|
|
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...
|
|
|
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...
|
|
|
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...
|
|
| |
|
|
Pravidla buněčného škálování mozku u pěvců
Kocourek, Martin ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
U mnoha pěvců, především u krkavcovitých, byly demonstrovány kognitivní schopnosti srovnatelné s těmi, pozorovanými u primátů. Aby bylo možné analyzovat, jak jsou tyto podobnosti reflektovány na buněčné úrovni, stanovil jsem, s použitím metody izotropické frakční homogenizace, počty neuronů a nonneurálních buněk v mozcích pěvců. Podařilo se mi prokázat, že počty neuronů škálují téměř izometricky s velikostí koncového mozku, tj. průměrná velikost neuronu, se zvětšováním hmotnosti mozku mírně zvětšuje a hustota neuronů se nepatrně snižuje. Hustota neuronů v koncovém mozku pěvců je 3-6 x vyšší než v mozkové kůře primátů. Počet neuronů v koncovém mozku krkavce velkého (Corvus corax) je proto srovnatelný s počtem neuronů v mozkové kůře malých opic. Mozeček podléhá velmi obdobným pravidlům buněčného škálování. Jeho velikost je však relativně menší než u savců, a proto je i procentuální podíl neuronů mozečku na celkovém počtu neuronů mnohem menší, než je tomu u savců. V příkrém rozporu s malou variabilitou hustot neuronů pozorovaných v koncovém mozku a mozečku, hustota neuronů v mezimozku, tectum opticum a mozkovém kmeni rapidně klesá se zvětšováním těchto struktur. U všech studovaných struktur zůstává hustota nonneurálních buněk víceméně stejná, bez ohledu na velikost dané struktury, což odpovídá situaci popsané...
|
host ::
RSS.