velikost textu

Microevolutionary processes and inter-cytotype interactions in mixed-ploidy populations

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Microevolutionary processes and inter-cytotype interactions in mixed-ploidy populations
Název v češtině:
Mikroevoluční procesy a meziploidní interakce v sympatrických populacích více cytotypů
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Ing. Pavel Trávníček, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Jan Suda, Ph.D.
Oponenti:
doz.Dr. Božo Frajman
Mgr. Judita Zozomová, Ph.D.
Id práce:
32877
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra botaniky (31-120)
Program studia:
Botanika (P1507)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
2. 3. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
ploidní interakce, smíšené populace, polyploidie, průtoková cytometrie
Klíčová slova v angličtině:
cytotype interactions, mixed-ploidy populations, polyploidy, flow cytometry
Abstrakt:
Souhrn [Abstrakt] Cílem této dizertační práce je lepší porozumění schopnosti různých ploid- ních úrovní koexistovat ve smíšených populacích a zvláštní důraz je kladen na mikroevoluční procesy, které toto soužití umožňují. Naše dosavadní znalosti v tomto směru se opírají pouze o několik podrobně zkoumaných modelových dru- hů, jako je vrbovka úzkolistá, Epilobium (Chamerion) angustifolium či Heuchera gros- sulariifolia, nicméně některá odvozená zobecnění se zdají být ve světle nových poznatků jako minimálně předčasná. Detailní výzkum dalších cytotypově vari- abilních druhů zahrnutých v této práci jednoznačně ukazuje, že polyploidní kom- plexy se mohou velmi dramaticky lišit ve schopnosti jak se vypořádat s koexistencí cytotypů ve smíšených populacích. Zatímco některé druhy víceméně postrádají smíšené populace (takovým příkladem může být vikev ptačí, Vicia cracca; Článek III.), naproti tomu jiné druhy velmi často tvoří ploidně heterogenní populace, které jsou udržovány volným párováním všech cytotypů a absencí jakýchkoliv repro- dukčně izolačních bariér mezi nimi (příklad jestřábníku hadincovitého, Pilosella echioides; Článek II.). Síla a souhrnný efekt rozličných reprodukčních bariér (pre- i post-zygotických) určuje pozici konkrétního multiploidního komplexu mezi výše zmíněnými extrémy a spoluutváří způsob koexistence cytotypů ve smíšených po- pulacích. Navzdory neustále se rychle zvyšujícímu počtu studií odhalujících koexistenci cytotypů u rostlin, jsou obvykle stále neznámé evoluční faktory, které ji umožňují a na druhé straně i její evoluční důsledky. K zodpovězení podobných otázek je nezbytný velmi podrobný a časově náročný výzkum, který zahrnuje dlouhodobé shromažd’ování terénních i experimentálních dat. Naproti tomu výsledky prezen- tované v rámci této práce jsou většinou založeny na pilotních studiích, které jsou sice nezbytné k získání uceleného obrázku o současné situaci konkrétního multi- ploidního komplexu, ale na druhou stranu jsou většinou nedostatečné k pochope- ní evolučních procesů, které ji utvářejí. Z tohoto důvodu budou nadále zkoumány vybrané skupiny rostlin (jmenovitě Gymnadenia conopsea agg. a Pilosella echioides tak, abychom získali co nejkomplexnější pohled na jejich evoluci. Tento výzkum bude zaměřen na: (i) stanovení míry mezicytotypového křížení v přirozených pod- mínkách smíšených populací, (ii) zmapování dalšího osudu mezicytotypových hybridů pod přirozenou selekcí, jejich schopnosti se zpětně křížit a produkovat životaschopné potomstvo, a (iii) zjištění role takových hybridů v další evoluci cy- totypově smíšených populací. Ačkoliv články zahrnuté do této práce snad rozšiřují naše obzory a vnáší nové světlo na způsoby, jak mohou cytotypy koexistovat, přesto jsou bezpochyby po- třeba další velmi podrobné výzkumy k pokrytí celého spektra evolučních mecha- nismů, které utváří populační strukturu u druhů s ploidní heterogenitou. Hodnota takového výzkumu leží v našem pochopení procesů, které stojí za polyploidní evolucí a obecně evolucí celého rostlinstva.
Abstract v angličtině:
Summary [Abstract] This thesis is aimed at better understanding of cytotype co-existence in mixed- ploidy populations with an emphasis on a microevolutionary processes behind it. Our past knowledge was based on a few thoroughly investigated model taxa like Chamerion angustifolium and Heuchera grossulariifolia, but some generalizations seem to be premature in the light of new findings. A detailed research of other taxa included in the thesis showed that polyploid complexes can vary dramatically in their ability to cope with the co-existence of cytotypes in mixed-ploidy popu- lations. Whereas mixed-ploidy populations are virtually lacking in some species (an example being Vicia cracca, Paper III.), ploidy-heterogeneous populations are very common in others, maintained by free mating interactions and the absence of reproductive isolation among cytotypes (e.g. Pilosella echioides, Paper II.). The strenght and cumulative effect of various breeding barriers (both pre- or post- zygotic) govern the position of a particular multi-ploidy complex between these two extremes and co-determine the type of cytotype co-existence in its mixed- ploidy populations. Despite the fact that the number of studies revealing cytotype co-existence has been increasing rapidly, evolutionary background and consequences of such co- existence are usually unknown. To answer these questions, a detailed and time consuming research involving long-term field observations and experiments is needed. Results presented in this thesis are mostly based on pilot investigation, which is essential to reveal the status quo, but is insufficient for the understand- ing of the evolutionary processes behind it. Therefore, an ongoing thorough re- search on selected plant groups (namely Gymnadenia conopsea agg. and Pilosella echioides) is being conducted to gather as much information as possible from var- ious points of view. This research is focused on: (i) the determination of the rate of inter-ploidy crosses in field conditions, (ii) the understanding of further fate of inter-ploidy hybrids under natural selection, their ability to backcross and produce viable progeny, and finally (iii) the detection of the role of such hybrids in further evolution of mixed-ploidy populations. Although the papers included in this thesis hopefully broaden our horizon and shed some light on possible ways of cytotype co-existence, further thorough investigation is needed to cover the spectrum of evolutionary mechanisms shaping the population structure in species with ploidy heterogeneity. The value of such research lies in our understanding of processes behind polyploid evolution and the evolution of plant biota in general.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Ing. Pavel Trávníček, Ph.D. 2.66 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Ing. Pavel Trávníček, Ph.D. 57 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Ing. Pavel Trávníček, Ph.D. 56 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Ing. Pavel Trávníček, Ph.D. 246 kB
Stáhnout Posudek oponenta doz.Dr. Božo Frajman 342 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Judita Zozomová, Ph.D. 97 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 707 kB