The aim of the lecture is to discuss basic concepts and methodological approaches to genetic and epigenetic processes leading to phenotypic variation within as well as across species. The lecture requires basic knowledge of evolutionary biology, genetics, physiology and molecular ecology.
Please note that the lectures are given in the Czech language, only. However, international students can subsitute the lectures with self-study from recommended textbooks.
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (08.10.2014)
Přednášky si kladou za cíl diskutovat základní koncepty a přístupy ke zkoumání genetických i epigenetických
procesů vedoucím k proměnlivosti fenotypu na úrovni blízce příbuzných druhů a úrovni vnitrodruhové. Přednáška
předpokládá základní znalosti z evoluční biologie, genetiky, fyziologie a molekulární ekologie.
Pokud se nepřihlásí žádný zahraniční student, bude vyučováno v češtině!
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (30.05.2017)
Literature -
Brown JH, West GB. (Eds.) 2000. Scaling in Biology. Oxford University Press; New York, Oxford.
Deeming DC. (Ed.) 2004. Reptilian incubation: Environment, evolution and behaviour. Nottingham University Press.
Minelli A. 2003. The Development of Animal Form: Ontogeny, Morphology, and Evolution. Cambridge University Press.
Mousseau TA, Fox CW. (Eds.) 1998. Maternal Effects as Adaptation. Oxford University Press; New York, Oxford.
Mousseau TA, Sinervo B, Endler J. (Eds.) 2000. Adaptive Genetic Variation in the Wild. Oxford University Press; New York, Oxford.
Scherer G, Schmid M. (Eds.) 2000. Genes and Mechanisms in Vertebrate Sex Determination. Birkhäuser Buch Verlag.
West-Eberhart MJ. 2003. Developmental Plasticity. Oxford University Press; New York, Oxford.
journals: Evolution, Journal of Evolutionary Biology, Functional Ecology, Biological Journal of the Linnean Society etc.
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (21.12.2017)
Brown JH, West GB. (Eds.) 2000. Scaling in Biology. Oxford University Press; New York, Oxford.
Deeming DC. (Ed.) 2004. Reptilian incubation: Environment, evolution and behaviour. Nottingham University Press.
Minelli A. 2003. The Development of Animal Form: Ontogeny, Morphology, and Evolution. Cambridge University Press.
Mousseau TA, Fox CW. (Eds.) 1998. Maternal Effects as Adaptation. Oxford University Press; New York, Oxford.
Mousseau TA, Sinervo B, Endler J. (Eds.) 2000. Adaptive Genetic Variation in the Wild. Oxford University Press; New York, Oxford.
Scherer G, Schmid M. (Eds.) 2000. Genes and Mechanisms in Vertebrate Sex Determination. Birkhäuser Buch Verlag.
West-Eberhart MJ. 2003. Developmental Plasticity. Oxford University Press; New York, Oxford.
časopisy Evolution, Journal of Evolutionary Biology, Functional Ecology, Biological Journal of the Linnean Society atd.
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (21.12.2017)
Requirements to the exam - Czech
Ústní zkouška.
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (25.11.2011)
Syllabus -
1) Phenotypic plasticity
– norm of reaction; methodological approaches to detection of phenotypic plasticity - transplant and „common garden“ experiments and their analyses; interactions between genotype and environment; phenotypic flexibility; adaptivity of phenotypic plasticity; canalization; developmental stability; Baldwin effect and genetic assimilation
2) Maternal effects
detection of maternal effect; genetics of maternal effects; examples of maternal effects particularly in life-history traits; maternal effects as adaptations vs. deliterous maternal effects
3) Mechanisms of sex determination
– genotypic sex determination; environmental (temperature-dependent) sex determination; phylogeny of sex determining mechanisms; gonad differentiation; role of sex steroids in sex determination in vertebrates; sex determining genes and evolution of genetic cascades involved in sex determination and differentiation; sex changes during ontogeny
4) Proximate mechanisms of polymorphisms and sexual dimorphism
– regulation of alternative phenotypes; expression of secondary sexual traits; hypertrophy and hyperplasy; hormones and methods of hormonal manipulations; hormonal activation and organisation pf morphological and behavioral traits; genetics of secondary sexual traits – intersexual genetic correlation; inter- and intralocus sexual conflict and its evolutionary resolution; antagonistic selection; autosomal control, linkage to sexual chromosomes; induced sex revertants and their usage in studies of the control of sexual traits
5) Proximátní mechanismy a důsledky změn ve velikosti těla v ontogenezi a evoluci
fenotypové důsledky velikosti buněk a genomu; nukleotyp; modely růstu a vývoje (makroekologická škola a alternativní přístupy); miniaturizace těla a její koreláty
6) Mechanisms of macroevolutionary phenotypic changes
duplication; deletion; reversion; heterochrony; heterotopy; intersexual transfer; recurrence; phenotypic accommodation; role of developmental plasticity vs. genetic determination
7) Genetics of phenotypic changes
basics of quantitative genetics; definitions of heritability; methodological approaches to heritability estimation; QTL; pleiotropy; epistatic interaction; candidate genes; hybridization as a tool of genetic analysis; examples of simple genetic changes with large phenotypic effects; phenotypic changes caused by differences in gene expression
8) Evolution of complex phenotypes
Modularity; correlated trait changes; allometry (ontogenetic, static and evolutionary); phenotypic integration as adaptation vs. evolutionary constraint; personality as phenotypic integration of behavioral traits
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (21.12.2017)
1) Fenotypová plasticita
– norma reakce; metodologické přístupy ke zkoumání fenotypové plasticity - transplantační a „common garden“ experimenty a jejich vyhodnocování; interakce mezi genotypem a prostředím; adaptivnost fenotypové plasticity; kanalizace; vývojová stabilita; Baldwinův efekt a genetická asimilace
2) Maternální efekt
detekce a měření maternálního efektu; genetika maternálních efektů; příklady maternálních efektů zejména u life-history znaků; maternální efekt jako adaptace vs. škodlivé maternální efekty
3) Mechanismy určování pohlaví
– geneticky určené pohlaví; environmentálně (teplotně) určené pohlaví; fylogeneze pohlavně determinačních mechanismů; diferenciace gonády; úloha steroidních hormonů při determinaci pohlaví obratlovců; geny determinující pohlaví a evoluce genetických kaskád podílejících se na determinaci pohlaví a diferenciaci gonád; změna pohlaví v ontogenezi a její ekologické aspekty
4) Proximátní mechanismy polymorfismu a sexuálního dimorfismu
– regulace alternativních fenotypů; exprese sekundárních pohlavních znaků; hypertrofie a hyperplázie; působení hormonů a metody hormonálních manipulací; hormonální aktivace a organizace morfologických a behaviorálních znaků; genetika pohlavně dimorfních znaků – genetická korelace mezi pohlavími; inter- a intralokusový sexuální konflikt a jejich evoluční řešení; antagonistická selekce; autosomální dědičnost, vazba na pohlavní chromosomy; pohlavní revertanti a jejich využití při studiu kontroly pohlavně dimorfních znaků
5) Proximátní mechanismy a důsledky změn ve velikosti těla v ontogenezi a evoluci
fenotypové důsledky velikosti buněk a genomu; nukleotyp; modely růstu a vývoje (makroekologická škola a alternativní přístupy); miniaturizace těla a její koreláty
6) Mechanismy makroevolučních změn fenotypu
duplikace; delece; reverze; heterochronie; heterotopie; přenos mezi pohlavími; znovuobjevení (recurrence); fenotypová akomodace; úloha vývojová plasticity vs. genetický determinismus
7) Genetika změn fenotypu
základy kvantitativní genetiky; různé definice dědivosti; přístupy k odhadům dědivosti; QTL; pleiotropie; epistatické interakce; kandidátské geny; hybridizace jako nástroj genetické analýzy; příklady jednoduchých genetických změn s velkými fenotypovými účinky; změny fenotypu způsobené rozdíly v expresi genů
8) Evoluce komplexních fenotypů
Modularita; korelované změny znaků; alometrie ontogenetická, statická a evoluční; fenotypová integrace jako adaptace vs. evoluční omezení; koncept personality jako fenotypové integrace behaviorálních znaků
Last update: Sacherová Veronika, RNDr., Ph.D. (21.12.2017)
