veľká škoda, že stredoškoláci nemajú také možnosti experimentálnej práce, väčšinou z nedostatočného vybavenia laboratórií. Z mojej skúsenosti viem, že ak študenti zažijú radosť z experimentovania, biológia sa pre nich stáva oveľa atraktívnejšou a zrozumiteľnejšou.

V rokoch 2007-2019 som mala možnosť s našimi stredoškolskými študentmi chodiť ako mentor za biológiu na medzinárodnú súťaž EUSO (dnes EOES – European Olympiad for Experimental Science). Išlo o experimentálnu súťaž, do ktorej boli zapojené krajiny Európskej únie a ktorá sa tešila veľkej obľube. Naši študenti tam patrili medzi najlepších a mnohí z nich v súčasnosti pracujú ako vedci v svetovo renomovaných inštitúciách.

V posledných rokoch však už boli badateľné zmeny a obhajoba popredných umiestnení bola čoraz náročnejšia, čo súviselo s redukciou praktických hodín biológie. Je na škodu, že Ministerstvo školstva nedokázalo nájsť finančné zdroje na organizáciu tejto olympiády v roku 2020 na Slovensku a z účasti na tejto olympiáde radšej odstúpilo. Naši študenti tak stratili možnosť porovnať svoje vedomosti a šikovnosť so študentmi z iných európskych krajín.

Ktoré krajiny môžu byť pre nás inšpiráciou - z hľadiska metód, ktorými oslovujú stredoškolákov?

Pre mňa bol inšpiratívny prístup kolegov z Nemecka, Estónska či Litvy. Väčšinou sú to aktivity spojené s prácou s talentovanou mládežou a jej prípravou v rámci predmetových olympiád, na ktorú prispievajú štáty aj finančne. Na Slovensku sa však dlhodobo redukujú financie na olympiády a v posledných rokoch dochádza aj k eliminácii niektorých olympiád, ako napríklad už spomínaná súťaž EUSO. Takéto aktivity sú potom založené na nadšení a práci jednotlivcov, ktorí sa im venujú popri svojom riadnom povolaní.

Je to teda len otázkou financií?

Nie len. Už dlhšie uvažujem nad tým, že túto situáciu by bolo možné čiastočne riešiť prepojením univerzít a stredných škôl. Ak by boli univerzity ochotné pripraviť a realizovať jednoduché praktické cvičenia, ktoré by ponúkli stredným školám vo svojom okolí, bolo by to určite obojstranne prospešné. Navyše môžu do realizácie takejto aktivity zahrnúť napríklad študentov učiteľstva biológie, pre ktorých by to bola forma pedagogickej praxe. Stredoškoláci by si vyskúšali prácu v laboratóriu a dozvedeli sa o možnostiach štúdia na danej univerzite. Univerzita by zároveň mala možnosť pritiahnuť šikovných študentov.

Viete uviesť nejaké projekty, ktoré by mohli byť nápomocné aj pre učiteľov na Slovensku tu a teraz?

Pred dvoma týždňami sme poprosili stredoškolských učiteľov biológie, aby si medzi sebou zdieľali rôzne zdroje, z ktorých čerpajú inšpiráciu pre výučbu genetiky. Sama som bola prekvapená, aké rozmanité možnosti ponúkajú rôzne organizácie a občianske združenia. Na Slovensku to je napríklad občianske združenie eduB, ktorého cieľom je tvorba edukačných materiálov a aktivít v oblasti biológie, predovšetkým pre študentov stredných škôl a ich učiteľov. Zo zahraničných možno spomenúť stránky BioInteractiv, Europe’s life sciences laboratory, Mendelovo múzeum v Brne a mnoho iných.