|
|
Genome size variation in microalgae and its evolutionary consequences
Čertnerová, Dora
Eukaryotic organisms exhibit tremendous variability in genome size with no apparent connection to their biological complexity. Although this variation is known to correlate with numerous phenotypic traits, its evolutionary consequences remain widely unknown. This particularly applies to microalgae, where the genome size estimation is often methodologically challenging. Yet, microalgae represent a promising model group to study genome size evolution owing to their lower body complexity, short generation time and large population sizes, the latter two allowing them to quickly respond to environmental challenges. The main aim of this thesis was to enhance our understanding of genome size variation in microalgae and its evolutionary consequences. To do so, together with my co-authors, I summarized the flow cytometry (FCM) protocols used for microalgae and microorganisms possessing small genomes and addressed their limitations resulting mainly from insufficient amounts of biomass, difficulties with nuclei extraction and prominent background noise due to presence of various pigments and secondary metabolites. Further, I provided best practice recommendations that include, among others, analysing young cultures, avoiding long-term cultivation, and testing different isolation buffers and nuclei isolation...
|
|
|
Genome size variation in microalgae and its evolutionary consequences
Čertnerová, Dora ; Škaloud, Pavel (vedoucí práce) ; Boenigk, Jens (oponent) ; Bureš, Petr (oponent)
Eukaryotic organisms exhibit tremendous variability in genome size with no apparent connection to their biological complexity. Although this variation is known to correlate with numerous phenotypic traits, its evolutionary consequences remain widely unknown. This particularly applies to microalgae, where the genome size estimation is often methodologically challenging. Yet, microalgae represent a promising model group to study genome size evolution owing to their lower body complexity, short generation time and large population sizes, the latter two allowing them to quickly respond to environmental challenges. The main aim of this thesis was to enhance our understanding of genome size variation in microalgae and its evolutionary consequences. To do so, together with my co-authors, I summarized the flow cytometry (FCM) protocols used for microalgae and microorganisms possessing small genomes and addressed their limitations resulting mainly from insufficient amounts of biomass, difficulties with nuclei extraction and prominent background noise due to presence of various pigments and secondary metabolites. Further, I provided best practice recommendations that include, among others, analysing young cultures, avoiding long-term cultivation, and testing different isolation buffers and nuclei isolation...
|
|
|
Vzor jako funkční znak, případová studie na zlativkách rodu Mallomonas
Knotek, Petr ; Němcová, Yvonne (vedoucí práce) ; Rychtecký, Pavel (oponent)
Vzory, které lze obdivovat na povrchu mnoha živých tvorů, se mimo nám dobře známý makroskopický svět vyskytují také u mnoha mikroskopických organismů. Nicméně jejich význam a funkce jsou na rozdíl od těch makroskopických prozatím jen velmi málo probádány. U rozsivek (Bacillariophyceae) a kokolitek (Haptophyceae) již vzniklo několik hypotéz zabývajících se funkcí jejich vzorovaných schránek. Jedna z hypotéz uvažuje o schránce jako o fotonické entitě, která by mohla odrážet UV záření pryč od buňky. Další se věnují spíše jejím mechanickým vlastnostem, které se řadí mezi ty nejpůsobivější v rámci biologických struktur. Schránku na svém povrchu mají také křemičité chrysomonády (Synurales, Stramenopiles). Jejich buňka je pokryta šupinami (o velikosti kolem 4 µm), které jsou velmi pravidelně uspořádány a na povrchu tvoří křemičitou schránku. Vzor na šupinách je přitom druhově specifický a během evoluce docházelo k jeho postupné modifikaci. Tato práce si klade za cíl posoudit, zda lze vzorování křemičitých šupin u řádu Synurales považovat za funkční znak, či zda se jedná o důsledek působení neutrální evoluce. Za účelem testování možných fotonických vlastností vzorovaných struktur, byla provedena dvojice růstových experimentů, při kterých byly experimentální kultury vystaveny UVA a UVB záření. Současně byl...
|
|
|
Vývoj křemičitých struktur u protist z linie SAR
Čížková, Natálie ; Čertnerová, Dora (vedoucí práce) ; Kulichová, Jana (oponent)
Křemík je důležitým prvkem v zemské kůře vyskytující se v přírodě především ve formě kyseliny křemičité. Tento prvek je využíván mořskými i sladkovodními organismy k utváření jejich křemičitých struktur. Organismy tvořící tyto struktury se nachází napříč celým fylogenetickým stromem a nejsou omezeny pouze na protistní skupiny. Do linie SAR spadají Stramenopila, Alveolata a Rhizaria. V těchto skupinách se nachází hlavní protistní taxony tvořící zmiňované křemičité struktury. Jedná se především o rozsivky, silikoflageláty, mřížovce a zlativky. Vznik křemičitých struktur většinou poskytuje organismům evoluční výhody, jako je např. ochrana buňky před působením biotických a abiotických faktorů. Dostupnost rozpuštěného křemíku se v průběhu evoluce měnila, a tím ovlivňovala vzhled a funkčnost struktur jednotlivých druhů. Strukturální změny se projevovaly ztenčováním schránek, změnou velikosti buňky, zvětšováním či zmenšováním pórů, zvyšováním počtu trnů/ostnů či naopak jejich ztrátou. Jednotlivé linie si tak musely vybírat v reakci na snižující se dostupnost kyseliny křemičité co nejlepší strategie. Mezi skupinami tak docházelo k časté kompetici o zbývající rozpuštěný křemík. Současná diverzita druhů v jednotlivých skupinách odráží evoluční výhody a nevýhody zvolených strategií pro efektivnější využití...
|
|
|
Adaptivní funkce odpočívajících stádií řas s důrazem na stomatocysty zlativek
Mušálková, Petra ; Němcová, Yvonne (vedoucí práce) ; Pusztai, Martin (oponent)
Tvorba odpočívajícího stádia je velmi častou schopností většiny tříd řas. Primárně je toto stádium považováno za odolnou formu, která pomáhá organismu přežít nepříznivé podmínky nebo rychle měnící se prostředí. Ovšem může sloužit také k šíření, jako semenná banka pro rekolonizaci habitatu nebo může být zdrojem genetické variability, pokud následuje po pohlavním rozmnožování. Význam tohoto odpočívajícího bentického stádia roste u řas, jejichž populační růst je sezonní. Mezi organismy se sezónním výskytem patří například obrněnky a zlativky. Odpočívající stádia zlativek se nazývají stomatocysty, vznikají endogenně a jsou tvořeny polymery oxidu křemíku. Stomatocysty mají unikátní morfologii, která je druhově specifická. U většiny popsaných zástupců Chrysophyceae není morfologie stomatocyst vůbec známá. Druhové určování ztěžuje především rychlé střídání dominantních druhů zlativek v přírodně. Doposud také není jasné, které faktory vyvolávají encystaci a excystaci. Na toto téma bylo provedeno několik laboratorních experimentů a prozatím se dá předpokládat, že encystaci a excystaci indukuje kombinace vnějších i vnitřních podnětů. Stomatocysty vznikají po pohlavním rozmnožováním nebo z vegetativních buněk a zachované v sedimentu mohou sloužit jako indikátor klimatických podmínek v minulosti. Klíčová...
|
|
|
Rekonstrukce morfologické evoluce a fylogenetických vztahů šupinatých chrysomonád rodu Mallomonas
Čertnerová, Dora ; Škaloud, Pavel (vedoucí práce) ; Záveská, Eliška (oponent)
Rod Mallomonas (Synurales, Synurophyceae) se vyzna uje obrovskou variabilitou k emi itých šupin, na kterých byl vystav n i druhový koncept tohoto rodu. Cílem této práce bylo objasnit fylogenetické vztahy mezi jednotlivými zástupci a rekonstruovat morfologickou evoluci k emi itých struktur na šupinách. V rámci diplomové práce byly získány sekvence pro šest druh , pro které doposud molekulární data chyb la. Poprvé je tak známo jejich umíst ní na fylogenetickém strom zástupc rodu. Rod Mallomonas je rozd len do dvou hlavních evolu ních linií, které lze (s n kolika výjimkami) rozlišit i na základ p ítomnosti i nep ítomnosti struktury V-žebra. Ornamentace povrchu k emi itých šupin je druhov specifická, a rozdíly v morfologii šupin do zna né míry odrážejí i fylogenetické vztahy jednotlivých zástupc . Morfologický koncept pojetí druhu se tak zdá být v kontextu našich výsledk oprávn ný. Morfologicky vymezené sekce rodu jsou však nez ídka parafyletické, v d sledku za len ní menších sekcí ( asto zastoupených jediným druhem) do sekcí v tších jako jejich vnit ních skupin. U t chto druh došlo k velmi rychlé morfologické evoluci, která m la za následek radikální odlišení fenotypu druh od jejich nejbližších p íbuzných. Ze srovnání k emi itých šupin recentních a fosilních zástupc rodu Mallomonas je z ejmé, že n...
|
host ::
RSS.