|
|
Detection of positive selection in reproductive genes of songbirds
Cakl, Lukáš ; Reifová, Radka (vedoucí práce) ; Těšický, Martin (oponent)
Předpokládá se, že geny ovlivňující reprodukci hrají důležitou roli jak v adaptivní evoluci, tak ve speciaci. U ptáků však zatím neexistuje mnoho informací o molekulární evoluci těchto genů. Tato práce se zabývá identifikací reprodukčních genů podléhajících pozitivní selekci v genomech pěvců a analýzou jejich funkcí. Ze 14 pub- likovaných genomů jsme nejdříve sestavili 12000 skupin ortologních genů a v 385 z nich existujícími metodami detekovali stopy dlouhodobé pozitivní selekce. Díky publikovaným proteomickým datům jsme celogenomový soubor genů mohli zúžit na geny exprimované ve spermiích a v tekutinách ze samičího pohlavního traktu. Ve spermiích pozitivní selekce působila na 22 z 940 exprimovaných genů, zatímco v samičích tekutínách jen na 6 z 529, což poukazuje na konzervativnější chování proteinů v samičích tekutinách. Následně jsme detekovali nadměrné zastoupení jednotlivých funkcí proteinů tak, jak jsou popsané v gene ontology. U spermií naše výsledky poukázaly na evoluční tlak působící zejména na je- jich cytoskelet, molekulární motory a energetický metabolismus, což naznačuje důležitost morfologie spermií a rychlosti jejich pohybu. Napříč celým genomem pak výsledky nejen potvrzovaly výsledky získané u spermií, ale též poukazovaly na pozitivní selekci procesů spjatých s mitózou a meiózou....
|
|
|
Proteomic architecture of sperm-egg interactions
Otčenášková, Tereza ; Stopka, Pavel (vedoucí práce) ; Petr, Jaroslav (oponent) ; Vrbacký, Marek (oponent)
Nedávné pokroky v proteomických metodách poskytují nové poznatky pro biologický výzkum a to včetně oblasti reprodukční biologie. Stanovení proteomického základu spermií je klíčové pro pochopení komplexního procesu interakcí gamet během oplození zahrnující akrozomální reakci. Napříč živočišnými taxony lze pozorovat značné rozdíly ve velikosti, tvaru a molekulárním složení spermií způsobené postkopulačním pohlavním výběrem a fylogenezí. První cílem této disertační práce je characterizovat proteinové složení akrozomu a zjistit tak jeho další funkční význam v interakci spermie a vajíčka. Dále se zaměřujeme na možné souvislosti mezi proteinovým složením spermií a morfologickou diverzifikací spermií, mírou výskytu kompetice spermií a fylogenetickou příbuzností zkoumaných druhů. Pro analýzy byli použiti samci odchycení v přírodě z přirozených populací druhů Mus musculus musculus, Apodemus flavicollis, Microtus arvalis (řád Hlodavci), Acrocephalus palustris, Chloris chloris, Phylloscopus collybita, Cinclus cinclus, Hirundo rustica a Taeniopygia guttata chovaní v zajetí (řád Pěvci). Jako hlavní metodologický přístup byla v celé práci použita nano kapalinová chromatografie spojená s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Naše data ukazují, že biologické role akrozomu hlodavců nespočívají pouze v usnadňování...
|
|
|
Umělá neuronová síť pro rekonstruování vymřelých druhů
Pešek, David ; Bilík, Šimon (oponent) ; Jirsík, Václav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývala navrhnutím, naučením a zhodnocením umělé neuronové sítě pro rekonstrukci vymřelých živočišných druhů. Nejprve byl vybrán hlavní prvek navrhované UNS, tedy generativní model. Vzhledem k jejich výborným výsledkům v poli generování obrázků se odůvodněně jevila třída difúzních modelů jako správná volba. Konkrétně byl vybrán difúzí model Stable diffusion. Jeden z počátečních kroků práce bylo také vytvořit trénovací množinu pro navrhovaný model. K obrázkům živočichů bylo potřeba napárovat nějaké popisky, podle kterých by se dal živočich identifikovat. K tomuto účelu byly využity geny cyklooxygenázy-1 daných živočichů. Dále byl použit sekvenční transformátorový model GPT-2, který je naučen na trénovací množině lidského přirozeného jazyka. Tento model byl použitý pro zakódování DNA sekvencí do vektorové podoby, ve které byla zachycena sémantika a kontext mezi jednotlivými částmi DNA sekvence. Modely by bylo velmi složité učit od začátku kvůli velké potřebné velikosti trénovací množiny a výpočetní a časové náročnosti. GPT-2 model byl tedy pouze doučen na trénovací množině DNA sekvencí řádu pěvců a samotný difúzní model byl naučen na párech obrázků těchto živočichů a DNA sekvencí zakódovaných pomocí GPT-2 modelu. Pro generování obrázků byly pomocí GPT-2 generovány originální DNA sekvence, které se podobaly sekvencím z trénovací množiny. Následně bylo zakódování těchto sekvencí předáno difúznímu modelu, který vytvořil samotné obrázky. Metoda generování nových DNA sekvencí pomocí GPT-2 modelu stojí na myšlence, že vygenerovaná DNA sekvence se částečně podobá DNA sekvencím z trénovací množiny. Takto experimentálně vygenerované DNA sekvence se mohou podobat DNA sekvencím vymřelých předků nebo příbuzných řádu pěvců. Model byl schopný v části případů vygenerovat takové obrázky, které lze na pohled považovat za živočišný druh, ale je nutno konstatovat, že vygenerované obrázky často nešlo považovat za rekonstrukce živočichů. Úspěšnost vygenerování obstojného obrázku živočicha byla přibližně 10%. Funkčnost modelu byla testována i na testovací množině DNA sekvencí živočichů několika řádů, které spadají pod třídu ptáků stejně jako řád pěvců. Úspěšnost vygenerování rekonstrukce, kterou bylo možné porovnávat s fotografií se pohybovala okolo 15%.
|
|
|
Host-microbiota, pro-inflammatory immunity and physiological senescence in wild birds
Těšický, Martin
Mikrobiálními ligandy vyvolaný zánět je klíčový imunologický proces, který na jedné straně zajišťuje obranyschopnost proti infekčním onemocněním, ale jeho dysregulace může vést také k oxidačnímu poškození tkání. K tomu dochází např. během chronického zánětu, který může způsobovat tzv. inflammaeging, o němž se nyní uvažuje jako o možné příčině stárnutí. Ve své multidisciplinární disertaci jsem za využití evolučně-komparativních přístupů a ptáků jako modelové skupiny zkoumal tři vzájemně propojené aspekty zánětu: (1) evoluční a ekologické determinanty vnitro- a mezidruhové variability střevní mikrobioty (SM), které ovlivňují evoluci ptačí imunity, (2) genetickou diverzitu imunitních genů ovlivňující zánětlivou imunitní odpověď u ptáků a (3) stárnutí ve fyziologických znacích spojených s tzv. inflammagingem na modelu volně žijícího pěvce, sýkory koňadry (Parus major). (1) Pomocí sekvenování bakteriální 16S rRNA jsme zjistili značnou vnitro- i mezidruhovou diverzitu ve složení SM u pěvců a dominanci taxononů z kmenů Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. V porovnání se savčí SM, které je do velké míry determinována fylogenezí hostitele a jeho stravou, naše výsledky u pěvců ukazují pouze na středně silný vliv fylogeneze hostitele a velmi slabý vliv ekologických faktorů (potrava a...
|
|
|
Yellowhammer dialects and citizen science
Diblíková, Lucie ; Petrusková, Tereza (vedoucí práce) ; Linhart, Pavel (oponent) ; Osiejuk, Tomasz S. (oponent)
Ptačí dialekty, jsou již dlouho zkoumány z hlediska migrace, toku genů, speciace a kulturní evoluce. Strnad obecný, Emberiza citrinella, běžný evropský pěvec s jednoduchým zpěvem a dlouhým obdobím zpěvné aktivity, je po desetiletí modelovým druhem pro studium dialektů. V této práci shromažďuji několik studií, které těžily z projektů občanské vědy. Nejprve jsme shromáždili a sjednotili informace o distribuci dialektů strnada obecného rozptýlené v mnoha publikacích a sjednotili nomenklaturu používanou pro různé typy dialektů v minulosti. Dataset jsme doplnili o nahrávky dostupné díky dobrovolníkům přispívajícím do veřejných databází a dalších online zdrojů a prokázali jsme, že kontinentální distribuce strnadích dialektů nepodporuje existenci širokých, geograficky odlišných makrodialektových skupin, jak se dříve věřilo. V roce 2011 jsme v rámci kampaně Pták roku České společnosti ornitologické zahájili projekt občanské vědy "Nářečí českých strnadů". Výsledky za první rok předčily naše očekávání co do kvality i kvantity, a tak se z jednoletého projektu zaměřeného na ochranu přírody stal dlouhodobý, vědecky zaměřený projekt. V následujících letech byly vylepšeny webové stránky projektu (se zaměřením na interaktivitu, rychlou zpětnou vazbu a gamifikaci) a výsledkem byly nahrávky strnadího zpěvu od 191...
|
|
|
Host-microbiota, pro-inflammatory immunity and physiological senescence in wild birds
Těšický, Martin ; Vinkler, Michal (vedoucí práce) ; Tschirren, Barbara (oponent) ; Štěpánek, Ondřej (oponent)
Mikrobiálními ligandy vyvolaný zánět je klíčový imunologický proces, který na jedné straně zajišťuje obranyschopnost proti infekčním onemocněním, ale jeho dysregulace může vést také k oxidačnímu poškození tkání. K tomu dochází např. během chronického zánětu, který může způsobovat tzv. inflammaeging, o němž se nyní uvažuje jako o možné příčině stárnutí. Ve své multidisciplinární disertaci jsem za využití evolučně-komparativních přístupů a ptáků jako modelové skupiny zkoumal tři vzájemně propojené aspekty zánětu: (1) evoluční a ekologické determinanty vnitro- a mezidruhové variability střevní mikrobioty (SM), které ovlivňují evoluci ptačí imunity, (2) genetickou diverzitu imunitních genů ovlivňující zánětlivou imunitní odpověď u ptáků a (3) stárnutí ve fyziologických znacích spojených s tzv. inflammagingem na modelu volně žijícího pěvce, sýkory koňadry (Parus major). (1) Pomocí sekvenování bakteriální 16S rRNA jsme zjistili značnou vnitro- i mezidruhovou diverzitu ve složení SM u pěvců a dominanci taxononů z kmenů Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. V porovnání se savčí SM, které je do velké míry determinována fylogenezí hostitele a jeho stravou, naše výsledky u pěvců ukazují pouze na středně silný vliv fylogeneze hostitele a velmi slabý vliv ekologických faktorů (potrava a...
|
|
|
Evoluce komplexity a procesní kapacity mozku u ptáků: Řešení problému pomocí isotropické frakční homogenizace
Kocourek, Martin ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Sedláček, František (oponent) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
Nejzákladnějším principem komparativních věd vždy bylo a je hledání podobností a rozdílů. Proto jsou lidé fascinovaní kognitivními schopnostmi krkavcovitých ptáků a papoušků a jejich podobností s těmi lidskými. Dlouho byla výjimečnost těchto druhů vysvětlována relativní velikostí jejich mozků. Vlastní procesní kapacita však není založena na velikosti mozku, ale na jeho vnitřní architektuře a počtu neuronů a synapsí. Dnes, díky metodě izotropní frakcionace, již máme informace o počtu neuronů u stovek druhů savců, ptáků a plazů. V této své práci analyzuji zda, a případně jak, se buněčná škálovací pravidla odlišují v rámci třídy ptáci (Aves). Pro ptačí mozek jsou typické velké počty neuronů a s tím související vysoké neurální hustoty, které jsou u hrabavých (Galliformes) srovnatelné s těmi savčími a u pěvců (Passeriformes) a papoušků (Psittaciformes) dokonce převyšují hustoty neuronů pozorované u primátů. Odlišná je také distribuce neuronů. U pěvců a papoušků, a výsledky naznačují, že jde o trend společný pro celou skupinu Telluraves, se největší část neuronů nachází v koncovém mozku, potažmo v palliu. Pro hrabavé, a zdá se že i zbývající ptačí skupiny, je typické, že se většina jejich neuronů nachází v mozečku. Naprostou většinu neuronů mají v mozečku také savci, což by naznačovalo, že se může jednat...
|
|
|
Kompetice spermií u ptáků a zdroje její variability na vnitrodruhové a mezidruhové úrovni
Šplíchalová, Petra ; Albrecht, Tomáš (vedoucí práce) ; Poláková, Radka (oponent)
Tato bakalářská práce se zabývá výskytem mimopárových paternit u sociálně monogamních druhů ptáků a mírou její variability na mezidruhové a vnitrodruhové úrovni. V první části popisuji výskyt mimopárových paternit (EPP) a u ptáků a porovnávám všechna dostupná data vyjadřující se k této problematice. Rozdíly v míře EPP jsou velké a pohybují se od nulového výskytu mimopárových mláďat v hnízdě až po jasně prokazatelnou promiskuitu. U pěvců je patrná větší tendence k promiskuitnímu chování nežli u nepěvců. V druhé části bakalářské práce identifikuji nejdůležitější faktory ovlivňující míru mimopárových paternit u pěvců, jakožto modelové skupiny výzkumu EPP. Snažím se shrnout současné znalosti o vlivu těchto převážně ekologických faktorů na výskyt EPP v pěvčích populacích. Ty zahrnují především hnízdní hustotu a synchronizaci, a dále populační genetickou diverzitu, délku života a zapojení samců do krmení mláďat (potřeba samčích rodičovských investic). Klíčová slova: promiskuita, mimopárové paternity, mimopárové kopulace, kompetice spermií
|
|
|
Mechanismy umožňující individuální rozpoznávání u pěvců
Caha, Ondřej ; Petrusková, Tereza (vedoucí práce) ; Vokurková, Jana (oponent)
Vokalizace umožňuje ptákům komunikovat na velké vzdálenosti nebo v prostředích, kde mohou být vizuální signály obtížně detekovatelné. Vokalizaci pěvců lze rozdělit na zpěv a volání. Zpěv může posluchače signálu informovat o druhové příslušnosti, pohlaví, kvalitě samce, agresivní motivaci a v neposlední řadě také identitě zpívajícího jedince. Rozpoznávání různých jedinců je velmi užitečná dovednost, která se běžně uplatňuje během teritoriálních interakcí mezi samci. Správná identifikace samců, kteří představují různě velkou hrozbu, umožňuje reagovat přiměřeně situaci a ušetřit energii nebo se vyhnout zranění z případného střetu. U řady druhů pěvců byla pomocí playbackových experimentů prokázána schopnost individuálního rozlišování založená na zpěvu, ale jen málokdy bylo odhaleno, podle čeho se rozpoznávají. Tato literární rešerše se zabývá problematikou neighbour-stranger experimentů, které zjišťují schopnost pěvců rozpoznávat mezi sousedy a cizími samci. Dále je zaměřena na struktury nebo vlastnosti zpěvu umožňující individuální rozpoznávání pěvců a jejich využití pro individuální akustický monitoring.
|
|
| |
host ::
RSS.