Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 336)
Detail práce
   Přihlásit přes CAS
Factors influencing effectiveness of aposematic signals against avian predators
Název práce v češtině: Faktory ovlivňující efektivitu aposematických signálů vůči ptačím predátorům
Název v anglickém jazyce: Factors influencing effectiveness of aposematic signals against avian predators
Klíčová slova: aposematismus, výstražné signály, ptačí predace, geografické rozdíly, barevný polymorfismus, diskriminační úloha, Parus major, Pyrrhocoris apterus, Chrysomela lapponica
Klíčová slova anglicky: aposematism, warning signals, bird predation, geographic differences, chemical defence, colour polymorphism, discrimination task, Parus major, Pyrrhocoris apterus, Chrysomela lapponica
Akademický rok vypsání: 2012/2013
Typ práce: disertační práce
Jazyk práce: angličtina
Ústav: Katedra zoologie (31-170)
Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Alice Exnerová, Ph.D.
Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
Datum přihlášení: 08.10.2012
Datum zadání: 08.10.2012
Datum odevzdání elektronické podoby:15.02.2021
Datum odevzdání tištěné podoby:15.02.2021
Datum proběhlé obhajoby: 20.05.2021
Oponenti: RNDr. Anton Krištín, DrSc.
  prof. RNDr. František Sedláček, CSc.
 
 
Konzultanti: prof. RNDr. Pavel Štys, CSc.
Předběžná náplň práce
SOUČASNÝ STAV POZNÁNÍ:
Aposematismus je typ antipredační strategie, kdy kořist signalizuje svou nevýhodnost (nechutnost, jedovatost atp.) potenciálnímu predátorovi (Ruxton et al. 2004). V posledních letech existuje řada experimentálních prací, dokládajících skutečnost, že výstražné (aposematické) signály mohou být multimodální, to jest pozůstávat z více složek, které mohou být vizuální, olfaktorické, gustatorní, akustické, nebo behaviorální Rowe & Guilford 1996, Marples & Roper 1996, Rowe & Guilford 1999, Rowe 2002). Dva nebo více výstražných signálů se může navzájem zesilovat nebo pouze působit současně; jejich vliv může u predátora vyvolávat vrozenou tendenci se jim vyhýbat, může urychlovat učení, nebo zlepšovat zapamatovávání příslušného varovného signálu (review viz Rowe & Guilford 1999, Ruxton et al. 2004). Důkazy jsou však kromě několika výjimek (např. Marples et al. 1994, Skelhorn & Rowe 2009) založeny pouze na pokusech s jedním modelovým druhem predátora (hlavně kuřaty Gallus gallus domesticus) a umělou kořistí. Funkce multimodálních varovných signálů konkrétních druhů kořisti vzhledem k rozmanitosti jejich přirozených predátorů tak zůstává převážně neznámá.
Jedním ze způsobů, jak mohou chemické signály interagovat s vizuálními je vyvolání skryté vrozené averze vůči výstražnému zbarvení (Rowe & Guilford 1996, Marples & Roper 1996, Lindström et al. 2001). Tato averze může být vyvolána látkami působícími jak přes chuťové (Rowe & Skelhorn 2005) tak přes čichové receptory predátorů (Rowe & Guilford 1996). Je známo, že ne všechny chemické látky mají tento potenciál, s výjimkou pyrazinů však byla většina experimentů prováděna s umělými látkami, které nejsou součástí chemické obrany hmyzu (Jetz et al. 2001, Lindström et al. 2001, Skelhorn et al. 2008).
V experimentech zaměřených na averzivní učení ve spojitosti s aposematickou kořistí a mimézí se standardně používají tři odlišná experimentální uspořádání: (1) sekvenční předložení (Aronsson & Gamberale-Stille 2008, Svádová et al. 2009), (2) simultánní předložení dvojice typů kořisti (Gamberale & Tullberg 1999, Ham et al. 2006), (3) volný výběr v aréně obsahující více kusů každého typu kořisti (Lindström et al 2006, Ihalainen et al. 2007). Jakkoli je velmi pravděpodobné, že pro ptačí predátory se tato uspořádání sama o sobě liší svou obtížností a tato skutečnost může mít vliv na výsledky experimentu, neexistuje studie, která by obtížnost těchto úloh přímo srovnávala.

DÍLČÍ PROBLÉMY A CÍLE:
Testování vlivu jednotlivých modalit (vizuální, akustická, chemická) výstražných signálů modelových druhů ploštic na chování ptačích predátorů.
Testování existence skryté vrozené averze vůči aposematickému zbarvení kořisti a faktorů, které ji vyvolávají.
Testování vlivu typu diskriminační úlohy na rychlost učení a paměť u ptačích predátorů a na jejich schopnost rozpoznat mimetické druhy ploštic.

METODICKE PŘÍSTUPY:

Predátoři
Dospělé, v přírodě odchycené sýkory koňadry (Parus major) a sýkory modřinky (Cyanistes caeruleus), případně další druhy pěvců (pěnice černohlavá Sylvia atricapilla, červenka obecná Erithacus rubecula, kos černý Turdus merula).
Naivní, ručně odchovaná mláďata sýkor koňader a sýkor modřinek; případně křepelky (Coturnix japonica).

Kořist
Modelové druhy ploštic mající multimodální výstražnou signalizaci Centrocoris sp. (Coreidae), Graphosoma lineatum, Dolycoris baccarum, Carpocoris sp.
Aposematické druhy ploštic lišící se složením a účinností chemické obrany (Lygaeus equestris, Pyrrhocoris apterus, Graphosoma lineatum), jejich uměle vytvořené neaposematické varianty, případně izolovaná sekrece nebo její hlavní složky (aldehydy, oxoaldehydy).
Černo-červeně zbarvené aposematické druhy tvořící mimetický komplex (Lygaeus equestris, Spilostethus saxatilis, Pyrrhocoris apterus, Graphosoma lineatum, případně další druhy z tohoto komplexu – Tropidothorax leucopterus, Scantius aegyptius).
Umělá kořist - primárně jedlá hmyzí kořist (larvy Tenebrio monitor -potemník moučný, múčiar obyčajný), nejedlá varianta bude vytvořena aplikací hořké látky (Bitrex). Tato kořist bude nalepena na papírové štítky, které ponesou testovaný výstražný signál.

Design experimentů:
Budou srovnávány reakce ptáků na ploštice mající (a) kompletní multimodální výstražný signál (b) signál postrádající jednu ze svých původních složek, (c) případně mající jedinou ze svých původních složek. Manipulace se zbarvením bude prováděna nalepením barevného štítku na dorsum ploštice; manipulace s chemickým signálem bude prováděna zalepením vývodu pachových žláz voskem; manipulace se zvukovým signálem bude prováděna vyřazením stridulačního mechanismu. Experimenty budou prováděny s dospělými ptáky i s naivními mláďaty.
Bude zjišťována latence útoku a rychlost averzivního učení u ptáků, kteří budou před setkáním s aposematickou kořistí vystaveni zkušenosti se samotným chemickým signálem a u ptáků bez této zkušenosti. Experimenty budou prováděny jak s vybranými druhy ploštic, tak s umělou kořistí a izolovanými hlavními složkami sekretu metathorakálních žláz (aldehydy, oxoaldehydy). Experimenty budou prováděny s naivními mláďaty.
Bude srovnávána rychlost učení a efektivita zapamatování averze vůči aposematické kořisti ve třech typech diskriminačních úloh: (1) sekvenční předložení, (2) simultánní předložení dvojice kusů kořisti, (3) volný výběr v aréně obsahující více kusů každého typu kořisti. U mimetického komplexu černo-červených druhů ploštic bude porovnána rychlost učení s jedním a více druhy kořisti a následně bude testována generalizace mezi naučenými druhy.

LITERATURA:
Aronsson M, Gamberale-Stille G. 2008: Domestic chicks primarily attend to colour, not pattern, when learning an aposematic coloration. Anim. Behav. 75:417-423.
Gamberale-Stille, G. & Tullberg, B. S. 1999. Experienced chicks show biased avoidance of stronger signals: an experiment with natural colour variation in live aposematic prey. Evol. Ecol. 13: 579-589.
Ham AD, Ihalainen E, Lindström L, Mappes J. 2006. Does colour matter? The importance of colour in avoidance learning, memorability and generalisation. Behav. Ecol. Sociobiol. 60: 482-491.
Ihalainen E., Lindström L., Mappes J. 2007. Investigating Müllerian mimicry: predator learning and variation in prey defences. J. Evol. Biol. 20: 780-791.
Jetz W., Rowe C., Guilford T. 2001. Non-warning odours trigger innate colour aversions – as long as they are novel. Behav. Ecol. 12: 134 – 139.
Lindström L, Rowe C, Guilford T. 2001. Pyrazine odour makes visually conspicuous prey aversive. Proc. R. Soc. Lond. B-Bio Sci. 268: 159-162.
Lindström L., Lyytinen A., Mappes J., Ojala K. 2006: Relative importance of taste and visual appearance for predator education in Müllerian mimicry. Anim. Behav. 72: 323-333.
Marples NM. 1996. Effects of novel colour and smell on the response of naive chicks towards food and water. Anim. Behav. 51: 1417–1424.
Marples NM, van Veelen W, Brakefield P. 1994. The relative importance of colour, taste and smell in the protection of an aposematic insect Coccinella septempunctata. Anim. Behav. 48:967-974.
Rowe C. 2002: Sound improves visual discrimination learning in avian predators. Proc. R. Soc. Lond. B 269: 1353-1357.
Rowe C, Guilford T. 1996. Hidden colour aversions in domestic clicks triggered by pyrazine odours of insect warning displays. Nature 383:520-522.
Rowe C, Guilford T. 1999. The evolution of multimodal warning displays. Evol. Ecol. 13: 655-671.
Rowe C. Skelhorn J. 2005. Colour biases are a question of taste. Anim. Behav. 69: 587-594.
Ruxton GD, Sherratt TN, Speed MP. 2004. Avoiding Attack. New York: Oxford University Press.
Skelhorn J., Rowe C. 2009. Distastefulness as an antipredator defence strategy. Anim. Behav. 78: 761-766.
Skelhorn J., Griksaitis J., Rowe C. 2008. Colour biases are more than a question of taste. Anim. Behav. 75: 827-835.
Svádová K, Exnerová A, Štys P, Landová E, Valenta J, Fučíková A, Socha R. 2009: Role of different colours of aposematic insects in learning, memory and generalization of naive bird predators. Anim. Behav. 77: 327–336.
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK