Vztah fenologie temperátních bylin a jejich palatability

• Thesis title in Czech: Vztah fenologie temperátních bylin a jejich palatability
• Thesis title in English: Relationship between temperate herb phenology and their palatability
• Key words: fenologie, herbivorie, palatabilita, sekundární metabolity
• English key words: phenology, herbivory, palatability, secondary metabolites
• Academic year of topic announcement: 2024/2025
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Botany (31-120)
• Supervisor: Mgr. Tomáš Koubek, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 30.01.2025
• Date of assignment: 30.01.2025
• Confirmed by Study dept. on: 31.01.2025
• Study form: full-time
• Advisors: prof. RNDr. Tomáš Herben, CSc.

Preliminary scope of work

Herbivorie je jedním z hlavních faktorů, který určuje druhové složení vegetace, přežívání populací rostlin, ale který i zásadně určoval evoluci rostlinných forem a vlastností. V sezónním klimatu je herbivorie ovlivněna časovým průběhem abiotických podmínek prostředí a to může vést k různému selekčnímu tlaku na rostliny. Ty ale stejně jako herbivoři reagují na chod počasí jak na krátkodobé, tak na evoluční škále, čímž dochází ke vzniku adaptací rostlin na různé části sezóny. To nakonec vede ke vzniku oboustranné zpětné vazby, kdy herbivoři i rostliny neustále optimalizují své vlastnosti a načasování k dosažení maximální fitness. Na jednu stranu mechanická obrana a pevnost listů, C:N poměr nebo sekundární metabolity ovlivňují schopnost herbivorů rostlinu ukousnout a strávit. Na stranu druhou změna fenologie růstu rostlinných pletiv umožňuje rostlinám se interakci do jisté míry vyhnout a tak ušetřit náklady na tvorbu ochrany. Fenologie herbivorů i rostlin jsou tedy z definice provázány, což by mělo vést k rozdílům v průměrných vlastnostech rostlin v průběhu sezóny.
Výzkum zabývající se jednotlivými interakcemi rostlin (a jejich traitů) a herbivorie je poměrně rozsáhlý, ale větší mezidruhová srovnání jsou vzácná. Především ale chybí výzkumy, kdy by byly zkoumány jak traity rostlin, tak byla známa jejich fenologie a na těchto druzích by byla sledována konkrétní preference a konzumace herbivorů (tzv. palatabilita), díky čemuž by bylo možné obě části přímo propojit. Cílem práce je tedy popsat fenologickou diferenciaci palatability, není možné ji ale studovat bez studia traitů, protože i ty se mění v čase.

Tato práce bude vycházet z již sebraného datasetu na velkém množství vytrvalých temperátních bylin, pro něž známe fenologii celé sezóny a traity (druhové průměry) jak podzemních, tak nadzemních orgánů. Dataset definuje dva gradienty – od časných preformujících po pozdní vysoké nepreformující druhy a od druhů bez zásob po druhy s velkými podzemními zásobami a pozdní senescencí. Budou vybrány druhy ze všech částí popsaného spektra a budou použity v "cafeteria experimentech", kterými bude určena relativní palatabilita druhu. Replikace těchto experimentů je poměrně nákladná, takže bude třeba optimalizovat počet druhů tak, aby pokryl celé spektrum fenologických strategií (min. cca 30). Jako herbivor bude vybrán některý z obvyklých generalistů (Spodoptera sp., Locusta migratoria, Arion vulgaris nebo několik z nich). Rostlinný materiál bude sbírán především z námi založené sbírky rostlin v Průhonicích a částečně také z jiných zdrojů (botanická zahrada, terén). Nejspíš nebude možné vytvořit souběžný experiment pro všechny druhy, takže budou provedeny min. dva běhy se zahrnutím několika referenčních druhů (druhy s různou palatabilitou) a případně i částečným překryvem.
V rámci projektu je též plánováno zjistit složení sekundárních metabolitů v rostlinách pomocí UHPLC/MS, jejichž identitu, množství a variabilitu bude možné vztáhnout k palatabilitě. Analýzy nebudou součástí práce na DP, ale odběry materiálu a výsledné zhodnocení ano.