|
|
Mutační a substituční tempo u sexuálních a klonáních forem: možné klíč k vysvětlení persistence sexu u modelové skupiny sekavců?
Röslein, Jan ; Janko, Karel (vedoucí práce) ; Rothová, Olga (oponent)
Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Studijní program: Molekulární biologie, genetika a virologie Bc. Jan Röslein Mutační a substituční tempo u sexuálních a klonáních forem: možný klíč k vysvětlení persistence sexu u modelové skupiny sekavců Mutation AND substitution rates in sexual and asexual forms: a clue to the persistence of sex in a model group of Cobitis? Typ závěrečné práce Diplomová Vedoucí závěrečné práce: Mgr. Karel Janko, Ph.D. Praha, 2015 Velký dík náleží mému školiteli Mgr. Karlu Jankovi, Ph.D. za velmi nápomocné, direktivní vedení práce. Též bych rád poděkoval panu Mgr. Janu Pačesovi, Ph.D. za více než vzdělávací rozměr v oblasti bioinformatické analýzy a Mgr. Ladislavu Pekárikovi, Ph.D., Mgr. Janu Kočímu za pomoc při analýze vybraných kapitol. Také bych rád poděkoval rodině za podporu. Všem participantům na této diplomové práci se hluboce omlouvám za způsobenou psychickou újmu. Prohlášení: Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci zpracoval/a samostatně a že jsem uvedl/a všechny použité informační zdroje a literaturu. Tato práce ani její podstatná část nebyla předložena k získání jiného nebo stejného akademického titulu. V Praze dne 12. 8. 2015 Podpis: Abstrakt Klíčová slova: Abstract Key words: Obsah 1...
|
|
|
Objasnění druhových hranic v sekci Restricti rodu Aspergillus na základě multigenové fylogeneze a analýzy fenotypu
Sklenář, František ; Hubka, Vít (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent)
Sekce Restricti je jednou z posledních sekcí rodu Aspergillus, která dosud nebyla revidována v moderní taxonomické éře. Jedná se o osmofilní druhy s jednoduchou morfologií, jejichž hlavní význam spočívá ve znehodnocování potravin, krmiva a osiva, navíc některé druhy negativně ovlivňují vnitřní ovzduší budov. Při poslední taxonomické revizi z roku 2008 založené pouze na molekulárně genetických datech zahrnovala sekce sedm druhů. V této práci bylo studováno celkem 126 izolátů této sekce, pocházejících ze čtyř kontinentů, včetně ex- typových kmenů. Revize sekce byla provedena přístupem kombinujícím molekulárně fylogenetické analýzy s tradičními taxonomickými metodami. Pro rekonstrukci fylogeneze byly využity moderní metody vymezení druhů založené na modelu mnohodruhové koalescence (multispecies coalescent model). Z tradičních metod byla zahrnuta analýza morfologie (makro- a mikromorfologie, včetně skenovací elektronové mikroskopie) a fyziologie (růst v osmotickém gradientu při několika kultivačních teplotách). Kromě sedmi popsaných druhů bylo analýzou odhaleno osm nových, dosud nepopsaných druhů. Nejvíce nových druhů bylo nalezeno v rámci komplexu Aspergillus penicillioides. Klíčová slova: Aspergillus restrictus, osmofilní houby, delimitace druhů, model mnohodruhové koalescence, multigenová...
|
|
|
Mutační a substituční tempo u sexuálních a klonáních forem: možný klíč k vysvětlení persistence sexu u modelové skupiny sekavců?
Röslein, Jan ; Janko, Karel (vedoucí práce) ; Rothová, Olga (oponent) ; Reifová, Radka (oponent)
NÁZEV: Mutační a substituční tempo u sexuálních a klonáních forem: možný klíč k vysvětlení persistence sexu u modelové skupiny sekavců? AUTOR: Jan Röslein KATEDRA (ÚSTAV): Ústav živočišné fyziologie a genetiky AVČR, v.v.i. VEDOUCÍ PRÁCE: Mgr. Karel Janko, Ph.D. ABSTRAKT: Předmětem diplomové práce je testování několika hypotéz o evoluci asexuálního rozmnožování u modelové skupiny ryb rodu sekavec a jeho udržení při vzájemné kompetici sexuálních a asexuálních forem, čímž se dotkne jedné z nejstarších a zároveň nevyřešených otázek biologie. Konkrétně se práce zabývá otázkou akumulace nesynonymních mutací, jejichž zrychlená akumulace v genomu klonálních linií teoreticky vede ke zvýšené extinkci oproti sexuálně se množícím populacím (tzv. teorie Mullerovy rohatky a Kondrashovovy sekerky). Diplomová práce je založena na sekvenačních datech normalizované cDNA tkáně oocytů a jater, která posloužila jako základní matrice pro vytvořený transkriptom a dat nenormalizované cDNA sekvenace (RNAseq), jež posloužily k validaci získaných polymorfismů, detekci diferenciální exprese a alelově specifické exprese (ASE) hybridních biotypů. Diplomová práce tedy nastiňuje široké spektrum hypotéz týkajících se evoluce hybridních linií rodu sekavec, dále též následků, vlivů polyplidizace a hybridizace na transkriptom. Výsledky...
|
|
|
Role severních refugií ve fylogeografii Evropy
Benešová, Markéta ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent)
Střídání dob ledových a meziledových výrazně ovlivňuje rozšíření druhů již stovky tisíc let. Podle tradiční představy se temperátní druhy během glaciálu stahovaly do refugií na jih Evropy, do Mediteránu, odkud po oteplení rekolonizovaly severně položené části areálu. Dle nových poznatků ale mnoho druhů mohlo mít refugia i severněji od těchto klasických refugií, např. ve střední Evropě. Severní refugia se často nacházela v blízkosti pohoří nebo ve skalnatých masivech. Některé druhy jsou ale natolik přizpůsobivé, že i během ledových dob žily kontinuálně severně od jižních refugií v chladných oblastech. I chladnomilné druhy se ale stahují do refugií, ale namísto glaciálů mají rozšíření omezené v meziledových dobách. Buď se stáhnou na sever Evropy nebo u nich dochází k posunu stanovišť do vyšších nadmořských výšek. Druhy mohou mít refugia i podle gradientu oceánické-kontinentální klima. Ve většině zmíněných typů refugií dochází často ke komplikovaným demografickým procesům spojeným se zmenšením populační velikosti a dalšími jevy, které mohou vyústit ve speciační proces.
|
|
|
Evolutionary history of hedgehogs from genus>Erinaceus
Černá Bolfíková, Barbora ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent) ; Kryštufek, Boris (oponent)
Ježci rodu Erinaceus jsou velmi zajímavý model pro studium dopadu pleistocénních klimatických změn na procesy spojené se vznikem nových druhů. Erinaceus europaeus a E. roumanicus prošli divergencí v jižních refugiích a vytvořili sekundární kontaktní zónu ve střední Evropě. Nejširší část této zóny je v České republice. Naše práce těží z této výhodné pozice a studuje procesy jako je reinforcement, posun znaků a hybridizace. Dále jsme se zabývali biologickými invazemi a tématy spojenými s procesy v peripatrii. Za využití kombinace jaderné a mitochondriální DNA jsme detekovali odlišnosti v populační struktuře obou druhů i rozdíly mezi pohlavími. E. roumanicus se vyskytuje především v nížinách. Areály obou druhů expandují a hybridizace může hrát určitou roli během vzniku reprodukčních bariér. S použitím 3D geometrické morfometriky jsme nezaznamenali ekologický posun znaků. Populace v sympatrii jsou si podobnější než v allopatrii. Další studie se zabývá odlišnostmi společenstev parazitů u sympatrických populací a diskutuje roli vztahů parazit - hostitel při speciaci. Studie provedená u novozélandských populací byla založena na srovnání historických a genetických dat s použitím Bayesiánského modelování (ABC), metody mimořádně vhodné k řešení složitých populačních historií. Podle genetické struktury byl...
|
|
|
Role ekologických faktorů při udržování sexuality
Toman, Jan ; Flegr, Jaroslav (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent)
Existence a široké rozšíření pohlavního rozmnožování navzdory jeho očividným nevýhodám je jednou z největších otázek evoluční biologie. Podle teorie zamrzlé plasticity by se měl zásadně odlišovat průběh evoluce pohlavních a nepohlavních druhů. Jedním z jejích teoretických důsledků jsou i odlišné ekologické preference těchto druhů. Pohlavní druhy by měly upřednostňovat bioticky i abioticky proměnlivé habitaty, protože se dokáží rychle a vratně přizpůsobit momentálním podmínkám tohoto prostředí. Naopak nepohlavní druhy by měly mít jasnou výhodu v bioticky i abioticky stabilních habitatech, neboť se v delším časovém horizontu dokáží dokonale přizpůsobit i extrémním faktorům prostředí. Tyto předpovědi jsem se rozhodl otestovat formou metastudie na srovnání starobyle nepohlavních skupin (u kterých si můžeme být jisti, že jsou obligátně nepohlavní, dlouhodobě evolučně životaschopné a nejde jen o krátkodobě úspěšné klony) s jejich sesterskými či blízce příbuznými ekologicky srovnatelnými pohlavními skupinami. Hypotéza o abioticky i bioticky homogennějším charakteru prostředí obývaném těmito nepohlavními skupinami byla provedenou studií podpořena. Naopak hypotéza, vycházející z předpokládané schopnosti nepohlavních skupin se v delším časovém měřítku přizpůsobit širšímu rozmezí podmínek prostředí, testovaná...
|
|
|
Parthenogenbetické ještěrky z rodu Darevskia jako evoluční model
Abramjan, Andran ; Frynta, Daniel (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent)
Mezi ještěrkami rodu Darevskia (Sauria: Lacertidae) existuje několik partenogenetických linií, které jsou endemické pro oblast jižního Zakavkazska. Vysoká míra jejich heterozygotnosti, spojená s hybridním původem těchto organismů, je jedním z podstatných aspektů jejich evolučního potenciálu, stejně jako asexuální reprodukce. Na jedné straně tak stojí výhody heteroze, proti nevýhodám outbreedingové deprese či proti genetické uniformitě klonů. Cílem této práce je zhodnotit, zda tyto aspekty ovlivňují životaschopnost partenogenetických druhů a odlišují je od bisexuálních. Jako ukazatel vývojové nestability jsme zvolili míru asymetrií ve třech znacích v ošupení ještěrek. Zároveň jsme u bisexuálních a partenogenetických ještěrek zhodnotili i asymetrie v rozložení bočních modrých skvrn, které mají u lacertidů důležitou signalizační funkci. Z našich výsledků vyplývá, že v míře vývojové stability není mezi asexuálními a sexuálními druhy významný rozdíl, avšak bisexuální druhy jsou náchylnější na populační změny. Absence samců může u partenogenetických forem mít zřejmě největší vliv na zbarvení, což se projevuje ve ztrátě souměrnosti rozložení modrých skvrn.
|
|
|
Phylogeography of Rousettus aegyptiacus in the Mediterranean region
Dundarova, Cheliana ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent)
Rod Rousettus má pro kaloně netypický areál zahrnující Asii i Afriku. V Persii, Arábii a východním Středomoří tvoří severní hranici rozšíření čeledi. To bylo ovlivněno schopností echolokace, která umožnila této skupině používat jako úkryty jeskyně, šířit se nezávisle na přítomnosti lesních biotopů a osídlit oblasti s mediteránním typem klimatu. Cílem práce je pomocí sekvenování mitochondriálního markeru s rychlou evolucí studovat genetickou variabilitu, její geografickou distribuci a demografii u severních populací kaloně egyptského (Rousettus aegyptiacus). Fylogenetické rekonstrukce naznačují relativně hlubokou divergenci mezi disjunktními částmi areálu ve východní Africe a východním Mediteránu. Haplotypy ze Sinaje a Jordánu mají bazální pozici v rámci severního klastru, což ukazuje na roli příslušných oblastí při kolonizaci východního Středomoří. Severní haploskupina je středně diverzifikovaná s částečnou geografickou lokalizací jednotlivých haplotypů. Signifikantní korelace mezi maticí genetických a geografických vzdáleností svědčí o určitém omezení genového toku mezi jednotlivými koloniemi, přinejmenším u samic. Analýzy landscape genetics odhalují diskontinuity v prostorové distribuci genetické variability, v některých případech korelující s geografickými bariérami, např. na Kypru, kde patrně hraje roli...
|
|
|
Fylogeografie druhového komplexu Pipistrellus pipistrellus
Chudárková, Adéla ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent)
Druhový komplex Pipistrellus pipistrellus obsahuje dva sympatrické druhy, obývající Evropu a část západní a střední Asie (Pipistrellus pipistrellus s. str., Pipistrellus pygmaeus s. str.) a několik dalších linií, izolovaných v oblasti Mediteránu (Severní Afrika, ostrovy a poloostrovy Středozemního moře). Tento taxon je součástí rozsáhlé radiace v rámci rodu Pipistrellus, který v dnešním pojetí zahrnuje cca 30 druhů. Mozaika linií komplexu P. pipistrellus, nacházejících se v různém stádiu diverzifikace a sekundárního kontaktu v oblasti mediteránního biodiverzitního hotspotu, je vhodným modelem pro výzkum speciace. V diplomové práci jsme se zaměřili na výzkum distribuce, fylogeografie, populační struktury a demografie na základě mitochondriálních dat u 323 jedinců, reprezentujících skoro celý areál rozšíření. Jako genetický marker byla zvolena kontrolní oblast mitochondriální DNA. Variabilita ve fragmentu dlouhém 378 pb potvrdila existenci několika geneticky distinktních linií, jejichž druhový status bude diskutován. Zjištěný fylogeografický vzorec potvrzuje existenci radiačního centra skupiny v oblasti Středomoří. Zde došlo k alopatrické speciaci, dvě z linií (P. pipistrellus s. str. a P. pygmaeus s. str.) se později rozšířily do oblasti Evropy a jejich areály se sekundárně překryly. Tomuto scénáři...
|
|
|
Ztracený sex: multilokusová DNA evoluce sekavcovitých ryb hybridního komplexu Cobitis taenia (Teleostei)
Choleva, Lukáš ; Janko, Karel (vedoucí práce) ; Mikulíček, Peter (oponent) ; Hulva, Pavel (oponent)
3 Tématický souhrn "Je pošetilé vnucovat domněnku partenogeneze, dokonce v modifikované podobě, do literatury o obratlovcích. Fenomén je tak rozporný s tím co je známo o vývoji obratlovců a čemu se věří, až jsem si jist, že žádný morfolog nemůže na okamžik připustit, že by přirozený vývoj obratlovčího jedince z vajíčka do dospělosti bez zahrnutí samčího elementu pocházel z říše reality", reagoval sarkasticky morfolog Howell (1933. Science 77: 389-390) na popis prvního asexuálního obratlovce, živorodou rybu Poecilia formosa (Hubbs et Hubbs 1932. Science 30: 628-630). "Samostatné případy partenogenetického vývoje byly doloženy u všech skupin obratlovců" (Lampert 2008. Sexual Development 2: 290-301). Sex je královnou záhad v evoluční biologii a generace vědců zkoumají jeden z posledních evolučních paradoxů: proč sexuální rozmnožování vůbec existuje. Současně byly rozpoznány formy organizmů, které postrádají klasickou "sexuální" meiózu, nicméně jedinci přesto zůstavají plodní a životaschopní: asexuální živočichové. Asexualita (unisexualita) zde odkazuje na jakýkoli reprodukční proces, který nezahrnuje pohlavní rozmnožování (zde kromě samooplození) a jedinec produkuje potomka geneticky identického svému rodiči ve všech lokusech genomu, kromě těch míst, v nichž proběhly somatické mutace. Komplexy organizmů s...
|
host ::
RSS.