Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP

Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP

CZ.1.07/2.2.00/28.0158

BIORYTMY Ivan H. Tuf Katedra ekologie a ŽP PřF UP v Olomouci

EKO/EKŽO EKO/EKZSB

Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP: rozšíření praktické výuky a molekulárních, evolučních a cytogenetických oborů CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Rytmicita procesů • Spánek a bdělost, potrava, kopulace, míra metabolizmu, exkrece hormonů, … • Sladěné se střídáním dne a noci či ročním obdobím • Endogenní (vrozené, pacemaker) • Exogenní (vnější podnět)


Délka periody • Ultradiánní – kratší než den (méně než 20 h) • Circadiánní – diurnální, denní (ca 24 h) • Infradiánní – delší než den (více než 28 h) • Periodicita – délka cyklu • Frekvence – počet cyklů za určitý čas • Amplituda – rozdíl mezi max. a min. hodnotou Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP: rozšíření praktické výuky a molekulárních, evolučních a cytogenetických oborů CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Ekologie živočichů

1


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Endogenní rytmy • S vnějším stimulem (obvykle světlo) • Další stimuly (synchronizátory): – teplota, potrava – vlhkost – sluneční záření

• Člověk v naprosté tmě má cyklus 25 hod


Endogenní rytmy


Řízení diurnálního rytmu • Vnímání sítnicí (savci a ptáci) – melanopsin (absorbuje při 465 nm – modré) • per protein (produkt per genu, tj. genu pro periodicitu) v suprachiazmatických jádrech mozku (u ptáku i v sítnici a epifýze) • V epifýze je produkován melatonin, jeho hladina koreluje se spánkem • Novorozenec jej přijímá v mléce Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP: rozšíření praktické výuky a molekulárních, evolučních a cytogenetických oborů CZ.1.07/2.2.00/28.0158


2


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Melatonin a tma • Melanopsinové receptory (+ epifýza) • Signál do epifýzy • Produkce melatoninu (pouze za tmy! Když nejsou drážděny melanopsinové receptory) • Intenzivní světlo (1 min) ovlivní tvorbu melatoninu i příští noc! • 0,25 luxu celou noc = nárazově 300 luxů • Nedostatečná tvorba melatoninu – nespavost, autismus, … Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP: rozšíření praktické výuky a molekulárních, evolučních a cytogenetických oborů CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Světelné znečištění


Melatonin a tma • Melatonin – nejsilnější antioxidant (rakovina) • Noční světlo – více nádorů (viz bohaté země vs. rurální krajina) • Sodíkové výbojky (neobsahují modrou část spektra aktivizující melanopsin) • Serotonin (prekurzor melatoninu) syntetizován v epifýze během svět. fáze – souvisí s depresemi (jarní únava) Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP: rozšíření praktické výuky a molekulárních, evolučních a cytogenetických oborů CZ.1.07/2.2.00/28.0158


3


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Diurnální rytmus člověka


Diurnální rytmus člověka

• „skřivan“ vs „sova“ Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP: rozšíření praktické výuky a molekulárních, evolučních a cytogenetických oborů CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Diurnální rytmus člověka • Kvalita výkonu



4


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Diurnální rytmus člověka • Jet lag syndrom – přelet časových pásem, léčí se používáním melatoninu


Cirkadiánní aktivita • Monofázické druhy – Diurnální (denní) aktivita – Nokturnální (noční) aktivita

• Difázické druhy – Krepuskulární aktivita

• Polyfázické druhy • Indiferentní druhy


Časové niky • Epigeická aktivita suchozemských stejnonožců



5


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Časové niky • Zpěv ptáků


Lunární rytmy • Vliv slapových jevů • Palolo zelený (Eunice viridis) – rozmnožování v první měsíční fázi podzimního novoluní (X-XI)

• Ostrorepi • Menstruační cyklus


Sezónní adaptace • Změny podmínek během roku (teplota, srážky, světlo) • Dormance (únik v čase) • Migrace (únik v prostoru) • Polymorfismus (změna fenotypu)



6


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Délka dne • Dlouhodenní hmyz aktivní v létě, dormance přes zimu, pokud fotosenzitivní stádium zažije dlouhý den, nemá diapauzu

• Krátkodenní hmyz aktivní na jaře a na podzim, dormance přes léto i zimu, pokud fotosenzitivní stádium zažije krátký den, nemá diapauzu


Délka dne


Diapauza • Přerušení vývoje hmyzu (dormance) • Kviescence – okamžitá reakce na změnu prostředí • Diapauza – dědičně podmíněná a načasovaná, synchronizuje životní cykly jedinců



7


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Diapauza • Fakultativní (+/-) – nevstupují do ní všechny generace (zvláště u polyvoltinních druhů)

• Obligatorní (+) – nezávislá na vnějších podmínkách (monovoltinní druhy)


Diapauza • Primárně odolnější stádia (vajíčko, kukla) • Spouštěcí signály: fotoperioda (nejspolehlivější indikátor sezónních změn), i teplota, kvalita potravy, obsah kyslíku ve vodě apod. • Hmyz s diapauzou v zimě - vyžaduje vystavení nízké teplotě k obnovení postdiapauzního vývoje • Řízena hormonálně (nepřítomnost růstových hormonů)


Denní pohyby • Přesun planktonu od hladiny do hloubky, také krevety za potravou • Sledování slunečních skvrn (medúzy na Palau)



8


CZ.1.07/2.2.00/28.0158

Migrace • Potrava, voda, rozmnožování


Sezónní polymorfismus Babočka síťkovaná (Araschnia levana) • forma levana (jarní) – fotoperioda pod 16 hod. • forma prorsa (letní) – fotoperioda nad 16 hod.



9

Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP

Recommend Documents