|
|
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...
|
|
|
Brains of African mole-rats in numbers: Data for testing the social brain hypothesis
Kverková, Kristina ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Pavelková, Věra (oponent)
Hypotéza sociálního mozku (SBH) předpokládá, že složité sociální prostředí je zásadním selekčním tlakem na kognitivní schopnosti vedoucím v evoluci ke zvětšování mozku. Původně byla navržena jako vysvětlení mimořádných kognitivních schopností primátů, později však byla rozšířena i na další skupiny obratlovců a získala si značnou popularitu. Empirická data však přinášejí nesourodé výsledky prakticky v každé skupině živočichů, u níž byla hypotéza testována. V této diplomové práci je SBH testována u rypošů (Bathyergidae). Rypoši sdílejí podzemní způsob života a ekologii, ale pokrývají přitom celé sociální spektrum, od solitérně žijících po "eusociální". Počet neuronů je považován za lepší aproximaci míry inteligence než prostá relativní nebo absolutní velikost mozku. Proto jsme pomocí moderní metody, izotropní frakční homogenizace, stanovili počty neuronů a ostatních buněk v pěti částech mozku (čichové laloky, mozková kůra, mozeček, mezimozek a bazální ganglia, mozkový kmen) u jedenácti druhů rypošů. To současně umožnilo sledovat, zda a jak se mozky rypošů odlišují od pravidel buněčného škálování platných pro ostatní hlodavce. V rozporu s očekáváním jsme zjistili, že se rypoši obecně těmto pravidlům nevymykají, ale objevuje se u nich několik výjimek. Mají vyšší hustotu neuronů v čichových lalocích a...
|
|
|
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...
|
|
| |
|
|
Brains of African mole-rats in numbers: Data for testing the social brain hypothesis
Kverková, Kristina ; Němec, Pavel (vedoucí práce) ; Pavelková, Věra (oponent)
Hypotéza sociálního mozku (SBH) předpokládá, že složité sociální prostředí je zásadním selekčním tlakem na kognitivní schopnosti vedoucím v evoluci ke zvětšování mozku. Původně byla navržena jako vysvětlení mimořádných kognitivních schopností primátů, později však byla rozšířena i na další skupiny obratlovců a získala si značnou popularitu. Empirická data však přinášejí nesourodé výsledky prakticky v každé skupině živočichů, u níž byla hypotéza testována. V této diplomové práci je SBH testována u rypošů (Bathyergidae). Rypoši sdílejí podzemní způsob života a ekologii, ale pokrývají přitom celé sociální spektrum, od solitérně žijících po "eusociální". Počet neuronů je považován za lepší aproximaci míry inteligence než prostá relativní nebo absolutní velikost mozku. Proto jsme pomocí moderní metody, izotropní frakční homogenizace, stanovili počty neuronů a ostatních buněk v pěti částech mozku (čichové laloky, mozková kůra, mozeček, mezimozek a bazální ganglia, mozkový kmen) u jedenácti druhů rypošů. To současně umožnilo sledovat, zda a jak se mozky rypošů odlišují od pravidel buněčného škálování platných pro ostatní hlodavce. V rozporu s očekáváním jsme zjistili, že se rypoši obecně těmto pravidlům nevymykají, ale objevuje se u nich několik výjimek. Mají vyšší hustotu neuronů v čichových lalocích a...
|
|
|
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.