velikost textu

Nesting behaviour and population genetics of solitary bees (Hymenoptera: Anthophila)

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:
Nesting behaviour and population genetics of solitary bees (Hymenoptera: Anthophila)
Název v češtině:
Hnízdní chování a populační genetika samotářských včel (Hymenoptera: Anthophila)
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Kateřina Černá, Ph.D.
Školitel:
Mgr. Jakub Straka, Ph.D.
Oponenti:
prof. RNDr. Jan Žďárek, DrSc.
prof. Robert J. Paxton, Dr.
Id práce:
84238
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra zoologie (31-170)
Program studia:
Zoologie (P1502)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
5. 11. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
chování, hnízdění, včely, vnitrodruhový kleptoparazitizmus, populační genetika
Klíčová slova v angličtině:
behaviour, nesting, bees, intraspecific cleptoparasitism, population genetics
Abstrakt:
Souhrn Moje disertační práce je zaměřena na studium hnízdního chování a populační genetiky samotářských včel. Tato dvě témata, ačkoli zdánlivě nesouvisející, přinášejí mnoho nových informací a tak napomáhají lépe porozumět biologii samotářských včel, která je stále nedostatečně známá. Ačkoli samotářské chování představuje původní stav, z něhož se vyvinula všechna vyšší společenská uspořádání, jeho role není dosud plně doceněná. Vnitrodruhový kleptoparazitismus, který představuje alternativní a fakultativní hnízdní strategii včel, je navíc pravděpodobným předchůdcem obligátního kleptoparazitismu. Ačkoli je obligátní kleptoparazitismus u samotářských včel velice častý, informace o četnosti a výskytu vnitrodruhového kleptoparazitismu jsou poměrně vzácné. My jsme studovali hnízdní chování samotářských včel za účelem podchycení vzorců chování, které by mohly sloužit jako preadaptace pro společenské či kleptoparazitické chování, a dále jsme se snažili odhalit přítomnost vnitrodruhového kleptoparazitismu u samotářských včel. Pro studium jsme si vybrali čtyři modelové druhy: Andrena vaga (Andrenidae), Anthophora plumipes (Apidae), Colletes cunnicularius (Colletidae) and Osmia rufa (Megachilidae). Popsali jsme hnízdní chování druhu Andrena vaga a ukázali jsme, že ačkoli je toto chování individuálně variabilní, je možné popsat celou řadu druhově specifických vzorců chování, což umožňuje mezidruhové porovnání. Dále jsme zjistili přítomnost vnitrodruhového kleptoparazitismu ve formě usurpací u všech studovaných druhů, což dokazuje, že kleptoparazitismus je velice častou strategií samotářských včel. Ukázali jsme, že včely překvapivě velice často opouští svá hnízda a zakládají hnízda nová. Takovéto chování může hrát zásadní roli v evoluci sociality, protože vede ke snížení vnitrodruhové agresivity. Data, která jsme získali během terénních pozorování, byla dále použita k popsání různých faktorů, které ovlivňují délku života samotářských včel. Ukázali jsme, že délka života je ovlivňována jednak přímo klimatickými faktory a jednak nepřímo klimaticky podmíněnými změnami v chování. Populačně genetické studie nám napověděly, v jakém stavu se nacházejí populace samotářských včel. Specializace je velice častou strategií samotářských včel, ale ohrožuje je snížením efektivní velikosti populace a genetické diversity a podporou tvorby populační struktury. V první práci jsme studovali druh Andrena vaga v heterogenním prostředí České republiky a očekávali jsme, že zde nalezneme výraznou populační strukturu. Naše výsledky však ukázaly, že tento druh se vyznačuje vysokou schopností disperse, jejímž výsledkem je téměř panmiktické populace. Překvapivě jsme zjistili, že na studovaném území existují dvě částečně oddělené subpopulace, jejichž existence a poloha by mohla odrážet kvartérní historii na studovaném území. Dále jsme vyvinuli mikrosatelity pro druh Anthophora plumipes a použili je k popisu populační struktury tohoto druhu na celém území výskytu a k vyhodnocení výsledků nedávné introdukce do USA. Nasbírané populace se štěpily do sedmi hlavních linií, šest z nich se nachází v Evropě a jedna v Asii (a v USA). Na základě genetických vzdáleností jsme zjistili, že řada těchto linií pravděpodobně představuje samostatné poddruhy nebo dokonce druhy. Naše analýzy potvrdily japonský původ americké populace a ukázaly, že introdukce tohoto druhu byla úspěšná navzdory velikému genetickému ochuzení a nízkým efektivním velikostem populace u zdrojové japonské i introdukované americké populace.
Abstract v angličtině:
Summary My thesis is focused on nesting behaviour and population genetics of solitary bees. These two topics, although seemingly unrelated, bring much new information and thus contribute to the better understanding of solitary bee biology that is still insufficiently known. Although the solitary behaviour represents the necessary original state for the evolution of higher sociality or obligate cleptoparasitism, its role is largely unappreciated. Furthermore, intraspecific cleptoparasitism, which is an alternative and facultative nesting strategy in bees, is a probable antecedent state of obligate cleptoparasitism. Although the obligate cleptoparasitism is a very common strategy in solitary bees, the information about the frequency and the occurrence of intraspecific cleptoparasitism in solitary bees is rare. We studied the nesting behaviour of solitary bees to detect different behavioural patterns that could serve as preadaptations to sociality or cleptoparasitic behaviour and we also focused on the detection and description of intraspecific cleptoparasitism in solitary bees. We chose four model solitary species for these studies – Andrena vaga (Andrenidae), Anthophora plumipes (Apidae), Colletes cunnicularius (Colletidae) and Osmia rufa (Megachilidae). We described the behaviour of Andrena vaga at the nesting site and showed that although the behaviour is individually variable, it is possible to detect several species specific foraging and daily behavioural patterns and interspecific comparison thus should be possible. Further we detected the presence of intraspecific cleptoparasitism in the form of nest usurpations in all the studies species, which implies that intraspecific cleptoparasitism is widely spread in solitary bee species. We further showed that regular nest abandonments and switches are surprisingly frequent in solitary bees and that they may play a crucial role in the evolution of sociality, because they decrease the intraspecific aggressiveness. Behavioural and seasonal data collected during our field observations were further used to describe different factors influencing foraging activity and lifespan in natural populations of solitary bees. We shoved that the lifespan is driven both directly by climate and indirectly through climate-dependent changes in activity patterns. The population genetic studies brought information about the state of populations of solitary bees. Specialisation is a very common strategy in bees, but endangers them by decreasing population size and local gene diversity and by enhancing genetic structure. We studied the population structure of specialised bee Andrena vaga in the heterogeneous environment of the Czech Republic and we expected to detect a significant population structure. However, our results confirmed good dispersal ability of this species resulting in generally admixed pattern. Interestingly, two differentiated subpopulations, separated by a wide clinal zone of admixture, were detected within the study area that could reflect a quarterly history of this species. Further, we developed a set of microsatellites for Anthophora plumipes and used them to describe the phylogeography of this species in the whole species area and to evaluate the result of its recent introduction in the USA. We detected seven major clades, six in Europe and one in Asia (and in the USA). Genetic distances implied that several of these clades should be considered separated subspecies or even species. We confirmed the Japanese origin of the USA population and stated that the introduction was successful despite the dramatic decrease in genetic variability and Ne in both the source Japanese and the introduced USA population.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Kateřina Černá, Ph.D. 11.01 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Kateřina Černá, Ph.D. 28 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Kateřina Černá, Ph.D. 28 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Kateřina Černá, Ph.D. 1.01 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jan Žďárek, DrSc. 101 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Robert J. Paxton, Dr. 815 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 717 kB