|
Mikrobiota trávicího traktu včel a příbuzného hmyzu a faktory ovlivňující její složení
Hroncová, Zuzana ; Havlík, Jaroslav (vedoucí práce) ; Kalous, Lukáš (oponent)
Disertační práce se skládá ze šesti výzkumných kapitol, z nichž pět již bylo publikováno ve vědeckých časopisech, jeden je v oponentském řízení a poslední kapitola představuje originální nepublikovaná data v procesu přípravy rukopisu.
Výzkum prezentovaný v této práci se zabývá složitými mechanismy imunitního systému včel a vos, se zaměřením na mikrobiotu jako součást imunity. Jak je popsáno v úvodu, sociální hmyz, jako včely a čmeláci, hrají klíčovou roli v ekosystémech po celém světě. Nedávné ztráty včel jsou připisovány používání pesticidů, špatné výživě, zvýšenému infekčnímu tlaku a ničení přírodních stanovišť. Během několika posledních let se včelaři i široká veřejnost zabývají úbytky včelstev po celém světě a dožadují se dalšího výzkumu zaměřeného na řešení těchto problémů. Naším hlavním cílem bylo prozkoumat vazby střevní bakteriální populace včel a příbuzných druhů, jejich propojení s imunitou a zjistit možnosti ovlivnění těchto vztahů prostřednictvím suplementace. Součástí cíle bylo charakterizovat střevní mikrobiotu čmeláků a vos pomocí 16S RNA sekvenování, použitého při hledání potenciálně nových bakteriálních druhů.
V práci jsme se snažili objasnit, jak mikrobiom interaguje s hostitelem a prokázat, že hlavní členy těchto komunit ho pozitivně ovlivňují. Bakteriální komunity nacházející se v trávicím traktu včel, jsou ideálním modelem pro zkoumání evolučních a genetických vztahů. Informace založené na našich výsledcích můžou díky objasněným fyziologickým podmínkám v trávicím traktu včel pomoci při vývoji vhodných probiotických preparátů.
|
|
Vliv lučního managementu na migrační chování vybraných druhů motýlů
Bubová, Terezie ; Langrová, Iva (vedoucí práce) ; Farkač, Jan (oponent)
Migrace jsou klíčovým procesem a jednou ze základních biologických vlastností, které umožňují ohroženým druhům motýlů přežít ve fragmentovaných krajinách. V posledních desetiletích ubývají přirozená stanoviště pro motýly vlivem intenzivního zemědělství, průmyslu či urbanizace. Vhodné lokality jsou přeměněny na zemědělské plochy či zastavěny. Cílem disertační práce bylo vytvoření kompromisního řešení obhospodařování luk, tak aby byla možnost jejich komerčního využití a přesto bylo umožněno přežití vzácných lučních organismů. Hlavní myšlenka spočívala v cíleném působení na emigrační chování motýlů s cílem přesídlení populace v době letu imag na potencionálně vhodné stanoviště. Možnost cíleně manipulovat s emigracemi motýlů by znamenalo zásadní průlom v jejich ochraně.
Studovanými druhy byli ohrožení modrásci Phengaris nausithous (Bergsträsser, 1779) a Phengaris teleius (Bergsträsser, 1779), kteří jsou stěžejními druhy pro ochranu Evropských motýlů na otevřených loukách. Výzkum probíhal na lokalitě Dolní Labe v České republice v letových sezónách 2013 až 2015. Na lokalitě bylo sledováno 17 ploch. V těchto letech byla uprostřed letové sezóny záměrně pokosena zvolená plocha. Před a po pokosení plochy byly podrobně monitorovány emigrace metodou mark-release-recapture. Výsledky populačních a migračních charakteristik byly vypočteny pomocí programu MARK 8.1. Vliv kosení na vyvolání emigrace byl zpracován v programu Statistica 13, prostřednictvím porovnání výsledků emigrací před a po pokosení plochy.
Zvolené hypotézy vycházely z předpokladu, že ztráta zdrojů po pokosení louky zvýší emigrační aktivitu imag, čehož lze dosáhnout vhodným načasováním seče. Ve třech sledovaných letových sezónách došlo k navýšení emigrací po aplikování managementového zákroku pouze v letové sezóně 2015 u obou druhů. Statistické zpracování však ukázalo, že tento nárůst nemá průkazný vliv na efekt nárůstu emigrací po pokosení. Potvrzená byla hypotéza předpokládající kolonizaci nejblíže dostupných ploch po pokosení.
Vliv cíleného ovlivnění emigrací prostřednictvím managementových zákroků nebyl prokázán. Důležité zjištění však vyplynulo při současném sledování velikosti populace na kosené ploše. Kosení uprostřed letové sezóny působí na larvální mortalitu a ztrátu zdrojů. I přesto tyto známe argumenty, jsme z důvodu dlouhodobé znalosti lokality, aplikovali kosení na jedné z ploch. V průběhu tří letových sezón došlo na této ploše ke snížení skutečné velikosti populace. Snížení se neprojevilo na velikosti celkové populace. Razantní pokles byl zaznamenán u P. nausithous. U druhu P. teleius bylo snížení skutečné velikosti populace velmi nízké, tudíž se s podmínkami seče uprostřed letové sezóny dokázal vyrovnat lépe. V případě našeho výzkumu vyplývá jasný závěr o potřebě nastolení vhodných managementových zákroků pro ohrožené druhy motýlů. Ty se týkají hlavně nutnosti snížení kosení luk uprostřed letu imag a upravení režimů dle potřeb motýlů pro jejich ochranu.
|
|
Neinvazivní metody pro stanovení pohlaví a stereoidních hormonů u gibonů rodu Nomascus
Bolechová, Petra ; Bartoš, Luděk (vedoucí práce) ; Pavel, Pavel (oponent)
Giboni rodu Nomascus patří ke kriticky ohroženému druhu, o kterém zároveň chybí velké množství základních biologických informací. Vzhledem ke statutu těchto zvířat ve volné přírodě i počtu chovaných jedinců v chovu zoologických zahrad je prioritní otázkou zlepšení managmentu chovu, kam patří i znalost reprodukce. Základním cílem této práce je praktické využití neinvazivních metod (polymerázová řetězová reakce k extrakci DNA a enzymové imunotesty), využívajících k analýzám vzorky výkalů. První metoda, polymerázová řetězová reakce, byla využita pro determinaci pohlaví u mláďat, protože kvůli jejich specifickému zbarvení a vzhledové podobnosti vnějších pohlavních orgánů, není diagnostika možná bez odchycení zvířete. Další částí je zodpovězení hypotéz týkajících se ovariálního cyklu samic a faktorů ovlivňujících jejich koncentrace včetně souvislosti nástupu pohlavního cyklu u samic a jejich změny barvy srsti. Hypotézy byly ověřeny sledováním výše koncentrací metabolitů progesteronu a estrogenu ve výkalech a vyhodnocením složení chovné skupiny gibonů a vlivu ZOO. Celkem bylo analyzováno během čtyř let (2010-2014) 51 zvířat z 16 zoologických zahrad v celkovém množství 1618 vzorků výkalů. Výsledky potvrdily využití neinvazivních metod pro determinaci pohlaví a tak zajištění maximálního welfare v chovech. Endokrinologické analýzy potvrdily hypotézy o vlivu prostředí (ZOO) na koncentraci hormonů a vliv březosti samice a jejího věku na výši koncentrace hormonů, ale také vliv březosti na koncentraci hormonů u samců-otců. Prvotní informací v této studii je potvrzení nástupu ovariálního cyklu u mladých samic bez návaznosti na jejich přebarvení a významný faktor vlivu matky a její teritoriality. Tato studie předkládá první dlouhodobější monitoring ovariálního cyklu u samic a koncentrace hormonů u ostatních jedinců ve všech věkových kategoriích i pohlaví. Výsledky umožňují pochopit vliv chovatelského prostředí na reprodukční postavení těchto gibonů a přispívají k celkovému zlepšení managementu chovu.
|
| |
|
DCTOOL-A3
Bakule, Lubomír ; Papík, Martin ; Rehák, Branislav
DCTOOL-A3 is a documentation of Matlab routines developed for the design of decentralized control of large scale complex systems. The current beta version covers three areas as follows:\nReport 4.1 deals with the event-triggered control design for unstructured uncertain systems. Both non-quantized and quantized feedback is analyzed. The results are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Logarithmic quantizer is used. Numerical example illustrates the effectiveness of the presented results.\nReport 4.2 presents a new decentralized overlapping wireless control design with a switched communication protocol. The method is applied by simulations on the 20-story building structure including the test of robustness of the methods against sensor failures and network node dropouts of a digital network.\nReport 4.3 presents the construction of a new decentralized wireless controller and a set of heuristic algorithms for evaluation of packet dropouts, sensor faults and actuator faults. The digital network operates at the standard frequency used in well-known widely-used industrial protocols. The results are tested at the Benchmark model decomposed into two disjoint substructures. The results are published. Thus, the details are omitted here.
|
|
Vliv provedení zateplení bytového domu na výdaje spojené s provozem této nemovitosti
Machová, Petra ; Kosová, Jaroslava (oponent) ; Čech, Josef (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce „Vliv provedení zateplení bytového domu na výdaje spojené s provozem této nemovitosti“ je návrh a posouzení čtyř variant zateplení obálky budovy. Diplomová práce se zabývá posouzením stávajícího návrhu obálky bytového domu společně s navržením alternativních variant s důrazem na snížení nákladů na vytápění. V první části jsou popsány druhy budov podle potřeby tepla na vytápění a výčet různých variant tepelně-izolačních materiálů. Druhá část práce je věnována konkrétnímu bytovému domu v Ústí nad Labem, pro nějž jsou navrženy čtyři varianty zateplení. Práce obsahuje tepelné posouzení původního stavu bytového domu a následně tepelné posouzení po provedení zateplení. Jsou zjištěny náklady na realizaci navrženého zateplení společně s náklady na provozování bytového domu. V závěru práce je zhodnocena doba návratnosti jednotlivých variant zateplení.
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (oponent) ; Steininger, Andreas (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
In the development of current hardware systems, e.g. embedded systems or computer hardware, new ways how to increase their reliability are highly investigated. One way how to tackle the issue of reliability is to increase the efficiency and the speed of verification processes that are performed in the early phases of the design cycle. In this Ph.D. thesis, the attention is focused on the verification approach called functional verification. Several challenges and problems connected with the efficiency and the speed of functional verification are identified and reflected in the goals of the Ph.D. thesis. The first goal focuses on the reduction of the simulation runtime when verifying complex hardware systems. The reason is that the simulation of inherently parallel hardware systems is very slow in comparison to the speed of real hardware. The optimization technique is proposed that moves the verified system into the FPGA acceleration board while the rest of the verification environment runs in simulation. By this single move, the simulation overhead can be significantly reduced. The second goal deals with manually written verification environments which represent a huge bottleneck in the verification productivity. However, it is not reasonable, because almost all verification environments have the same structure as they utilize libraries of basic components from the standard verification methodologies. They are only adjusted to the system that is verified. Therefore, the second optimization technique takes the high-level specification of the system and then automatically generates a comprehensive verification environment for this system. The third goal elaborates how the completeness of the verification process can be achieved using the intelligent automation. The completeness is measured by different coverage metrics and the verification is usually ended when a satisfying level of coverage is achieved. Therefore, the third optimization technique drives generation of input stimuli in order to activate multiple coverage points in the veri\-fied system and to enhance the overall coverage rate. As the main optimization tool the genetic algorithm is used, which is adopted for the functional verification purposes and its parameters are well-tuned for this domain. It is running in the background of the verification process, it analyses the coverage and it dynamically changes constraints of the stimuli generator. Constraints are represented by the probabilities using which particular values from the input domain are selected. The fourth goal discusses the re-usability of verification stimuli for regression testing and how these stimuli can be further optimized in order to speed-up the testing. It is quite common in verification that until a satisfying level of coverage is achieved, many redundant stimuli are evaluated as they are produced by pseudo-random generators. However, when creating optimal regression suites, redundancy is not needed anymore and can be removed. At the same time, it is important to retain the same level of coverage in order to check all the key properties of the system. The fourth optimization technique is also based on the genetic algorithm, but it is not integrated into the verification process but works offline after the verification is ended. It removes the redundancy from the original suite of stimuli very fast and effectively so the resulting verification runtime of the regression suite is significantly improved.
|
| |
|
Simulace a protiřetězce pro efektivní práci s konečnými automaty
Holík, Lukáš ; Černá, Ivana (oponent) ; Jančar, Petr (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis is focused on techniques for finite automata and their use in practice, with the main emphasis on nondeterministic tree automata. This concerns namely techniques for size reduction and language inclusion testing, which are two problems that are crucial for many applications of tree automata. For size reduction of tree automata, we adapt the simulation quotient technique that is well established for finite word automata. We give efficient algorithms for computing tree automata simulations and we also introduce a new type of relation that arises from a combination of tree automata downward and upward simulation and that is very well suited for quotienting. The combination principle is relevant also for word automata. We then generalise the so called antichain universality and language inclusion checking technique developed originally for finite word automata for tree automata. Subsequently, we improve the antichain technique for both word and tree automata by combining it with the simulation-based inclusion checking techniques, significantly improving efficiency of the antichain method. We then show how the developed reduction and inclusion checking methods improve the method of abstract regular tree model checking, the method that was the original motivation for starting the work on tree automata. Both the reduction and the language inclusion methods are based on relatively simple and general principles that can be further extended for other types of automata and related formalisms. An example is our adaptation of the reduction methods for alternating Büchi automata, which results in an efficient alternating automata size reduction technique.
|
|
Extensions to Probabilistic Linear Discriminant Analysis for Speaker Recognition
Plchot, Oldřich ; Fousek, Petr (oponent) ; McCree,, Alan (oponent) ; Burget, Lukáš (vedoucí práce)
This thesis deals with probabilistic models for automatic speaker verification. In particular, the Probabilistic Linear Discriminant Analysis (PLDA) model, which models i--vector representation of speech utterances, is analyzed in detail. The thesis proposes extensions to the standard state-of-the-art PLDA model. The newly proposed Full Posterior Distribution PLDA models the uncertainty associated with the i--vector generation process. A new discriminative approach to training the speaker verification system based on the~PLDA model is also proposed. When comparing the original PLDA with the model extended by considering the i--vector uncertainty, results obtained with the extended model show up to 20% relative improvement on tests with short segments of speech. As the test segments get longer (more than one minute), the performance gain of the extended model is lower, but it is never worse than the baseline. Training data are, however, usually available in the form of segments which are sufficiently long and therefore, in such cases, there is no gain from using the extended model for training. Instead, the training can be performed with the original PLDA model and the extended model can be used if the task is to test on the short segments. The discriminative classifier is based on classifying pairs of i--vectors into two classes representing target and non-target trials. The functional form for obtaining the score for every i--vector pair is derived from the PLDA model and training is based on the logistic regression minimizing the cross-entropy error function between the correct labeling of all trials and the probabilistic labeling proposed by the system. The results obtained with discriminatively trained system are similar to those obtained with generative baseline, but the discriminative approach shows the ability to output better calibrated scores. This property leads to a better actual verification performance on an unseen evaluation set, which is an important feature for real use scenarios.
|
host ::
