|
|
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...
|
|
|
Využití komprehensivní dvoudimenzionální plynové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí pro metabolomickou analýzu houby Gloeophyllum trabeum
Kuchler, Ondřej ; Sobotníková, Jana (vedoucí práce) ; Kozlík, Petr (oponent)
Houba Gloeophyllum trabeum (Agaricomytes: Gloeophyllates), v českém jazyce známá jako Trámovka trámová, je dřevokazná houba, která produkuje široké spektrum těkavých sekundárních metabolitů. V literatuře bylo popsáno, že jedním z produkovaných sekundárních metabolitů je (3Z,6Z,8E)-dodekatrien-1-ol. Tato chemická látka je zároveň hlavní složkou stopovacího feromonu termitů čeledi Rhinotermitidae. V této diplomové práci jsem ověřoval, zda různé kmeny G. trabeum produkují látku (3Z,6Z,8E)-dodekatrien-1-ol. Dále byl studován vliv sacharidů přítomných v živných roztocích na změnu v kvalitativní a kvantitativní složení těkavých sekundárních metabolitů produkovaných touto houbou. Zvolené sacharidy byly maltóza, fruktóza, sacharóza, xylóza a manóza. Analýza byla prováděna pokročilou separační technikou komprehensivní dvoudimenzionální plynové chromatografie s průletovým analyzátorem a hmotnostně spektrometrickou detekcí (GC×GC-TOFMS). Zjistil jsem, že jeden ze získaných kmenů G. trabeum skutečně produkuje látku (3Z,6Z,8E)-dodekatrien-1-ol, ale pouze za specifických podmínek, tj. při kultivaci na Petriho miskách na agar - celulózovém médiu. Toto měření bylo dále potvrzeno derivatizační reakcí dodekatrienolu se silylačním činidlem N, O-bis(trimethylsilyl) acetamidem (BSA). Pro vzorky G. trabeum kultivované v...
|
|
|
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...
|
|
|
Biologické účinky látek izolovaných z jedinců řádu Isoptera
Dušková, Simona ; Hrstka, Miroslav (oponent) ; Brázda, Václav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na sledování viability eukaryotických a prokaryotických buněk po působení chemických látek izolovaných z termitů. V poslední době přibývají důkazy především o antibakteriálních a antifungálních vlastnostech těchto obranných látek, které mohou najít široké využití nejen ve farmaceutickém průmyslu. V této práci byly studovány tři termití obranné látky: nerolidol, nitropentadecen a methylantranilát. Byly sledovány jejich antibakteriální účinky, minimální inhibiční koncentrace a minimální baktericidní koncentrace vůči kmenu STBL3 Escherichia coli. Dále byly studovány jejich cytotoxické účinky na eukaryotické nenádorové (HEK293FT) a nádorové buňky (MCF7) a vliv na plazmidovou DNA. Jako kontrolní látky sloužily antibiotikum ampicilin pro antibakteriální účinky a cytostatikum cisplatina pro cytotoxické účinky. V případě působení nerolidolu, nitropentadecenu a methylantranilátu na kmen STBL3 se antibakteriální aktivita neprokázala. Cytotoxické účinky se projevily u nerolidolu a nitropentadecenu. Zkoumané látky nezpůsobovaly modifikaci plazmidové DNA.
|
|
|
Prokaryotičtí symbionti prvoků ze střev dřevokazných švábů a termitů
Kubánková, Aneta ; Hampl, Vladimír (vedoucí práce) ; Rotterová, Johana (oponent)
Termiti a dřevokazní švábi jsou celosvětově úspěšnými skupinami hmyzu především díky jejich schopnosti efektivně trávit lignocelulózu. V jejich střevě se v průběhu dlouhé evoluce utvořil komplexní ekosystém, ve kterém je zapojena široká škála mikroorganizmů. Mnohé skupiny prvoků i prokaryot nalézáme výhradně v tomto unikátním prostředí a v laboratorních podmínkách je není možné kultivovat. Stejně tak, jako nižší termiti nemohou přežívat bez svých eukaryotických endosymbiontů, úzké vazby panují i mezi jednobuněčnými eukaryoty a prokaryotickými buňkami kolonizujícími jejich cytoplazmu i plazmatickou membránu. Početné kmeny bakterií se podílejí na fixaci a maximálním zužitkování dusíku, syntéze mnohých aminokyselin, kofaktorů a vitamínů i na degradaci lignocelulózy. Prokaryota z domény Archea sehrávají klíčovou roli při závěrečných fázích fermentace lignocelulózy zužitkováním koncových produktů při metanogenezi. K pochopení těchto dějů výrazně přispívají metagenomické studie.
|
|
|
Analytical chemistry unravels the diversity and function of chemicals used for communication and defence in termite societies
Krasulová, Jana ; Bosáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Pacáková, Věra (oponent) ; Lapčík, Oldřich (oponent)
Analytická chemie hraje klíčovou roli při studiu chemické ekologie a jen díky sofistikovaným metodám je možné detekovat biologicky aktivní látky, které se obvykle vyskytují v nepatrných množstvích, často jako složky komplexních směsí. Má práce je zaměřena na aplikaci moderních analytických metod a instrumentace při zjišťování identity, chemické diverzity a funkce semiochemikálií a obranných látek používaných různými druhy termitů. První část mé práce je zaměřena na identifikaci chemických látek používaných při komunikaci, tzn. feromonů. V této části jsem se zabývala studiem chemické komunikace při stopování u tří vybraných termitích druhů. Kromě nejběžnějšího termitího stopovacího feromonu, (3Z,6Z,8E)-dodeka-3,6,8-trien-1-olu, nalezeného u druhu Psammotermes hybostoma (Rhinotermitidae), jsem se podílela na identifikaci dvou nových struktur, (10Z,13Z)-nonadeka- 10,13-dien-2-onu u druhu Glossotermes oculatus (Serritermitidae) a syn-4,6-dimethylundekan-1-olu u druhu Hodotermopsis sjoestedti (Archotermopsidae). Podařilo se nám identifikovat také (3Z,6Z,8E)-dodeka-3,6,8-trien-1-ol jako samičí pohlavní feromon u druhu Psammotermes hybostoma, a syn-4,6-dimethylundekanal jako samčí pohlavní feromon u druhu Hodotermopsis sjoestedti. Identifikovala jsem také chemické složení vícesložkového poplašného...
|
|
|
Nový případ smíšené reprodukční strategie a její adaptivní význam u neotropického termita Silvestritermes minutus (Termitidae: Syntermitinae)
Křivánek, Jan ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Žďárek, Jan (oponent)
Díky rozvoji genetických metod v populační ekologii se podařilo v nedávné době učinit mnohé zásadní objevy v oblasti rozmnožovacích strategií společenského hmyzu. Jedním z nich je i popis smíšených reprodukčních strategií kombinujících výhody pohlavního rozmnožování a thelytokní partenogeneze. Královny takových druhů produkují sterilní jedince pomocí klasické pohlavní cesty z oplozených vajíček, zatímco budoucí královny vznikají nepohlavně z neoplozených vajíček. Tento originální reprodukční systém byl nejdřívepopsán u několika rodů mravenců,velmi nedávno však bylo zjištěno, že se nevyskytuje jen u Hymenoptera, ale byl nalezen i u tak fylogeneticky vzdálené eusociální skupiny jako jsou termiti. Střídání pohlavního procesu a thelytokní partenogeneze, které bylo popsáno jako Asexual Queen Succession (AQS), jež umožňuje pokračování geneticky identických generací královen po smrti královny primární, bylopůvodně pozorováno jen u jediného rodu nižších termitů Reticulitermes. Našemu pracovišti se však nedávno podařilo podílet se na odhalení AQS u dalších čtyř druhů ze dvou podčeledí vyšších termitů. Jedním z nich je i Silvestritermes minutus. Tento ve Francouzské Guyaně lokálně abundantní druh, žijící v malých a dobře ohraničených koloniích na lokalitách se střední mírou disturbance, má ve svém životním...
|
|
| |
|
|
Trávicí proteasy termitů
Čermáková, Markéta ; Konvalinka, Jan (vedoucí práce) ; Ryšlavá, Helena (oponent)
Narozdíl od trávení celulosy nebyla u termitů dosud studována trávicí proteolýza, proto byly v diplomové práci analyzovány proteolytické enzymy trávicího traktu významných termitích škůdců Reticulitermes santonensis a Coptotermes formosanus (čeleď Rhinotermitidae). Pomocí panelu specifických substrátů a inhibitorů byly kvantifikovány a klasifikovány proteasy v jednotlivých kompartmentech střeva. Hlavní proteasy byly identifikovány ve středním střevě jako endogenní serinové proteasy trypsinového typu; v bachoru byly detekovány minoritní cysteinové proteasy, které jsou pravděpodobně produkovány symbiotickými organismy. Hlavní trypsinová proteasa termita R. santonensis (RsSP) byla chromatograficky izolována jako protein o 26 kDa a byla určena její N-koncová sekvence. S využitím selektivních proteasových inhibitorů byla prokázána fyziologická významnost trávicí trypsinové proteasy v testech in vivo s termitem C. formosanus. Na základě analýzy proteas u dalších 12 druhů termitů bylo navrženo obecné schéma trávicí proteolýzy u řádu Isoptera.
|
|
|
Specifické chování vojáků vůči pohlavním jedincům termitů rodu Prorhinotermes (Isoptera: Rhinotermitidae).
Dolejšová, Klára ; Šobotník, Jan (vedoucí práce) ; Klimeš, Petr (oponent)
Kasta vojáka je nejpůvodnější altruistickou kastou termitů, vysoce specializovanou k obraným úlohám v rámci dělby práce v termitích koloniích. Je proto možné u vojáků najít řadu anatomických a behaviorálních adaptací, které chybí u ostatních kast. Cílem této práce bylo ověřit hypotézu, že se v situacích disturbance, simulujících ohrožení hnízda, vojáci přednostně věnují obraně pohlavních jedinců jakožto nejhodnotnějším jedincům v kolonii. U dvou druhů rodu Prorhinotermes (P. simplex a P. canalifrons) jsem proto studovala schopnost vojáků rozpoznávat a selektivně chránit neotenické pohlavní jedince. V souladu s úvodní hypotézou byli vojáci obou druhů v případě disturbance okamžitě schopni rozpoznat pohlavní jedince obou pohlaví a zůstávat v jejich blízkosti. V případě druhu P. simplex byla nejatraktivnějším jedincem plodná samice, v případě P. canalifrons byli neotenici obou pohlaví podobně atraktivní. Pozorovaná preference pohlavních jedinců ze strany sterilních kast (vojáků i pseudergatů) se v mladých koloniích začíná objevovat až v průběhu pohlavního dozrávání neotenických pohlavních jedinců. Kastovně specifické chemické profily kutikulárních lipidů podporují uznávanou představu, že k rozpoznávání dochází právě na základě olfaktorických stimulů obsažených v kutikule pohlavních jedinců.
|
host ::
RSS.