|
|
Evoluce, funkce a chemická diverzita královských feromonů společenského hmyzu
Kašparová, Kateřina ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Urbanová, Klára (oponent)
Society společenského hmyzu jsou možná nejsložitějšími biologickými systémy. Opakovaná nezávislá evoluce eusociální organizace u několika hmyzích linií typicky vedla k nebývalému ekologickému úspěchu těchto skupin hmyzu. Eusociální společenstva se však kromě koordinované skupinové práce a altruismu vyznačují také potenciálem pro reprodukční konflikt. Ten si žádá evoluci mechanismu, jenž mu bude předcházet a zajistí homeostázi celé kolonie. Přestože je u hlavních skupin společenského hmyzu již dlouho známo, že tuto roli hrají královské feromony, existuje dodnes propast mezi poznáním biologického efektu těchto látek a jejich samotné chemické podstaty a s tím související biosyntézy a percepce. Ačkoli byl první královský feromon identifikován na počátku 60. letech minulého století, jejich intenzivnější výzkum je otázkou až posledního desetiletí. Nejrozvinutější je poznání královského feromonu včely medonosné, méně pak ostatních blanokřídlých a termitů. Objasnění podstaty královských feromonů by mohlo pomoci lépe porozumět evoluci společenského hmyzu, jejich životnímu cyklu a organizaci společenství. Tato práce shrnuje dosud známé poznatky o evoluci a chemii královských feromonů společenského hmyzu.
|
|
|
Využití technik RNA interference pro studium biologie termitů
Žalmanová, Anna ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Smýkal, Vlastimil (oponent)
Mechanismus RNA interference (RNAi) lze využít ke snížení exprese vybraného genu v organismu. Tato metoda, objevená v roce 1998, se stala "zlatým standardem" v základním biologickém výzkumu s přesahem do výzkumu aplikovaného a genových terapií v medicíně. Z mnoha důvodů je vhodným nástrojem také pro studium biologie hmyzu. Mezi hlavní patří vysoká sekvenční specifita, nízké náklady a nekomplikované použití i u nemodelových druhů. Termiti (Isoptera) jsou vůči RNAi vysoce citliví a tato metoda je široce využívána k poznávání jejich fyziologie a ontogeneze. Využití RNAi má velký potenciál i v rámci aplikovaného výzkumu termitů a nemalá část publikací se tak zaměřuje na vývoj RNAi technik jako nechemických pesticidů proti ekonomicky významným termitím druhům. Tato bakalářská práce si klade za cíl podat široký přehled dosavadního výzkumu využívající metodu RNAi při studiu termitů.
|
|
|
Reprodukční strategie termita Silvestritermes minutus a její důsledky pro životní cyklus a ekologický úspěch
Křivánek, Jan ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Klimeš, Petr (oponent)
Smíšené reprodukční strategie jsou unikátním způsobem, jak pomocí střídání pohlavně a nepohlavně vzniklých generací potomstva získat výhody z obou mechanismů. U termitů byla taková strategie poprvé popsána v roce 2009 a pojmenována Asexual Queen Succession (AQS). Rozmnožování většiny termitích druhů je založeno na přítomnosti jediného páru dlouhověkých pohlavních jedinců, primárního krále a královny, kteří ve striktní monogamii produkují všechny ostatní členy kolonie klasickým sexuálním procesem. U několika málo druhů však bylo pozorováno, že královna zakladatelka je v určité fázi nahrazena harémem neotenických královen, které vznikají z neoplozených vajíček s pomocí thelytokní partenogeneze a rozmnožují se s původním králem. Zatímco dělníci, vojáci a okřídlení králové a královny jsou i nadále produkováni pohlavní cestou, další generace neotenických královen opět vznikají partenogeneticky a doplňují přítomný harém. Dokud žije původní král, zůstává genetická struktura většiny potomstva v kolonii stejná, jako by byla královna zakladatelka stále přítomna. Díky velkému počtu královen však stoupá celková plodnost kolonie, kontinuální obnova harému partenogenů zároveň nabízí teoreticky neomezené prodloužení plodného života kolonie. Ve své práci jsem se podílel na popisu AQS u neotropického termita...
|
|
| |
|
|
Ontogeneze excesivních struktur u vrubounovitých brouků (Coleoptera: Scarabaeinae)
Žídek, Radim ; Šípek, Petr (vedoucí práce) ; Hanus, Robert (oponent)
A b s t r a k t Rohy vrubounovitých brouků jsou sekundárním pohlavním znakem vyskytujícím se většinou u samců, kterým slouží jako zbraně v soubojích o přístup k samicím. U mnoha druhů se vyskytují dvě diskrétní formy samců, s rohy a bez rohů, které využívají rozdílné reprodukční strategie. Velikost těla dospělce i morfologie rohů jsou určeny nutričními podmínkami, za nichž probíhá vývoj larev. Přepínání mezi alternativními vývojovými drahami je zajištěno hladinou juvenilního hormonu (JH), která odráží velikost těla, a k němu geneticky určenou prahovou hodnotou citlivosti. Při překročení kritické velikosti těla dochází k vývoji rohů, pokud překročena není, puls ekdysonu reprogramuje vývoj a vzniká dospělec s bezrohou morfologií. Reprogramování vývoje zahrnuje modifikace dráhy insulinového receptoru a domén exprese genů specifikujících proximodistální osu vznikajícího rohu. Vývoj rohů se morfologicky podobá vývoji ostatních hmyzích přívěsků, s nimž sdílí expresi genů tvořících regulační kaskádu vedoucí ke vzniku výrůstku kutikuly. Některé z nich jsou exprimovány v rozsáhlých oblastech epidermis a ke vzniku funkční kaskády a nového výrůstku v těchto částech těla chybí pouze exprese genu Distal-less. Rovněž exprese genů wingless a decapentaplegic, které zahajují celou potřebnou autonomní kaskádu molekulárních...
|
|
|
Fyziologická podstata dlouhověkosti králů a královen termitů - souvisí dlouhověkost termitů s aktivací telomerázového mechanismu?
Pangrácová, Marie ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Kodrík, Dalibor (oponent)
- Dlouhověkost a vysoká úroveň reprodukce jsou fenomény typické pro zástupce pohlavních kast (královny, případně krále) eusociálního hmyzu. V předkládané práci studujeme u modelového druhu termita Prorhinotermes simplex hypotézu, zda je dlouhověkost reprodukčních kast spojena s aktivací enzymu telomerázy, známého svým působením podporujícím životnost buněk, zejména prostřednictvím prodlužování telomerových konců chromosomů. Proto jsme studovali genovou expresi: (1) genu TERT kódujícího katalytickou podjednotku telomerázy a (2) genů hlavních endokrinních regulačních drah, u nichž je známo, že stojí za řízením reprodukce i dlouhověkosti hmyzu. Expresní dynamiku těchto genů jsme měřili u sterilních a reprodukčních kast P. simplex během jejich vývoje a pohlavního zrání. Na základě získaných výsledků z exprese TERT a jejich srovnání s údaji o telomerázové aktivitě je možné se domnívat, že činnost telomerázy u dlouhověkých reprodukčních jedinců je regulována post-transkripčně. Dále jsme u reprodukčních kast pozorovali současnou upregulaci některých transkripčních variant vitelogeninů a genů pro inzulinovou signalizaci. Ze zjištěných výsledků lze proto usuzovat, že na rozdíl od včel existuje u termitů pozitivní korelace mezi vitelogeniny, inzulinovou signalizací a juvenilním hormonem. Vztah zjištěných...
|
|
|
Role samčích externích žláz v reprodukčním chování hmyzu
Dvořák, Tomáš ; Kotyková Varadínová, Zuzana (vedoucí práce) ; Hanus, Robert (oponent)
Na povrchu těla samců některých řádů hmyzu se vyskytují žlázy, o které se samice zajímá během námluv či kopulace. Může je palpovat svými makadly, nebo se přímo krmit na jejich výměšku. Moje práce se zabývá popisem výskytu těchto žláz u celkem pěti řádů hmyzu, u nichž byly dosud zaznamenány a to sice řády: Zygentoma, Zoraptera, Coleoptera a především Orthoptera a Blattodea. V úvodu stručně popisuji jejich histologii, morfologii a ontogenezi. Hlavní náplň práce se však zabývá popisem jejich funkcí z hlediska etologického a ekologického. Tyto žlázy mají celkem čtyři základní funkce. Mohou sloužit k navedení samice do správné polohy a udržení v ní, což umožní samci, aby samici bezpečně zachytil genitáliemi. Další funkcí je prodloužení kopulace, což umožní samci přenos většího množství spermií. Žlázy mohou také samici poskytovat nutričně hodnotný výměšek, čímž samec přímo zvyšuje její fitness. Poslední funkcí je prosté dokazování zdatnosti samce, který produkcí výměšku demonstruje svoji dobrou kondici. Přesné odhalení funkcí žláz je mnohdy nejasné a často se funkce překrývají.
|
|
|
Evoluce citlivosti ke stopovacím feromonům u termitů
Száková, Barbora ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Sillam-Dussès, David (oponent)
Společenský hmyz si vyvinul složitou komunikaci, která je dominována chemickými signály, tedy feromony. Termiti (Isoptera) jsou toho dokonalým příkladem, jelikož využívají širokou škálu feromonů, jako stopovací, pohlavní, poplašné a další feromony. Právě první zmíněný typ feromonů byl chemicky charakterizován u relativně mnoha skupin napříč fylogenezí termitů. To umožnilo popsat jejich diverzitu ve fylogenetickém kontextu a vyzývá k hledání evolučních posloupností schopnosti detekce těchto feromonů u různých linií napříč vývojových stromem, včetně hledání evolučního scénáře pro vznik specifických čichových receptorových proteinů. U většiny druhů se jako stopovací feromony vyskytují převážně jednou, dvakrát a třikrát nenasycené alkoholy (3Z)-dodec-3-en-1-ol (DE), (3Z,6Z)-dodeca-3,6-dien-1-ol (DDE) a (3Z,6Z,8E)-dodeca-3,6,8-trien-1-ol (DTE). Obecným cílem mojí práce bylo přispět k porozumění evoluce čichového vnímání C12 alkoholů jako stopovacích feromonů termitů. Konkrétně jsem si kladla otázku, zda evolučně bazálnější linie (Kalotermes flavicollis a Neotermes cubanus z čeledi Kalotermitidae) mající ancestrální stopovací feromon DE odpovídá na modernější látky DDE a DTE, a naopak, zda pokročilejší linie (Reticulitermes flavipes z čeledi Rhinotermitidae) používající jako stopovací feromon DTE...
|
|
|
Metody značení těla a potravy hmyzu a jejich využití u včel (Anthophila)
Macháčková, Lenka ; Straka, Jakub (vedoucí práce) ; Bogusch, Petr (oponent) ; Hanus, Robert (oponent)
Metody zna ení p edstavují asto nezbytnou sou ást ady studií, které se zabývají biologií hmyzu. Tyto zna ící techniky mnohdy p edstavují jedinou možnost, jak získat nové a d ležité informace. V první ásti práce se zabývám individuálním zna ením, které bylo využito pro ozna ení samotá ských v el a jejich hnízd jakožto prost edku získání informací o hnízdní dynamice samic žijících na hnízdišti v agregaci. Práce ukazuje, že samice se v hnízdech m ní velmi asto a b žn u všech ty ech studovaných druh . Avšak velké procento obsazení hnízda samicí nastalo až po jeho opušt ní p edchozí majitelkou. Pouze ást ze všech hnízd na hnízdišti byla skute n usurpovaná. Pravé usurpace reprezentují tedy spíše minoritní ást pozorovaných zm n majitel v hnízdech. V ely p ekvapiv asto opouští svá hnízda a zakládají nová. Díky astému st ídání majitelek v hnízdech dochází k astým kontakt m samic na hnízdišti. Velká tolerance v el v i sob , spolu s p ekvapivou tolerancí usurpací a nízkou agresivitou, tak m že p edstavovat možnou cestu ke vzniku komunálního spole enství v el a jiných typ sociálního chování. V druhé ásti práce se potom zam uji na možnosti ozna ení potravy u v el. Efektivita využívání pylu a cukru v kolonii eusociálních v el nejsou dosud pln pochopeny. Zkoumání složitosti nutri ního toku v kolonii však vyžaduje...
|
|
|
Senescence buněk se zaměřením na telomerázovou teorii
Laštůvková, Viktorie ; Tlapáková, Tereza (vedoucí práce) ; Hanus, Robert (oponent)
Buněčná senescence je ireversibilní stav, při kterém dochází k ukončení buněčného cyklu. Buňka zůstává metabolicky aktivní, ale její fyziologické funkce jsou omezeny. Zastavení buněčného cyklu je odpovědí na činnost řady faktorů, z nichž většina různým způsobem zasahuje sekundární strukturu DNA a způsobuje její poškození. Dalšími iniciátory vstupu buňky do senescentního stavu bývají onkogeny a chemoterapeutika. Jedním z nejlépe prostudovaných faktorů, který je zároveň svým způsobem "nejspravedlivější", je zkracování telomer. Telomery jsou nekódující oblasti DNA na chromozomových koncích, které se s každým dělením buňky o kousek zkrátí. Pokud buňka nemá mechanismy vyrovnávající tuto ztrátu, dojde po určité době k dosažení Hayflickova limitu. Obecně se dá senescence považovat za ochranný mechanismus zabraňující vzniku patologií na základě poškození DNA Přítomnost senescentních buněk v tkáních je však často ambivalentní, s věkem se hromadí a mohou být příčinou mnoha degenerativních onemocnění. Senescentní fenotyp zahrnuje široké spektrum projevů jako například změny velikosti a tvaru buňky, zvýšenou granularitu či pozměněnou škálu exprimovaných genů. Výrazným jevem senescentních buněk je sekrece biologicky aktivních faktorů přispívajících k fyziologickým či patologickým změnám v organismu. Klíčová...
|
host ::
RSS.