|
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...
|
|
Hybridizace kaprovitých ryb v České republice: genetická a morfometrická analýza podčeledi jelcovitých (Leuciscinae
Kaufman, Vít ; Musilová, Zuzana (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent)
Křížení neboli hybridizace je proces, kdy pářením dvou druhově nepříbuzných jedinců vznikne životaschopný potomek. Následkem zpětného křížení bývá často zanášení nepůvodních částí genomu do genomu druhého druhu. Takovému jevu se říká introgrese. S postupným výzkumem se zjišťuje, že hybridizace je poměrně běžný jev. Mezi obratlovci se s ním můžeme ve velké míře setkat u ryb. Skupinou ryb, u které se s hybridizací setkáváme velice často jsou ryby z čeledě jelcovitých (Leuciscidae). Jedná se o jeden z nejpočetněji se vyskytujících čeledí sladkovodních ryb v Evropě. Zvýšená míra hybridizace je u nich dána zvláště častým sympatrickým výskytem, kompeticí o třecí substrát a dalšími ekofyziologickými faktory. Křížení v této čeledi bylo známo již od druhé poloviny 20. století. Výzkumy provedené v této tématice však byly prozatím omezené na analýzy morfologických znaků, které byly v nejlepším případě podložené analýzami alozymů. Náš projekt si dal za cíl zjistit stav křížení v několika údolních nádržích České republiky. Hlavní důraz byl kladen na detekci hlavních hybridních kombinací, stanovení míry křížení (tedy otestovat, zda křížení pokračuje i do dalších generací) a zhodnocení některých morfometrických a morfologických projevů u hybridů. Za tímto účelem bylo ovzorkováno více než 400 jedinců, ze kterých...
|
|
Populační konektivita a izolace u kytovců
Žirovnický, Martin ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na specifika výzkumu populační konektivity a genetické izolace mořských savců, s důrazem na kytovce. Práce je rozdělena do tří částí. V první části jsou představeny metody a přístupy v krajinné genetice a genetice mořské krajiny. Druhá část se zabývá environmentálními faktory ovlivňujícími genetickou strukturu populací kytovců, jako jsou geografické bariéry, teplota vody, chování, nebo bariéry vytvořené lidmi. Poslední část se věnuje způsobům ochrany kytovců a aplikaci výzkumu konektivity populací. Cílem práce je přiblížit problematiku fylogeografie mořských savců, zejména kytovců, a ukázat význam ochrany těchto ohrožených druhů v současném světě.
|
|
How many times and why did (not) hermaphroditism evolve in Deuterostomia?
Tribulová, Lucia ; Vukićová, Jasna (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent)
Druhoústovce sú veľká a značne diverzifikovaná skupina, ktorá zahŕňa aj stavovce. Väčšina druhov sú gonochoristy a len malé percento z nich sú hermafrodity. Prevažne hermafroditnou skupinou sú plášťovce a medzi stavovcami sú hermafrodity známe u kostnatých rýb. V ďalších skupinách je známych len niekoľko hermafroditných druhov. Podľa všeobecných ekologicko-evolučných modelov vzniká hermafroditizmus v prostredí, kde je malá abundancia jedincov ("low density model") alebo keď je reprodukčná hodnota jedného pohlavia zvýhodnená väčšou veľkosťou ("size advantage model"). Druhoústovce sú výbornou modelovou skupinou pre testovanie týchto modelov, hlavne kostnaté ryby, oplývajúce množstvom sociálnych a rozmnožovacích systémov, sú vhodné pre testovanie "size advantage" modelu. Cieľom tejto práce je z dostupnej literatúry zistiť, koľkokrát a v ktorých skupinách sa u druhoústovcov objavil hermafrodititmus, prečo sa vyvinul práve v týchto skupinách a či zodpovedá ich výskyt všeobecným ekologicko-evolučným modelom. Kľúčové slová: hermafroditizmus, druhoústovce, protandria, protogýnia, simultánny hermafroditizmus
|
|
Mechanisms of reproductive isolation between two hybridizing passerine species, the common nightingale and the thrush nightingale
Poignet, Manon ; Reifová, Radka (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
v - ABSTRACT (in Czech) - Stěžejním krokem při vzniku nových druhů je evoluce reprodukčně izolačních mechanismů oddělujících genofondy nově vznikajících druhů. O molekulární, fyziologické a genetické podstatě reprodukční izolace víme i přes rostoucí počet studií stále málo. Na příkladu dvou přirozeně hybridizujících druhů pěvců, slavíka obecného (Luscinia megarhynchos) a slavíka tmavého (L. luscinia), jsme zkoumali různé mechanismy reprodukční izolace se zaměřením na postkopulační prezygotické a postzygotické izolační mechanismy. Tyto dva druhy slavíků se oddělily před ~1,8 miliony lety a v současnosti se kříží v sekundární kontaktní zóně probíhající napříč střední a východní Evropou. V rámci této dizertační práce jsme analyzovali genetické složení sekundární kontaktní zóny a ukázali, že v hybridní zóně jsou dominantní rodičovské formy, zatímco F1 hybridů (3,4 %) a časných zpětných kříženců (3,1 %) se zde vyskytuje málo a F2 hybridi úplně chybí. To naznačuje silnou, ale neúplnou reprodukční izolaci. F1 hybridní jedinci byli čtyřikrát častější z jednoho směru křížení než z druhého, což indikuje asymetrickou hybridizaci. Dále jsme ukázali velké mezidruhové rozdíly v morfologii spermií. Spermie slavíka obecného měly delší a širší střední část a bičík, zatímco spermie slavíka tmavého měly větší akrozom. Tyto...
|
|
Krasová polje východní Hercegoviny z perspektivy ryby rodu Telestes
Doulíková, Tereza ; Vukićová, Jasna (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent)
Oblast Dinárského krasu na Balkáně patří mezi centra diverzity s vysokým počtem sladkovodních endemických ryb. Hlavním důvodem vysokého stupně endemismu jsou četné paleoklimatické a geologické události, které měly vliv na formování celé oblasti. Toky krasových poljí Dinárské oblasti tvoří specifický ekosystém, kterému se některé druhy ryb přizpůsobily. Polje bývají pravidelně zaplavována, což vede k aktivaci různých podzemních cest a propojení poljí. Tyto ryby tráví část roku v povrchových a část v podzemních vodách a mohou využívat podzemní toky k migraci. Cílem této diplomové práce je zhodnotit genetickou variabilitu dvou endemických druhů ryb rodu Telestes žijících v krasových poljích v oblasti východní Hercegoviny a zjistit přítomnost genového toku mezi jednotlivými populacemi důsledkem spojení podzemních toků. Pro tento účel byla izolována DNA 102 jedinců z pěti různých lokalit. Pro analýzy byl použit mitochondriální marker cytochrom b a 16 mikrosatelitů. Výsledky poukazují na velmi nízkou genetickou variabilitu mezi druhy a populacemi. Analýza mitochondriálního markeru neprokázala propojení populací jednotlivých druhů, s výjimkou možného propojení populace Telestes metohiensis z řeky Mušnica s populací z řeky Zalomka, které sdílely jeden haplotyp. Jednotlivé populace jsou pravděpodobně velmi...
|
|
Jak se stát kriticky ohroženým druhem: revize rozšíření a stavu populací karase obecného (Carassius carassius)
Janda, Benedikt ; Choleva, Lukáš (vedoucí práce) ; Lojkásek, Bohumír (oponent)
Karas obecný (Carassius carassius) je původním druhem ryby v avropských stojatých a mírně tekoucích vodách. Díky vysoké odolnosti vůči nepříznivým abiotickým podmínkám obýval rovněž zarostlá mrtvá ramena řek, tůně a záplavová území. Přes svou odolnost vykazuje tento druh od poloviny 20. století snižování stavů, či úplný ústup z některých stanovišť. Na vině jsou přímé zásahy člověka, kam patří rybolov, rybochov a eliminace vhodných stanovišť v důsledku fragmentace krajiny v rámci protipovodňových opatření. Vliv člověka pokračoval zavlečením dalších druhů zejména pak karase stříbřitého (Carassius gibelio) a dalších zástupců taxonů původního komplexu Carassius auratus. Ti díky gynogenetickému způsobu rozmnožování a odolnosti vůči abiotickým vlivům silně konkurují původnímu druhu. Nakolik je situace původního karase obecného kritická a jak k ní historicky došlo reviduje formou literární rešerše tato bakalářská práce. Klíčová slova karas, gynogeneze, molekulárně-genetické metody, gen cytochom b, taxonomie, hybridizace, introdukce, mikrosatelity
|
|
Evoluce pohlavních chromozomů a karyotypů u gekonů (Squamata: Gekkota)
Koubová, Martina ; Kratochvíl, Lukáš (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent)
Gekkota je početná a velmi rozmanitá skupina šupinatých plazů (Reptilia: Squamata) s téměř globálním rozšířením. O fylogenezi skupiny byla stanovena řada hypotéz, tradičně založených na morfologických poznatcích. Klíčový přerod ve fylogenetických vztazích skupiny nastal s příchodem molekulárních analýz, jejichž výsledky se oproti tradičnímu pojetí výrazně liší, a to i postavením základních vnitřních linií. Tento fakt má klíčový význam pro studium karyotypové evoluce skupiny. Za ancestrální karyotyp je považován karyotyp 2n=38 se všemi chromozomy akrocentrickými. U některých druhů zůstal tento karyotyp zachován, u jiných je prokazatelný vliv chromozomových přestaveb, kterým dominují Robertsonovské fúze a pericentrické inverze. Diploidní počet chromozomů v sadě se pohybuje od 16 k 46, ale nejběžnější je karyotyp o 38 chromozomech, převážně akrocentrických, postupně klesajících ve velikosti. Zajímavou charakteristikou skupiny je nebývalá variabilita ve způsobech určování pohlaví. Najdeme zde druhy s teplotně určeným pohlavím i druhy s genotypicky určeným pohlavím, a to obou typů XX/XY a ZZ/ZW. Data o pohlavních chromozomech jsou dosud známá pouze u 17 druhů. Pohlavní chromozomy se velmi liší v morfologii a dosud nebyla prokázána jejich homologie u žádných sesterských druhů. Vše nasvědčuje tomu, že ke vzniku...
|
|
Dříve evoluční zatracenci, nyní tvůrci reprodukční strategie: původ a reprodukce samčí linie vodních skokanů Pelophylax esculentus
Doležálková, Marie ; Choleva, Lukáš (vedoucí práce) ; Mikulíček, Peter (oponent) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
Asexuální způsoby reprodukce jsou obvykle založeny na principu kopírování (klonování) samičí DNA do potomstva. U většiny asexuálně se množících obratlovců se potomstvo vyvíjí z neredukovaného a často neoplozeného vajíčka. Umožňuje to mechanismus partenogenetické a gynogenetické reprodukce. Zatímco v prvním případě se klonální pohlavní buňka vyvíjí spontánně a samostatně, v druhém případě je zapotřebí pohlavní partner, který aktivuje rýhování vajíčka. Ani v jednom případě však nedochází k oplodnění (splynutí spermie s vajíčkem). Klonální potomstvo proto tvoří výhradně dcery a dosavadní výzkum probíhal jen na asexuálních liniích samičího pohlaví. Vzácně mohou vznikat při pravém oplodnění klonálního vajíčka asexuální samci, ti však bývají často neplodní. Na světě jsou známí diploidní zástupci pouze tří rodů obratlovců hybridního původu, kteří disponují plodnými asexuálními samci. Jedním z nich jsou evropští zelení vodní skokani rodu Pelophylax, žijící také na území České republiky. V oblastech kolem horního toku řeky Odry byly nedávno objeveny populace hybridních samců, kteří po vzoru asexuálních samic vytváří stabilní vše-samčí linie. Výsledky této studie ukázaly, že samci tvoří klonální spermie procesem hybridogeneze, během níž je z pohlavních buněk vymazán genom matky. Pravou fertilizací dochází k oplodnění...
|
|
Whole-genome analysis of the house mouse hybrid zone
Janoušek, Václav ; Munclinger, Pavel (vedoucí práce) ; Choleva, Lukáš (oponent) ; Chan, Yingguang Frank (oponent)
Hybridní zóny poskytují cennou příležitost ke studiu procesu speciace v reálném čase. Dochází zde k porušení genovych interakcí a následnému vzniku reprodukční izolace v důsledku kontaktu předem netestovanych kombinací genů pocházejících z divergujících populací. Dva druhy myší (Mus musculus musculus/Mus musculus domesticus) tvoří napříč střední Evropou úzkou zónu sekundárního kontaktu, která, jak se předpokládá, je udržována prostřednictvím rovnováhy mezi selekcí hybridů se sníženym fitness a disperzí jedinců. V průběhu mého PhD studia jsem spolu s mymi kolegy používal set asi 1400 SNP markerů ke studiu celogenomové introgrese napříč dvěma/třema transekty v hybridní zóně myši domácí. Naším cílem bylo identifikovat genomové oblasti obsahujících geny potenciálně způsobující reprodukční izolaci mezi dvěma poddruhy myši domácí, charakterizovat jejich rozložení v myším genomu a charakterizovat vlastnosti genomu typické pro tyto regiony. Náš vyzkum potvrdil na celogenomové škále vyznamnost chromozomu X při evoluci reprodukční izolace. Tento chromozom vykazoval introgresi odpovídající silné negativní epistázy a tato introgrese byla konzistentní mezi oběma studovanymi transekty, což poukazuje na společny geneticky základ reprodukční izolace mezi rozdílnymi oběma transekty. Na rozdíl od chromozomu X...
|