Kryokonzervace rybího spermatu: kvalita versus kvantita
SOTNIKOV, Anatolii
2024 - English Kryokonzervaci spermatu ryb můžeme považovat za slibně se vyvíjející technologii s velkým potenciálem pro rozšíření účinnosti programů zachování genetické rozmanitosti u ohrožených a ekonomicky významných ryb. Kryokonzervace spermatu ryb se vyvíjela v průběhu let a byla zkoušena řada přístupů. Dnes je zřejmé, že se protokoly kryokonzervace spermatu podstatně liší podle taxonu a specifických vlastností spermatu ryb. A aby byla aplikace kryokonzervovaného spermatu co nejúčinnější, měly by použité protokoly zohlednit i praktické aspekty. S ohledem k základním vlastnostem spermatu ryb jako kryobiologických objektů je zřejmé, že protokoly poskytující nejlepší výsledky nejsou vždy vhodné pro rybářskou praxi, kdy se objem a forma jednotlivých dávek kryokonzervovaného materiálu, stejně tak jako snadná manipulace s dávkami, stávají klíčovými parametry pro praxi. Proto bylo jedním z cílů této práce vyvinout spolehlivý protokol kryokonzervace spermatu kapra obecného vhodný pro rybářskou praxi. Tento cíl byl dosažen vyvinutím specifické metody orientované na akvakulturu pro kryokonzervaci spermatu kapra. Druhým cílem bylo určit optimální, druhově specifické podmínky kryokonzervace spermatu jeseterů s různými ploidními úrovněmi. Tento cíl byl zvolen proto, protože druhově specifické rozdíly ve velikosti spermií spojené s ploidní úrovní by mohly mít vliv např. na optimální koncentraci spermatu při kryokonzervaci. Tento aspekt by mohl být klíčový pro použití kryokonzervace spermatu jeseterů v rybářské praxi a pro programy uchování genofondu. Třetím cílem bylo ověřit možnost třídění spermií v rozmrazeném spermatu jako nástroje k odhalení a k eliminaci kryokonzervací poškozených spermií a tím v budoucnu zabránit negativnímu účinku kryokonzervace spermatu na potomstvo. Práce obsahuje následující kapitoly. První kapitola představuje úvod do problému. Druhá kapitola této práce diskutuje vhodnou koncentraci spermií a skutečnost, že při vysokých koncentracích spermií během kryokonzervace dosahujeme nišší pohyblivosti spermií v rozmražených vzorcích. I přes nižší dosahovanou pohyblivost snižuje kryokonzervace vysoce koncentrovaných vzorků spermatu potřebu skladovacího prostoru v kryobankách a objem vzorků potřebných pro pokusy o umělé oplodnění. Třetí kapitola této práce ukazuje, že použití 4,5 ml kryozkumavek ve spojení s konkrétním kryomédiem, rychlostmi zmrazování a rozmrazování poskytuje vhodnou metodu pro kryokonzervaci koncentrovaného spermatu kapra obecného, vhodnou pro rybářskou praxi. Čtvrtá kapitola této práce ukázala, že rozdíly ve velikostech spermií různých druhů jeseterů nejsou spojeny pouze s ploidní úrovní. Navíc ploidní úroveň není určujícím faktorem optimální koncentrace spermatu pro kryokonzervaci u zkoumaných druhů, a proto se různé druhy jeseterů vyznačují poměrně podobnou optimální koncentrací spermatu při zmrazení a mohou být zmrazeny podobným postupem kryokonzervace. Pátá kapitola popisuje použitelnost dvou technik frakcionace spermatu pro kryokonzervované sperma u taxonomicky vzdálených druhů ryb. Použití separace pomocí Percoll gradientu umožňuje oddělení populace spermatu s významně zvýšeným procentem pohyblivých buněk u kapra obecného, jeseterů malého a sibiřského a pstruha duhového. Použití mikrofluidní akustické separace spermatu bylo vhodné pro jesetery malého a sibiřského a pro pstruha duhového, ale bylo neúčinné pro kapra obecného. Důležité je, že obě tyto metody zlepšují kvalitu potomstva získaného z kryokonzervovaného spermatu z hlediska procenta abnormálně se vyvíjejících larev. Sperm cryopreservation is considered a well-developed technology with a big potential for expanding the effectiveness of conservation programs preserving genetic diversity in endangered and economically important fishes. Fish sperm cryopreservation has developed over the years, and numerous approaches have been explored. Nowadays, it is evident that sperm cryopreservation protocols vary essentially according to taxa-specific properties of fish sperm, and to make the application of cryopreserved sperm the most effective, these protocols should be oriented toward practical requests. Due to the basic properties of fish sperm as cryobiological objects, it is clear that the protocols providing the best outcomes are not always appropriate for fisheries practice when cryopreserved material volume and easy-to-use packaging become vital parameters for the practice. That is why developing a sperm cryopreservation protocol suitable for fisheries practice in common carp is one of the primary goals of the current thesis. This goal was accomplished by developing a specific, aquaculture-oriented method for carp sperm cryopreservation. The second goal was to determine the optimal species-specific conditions for cryopreservation sperm in sturgeon possessing different ploidy levels. This goal was set because, specific to sturgeons, differences in sperm size associated with ploidy level could influence the optimal sperm concentration at cryopreservation. This aspect could be crucial for applying sturgeon sperm cryopreservation in fisheries practice and conservation programs. The third goal was set based on the necessity of a basic understanding of sperm sorting after unfreezing, which could help to reveal sperm cryopreservation damages in future studies and to avoid the negative effect of sperm cryopreservation on offspring performance. The thesis contains the following chapters. The first chapter represents an introduction to the problem. The second chapter of this thesis discusses that high spermatozoa concentration during cryopreservation decreases thawed samples' motility. Nevertheless, even with decreased motility, the cryopreservation of highly concentrated sperm samples reduces storage space in cryobanks and the volume of samples needed for artificial fertilization trials. The third chapter of this thesis shows that using 4.5 ml cryotubes in combination with specific cryomedium, freezing, and thawing rates gives an appropriate for fisheries practice method for cryopreservation of concentrated common carp sperm. Chapter four of this thesis showed that differences in spermatozoa sizes of different sturgeon species are not solely connected with ploidy level. Moreover, ploidy level is not a determinant of optimal sperm concentration for sperm cryopreservation in investigated species, and therefore, different sturgeon species are characterized by quite similar optimal sperm concentration at freezing and could be frozen by a similar cryopreservation approach. Chapter five describes the applicability of two sperm fractionation techniques for cryopreserved sperm in taxonomically distant fishes. Using Percoll gradient separation allows the separation of the sperm population with a significantly increased percentage of motile cells in common carp, sturgeons, and rainbow trouts. The use of microfluidic acoustic sperm separation was appropriate for sterlet, Siberian sturgeon, and rainbow trout but was ineffective for common carp. Importantly, both of these methods improve the quality of offspring obtained from cryopreserved sperm in terms of the percentage of abnormally developing larvae. Keywords: pohyblivost spermií; počítačově asistovaná analýza spermatu; kryokonzervace; Cypriniformes; Acipenseridae; umělá reprodukce Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Kryokonzervace rybího spermatu: kvalita versus kvantita

Kryokonzervaci spermatu ryb můžeme považovat za slibně se vyvíjející technologii s velkým potenciálem pro rozšíření účinnosti programů zachování genetické rozmanitosti u ohrožených a ekonomicky ...

SOTNIKOV, Anatolii
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Potravní efektivita a kapacita nepůvodního hlaváče černoústého (Neogobius melanostomus) v různých biotických podmínkách
FRANTA, Pavel
2024 - English Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Potravní efektivita a kapacita nepůvodního hlaváče černoústého (Neogobius melanostomus) v různých biotických podmínkách

FRANTA, Pavel
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Studie kompatibility zárodečných buněk po transplantaci příjemci
NAYAK, Rigolin
2024 - English Náhradní produkce pomocí transplantace zárodečných kmenových buněk je novou biotechnologií, která má zefektivnit akvakulturu a základní výzkum týkající se reprodukční biologie ryb. Zárodečné kmenové buňky odebrané dárci v embryonálním nebo dospělém stadiu se transplantují geneticky kompatibilním sterilním příjemcům. U transplantovaných zárodečných buněk je méně pravděpodobné, že budou příjemcem odmítnuty, pokud je genetická příbuznost na úrovni druhu. Produkce zárodečných chimér se však snižuje v případě fylogeneticky vzdálených druhů. Xenogenní transplantace je často zaměřena na zlepšení určitých vlastností dárcovského druhu, jako je zrychlení doby pohlavního dozrávání, odbourání environmentálních překážek při chovu v zajetí, zachování genetických zdrojů ohrožených druhů a zvýšení produkce gamet prostřednictvím náhradního rodičovství. Transplantace zárodečných buněk mezi těmito vzdálenými druhy často selhávala kvůli menší genetické kompatibilitě a dalším faktorům, jako je stupeň sterility a kmenovost transplantovaných zárodečných buněk. Další ústřední otázka týkající se náhradní produkce se týká epigenetických změn v gametách a potomstvu pocházejícím od dárce, které dosud nebyly zkoumány. Je známo, že epimutace (ztráta nebo zisk metylace DNA) způsobují funkční změny, které jsou dědičné pro mnoho generací. Metylace DNA je nejlépe prozkoumanou epigenetickou značkou, která reguluje genovou expresi. Zárodečné buňky jsou během izolace podrobeny několika mechanickým a enzymatickým úpravám. Proliferace a diferenciace se řídí somatickými buňkami hostitelské gonády, které se nepochybně liší od mikroprostředí dárcovské gonády. Tyto změny mohou ovlivnit metylom dárcovské zárodečné linie, a tím způsobit buněčné a funkční změny, které mohou přetrvávat po generace. Byla provedena xenogenní transplantace mezi zebřičkami a daniem malabarským s cílem zvýšit množství gamet zebřiček prostřednictvím náhradních rodičů dania malabarského. Byl sekvenován dean end gen (dnd) dania malabarského a byly navrženy morfolinové sekvence, které účinně znemožňují vývoj zárodečných buněk. Transplantací spermatogonií vznikly zárodečné chiméry dania malabarského produkující spermie zebřičky, které byly desetkrát koncentrovanější než spermie dárce. Podobnou metodu lze v budoucnu použít i u jiných druhů ke zvýšení produkce gamet prostřednictvím většího náhradního rodiče. Pomocí dvou typů náhradních rodičů bylo provedeno podrobné zkoumání epimutací a jejich funkčních změn. Studie odhalila, že spermie a potomstvo obou náhradních rodičů jsou ve srovnání se spermiemi a potomstvem dárce hypermetylované v celém genomu. Porušená hypermetylace neměla vliv na změny genové exprese ani na fenotypové abnormality potvrzené analýzami genové exprese a fenotypovými vyšetřeními. Částečná gonadektomie u dvou malých druhů ryb, zebřiček a halančíků, poskytla účinnou metodu izolace zárodečných buněk bez nutnosti usmrcení dárce, která se může uplatnit i u jiných druhů pro náhradní reprodukci. Údaje z této studie poskytnou lepší vhled do budoucích studií transplantace zárodečných buněk a epigenetické srovnávací studie otevírají prostor pro podrobnou analýzu gamet odvozených od dárce z fylogeneticky vzdálených náhradních spermií a kryokonzervovaných zárodečných kmenových buněk. Surrogate production by germline stem cell transplantation is new-age biotechnology to improve aquaculture and basic research pertaining to reproductive biology in fishes. Germ stem cells harvested from the donor at the embryonic or adult stage are transplanted into genetically compatible sterile recipients. The transplanted germ cells are less likely to be rejected by the recipient when the genetic relationship is at the species level. However, the germline chimera production decreases in the case of the phylogenetically distant species. Xenogenic transplantation is often targeted to improve certain traits in the donor species, such as speeding up sexual maturation time, removing the environmental barriers to captive rearing, preserving the genetic resources of threatened species, and boosting gamete production via surrogacy. Germ cell transplantation between those distant species often failed due to less genetic compatibility and other factors, such as the degree of sterility and the stemness of the transplanted germ cell. Another central question about surrogate production concerns the epigenetic changes in donor-derived gametes and progeny, which remain to be unveiled. Epimutations (loss or gain of DNA methylation) are known to cause functional changes that are heritable to many generations. DNA methylation is the best-studied epigenetic mark that regulates gene expression. The germ cells undergo several mechanical and enzymatic treatments during their isolation. Proliferation and differentiation are guided by the host gonadal somatic cells that undoubtedly differ from the donor gonadal microenvironment. Those changes can influence the methylome of the donor germline and, thereby, cause cellular and functional changes that may persist over generations. Xenogenic transplantation was performed between zebrafish and giant danio to increase the amount of zebrafish gametes via giant danio surrogates. The giant danio dead end (dnd) gene was sequenced, and morpholino sequences were designed to deplete germ cell development in giant danio effectively. Spermatogonial transplantation was optimized to produce giant danio germline chimera with ten times more concentrated zebrafish donor-derived sperm than the donor. A similar method can be applied to other species in the future to increase gamete production via a bigger surrogate. A thorough investigation of epimutations and their functional changes was assessed using two kinds of surrogates. The study revealed that the sperm and progeny from both surrogates are genome-wide hypermethylated compared to the donor sperm and progeny. The perturbed hypermethylation did not influence gene expression changes or phenotypical abnormalities confirmed by gene expression analyses and phenotypical investigations. Partial gonadectomy in two small species, zebrafish and killifish, provided an effective method for germ cell isolation without sacrificing the donor, which may apply to other species for surrogate production. The data from the current study will provide greater insight into future germ cell transplantation studies, and the epigenetic comparative studies set the stage for in-depth analysis of donor-derived gametes from phylogenetically distant surrogates and the cryopreserved germ stem cells. Keywords: Náhradní reprodukce; Zárodečné buňky; DNA metylace; Epigenetická remodelace; Transplantace zárodečných buněk; Částečná gonadektomie Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Studie kompatibility zárodečných buněk po transplantaci příjemci

Náhradní produkce pomocí transplantace zárodečných kmenových buněk je novou biotechnologií, která má zefektivnit akvakulturu a základní výzkum týkající se reprodukční biologie ryb. Zárodečné kmenové ...

NAYAK, Rigolin
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Role klonální integrace v kompetici rostlin
Duchoslavová, Jana; Herben, Tomáš; Oborny, Beáta; Martínková, Jana
2024 - English Clonal growth enables plant to replicate rooting units (i.e. ramets), adding another hierarchical level to plant modularity. Clonal growth is very common, at least in the temperate flora, and widespread over the angiosperm phylogenetic tree. Different clonal growth forms have specific sets of clonal traits that determine their performance in response to environmental conditions and under competition. Clonal integration is one of the important clonal traits and is associated with a number of other clonal functions. Integrated ramets can translocate resources and signals by connecting clonal organs, such as horizontal stems or roots. Such integration is particularly important for young developing ramets, but it may persist and help developed ramets cope with environmental heterogeneity. Clonal integration at both early and later stages of ramet development may be an important factor affecting plant competition and has been shown to promote expansion into vegetated areas in some species. However, competition is complex and differs aboveground and belowground. Translocation of carbon and nutrients under competition may differ accordingly, but very little is known about this. The costs and benefits of clonal integration have been predicted by theoretical models. However, there is considerable variability in the... Klonální růst umožňuje rostlinám replikovat kořenující jednotky (t.j. ramety), a přidává tak další hierarchickou úroveň k modularitě rostlinného těla. Klonální růst je velmi častý a vyskytuje se napříč celým fylogenetickým stromem krytosemenných rostlin. Jednotlivé formy klonálního růstu přinášejí rostlinám specifické sady klonálních vlastností, které určují jejich růst v různých podmínkách prostředí či v kompetici. Klonální integrace je jednou z důležitých klonálních vlastností související s řadou dalších funkcí klonality. Integrované ramety mohou translokovat zdroje a signální molekuly pomocí klonálních orgánů, jako jsou šlahouny, oddenky nebo kořeny. Integrace je zvláště důležitá pro mladé, vyvíjející se ramety, ale může přetrvat a vyrovnávat heterogenitu podmínek mezi vyvinutými rametami. Jak v raných, tak v pozdějších fázích vývoje může být klonální integrace důležitá v rostlinné kompetici. Experimentální studie ukázaly, že klonální integrace u některých druhů skutečně pomáhá jejich šíření do zápoje sousedních rostlin. Kompetice nad zemí a pod zemí se ale liší, což může mít vliv na translokaci uhlíku a živin. O tomto tématu se nicméně ví velmi málo. Výhody a nevýhody klonální integrace v různých podmínkách byly předpovídány pomocí teoretických modelů. Pozorované výhody klonální integrace se ale ukazují... Keywords: klonální rostliny; fyziologická integrace; živiny; dusík; uhlík; translokace živin; heterogenita prostředí; kompetice; stabilní izotopy; pulzní značení; šlahouny; oddenky; ramety; klonální růstová forma; clonal plants; physiological integration; nutrients; nitrogen; carbon; resource translocation; environmental heterogeneity; competition; stable isotopes; pulse labelling; stolons; rhizomes; ramets; clonal growth form Available in a digital repository NRGL Role klonální integrace v kompetici rostlin

Clonal growth enables plant to replicate rooting units (i.e. ramets), adding another hierarchical level to plant modularity. Clonal growth is very common, at least in the temperate flora, and ...

Duchoslavová, Jana; Herben, Tomáš; Oborny, Beáta; Martínková, Jana
Univerzita Karlova, 2024

Termodynamika prostoročasu: korekce z kvantové oblasti
Liška, Marek; Alonso Serrano, Ana; Chirco, Goffredo; Barceló, Carlos
2024 - English This thesis explores the deep relation between gravitational dynamics and thermodynamics. It focuses on the notion that the gravitational dynamics is encoded in the thermodynamic equilibrium conditions applied to locally constructed, observer-dependent causal horizons. At the level of the (semi)classical gravity, we show that this approach leads to Weyl transverse gravity. The classical solutions of this gravitational theory are the same as those of general relativity, but it has different local symmetries, which leads to a different origin of the cosmological constant. As a useful computational tool for the (semi)classical part of the thesis, we also develop covariant phase space formalism for Weyl transverse gravity and identify the corresponding Wald entropy. We also generalise the formalism to arbitrary gravitational theories with the same symmetry group. Moreover, we explore the implications of the equivalence between gravitational dynamics and local equilibrium conditions for the low energy quantum gravitational dynamics. At the linearised level, we find a result consistent with quadratic gravity. However, beyond the linearised regime the dynamics becomes significantly different from quadratic gravity. We derive the equations for gravitational dynamics that capture this difference and study their... Tato práce zkoumá hluboký vztah mezi gravitací a termodynamikou. Zaměřuje se na představu, že gravitační dynamika je zakódována v podmínkách termodynamické rovnováhy aplikovaných na lokálně konstruované, na pozorovateli závislé kauzální horizonty. Na úrovni (semi)klasické gravitace jsme ukázali, že tento přístup vede k Weylově transversální gravitaci. Klasická řešení této gravitační teorie jsou stejná jako řešení obecné relativity, ale Weylova transversální gravitace má jiné lokální symetrie, což vede k jinému původu kosmologické konstanty. Jako užitečný výpočetní nástroj pro (semi)klasickou část práce jsme také vyvinuli kovariantní formalismus fázového prostoru pro Weylovu transversální gravitaci a identifikujeme odpovídající Waldovu entropii. Tento formalismus jsme také zobecnili na libovolné teorie gravitace se stejnou grupou symetrie. Navíc jsme zkoumali důsledky ekvivalence mezi gravitací a podmínkami lokální rovnováhy pro kvantovou gravitační dynamiku při nízkých energiích. Na linearizované úrovni jsme získali výsledek odpovídající kvadratické gravitaci. Mimo linearizovaný režim se však dynamika od kvadratické gravitace výrazně liší. Odvodili jsme rovnice pro gravitační dynamiku, které tento rozdíl zachycují, a prozkoumali jejich fyzikální důsledky na příkladu homogenních, izotropních kosmologií.... Keywords: termodynamika prostoročasu; kvantově gravitační korekce; gravitační entropie; rozlišení singularit; thermodynamics of spacetime; quantum gravity corrections; gravitational entropy; singularity resolution Available in a digital repository NRGL Termodynamika prostoročasu: korekce z kvantové oblasti

This thesis explores the deep relation between gravitational dynamics and thermodynamics. It focuses on the notion that the gravitational dynamics is encoded in the thermodynamic equilibrium ...

Liška, Marek; Alonso Serrano, Ana; Chirco, Goffredo; Barceló, Carlos
Univerzita Karlova, 2024

Eseje o třenicích ve finančních rozhodnutích
Šterc, Ante; Slavík, Ctirad; Rozsypal, Filip; Šustek, Roman
2024 - English This disserta琀椀on analyzes individual 昀椀nancial decisions and their implica琀椀ons for wealth heterogeneity. In Chapter 1, I build a structural framework of a discrete investment fund choice. Using the Survey of Consumer Finances (SCF) data, I show that households exhibit limited considera琀椀on when choosing an investment fund. Speci昀椀cally, the structural model es琀椀mates show that households make their fund choice based only on a subset of available op琀椀ons. Condi琀椀onal on wealth, monetary losses from limited considera琀椀on are higher for less 昀椀nancially literate households, sugges琀椀ve of their choice simpli昀椀ca琀椀on. In Chapter 2, we focus on household mortgage take-up and re昀椀nancing decisions. Our novel U.S. data es琀椀mates show that the varia琀椀on in mortgage rates depends on individual 昀椀nancial skill level and search e昀昀ort. Speci昀椀cally, we implement stochas琀椀c record linkage and 昀椀nd that households with low 昀椀nancial literacy are up to 4% less likely to consider more lenders and lock in at 15-20 b.p. higher rates. Upon origina琀椀on, unskilled borrowers face a 35-45% higher mortgage delinquency and end up with a 30% lower likelihood of re昀椀nancing. We proceed to quan琀椀fy monetary losses due to ine昀昀ec琀椀ve search, and we show that households with low 昀椀nancial skills pay more than 10% extra at the 琀椀me of... Tato disertační práce analyzuje individuální 昀椀nanční rozhodování a jejich důsledky pro heterogenitu v bohatství. V kapitole 1 vytvářím strukturální rámec diskrétní volby inves琀椀čního fondu. Na základě údajů z Průzkumu spotřebitelských 昀椀nancí (Survey of Consumer Finances, SCF) ukazuji, že domácnos琀椀 zvažují výběr inves琀椀čního fondu omezeně. Odhady strukturálního modelu konkrétně ukazují, že domácnos琀椀 se při výběru fondu rozhodují pouze na základě podmnožiny dostupných možnos琀. V závislos琀椀 na bohatství jsou peněžní ztráty z omezeného zvažování vyšší u méně 昀椀nančně gramotných domácnos琀, což naznačuje, že jejich volba je zjednodušená. V kapitole 2 se zaměřujeme na rozhodování domácnos琀 o čerpání hypoték a re昀椀nancování. Naše nové odhady na amerických datech ukazují, že rozdíly v hypotečních sazbách závisí na úrovni 昀椀nančních dovednos琀 a úsilí jednotlivců při hledání. Konkrétně implementujeme stochas琀椀cké propojení záznamů a zjišeujeme, že domácnos琀椀 s nízkou 昀椀nanční gramotnos琀 mají až o 4% nižší pravděpodobnost, že budou zvažovat více věřitelů a za昀椀xují se na sazbách vyšších o 15-20 bazických bodů. Po poskytnu琀 hypotéky se nekvali昀椀kovaní dlužníci potýkají s o 35-45% vyšší delikvencí a nakonec mají o 30% nižší pravděpodobnost re昀椀nancování. Pokračujeme v kvan琀椀昀椀kaci peněžních ztrát způsobených... Keywords: výběr investičního fondu; omezené zohlednění; finanční gramotnost; refinancování hypotéky; hledání hypotečního úvěru; fiskální multiplikátory; heterogenita bohatství; investment fund choice; limited consideration; financial literacy; mortgage refinancing; mortgage search; fiscal multipliers; wealth heterogeneity Available in a digital repository NRGL Eseje o třenicích ve finančních rozhodnutích

This disserta琀椀on analyzes individual 昀椀nancial decisions and their implica琀椀ons for wealth heterogeneity. In Chapter 1, I build a structural framework of a discrete investment fund choice. Using the ...

Šterc, Ante; Slavík, Ctirad; Rozsypal, Filip; Šustek, Roman
Univerzita Karlova, 2024

Šíření a přenos elektromagnetického záření v refraktivních a disperzivních prostředích v relativistických prostoročasech
Bezděková, Barbora; Heyrovský, David; Herdeiro, Carlos; Gallo, Emanuel
2024 - Czech Light rays propagating around a compact gravitating object in a dispersive and re- fractive medium have been frequently studied analytically during recent years. Their description in the geometrical optics approximation is very appropriately performed in the Hamiltonian formalism. Despite the apparent simplifications, systems typically anal- ysed in the field are rather simple. The thesis presents results based on this formalism aimed to extend the current typical applications. First, a general axially symmetric ob- ject is considered and a generalized Carter constant for cold plasma is derived. Next, general expressions characterizing the basic properties of light propagation, such as the photon region or the deflection angle, are derived. Ray trajectories in the vicinity of ob- jects described both by the Kerr and Hartle-Thorne metrics are discussed. A refractive and dispersive medium characterised either by radial or rotational motion is considered and the deflection angles around a spherically symmetric object are calculated. A per- turbative approach to the moving medium is further presented in two distinctive ways. Light rays defined by their impact parameters are also studied in terms of the allowed regions around a Kerr black hole. 1 Světelné paprsky šířící se v okolí kompaktních gravitačních objektů v disperzivním a refraktivním prostředí jsou v posledních letech hojně studovány. Jejich popis v přiblížení geometrické optiky se značně zjednoduší použitím Hamiltonovského formalismu. I přesto, že je tento popis velmi efektivní, jsou systémy, které se v tomto přiblížení analyzují, stále poměrně jednoduché. Předkládaná práce představuje výsledky, které jsou založené na uvedeném formalismu, a jejím hlavním cílem je především rozšířit jeho možné použití. Nejdříve je definován obecný osově symetrický objekt ve studeném plazmatu a je nale- zený tvar zobecněné Carterovy konstanty. Dále jsou odvozeny obecné tvary některých veličin, které charakterizují šíření světla v daném systému, např. fotonová oblast nebo ohybový úhel. Trasování paprsků v okolí kompaktních objektů popsaných Kerrovou a Hartle-Thornovou metrikou je diskutováno v další části práce. Refraktivní a disperzivní prostředí pohybující se v radiálním nebo rotačním směru vůči sféricky symetrickému gra- vitačnímu objektu je definováno dále a v dané konfiguraci je vyjádřen odpovídající tvar pro ohybový úhel. Případ pohybujícího se prostředí je také studován ve formě porucho- vého počtu, který je v práci definován dvěma různými způsoby. Přístupové oblasti v okolí Kerrovy černé díry pro... Keywords: relativistické prostoročasy-šíření elektromagnetických vln-geometrická optika-refraktivní a disperzivní prostředí-plazma-paprsky v prostředí s relativistickými rychlostmi-paprsky v prostředí kolem černých děr a v kosmologickém kontextu-gravitační čočkování-gravitační Hallův jev; relativistic spacetimes-propagation of electromagnetic waves-geometrical optics-refractive and dispersive media-plasma-rays in media moving with relativistic speeds in special relativity-rays in media around black holes and in cosmological context-gravitational lensing-gravitational Hall effect Available in a digital repository NRGL Šíření a přenos elektromagnetického záření v refraktivních a disperzivních prostředích v relativistických prostoročasech

Light rays propagating around a compact gravitating object in a dispersive and re- fractive medium have been frequently studied analytically during recent years. Their description in the geometrical ...

Bezděková, Barbora; Heyrovský, David; Herdeiro, Carlos; Gallo, Emanuel
Univerzita Karlova, 2024

Thin Nanostructured Film with Bioapplication Potential
KUMAR, Sanjay
2024 - English The Ph.D. thesis aims to investigate, develop, and fabricate advanced nanostructured surfaces for (bio)sensors and detection applications. The primary outcome of the research is the development of a functional sensor transducer for the detection of specific anti-DbpA antibodies, typically produced by a living organism in response to Lyme disease infection, as well as for detecting live Borreliosis pathogens. The developed sensor is based on AgNPs/C:H:N:O plasma polymer nanocomposites. Silver (Ag) nanoparticles, generated by a gas aggregation source, are incorporated into a C:H:N:O plasma polymer matrix, which is deposited by magnetron sputtering of nylon 6.6. The surface of the AgNPs/C:H:N:O nanocomposite is functionalized with amino-rich -NH2 grafts and specific antibodies to achieve high specificity in detection. Anchored Ag nanoparticles propagate localized surface plasmon resonance (LSPR), optically responding to changes caused by immobilized targets near the nanoparticles. The sensitivity of the sensor transducer is enhanced by incorporating Cu nanoparticles, which contribute to Cu-Ag coupling modes responsible for the modulation of the LSPR bands. The achieved results pave the way for rapid, low-cost, sensitive platforms for detecting not only the antibodies/pathogens studied here but also potentially other targets. The Ph.D. thesis aims to investigate, develop, and fabricate advanced nanostructured surfaces for (bio)sensors and detection applications. The primary outcome of the research is the development of a functional sensor transducer for the detection of specific anti-DbpA antibodies, typically produced by a living organism in response to Lyme disease infection, as well as for detecting live Borreliosis pathogens. The developed sensor is based on AgNPs/C:H:N:O plasma polymer nanocomposites. Silver (Ag) nanoparticles, generated by a gas aggregation source, are incorporated into a C:H:N:O plasma polymer matrix, which is deposited by magnetron sputtering of nylon 6.6. The surface of the AgNPs/C:H:N:O nanocomposite is functionalized with amino-rich -NH2 grafts and specific antibodies to achieve high specificity in detection. Anchored Ag nanoparticles propagate localized surface plasmon resonance (LSPR), optically responding to changes caused by immobilized targets near the nanoparticles. The sensitivity of the sensor transducer is enhanced by incorporating Cu nanoparticles, which contribute to Cu-Ag coupling modes responsible for the modulation of the LSPR bands. The achieved results pave the way for rapid, low-cost, sensitive platforms for detecting not only the antibodies/pathogens studied here but also potentially other targets. Keywords: plasma polymer; plasma polymerization; C:H:N:O thin film; nylon; nanoparticles (Ag; Cu); nanostructures; nanocomposite; surface functionalization; magnetron sputtering; annealing; adhesion; immobilization; sensors; antibacterial; Lyme disease; Borrelia; plasmonic absorption; localized surface plasmon resonance (LSPR); plasma-assisted deposition; enhanced detection Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Thin Nanostructured Film with Bioapplication Potential

The Ph.D. thesis aims to investigate, develop, and fabricate advanced nanostructured surfaces for (bio)sensors and detection applications. The primary outcome of the research is the development of a ...

KUMAR, Sanjay
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Population genomics of parasite adaptation: New insights into diversification and speciation of parasites
NAZARIZADEH DEHKORDI, Masoud
2024 - English This thesis investigates the ecological and genetic dynamics of parasitic species, primarily focusing on Ligula intestinalis tapeworms and Cimex bedbugs, aiming to enhance our understanding of their evolutionary biology, genetics, and adaptation mechanisms. In Chapter I, it elucidates the prevalence and population genetic structure of L. intestinalis plerocercoids in various cyprinoid fish species across Czech water bodies, focusing on how different hosts and environments influence genetic diversity and distribution. Chapter II explores the historical dispersal and host-switching events that have shaped the evolutionary history of the L. intestinalis species complex on a global scale. This includes identifying major evolutionary lineages, their host specificity, and the influence of biogeographic and demographic events on lineage diversity. Chapter III provides a highly contiguous genome assembly for L. intestinalis and examines RNA transcription patterns to understand the regulation of biological functions during its life cycle, establishing a comprehensive reference transcriptome for both plerocercoid and adult stages. Chapter IV explores the mechanisms underlying possible ecological speciation in L. intestinalis, particularly under a sympatric setting, to determine whether host specificity influences population structure in the absence of geographical separation. Chapter V shifts focus to the establishment of the tropical bedbug, Cimex hemipterus, in Central Europe, using genetic analyses to reveal limited mtDNA variability and the presence of pyrethroid resistance mutations. Finally, Chapter VI investigates genetic and transcriptomic divergence in C. lectularius populations associated with human and bat hosts, exploring how host switching influences genetic diversity and adaptation. This genomic and transcriptomic approach provides valuable insights into the evolutionary dynamics and adaptive strategies of parasitic species. Keywords: Population genomics; Phylogeography; Historical biogeography; Ligula intestinalis; bedbugs Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Population genomics of parasite adaptation: New insights into diversification and speciation of parasites

This thesis investigates the ecological and genetic dynamics of parasitic species, primarily focusing on Ligula intestinalis tapeworms and Cimex bedbugs, aiming to enhance our understanding of their ...

NAZARIZADEH DEHKORDI, Masoud
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2024

Eseje o Rozvojové Ekonomii
Sargsyan, Ella; Mittag, Nikolas Karl; Poyker, Michael; Fiorin, Stefano
2024 - English This dissertation investigates effective household coping strategies during profound economic shocks, as well as the impact of violent conflicts and natural disasters on parents' child gender preferences in developing countries. In light of rising concerns about food insecurity caused by a variety of crises, the first chapter investigates effective coping strategies households can employ to mitigate the lasting impacts of income shocks and associated nutrition deficits. We uncover a previously unexplored coping mechanism - home production - and establish the extent of its effectiveness in mitigating the negative effects of crises on child health. To do so, we focus on the transition period after the collapse of the Soviet Union and investigate the role of household production of potatoes. Specifically, utilizing individual-level data from Russia, Kazakhstan, and other post-Soviet countries and exploiting the variation in the soil suitability index, we establish that households that grew potatoes on land more suitable for their cultivation were able to reduce the negative effects of transition shock on the health of their children as measured by adult height and height-for-age z-score. Our findings suggest that targeted nutritional interventions are needed to mitigate long-term adverse health... Tato disertační práce zkoumá účinné strategie domácností pro zvládání hlubokých ekonomických šoků a dopad násilných konfliktů a přírodních katastrof na genderové pref- erence rodičů v rozvojových zemích. Ve světle rostoucích obav z nedostatku potravin způsobeného různými krizemi zkoumá první kapitola účinné strategie zvládání, které mohou domácnosti využít ke zmírnění tr- valých dopadů příjmových šoků a souvisejícího nutričního deficitu. Odhalujeme dosud neprozkoumaný mechanismus zvládání - domácí výrobu - a zjišťujeme míru jeho účinnosti při zmírňování negativních dopadů krizí na zdraví dětí. Za tímto účelem se zaměřujeme na tranziční období po rozpadu Sovětského svazu a zkoumáme roli domácí produkce brambor. Konkrétně s využitím údajů na individuální úrovni z Ruska, Kazachstánu a dalších postsovětských zemí a s využitím variability indexu vhodnosti půdy zjišťujeme, že domácnosti, které pěstovaly brambory na půdě vhodnější pro jejich pěstování, dokázaly snížit negativní dopady transformačního šoku na zdraví svých dětí, měřeno výškou v dospělosti a z-skóre výšky na věk. Naše zjištění naznačují, že ke zmírnění dlouhodobých nepřiznivých... Available in a digital repository NRGL Eseje o Rozvojové Ekonomii

This dissertation investigates effective household coping strategies during profound economic shocks, as well as the impact of violent conflicts and natural disasters on parents' child gender ...

Sargsyan, Ella; Mittag, Nikolas Karl; Poyker, Michael; Fiorin, Stefano
Univerzita Karlova, 2024