|
|
Evoluce, funkce a chemická diverzita královských feromonů společenského hmyzu
Kašparová, Kateřina ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Urbanová, Klára (oponent)
Society společenského hmyzu jsou možná nejsložitějšími biologickými systémy. Opakovaná nezávislá evoluce eusociální organizace u několika hmyzích linií typicky vedla k nebývalému ekologickému úspěchu těchto skupin hmyzu. Eusociální společenstva se však kromě koordinované skupinové práce a altruismu vyznačují také potenciálem pro reprodukční konflikt. Ten si žádá evoluci mechanismu, jenž mu bude předcházet a zajistí homeostázi celé kolonie. Přestože je u hlavních skupin společenského hmyzu již dlouho známo, že tuto roli hrají královské feromony, existuje dodnes propast mezi poznáním biologického efektu těchto látek a jejich samotné chemické podstaty a s tím související biosyntézy a percepce. Ačkoli byl první královský feromon identifikován na počátku 60. letech minulého století, jejich intenzivnější výzkum je otázkou až posledního desetiletí. Nejrozvinutější je poznání královského feromonu včely medonosné, méně pak ostatních blanokřídlých a termitů. Objasnění podstaty královských feromonů by mohlo pomoci lépe porozumět evoluci společenského hmyzu, jejich životnímu cyklu a organizaci společenství. Tato práce shrnuje dosud známé poznatky o evoluci a chemii královských feromonů společenského hmyzu.
|
|
|
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...
|
|
| |
|
|
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...
|
|
|
Evoluce citlivosti ke stopovacím feromonům u termitů
Száková, Barbora ; Hanus, Robert (vedoucí práce) ; Sillam-Dussès, David (oponent)
Společenský hmyz si vyvinul složitou komunikaci, která je dominována chemickými signály, tedy feromony. Termiti (Isoptera) jsou toho dokonalým příkladem, jelikož využívají širokou škálu feromonů, jako stopovací, pohlavní, poplašné a další feromony. Právě první zmíněný typ feromonů byl chemicky charakterizován u relativně mnoha skupin napříč fylogenezí termitů. To umožnilo popsat jejich diverzitu ve fylogenetickém kontextu a vyzývá k hledání evolučních posloupností schopnosti detekce těchto feromonů u různých linií napříč vývojových stromem, včetně hledání evolučního scénáře pro vznik specifických čichových receptorových proteinů. U většiny druhů se jako stopovací feromony vyskytují převážně jednou, dvakrát a třikrát nenasycené alkoholy (3Z)-dodec-3-en-1-ol (DE), (3Z,6Z)-dodeca-3,6-dien-1-ol (DDE) a (3Z,6Z,8E)-dodeca-3,6,8-trien-1-ol (DTE). Obecným cílem mojí práce bylo přispět k porozumění evoluce čichového vnímání C12 alkoholů jako stopovacích feromonů termitů. Konkrétně jsem si kladla otázku, zda evolučně bazálnější linie (Kalotermes flavicollis a Neotermes cubanus z čeledi Kalotermitidae) mající ancestrální stopovací feromon DE odpovídá na modernější látky DDE a DTE, a naopak, zda pokročilejší linie (Reticulitermes flavipes z čeledi Rhinotermitidae) používající jako stopovací feromon DTE...
|
|
|
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...
|
|
|
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...
|
|
|
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...
|
|
| |
host ::
RSS.