|
|
Evolution of brain complexity and processing and cognitive capacity in selected vertebrates
Kverková, Kristina ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Stuchlík, Aleš (oponent) ; Iwaniuk, Andrew N. (oponent)
Procesní kapacita mozku bývá tradičně odhadována na základě velikosti mozku. Z nedávných studií však vyplývá, že u vzdáleně příbuzných druhů s podobnou velikostí mozku se může podstatně lišit počet neuronů, tedy základních výpočetních jednotek, i jejich distribuce do různých částí mozku. Abychom tedy dokázali odhalit, jakým způsobem se v evoluci kognitiv- ní kapacita mění, potřebujeme pracovat s daty na jemnější škále. Takový kvantitativní pří- stup k evoluci procesní kapacity mozku na buněčné úrovni je relativně nový. Možnost rychle získat spolehlivé odhady počty neuronů v celém mozku nebo jeho větších částech je totiž k dispozici až v posledních zhruba 15 letech díky rozšíření metody izotropní frakcionace. Ta otevírá dveře k řešení celé řady otázek. S její pomocí můžeme zjišťovat vnitrodruhovou varia- bilitu na úrovni jedinců i populací, podívat se na efekt pohlaví a věku, nebo studovat selekci na vnitrodruhové úrovni. Z druhé strany spektra pak můžeme sledovat velké makroevoluční trendy nebo se zaměřit na porovnání blízce příbuzných a ekologicky podobných druhů a po- kusit se tak studovat vliv jednotlivých selekčních tlaků. Ve své disertaci se zabývám variabilitou velikosti mozku a jeho buněčného složení moz- ku napříč obratlovci, a to jak na vnitrodruhové, tak na mezidruhové úrovni. V kapitole...
|
|
|
Alometrická diverzita a plasticita buněčných morfologií krásivek (Desmidiales, Zygnematophyceae)
Mezník, Daniel Heliodor ; Neustupa, Jiří (vedoucí práce) ; Kleisner, Karel (oponent)
Pokud se proporce dvou znaků organismu během růstu mění, nazýváme jejich vztah alometrickým. Prvníčást této prácekvantifikujealometrický vztah obvodu a obsahu polobuněk jednobuněčných řas z 11 druhů rodu Euastrum. Tyto řasyjsou typickésvou členitou morfologií, která bývá vysvětlována jako adaptace pro zvýšení buněčného povrchu, skrze který řasy přijímají živiny. Mou otázkou bylo, zda větší jedinci v populacimají komplexnějšítvar, a tím pádem delšíobvod polobuňky. Pracovaljsem s mikrofotografiemi desítek dospělých polobuněk získaných ze zafixovaných přírodních populací. U všech zkoumaných druhů jsem zjistil výrazný nárůst komplexity tvaru. Stejný trend jsem pozoroval i na mezidruhové úrovni. Výsledky jsem porovnávals existujícími studiemi na příbuzném rodu Micrasterias. V druhé části práce jsem se zabýval alometrickými vztahy během ontogeneze polobuněk řas z rodů Euastrum i Micrasterias. Pomocí geometrické morfometriky jsem analyzoval rostoucí klonální kultury. Konkrétně jsem porovnával relativní pozice 11 strukturně homologních landmarků na různě starých polobuňkách. Jednalo se o první obdobný experiment na těchto modelových organismech. Pro každý ze čtyř zahrnutých druhů jsem popsal ontogenetické změny poloh landmarků a z nich následně vytvořil alometrický prostor, který druhy seřadil podle...
|
|
|
Ontogeneze excesivních struktur u vrubounovitých brouků (Coleoptera: Scarabaeinae)
Žídek, Radim ; Šípek, Petr (vedoucí práce) ; Hanus, Robert (oponent)
A b s t r a k t Rohy vrubounovitých brouků jsou sekundárním pohlavním znakem vyskytujícím se většinou u samců, kterým slouží jako zbraně v soubojích o přístup k samicím. U mnoha druhů se vyskytují dvě diskrétní formy samců, s rohy a bez rohů, které využívají rozdílné reprodukční strategie. Velikost těla dospělce i morfologie rohů jsou určeny nutričními podmínkami, za nichž probíhá vývoj larev. Přepínání mezi alternativními vývojovými drahami je zajištěno hladinou juvenilního hormonu (JH), která odráží velikost těla, a k němu geneticky určenou prahovou hodnotou citlivosti. Při překročení kritické velikosti těla dochází k vývoji rohů, pokud překročena není, puls ekdysonu reprogramuje vývoj a vzniká dospělec s bezrohou morfologií. Reprogramování vývoje zahrnuje modifikace dráhy insulinového receptoru a domén exprese genů specifikujících proximodistální osu vznikajícího rohu. Vývoj rohů se morfologicky podobá vývoji ostatních hmyzích přívěsků, s nimž sdílí expresi genů tvořících regulační kaskádu vedoucí ke vzniku výrůstku kutikuly. Některé z nich jsou exprimovány v rozsáhlých oblastech epidermis a ke vzniku funkční kaskády a nového výrůstku v těchto částech těla chybí pouze exprese genu Distal-less. Rovněž exprese genů wingless a decapentaplegic, které zahajují celou potřebnou autonomní kaskádu molekulárních...
|
|
|
Růst a pohlavní dimorfismus u vybraných zástupců listorohých brouků (Coleoptera: Scarabaeoidea).
Vendl, Tomáš ; Šípek, Petr (vedoucí práce) ; Knapp, Michal (oponent) ; Skuhrovec, Jiří (oponent)
Zlatohlávci jsou známou skupinou brouků s nápadným pohlavním dimorfismem. Přesto, na rozdíl od jiných listorohých brouků, u nich bylo studium tohoto fenoménu poměrně opomíjeno. Týká se to i pohlavního dimorfismu ve velikosti - u živočichů velmi rozšířeného jevu. Ačkoliv byly příčiny tohoto dimorfismu hojně zkoumány na ultimátní úrovni, vývojovým mechanismům je dosud porozuměno málo. Zkoumali jsme proto vývoj pohlavního dimorfismu u několika druhů zlatohlávků lišících se mírou dimorfismu ve velikosti. Zjistili jsme, že zatímco u druhů s výrazným dimorfismem se rozdíly mezi samci a samicemi začínají objevovat již v prvním instaru a dále se během vývoje zvětšují, u méně dimorfních druhů tyto rozdíly vznikají během jediného instaru. Rovněž jsme nalezli variabilitu ve způsobu, jakým dimorfismus vzniká, a to jak mezi druhy, tak mezi instary: jak různá doba vývoje, tak rychlost růstu byly odpovědné za vznik dimorfismu. Ukázali jsme ale také, že se pohlaví můžou lišit v růstové trajektorii - samci pokračují v růstu delší dobu než samice, a to i v případech, kdy celková doba trvání instaru je stejná. Chtěli jsme rovněž doplnit chybějící informace o zastoupení pohlavního dimorfismu ve velikosti u zlatohlávků. Zdá se, že přítomnost větších samců je u zlatohlávků rozšířenější než ve většině hmyzích skupin (v...
|
|
|
Buněčné složení mozku zoborožců, šplhavců a srostloprstých ptáků
Stehlík, Patrik ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
Recentní srovnávací studie ukazují, že mozky ptáků, ačkoliv malé, disponují vysokou procesní kapacitou. Mozky papoušků a pěvců mají vyšší hustoty neuronů než mozky savců, a zejména velcí papoušci a krkavcovití ptáci konkurují či dokonce předčí počtem neuronů v koncovém mozku primáty. Ukazuje se však, že se procesní kapacita mozku ptáků významně liší mezi různými fylogenetickými liniemi. Bazální skupiny jako hrabaví mají mnohem nižší absolutní počty neuronů a nižší hustoty než pěvci a papoušci. V této diplomové práci jsem pomocí metody izotropní frakční homogenizace stanovil počty neuronů a non-neurálních buněk ve vybraných částech mozku u 19 druhů z tradičně uznávaných řádů zoborožců (Bucerotiformes), šplhavců (Piciformes) a srostloprstých ptáků (Coraciiformes). Mozky zoborožců i šplhavců (nikoliv však srostloprstých) mají počty neuronů srovnatelné se stejně velkými mozky pěvců a papoušků. Škálování neuronů u těchto skupin je podobné a signifikantně se liší od téhož pro holuby (Columbiformes) a hrabavé (Galliformes). U korunových skupin můžeme pozorovat podobné trendy jako je vysoká míra encefalizace, proporčně větší koncový mozek a rostoucí procento neuronů koncového mozku. U holubů a hrabavých můžeme pozorovat trendy zcela opačné, tedy nízkou míru encefalizace, proporčně menší koncový mozek a...
|
|
|
Změny obličejové části lebky na území střední Evropy v průběhu posledních 1200 let
Bejdová, Šárka
Cílem disertační práce bylo popsat, kvantifikovat a interpretovat, do jaké míry se změnil tvar a velikost obličejového skeletu u obyvatel, kteří žili na území dnešní České republiky v období od raného středověku po současnost, tj. v průběhu posledních zhruba 1200 let. V tomto časovém období byly zkoumány morfologické rozdíly mezi populacemi, změny pohlavního dimorfismu, modularita a alometrie obličejového skeletu. Hodnocení bylo založeno na CT-snímcích lebek tří historických populací, a to z raného středověku, vrcholného středověku a raného novověku. Současná populace byla zastoupena CT-snímky žijících lidí. Celkem jsme hodnotili obličejový skelet 329 jedinců, 183 bylo mužů a 146 žen. Z CT-snímků byly vytvořeny virtuální 3D povrchové modely. Obličejový skelet byl rozdělen do tří morfologických celků, které byly dále hodnoceny. Jednalo se o skelet horního obličeje, dolní čelist a patro. Statistické zpracování bylo provedeno metodami geometrické morfometrie, která umožňovala studovat tvarovou a velikostní variabilitu zkoumaných celků odděleně. Z porovnání velikostních i tvarových rozdílů mezi studovanými populacemi je patrné, že současná populace se nejvíce odlišuje od ostatních populací. Obličejový skelet současné populace má největší parametr velikosti. Mezi nejmarkantnější tvarové změny patří...
|
|
|
Růst a pohlavní dimorfismus u vybraných zástupců listorohých brouků (Coleoptera: Scarabaeoidea).
Vendl, Tomáš ; Šípek, Petr (vedoucí práce) ; Knapp, Michal (oponent) ; Skuhrovec, Jiří (oponent)
Zlatohlávci jsou známou skupinou brouků s nápadným pohlavním dimorfismem. Přesto, na rozdíl od jiných listorohých brouků, u nich bylo studium tohoto fenoménu poměrně opomíjeno. Týká se to i pohlavního dimorfismu ve velikosti - u živočichů velmi rozšířeného jevu. Ačkoliv byly příčiny tohoto dimorfismu hojně zkoumány na ultimátní úrovni, vývojovým mechanismům je dosud porozuměno málo. Zkoumali jsme proto vývoj pohlavního dimorfismu u několika druhů zlatohlávků lišících se mírou dimorfismu ve velikosti. Zjistili jsme, že zatímco u druhů s výrazným dimorfismem se rozdíly mezi samci a samicemi začínají objevovat již v prvním instaru a dále se během vývoje zvětšují, u méně dimorfních druhů tyto rozdíly vznikají během jediného instaru. Rovněž jsme nalezli variabilitu ve způsobu, jakým dimorfismus vzniká, a to jak mezi druhy, tak mezi instary: jak různá doba vývoje, tak rychlost růstu byly odpovědné za vznik dimorfismu. Ukázali jsme ale také, že se pohlaví můžou lišit v růstové trajektorii - samci pokračují v růstu delší dobu než samice, a to i v případech, kdy celková doba trvání instaru je stejná. Chtěli jsme rovněž doplnit chybějící informace o zastoupení pohlavního dimorfismu ve velikosti u zlatohlávků. Zdá se, že přítomnost větších samců je u zlatohlávků rozšířenější než ve většině hmyzích skupin (v...
|
|
|
Pravidla buněčného škálování mozku u hrabavých ptáků
Zhang, Yicheng ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
Hrabaví ptáci (Galliformes) tvoří spolu s vrubozobými ptáky (Anseriformes) skupinu Galloanserae, která je sesterská všem Neoaves a je nejbazálnější skupinou neognátních ptáků. Přes jejich zásadní pozici ve fylogenezi ptáků, dosud nejsou k dispozici kvantitativní data o buněčném složení mozků hrabavých ptáků. V předložené práci jsem pomocí izotropní frakční homogenizace určil počty neuronů a nonneurálních buněk ve specifických částech mozků u 15 druhů hrabavých ptáků. Zjistil jsem, že buněčná škálovací pravidla pro hrabavé ptáky se výrazně odlišují od téhož pro pěvce a papoušky. Ve srovnání s těmito skupinami ptáků mají hrabaví nižší míru encefalizace, proporčně menší koncový mozek, většinu všech neuronů v mozečku a menšinu v koncovém mozku, obecně nižší neuronální hustoty a vyšší poměr gliových buněk ku neuronům. Jejich mozek, a především koncový mozek proto obsahuje podstatně menší absolutní počty neuronů než stejně velký mozek / koncový mozek pěvce nebo papouška, což jistě limituje kognitivní schopnosti hrabavých ptáků. Neznamená to však, že jsou hrabaví jakýmisi "hloupými stvořeními" s limitovanou schopností učení. Protože mají vysoké neuronální hustoty, jejich relativně malé mozky obsahují přibližně stejné množství neuronů jako mozky stejně velkých hlodavců nebo vačnatců. Navíc, hrabaví mají...
|
|
|
Hodnocení stability stromu na základě dendrometrických veličin
Maňák, Vladimír
Hlavní náplní této práce je navrhnout analytické vztahy popisující stabilitu stromů v závislosti na dendrometrii a odvodit alometrické koeficienty z dendrometrických veli-čin a z teorie mechaniky proti porušení zlomem a vývratem na úrovni rodů. Pro účely této práce bylo pracováno s jedinci z rodu javor, bříza, buk, jasan, dub a lípa, kteří se nacházejí v městském prostředí v Prostějově. Na základě měření těchto jedinců jsou na-vrženy alometrické vztahy, které vycházejí z dendrometrických veličin jako je průměr, výška těžiště, plochy koruny atd. a z mechaniky jako je pevnost dřeva, modul pružnosti dřeva, kořenů a půdy, náklonu stromů atd. Ze vztahů mezi dendrometrickými veličinami byl vypočítán věk. Alometrické koeficienty pro hodnocení stromů ve fázi dospělosti jsou druhově podmíněné a stabilita stromu nelze posuzovat jen podle průměru a výšky těžiště, musí do toho být zahrnuta i náporová plocha koruny. Pro hodnocení stromů ne-lze uvažovat jen s geometrií stromu, ale musí do toho být zahrnuty i materiálové vlast-nosti. Z alometrických vztahů pro zlom, vývrat a vzpěr považuji za nejužitečnější vztah pro zlom, protože využívá i náporovou plochu koruny a materiálové vlastnosti.
|
|
|
Tvarová plasticita velevruba tupého (Unio crassus, Unionidae) v závislosti na lokalitě a velikostních proměnných
Jandáková, Miriam ; Douda, Karel (vedoucí práce) ; Petrtýl, Miloslav (oponent)
Tato diplomová práce se zabývá tvarovou plasticitou druhu Unio crassus na 12 lokalitách. V práci bylo použito celkem 1129 obrysů, které byly získány z 260 lastur tím, že se analyzovaly jednotlivé zimní růstové linie. Fourierova eliptická analýza se ukázala jako vhodný nástroj pro hodnocení tvaru lastur mlžů. Využití zimních růstových linií prokázalo velký potenciál pro morfometrické analýzy. Výsledky ukazují, že osy PC1 a PC2 (z analýzy hlavních komponent tvarových koeficientů) jsou závislé na růstu. Vliv alometrie byl proto ošetřen hodnocením reziduálních hodnot získaných pomocí zobecněného lineárního modelu (generalized linear model - GLM).Vhodnou kombinací pro obecné ošetření alometrie u mlžů se jeví použití věku a délky a výšky, současně jako vysvětlujících proměnných v GLM modelu. Výsledky ukazují signifikantní rozdíly mezi lokalitami ve všech hodnocených parametrech. Dále byla prokázána statisticky významná odlišnost rychlosti růstu mezi lokalitami. Ukazatele rychlosti růstu jsou také korelované s tvarovými proměnnými. Lokality lze rozdělit na dvě skupiny, které se odlišují svou rychlostí růstu (Bertalanffyho růstovou konstantou, délkou ve třetím roce a délkou relativní na věku a lokalitě). Tyto skupiny se liší zhruba o 10 mm mezi průměrnými délkami. Nejvíce podobné jsou si lokality "Blanice...
|
host ::
RSS.