Ano (12)
Použitá omezení
(3)
Počet nalezených dokumentů:
12
Publikováno od
do
Rozhodovací proces u raků: problematika chování a reprodukce
KUBEC, Jan
2019 - anglický
Tato práce poskytuje přehled případových studií zkoumajících chování sladkovodních raků, včetně sociálních a reprodukčních interakcí, rozhodovacích procesů a prostředků pro rozpoznávání nebo zpracování environmentálních podnětů. Popsali jsme vztahy mezi prostředím a organismem, stejně tak i vnitrodruhové a mezidruhové vztahy. Tyto aspekty jsou důležité vzhledem k tomu, že každé rozhodnutí a interakce mají důsledky pro přežití a reprodukci raků, tj. individuální až dokonce i druhový úspěch. Pro etologické studie ve vodních ekosystémech představují korýši, a zejména raci, praktické modelové organismy. Raci jsou výhodnější než ostatní bezobratlí, vzhledem k jejich vysoké úrovni sociální interakce jak v přírodě, tak v laboratorních podmínkách. Vykazují jedinečné eko-etologické chování v různých stravovacích zvyklostech, cyklech aktivity, výběru stanovišť a využívání zdrojů na úrovni druhů, pohlaví či věku. Podobně k obratlovcům, raci demonstrují jedinečné chování během celého jejich života. Ovšem, jakkékoli znečistění může za následek dopad na původní populaci raků či nestabilitu ekosystému. Různé reprodukční strategie samic a samců ukazují, že samice se spoléhají na určitou známost sexuálních partnerů jako na spolehlivou záruku úspěšného spáření. Samice raka jsou výbíravější než samci, z důvodu vyšších nákladů na reprodukci (oogeneze, inkubace, rodičovská péče). Zatímco samčí reprodukce upřednostňuje zajištění jejich genetických informací hledáním co nejvíce partnerek. Preference raků byly analyzovány, tak že jedinci čelili výběru ze dvou stejných zralých protějšků ze stejným nebo jiným původem. Naše závěry mohou najít uplatnění v oblasti ochrany přírody, chovu v zajetí a programů obnovy či akvakultury. Úspěch biologických invazivců byl popsán jako výsledek vnitro- či mezidruhových interakcí. Rak mramorovaný, znám jako parthenogenetický druh s vysokou adaptabilitou, rychlým růstem, časným zráním a vysokou plodností, prokázal dominantní postavení ve více případech mezidruhových bojových vítězství. Intenzita souboje a agresivita, se snížili po ustanovení dominance u jednotlivých dvojic. Zdá se tak, že druh raka mramorovaného má schopnost šetřit energii zvyšováním aktivity pouze v případě přímého ohrožení. Na základě známých druhově specifických schopností je rak mramorovaný schopen překonat agresivní druh, jako je rak červený. Tento partenogenetický druh představuje významnou hrozbu pro původní ekosystémy a biologickou rozmanitost vodního prostředí, protože může vytvořit trvalé osídlení nejen v lokalitách postrádajících raky, ale je také schopen překonat rezidentní druhy. V poslední době bylo zjištěno, že zředěné koncentrace kontaminantů, jako jsou léčiva, přípravky denní péče a pesticidy, nepřímo ovlivňují vodní organismy. Zjistili jsme, že vybraná léčiva mohou změnit vzorce chování raka již při velmi nízké koncentraci. Rizika spojená s látkami znečišťujícími povrchovou vodu zdůrazňují význam našeho výzkumu, který zkoumá jejich ekologické dopady a jejich různé/specifické mechanismy působení. Dlouhodobé vystavení nízkým koncentracím dvou pesticidů, vykazovalo chování raků změny ve známých vzorcích. Po expozici pesticidů prosté vodě byly pozorovány nenadálé změny v lokomoci. Ve volné přírodě může být snížený pohyb a aktivita výzvou pro přežití raků v důsledku predace, a to i pro krmení, pro kompenzaci ztrát energie, může být přežití, pro méně aktivní jedince, velmi obtížné. Tato studie podporuje, že hodnocení chování raků je velmi praktickým přístupem nejen pro zkoumání základní biologie, ale i pro vnitro- a mezi-druhové interakce, a rovněž pro posuzování rizik spojených s mikropolutanty. This thesis provides an overview of case studies investigating the behaviour of freshwater crayfish, including social and reproductive interactions, decision making, and channels for recognition or processing of environmental stimuli. We described relationships between the environment and the organism and relationships among conspecifics and heterospecifics. These aspects are important, given that every decision and interaction has consequences for crayfish survival and reproduction, i.e. individual and even species success. For ethological studies in aquatic ecosystems, crustaceans, and especially crayfish, represent practical model organisms. Crayfish are advantageous over other invertebrates given their high level of social interaction in both the field and the laboratory. They exhibit unique eco- ethological behaviour in variety of feeding habits, activity cycles, habitat selection, and resource utilization at the level of species, sex, and age. Similar to vertebrates, crayfish demonstrate unique behaviours throughout their life. Subsequently, pollution impacts on native crayfish stock can result in ecosystem instability. The different reproductive strategies of females and males demonstrate that females rely on some familiarity of sexual partners as a reliable guarantee for successful mating. Crayfish females are choosier than males because of their higher energy costs for reproduction (oogenesis, incubation, parental care). While male reproduction prioritises securing their genetic information by searching for as many mates as possible. Crayfish mate preferences was analysed by facing the choosing crayfish with two equal sized mature counterparts from the same or different origin. Our conclusions could be applied in conservation research, captive breeding, and recovery programs as well as in aquaculture. The success of biological invaders has been described as the outcome from intra- and interspecific interactions. The marbled crayfish, known as parthenogenetic species with high adaptability, fast growth, early maturation, and high fecundity, established dominant status in more cases by interspecific combat victories. Fight intensity and aggressiveness decreased after dominance was established in particular pairs. Marbled crayfish seem to have an ability to conserve energy by increasing activity only at times of danger. Based on known species-specific abilities, the marbled crayfish is capable of outcompeting aggressive species, such as the red swamp crayfish. This parthenogenetic species poses a substantial threat to native ecosystems and biodiversity of aquatic environments, since it can establish not only in crayfish free habitats, but is also capable of outcompeting resident species. Recently, dilute concentrations of contaminants such as pharmaceuticals, daily-care products and pesticides have been reported to indirectly affect aquatic organisms. We found that selected pharmaceuticals can alter the behavioural patterns of crayfish, event at the very low concentration. The risks associated with surface water pollutants stresses the importance of research investigating their ecological impacts and their different/specific mechanisms of action. Prolonged exposure to the low concentrations of two pesticides exhibited changes in crayfish behavioural patterns. Various alterations in locomotion were observed after treatment in pesticide-free water. In the wild, decreased movement and activity can be a challenge for crayfish survival because of predation, even foraging to compensate for energy loss could be very difficult for less active individuals. This study suggests that crayfish behaviour assessment is a practical approach not only for investigating basic biology, or intra- and inter-specific interactions, but also for assessing the risks associated with micro-pollutants.
Klíčová slova:
invertebrates; Crustacea; behaviour; interaction; pollution; pharmaceuticals; pesticides
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři JČU.
Rozhodovací proces u raků: problematika chování a reprodukce
jejich života. Ovšem, jakkékoli znečistění může za následek dopad na původní populaci raků či nestabilitu ekosystému. Různé reprodukční strategie samic a samců ukazují, že samice se ...
Role reaktivních forem kyslíku a proteinové fosforylace na funkci spermií ryb
GAZO, Ievgeniia
2015 - anglický
Spermie druhů ryb s vnějším oplozením jsou po uvolnění do vodního prostředí zvláště citlivé na poškození hlavně kvůli změnám ve složení média v okolní spermatu. Mezi faktory ovlivňující pohyb spermií v externím médiu jsou: znečištěná voda, teplota, pH a osmotické podmínky. Cílem této studie bylo zjistit, účinky oxidačního stresu a možné následky související s výkonností spermií a intracelulární signalizací, zejména díky vlivu znečišťujících látek, vyskytujících se ve vodním prostředí. Navíc molekulární mechanismy stresových reakcí a aktivační proces pohyblivosti spermií byly analyzovány u více druhů sladkovodních ryb. Naše výsledky prokázaly, že xenobiotika, jako je Vinclozolin, mohou vyvolat snížení pohyblivosti a rychlosti spermií u jesetera malého (Acipenser ruthenus) již při koncentracích vyskytující se přirozeně ve vodním prostředí. Zvýšené hladiny lipidové oxidace (LO) a proteinové karbonylace (CP), stejně jako změny v antioxidačním účinku superoxid-dismutázy (SOD) poukazují na vývoj oxidačního stresu u spermií, které byly předem vystaveny xenobiotikům. Dále byla pozorována zvýšená fragmentace DNA a snížená úroveň ATP u spermií, které byly ovlivněny cizorodými látkami in vitro. Tyto výsledky naznačují, že spermie jesetera malého jsou velmi citlivé na přítomnost škodlivých látek a nadměrnou produkci ROS, které jsou vyvolány již při nízkých koncentracích. Další studie byly provedeny za účelem vyhodnotit úlohy produkce ROS u rybích spermií a potvrdit ochranné vlastnosti semenné tekutiny. ROS byl vygenerován inkubací kapřích (Cyprinus carpio L.) spermií in vitro s xanthin - xanthinoxidázou systémem (X-XO). Dávka škodlivé látky a doba působení měly vliv na snížení pohyblivosti a rychlosti spermií, stejně tak byla pozorována zvýšená hladina LO, CP a DNA fragmentace. Navíc bylo prokázáno, že O-spojeno s N-acetylglukosamin transferázou a septin-8-A změnil jejich stav fosforylace a kyselá fosfatáza v reakci na oxidační stres byla snížena. Na druhé straně, kataláza (CAT), superoxiddismutáza (SOD), glutathion a (GTH) v kombinaci se semennou plazmou má vliv na snížení oxidačního stresu u spermií kapra a zvýšení jejich kvality. Naše další studie byla použita ke stanovení, jak byly fosforylací proteiny pozměny po aktivaci pohyblivosti spermatu u kapra a jesetera, kde se fosforylované proteiny nacházejí ve spermatu a identifikované proteiny jsou zapojeny do procesu pohyblivost spermií. Ukázalo se, že typ proteinové fosforylace a její lokalizace se značně liší u obou druhů ryb. Fosforylace na serinovém a tyrosinovém zbytku, stejně jako protein-kináza A (PKA) a protein-kináza C (PKC) hrají důležitou roli u pohyblivosti, aktivace a regulaci spermií u obou druhů. Nespočet signalizačních proteinů podílejících se na pohybu spermií kapra a jesetera, byly identifikovány v této studii, a tudíž máme o krůček lepší pochopení molekulárních mechanismů u parametru pohyblivost spermií. Na závěr, výsledky této studie poskytují nové údaje o vlivu xenobiotik a oxidačního stresu na pohyblivosti rybích spermií, integritu DNA, lipidové a proteinové oxidaci, antioxidační obranný systém a intracelulární signalizaci. Naše údaje prokázaly toxicitu znečišťujících látek ve vodě a ROS u rybích spermií a navrhované využití CAT, SOD, nebo GTH v kombinaci se semennou plazmou pro snížení oxidačního stresu ve spermatu. Navíc bylo identifikováno mnoho proteinů ve spermiích, podílejících se na stresové reakci a pohyblivosti. Pro praxi, údaje uvedené v této práci, by mohly být užitečné pro zpracování médií vhodné pro kryoprezervaci a umělé rozmnožování různých druhů sladkovodních ryb. Spermatozoa of externally fertilizing fish species after releasing into aqueous environment are particularly vulnerable to damage mainly due to alterations in composition of media surrounding sperm. Among factors affecting spermatozoa movement in external medium are water pollutants, temperature, pH and osmotic conditions. The goal of this thesis was to investigate the possible effects of oxidative stress on sperm performance and intracellular signaling, particularly the effect of pollutants occurring in water environment. In addition the molecular mechanisms of stress response and motility activation for spermatozoa of several freshwater fish species were analyzed. Our results show that xenobiotics, such as vinclozolin, induce a dose-dependent reduction in sterlet (Acipenser ruthenus) spermatozoa motility and velocity at environmentally relevant concentrations. Increased levels of lipid oxidation (LO) and protein carbonylation (CP), as well as changes in antioxidant activity of superoxide dismutase (SOD) indicate the development of an oxidative stress in spermatozoa exposed to xenobiotic. Moreover, increased DNA fragmentation as well as a reduction of the level of ATP was observed in spermatozoa incubated with xenobiotic in vitro. These results demonstrated that sterlet spermatozoa are highly susceptible to the presence of pollutants, which induce excessive ROS production even at low concentrations. Further studies were performed in order to evaluate the role of ROS production in fish sperm and protective properties of seminal plasma. The ROS were generated in carp (Cyprinus carpio L.) spermatozoa by in vitro incubation with xanthine - xanthine oxidase system (X-XO). A time- and dose-dependent reduction in spermatozoa motility and velocity was observed as well as increased LO, CP and DNA fragmentation. Moreover, it was shown that O-linked N-acetylglucosamine transferase and septin-8-A changed their phosphorylation state on tyrosine residue, and acid phosphatase activity decreased in response to oxidative stress. On the other hand, catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione (GTH) in combination with seminal plasma can reduce oxidative stress in carp spermatozoa and improve sperm quality. Our next study was applied to determine how the protein phosphorylation pattern changed after motility activation in carp and sterlet spermatozoa, where phosphorylated proteins are located in spermatozoon and to identify proteins involved in sperm motility. It was shown that the pattern of protein phosphorylation and their localization differs significantly between two species. Phosphorylation on serine and tyrosine residues, as well as protein kinase A (PKA) and protein kinase C (PKC) substrates play an important role in spermatozoa motility activation and regulation in both species. Numerous signaling proteins involved in carp and sterlet spermatozoa movement were identified in this study, giving a better understanding of molecular mechanisms underlying sperm motility. As a conclusion, the results of this study provide new data on the effect of xenobiotics and oxidative stress on fish spermatozoa motility, DNA integrity, lipid and protein oxidation, antioxidant defense system and intracellular signaling. These data proved the toxicity of water pollutants and ROS for fish spermatozoa and proposed the use of CAT, SOD, or GTH in combination with seminal plasma to reduce oxidative stress in these cells. Moreover, we identified many spermatozoa proteins involved in stress response and motility. In practice, the data presented in this thesis could be useful for elaboration of suitable medium for cryopreservation and artificial propagation of freshwater fish species.
Klíčová slova:
Rybí spermie; oxidační stres; antioxidační enzymy; intracelulární signalizace; fosforylace
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři JČU.
Role reaktivních forem kyslíku a proteinové fosforylace na funkci spermií ryb
Spermie druhů ryb s vnějším oplozením jsou po uvolnění do vodního prostředí zvláště citlivé na poškození hlavně kvůli změnám ve složení média v okolní spermatu. Mezi faktory ovlivňující pohyb spermií ...
NUŠL poskytuje centrální přístup k informacím o šedé literatuře vznikající v ČR v oblastech vědy, výzkumu a vzdělávání. Více informací o šedé literatuře a NUŠL najdete na webu služby.
Vaše náměty a připomínky posílejte na email nusl@techlib.cz
Provozovatel
Zahraniční báze