text size

Tělní povrchy plazů jako projekční plátna evoluce

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Tělní povrchy plazů jako projekční plátna evoluce
Titile (in english):
Body surfaces of reptiles as projection screens of evolution
Type:
Dissertation
Author:
Mgr. Andran Abramjan
Supervisor:
doc. RNDr. Daniel Frynta, Ph.D.
Opponents:
RNDr. Ivan Rehák, CSc.
Mgr. Michal Šulc
Thesis Id:
116598
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Zoology (31-170)
Study programm:
Zoology (P1502)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
08/10/2019
Defence result:
Pass
Publication of the thesis:
The thesis attachment publication was postponed to 8.10.2022
Language:
Czech
Keywords (in czech):
plazi, vizuální modelování, barvy, partenogeneze, evoluce, UV
Keywords:
plazi, vizuální modelování, barvy, partenogeneze, evoluce, UV
Abstract (in czech):
Abstrakt Dizertace se zabývá zejména zbarvením (a také ošupením) u vybraných druhů plazů a sleduje, jaké evoluční či ekologické souvislosti indikují vlastnosti těchto povrchových znaků. Hlavní tematické okruhy lze zhruba rozdělit na dvě skupiny: antipredační signály a efekty partenogeneze. Dominantní metodou, použitou ve většině studií je vizuální modelování. Práci tvoří následující případové studie. 1) Scinkové rodu Tiliqua používají v ohrožení svůj nápadně modrý jazyk k zastrašení potenciálních predátorů. Zjistili jsme, že jazyk má zároveň poměrně vysokou reflektanci v UV spektru, tedy v barvě často používané ještěry k vnitrodruhové komunikaci. Pomocí vizuálních modelů jsme zjišťovali, jak modrý jazyk vnímají soukmenovci a predátoři tilikvy (draví ptáci). V obou vizuálních modelech se UV-modrý jazyk jeví proti přírodnímu pozadí nápadnější, než jazyk růžový. V modelu soukmenovců se navíc jeho odstín částečně překrývá s odstíny UV-modrých skvrn, které jsou pohlavně selektovaným znakem u různých druhů ještěrek. UV-modrý jazyk tedy zřejmě přispívá k efektivitě deimatického signálu při antipredačním chování a nelze vyloučit ani jeho případnou roli ve vnitrodruhové komunikaci. 2) U gekončíka nočního (Eublepharis macularius) jsme detekovali UV reflektanci nepigmentovaných ploch kůže. Ty tvoří na ocase, kterým gekončíci signalizují při antipredačním chování (ale i při námluvách), bílé plošky. To může být důležité hlavně u mláďat, která v ohrožení exponují černobílé proužkování na ocase a v okolí tlamy za doprovodu vokalizace. Jelikož plazi vidí UV spektrum, může přítomnost UV složky zesilovat nápadnost tohoto signálu. Případné mezipohlavní rozdíly v intenzitě ani rozsahu UV reflektance se nám prokázat nepodařilo. 3) Varovná zbarvení mají poměrně omezenou paletu (červená, žlutá, černá, bílá), zároveň se však vyskytují napříč živočišnou říší. Je tedy otázka, nakolik je tento signál univerzální a jakou roli zde hrají jednotlivé komponenty kontrastu. Pomocí eye-trackingu a vizuálních modelů jsme zjistili, že pozornost přitahuje hlavně chromatický kontrast. V trichomatickém vidění lidí, ale i tetrachromatickém vidění ptáků je to zejména kombinace červeno-černá (na hadovi) a červeno-zelená (had x pozadí), zatímco u dichromatů (většiny savců) jsou to kombinace obsahující žlutou. Aposematické vzory tedy zřejmě fungují univerzálně díky cílení na maximální chromatické kontrasty v různých vizuálních systémech. 4) Partenogenetické rozmnožování může být z dlouhodobého hlediska nevýhodné, protože geneticky uniformním klonům schází variabilita i možnost zbavovat se škodlivých mutací. Zda je jejich kvalita horší, jsme zjišťovali porovnáním vývojové stability partenogenetických a bisexuálních druhů u ještěrek rodu Darevskia. Zaměřili jsme se na poruchy v symetrii ošupení. Partenogenetické druhy nevykazovaly známky větší vývojové nestability než druhy bisexuální. Obecně je však kvůli hybridnímu původu partenogenů obtížné rozlišit, zda je negativní jev důsledkem klonálního množení, nebo nekompatibility rodičovských genomů. V našem případě se kloníme spíše ke druhé možnosti. 5) Absence samců, a tedy i pohlavního výběru u partenogenetických druhů, by teoreticky mohla vést ke ztrátě nápadných znaků, pokud by klony byly schopny reagovat na selekci k větší krypsi. Porovnali jsme rozsah i intenzitu UV-modrých skvrn u partenogenetických a bisexuálních ještěrek rodu Darevskia. Hodnoty partenogenů v principu odpovídají hodnotám bisexuálních samic. Určité rozdíly mezi jednotlivými partenogeny jsou pak zjevně důsledkem jedinečné kombinace rodičovských genomů u každého z nich.
Abstract:
Abstract The PhD thesis deals mainly with the coloration (and also scalation) of selected reptile species and explores evolutionary or ecological contexts indicated by these traits. The main topics can be roughly divided into two groups: ‘antipredation signals’ and ‘effects of parthenogenesis’. The dominant method used in most studies is visual modelling. The work consists of the following case studies. 1) Blue-tongue skinks use their conspicuous blue tongues to threaten potential predators. We found that the tongue has a relatively high UV reflectance, a typical feature of intraspecific communication in lizards. Using visual models, we investigated how the blue tongue is perceived by the conspecifics and predators (birds of prey). In both visual models, the UV-blue tongue appears more conspicuous against the natural background than a pink tongue. In addition, in the conspecifics model, its hue partially overlaps with hues of UV-blue spots, which are sexually selected traits in various species of lizards. Thus, the UV-blue tongue seems to contribute to the effectiveness of the deimatic display and its possible role in intraspecific communication cannot be ruled out either. 2) We detected UV reflectance in non-pigmented areas of the skin in the Leopard gecko (Eublepharis macularius). These form white patches on the tail, which the geckos use in both antipredation and courting contexts. This can be important especially for the juveniles, who expose their black-and-white striped tail and vocalize when threatened. Since reptiles see the UV spectrum, the presence of a UV component can increase the conspicuousness of this signal. We did not detect any significant sex differences in the intensity or extent of the UV patches. 3) Warning coloration has a relatively limited palette (red, yellow, black, white) which, however, occurs throughout the animal kingdom. So the question is - to what extent is this signal universal and what role do its particular components play? Eye-tracking test compared with visual models revealed that attention is drawn mainly by chromatic contrast. In the trichomatic vision of humans and tetrachromatic vision of birds, it is especially the combinations of red-black (on snakes) and red-green (snake x background). In dichromats (most mammals), high chromatic contrasts contained yellow. Aposematic patterns, therefore, seem to be universal, achieving maximum chromatic contrasts in different visual systems. 4) Parthenogenetic reproduction may be disadvantageous in the long term because genetically uniform clones lack variability and the ability to get rid of harmful mutations. In order to find out whether their quality is poorer, we compared the developmental stability of parthenogenetic and bisexual species in lizards of the genus Darevskia. We have focused on anomalies in the symmetry of their scalation. Parthenogenetic species did not show signs of greater developmental instability than bisexual species. In general, however, due to the hybrid origin of parthenogens, it is difficult to distinguish between the effect of clonal reproduction and outbreeding depression, especially when interpreting anomalies. In this case, we incline to the second option. 5) The absence of males, and hence absence of sexual selection, could theoretically lead to loss of conspicuous traits in parthenogenetic species, provided they are able to respond to natural selection for greater crypsis. We compared the extent and intensity of UV-blue spots in parthenogenetic and bisexual lizards of the genus Darevskia. The values of parthenogens correspond to those of bisexual females. Certain differences between the individual parthenogens are obviously due to the unique combination of parental genomes in each clonal species. Thus, the assumption of fading ornaments was not confirmed.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Andran Abramjan 681 kB
Download Attachment to the thesis Mgr. Andran Abramjan 4.46 MB
Download Abstract in czech Mgr. Andran Abramjan 98 kB
Download Abstract in english Mgr. Andran Abramjan 53 kB
Download Autoreferat / doctoral thesis summary Mgr. Andran Abramjan 538 kB
Download Opponent's review RNDr. Ivan Rehák, CSc. 139 kB
Download Opponent's review Mgr. Michal Šulc 653 kB
Download Defence's report 119 kB