Rozpoznání členů kolonie a dělba práce u Lasioglossum marginatum (Halictidae), včely s mimořádně dlouhým hnízdním cyklem

• Thesis title in Czech: Rozpoznání členů kolonie a dělba práce u Lasioglossum marginatum (Halictidae), včely s mimořádně dlouhým hnízdním cyklem
• Thesis title in English: Nestmate recognition and division of labour in the Lasioglossum marginatum (Halictidae), a bee with exceptionally long nesting cycle
• Academic year of topic announcement: 2023/2024
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Zoology (31-170)
• Supervisor: Mgr. Jakub Straka, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 14.12.2023
• Date of assignment: 14.12.2023
• Confirmed by Study dept. on: 30.01.2024

Preliminary scope of work

Cílem předkládaného projektu je objasnit hlavní prvky sociálního uspořádání hnízd ploskočelky Lasioglossum marginatum (Halictidae). Studium sociálního chování L. marginatum může významně přispět k chápání vzniku a vývoje eusociality v širším kontextu. Na rozdíl od pokročile eusociálních skupin hmyzu, u nichž se eusocialita vyvinula již dávno, má rod Lasioglossum velikou variabilitu v rámci typů sociality jednotlivých recentních druhů. To nám dává možnost studiem jednotlivých druhů zkoumat dynamický vývoj eusociality a pokusit se objasnit její počátky. L. marginatum v rámci rodu navíc vyniká několika jedinečnostmi. Typicky existují velká společenství s morfologickým odlišením jednotlivých kast a malá společenství, ve kterých se kasty liší pouze na základě odlišných vzorců chování. L. marginatum vytváří velká společenství, přesto u tohoto druhu nenacházíme kasty, které by byly významně morfologicky odlišené. Také hnízdní cyklus této sociální včely je unikátní - předpokládá se, že cyklus jednoho hnízda trvá pět let.
Projekt bude zkoumat sociální uspořádání v hnízdech L. marginatum. Jedním z témat, na které bude projekt zaměřen je vzájemné rozpoznávání se mezi jedinci téhož hnízda a interakce mezi jedinci z téhož hnízda a z různých hnízd. Pro rozpoznávání členů kolonie jsou u mnohých sociálních druhů klíčové kutikulární uhlovodíky. Abychom zjistili, zda se tento typ komunikace uplatňuje u druhu L. marginatum, bude v rámci projektu prováděna analýza profilů kutikulárních uhlovodíků.
Další součástí projektu bude popsání dělby práce uvnitř hnízd L. marginatum, a to nikoliv pouze rozdělení na reprodukční a dělnickou kastu, ale také dělba práce v rámci kasty dělnic. K tomu budou využity i pokročilé genetické analýzy. Podle předběžných dat se zdá, že u námi zkoumaného druhu dochází mezi dělnicemi k rozdělení funkcí, a to na dělnice, které především létají shánět potravu a dělnice, které zůstávají v hnízdě a věnují se stavbě komůrek. Tento typ polyethismu dělnic nebyl v rámci čeledi Halictidae nikdy zaznamenán.

Preliminary scope of work in English

The aim of the present project is to elucidate the main characteristics of the social organization of the nests of Lasioglossum marginatum (Halictidae). The study of the social behaviour of L. marginatum can contribute significantly to the understanding of the origin and evolution of eusociality in a broader context. In contrast to advanced eusocial insect groups, in which eusociality evolved long ago, the genus Lasioglossum has great variation within the types of sociality of individual recent species. This gives us the opportunity to explore the dynamic evolution of eusociality by studying individual species and attempt to elucidate its origins. Moreover, L. marginatum exhibits several unique characteristics within the genus. Typically, there are large communities with morphological distinction between castes and small communities in which castes differ only on the basis of distinct behavioural patterns. L. marginatum forms large communities, yet in this species we do not find castes that are significantly morphologically distinct. Furthermore, the nesting cycle of this social bee is unique - the cycle of a single nest is thought to last five years.
The project will investigate social organization in nests of L. marginatum. One of the topics on which the project will focus is mutual recognition between individuals from the same nest and interactions between individuals from the same nest and from different nests. Cuticular carbohydrates are crucial for colony member recognition in many social species. To determine whether this type of communication is present in L. marginatum, we will analyse the profiles of cuticular hydrocarbons.
Another part of the project will be the description of the division of labour within the nests of L. marginatum, not only the division between reproductive and worker castes, but also the division of labor within the worker caste. Advanced genetic analyses will also be used for this purpose. Preliminary data suggest that there appears to be a division of functions among workers in the species we are studying, between workers who primarily fly to find food and workers who stay in the nest and engage in chamber construction. This type of polyethism of workers has never been recorded within the family Halictidae.