Najważniejsze osiągnięcia 2006


Jabłoński P.G., Lee S.D., Jerzak L. 2006 - Innate plasticity of a predatory behavior: nonlearned context dependence of avian flush-displays - Behavioral Ecology, 17: 925-936

Jabłoński P.G., Lasater K., Mumme R.L., Borowiec M., Cygan J.P., Pereira J., Sergiej E. 2006 - Habitat-specific sensory-exploitative signals in birds: propensity of dipterian prey to cause evolution of plumage variation in flush-pursuit insectivores - Evolution, 60: 2633-2642.

Jabłoński P.G., Lee S.D. 2006 - Effects of visual stimuli, substrate-borne vibrations and air current stimuli on escape reactions in insect prey of flush-pursuing birds and their implication for evolution of flush-pursuers - Behaviour, 143: 303-324.

Mumme, R.L., Galatowitsch M.L., Jabłoński P.G., Stawarczyk T.M., Cygan J.P. 2006 - Evolutionary significance of geographic variation in a plumage-based foraging adaptation: an experimental test in the slate-throated redstart (Myioborus miniatus) - Evolution, 60:1086-1097.

W czterech pracach pokazano, jak genetycznie uwarunkowane adaptacje drapieżnika do eksploatacji antydrapieżniczych reakcji ucieczki u ofiar (reakcji korzystnych w unikaniu wielu innych drapieżników) są kształtowane przez dobór naturalny, którego głównym czynnikiem jest wzrokowa wrażliwość ofiar. Opisano, w jaki sposób dobór ten może prowadzić do geograficznego zróżnicowania drapieżników i do powstania podgatunków w skali wewnątrz- i między-kontynentalnej u ptaków owadożernych (drapieżników), zakładając, że warunki środowiska różnią się pod względem parametrów fizycznych ważnych dla odbioru bodźców wzrokowych przez owady (ofiary). Dyskutowane są hipotetyczne drogi ewolucji adaptacji drapieżnika w kontekście wrażliwości wzrokowej różnych grup owadów. Całość wyników wykazuje związek między ekologicznymi badaniami geograficznej różnorodności organizmów z jednej strony, a szczegółowymi badaniami neuro-etologicznymi z drugiej strony, w celu wyjaśnienia ewolucji w przeszłości oraz obecnej przestrzennej zmienności strategii drapieżniczych. Takie podejście klasyfikuje te badania jako należące do stosunkowo nowego kierunku: "neuro-ekologii"

***

Zalewski M., Ulrich W. 2006 - Dispersal as a key element of community structure: The case of ground beetles on lake islands - Diversity and Distribution, 12: 767-775.

Urlich W., Zalewski M. 2006 - Abundance and co-occurrence patterns of core and satellite species of ground beetles on small lake islands - Oikos, 114: 338-348.
We współpracy z Wernerem Ulrichem pokazano duże znaczenie dyspersji w kształtowaniu struktury zespołu. W tych pracach wykorzystano unikatowy obiekt badawczy, jakim są chrząszcze z rodziny biegaczowatych zamieszkujących niewielkie mazurskie wyspy. Carabidae bez większego błędu można podzielić wedle siły dyspersji na gatunki dyspersyjne, niedyspersyjne, czyli bezskrzydłe oraz dymorficzne tzn. te o elastycznej strategii dyspersji. Zgrupowania każdej z tych grup gatunków prezentuje zupełnie inną strukturę zespołu; tak pod względem rozkładów liczebności, wzorców rozmieszczenia jak i współwystępowania gatunków. W dużym uproszczeniu gatunki dyspersyjne w przeciwieństwie do bezskrzydłych cechuje niska średnia liczebność, kolonizują mniej wysp, a współwystępowanie i ugniazdowienie ma charakter przypadkowy. Gatunki dymorficzne wydają się czerpać korzyści z elastycznej strategii i pod względem zdolności kolonizacji wysp nie mają sobie równych. Co więcej zespół biegaczowatych wyraźnie dzieli się na gatunki pospolite i rzadkie, co nie jest statystycznym artefaktem, lecz wynika z istotnych ekologicznych różnic. W szczególności zaś zespół gatunków rzadkich jest kształtowany w głównej mierze przez migracje. Tymczasem w zespołach gatunków pospolitych biologiczne interakcje mają znaczącą role.

***

Moller A. P., Chabi Y., Cuervo J. J., de Lope F., Kilpimaa J., Kose M., Matyjasiak P., Pap P. L., Saino N., Sakraoui R., Schifferli L., von Hirschheydt J. 2006 - An analysis of continent-wide patterns of sexual selection in a passerine bird - Evolution 60 (4): 856-868.

Praca nawiązuje do klasycznych badań nad klinową zmiennością geograficzną cech morfologicznych, a dotyczy procesów leżących u podstaw tej zmienności. Podsumowuje kilkuletnie badania nad zmiennością w skali kontynentu nacisku doboru w odniesieniu do cech morfologicznych u gatunku modelowego, jakim jest jaskółka dymówka Hirundo rustica. Zebrano materiał nt. biologii rozrodu w 22 populacjach dymówki (prawie 6500 osobników) z obszaru rozciągającego się od północnej Afryki i Hiszpanii po Finlandię i od Rumunii po Danię. W szczególności dostarczono dane dla dwóch polskich populacji dymówki (jednej z okolic Skierniewic i jednej z okolic Suwałk). Wzięto pod uwagę dwie komponenty doboru - korzyści uzyskiwane przez najbardziej atrakcyjne samce ze względu na przystępowanie do rozrodu wcześnie w sezonie (większa przeżywalność potomstwa) i wysoki sezonowy sukces reprodukcyjny (posiadanie najbardziej płodnych partnerek). Analizowano gradienty nasilenia doboru wobec długości ogona, będącego ornamentem płciowym, i kilku innych cech morfologicznych, które posłużyły jako kontrola. Wyniki wskazują z jednej strony na powtarzalność wzorców doboru i morfologii w czasie w poszczególnych populacjach i zgodność kierunków działania doboru w dużej skali geograficznej. W poszczególnych populacjach dobór działał przez długi okres w tym samym kierunku, faworyzując samce i samice o długich ogonach ze względu na termin rozpoczęcia lęgów i samce ze względu na sezonowy sukces reprodukcyjny. Efekty obu badanych komponentów doboru na fenotyp wzmacniały się. Z drugiej strony stwierdzono istotne międzypopulacyjne różnice siły nacisku doboru, w tym różnice presji doboru na obie płci, które wyjaśniają obserwowaną klinową zmienność morfologiczną populacji dymówki. Zmienność długości ogona i wielkości dymorfizmu płciowego długości ogona odzwierciedla klinową zmienność kosztów i korzyści związanych z posiadaniem ornamentu. Presja doboru wydaje się być wystarczająco silna, by zniwelować efekty przepływu genów pomiędzy populacjami. Praca ta może przyczynić się do lepszego zrozumienia współzależności pomiędzy zmiennością nasilenia doboru a zmiennością morfologii osobników w skali kontynentu.

***

Gorbi G., Torricelli E., Pawlik-Skowrońska B., Sanita di Toppi L., Zanni C., Corradi MG. 2006 - Differential responses to Cr VI-induced oxidative stress between Cr-tolerant and wild type strains of Scenedesmus acutus - Aquatic Toxicology 79: 132-139
Pawlik-Skowrońska B., Purvis O.W., Pirszel J., Skowroński T. 2006 - Cellular mechanisms of Cu-tolerance in the epilithic lichen Lecanora polytropa growing at a copper mine - The Lichenologist 38: 267-275

Backor M., Pawlik-Skowrońska B., Tomko J., Budova J., Sanita di Toppi L. 2006 - Response to copper stress in aposymbiotically grown lichen mycobiont Cladonia cristatella Tuck.: uptake, viability, ergosterol and production of non-protein thiols - Mycological Research, 110: 994-999.

Stwierdzono rolę związków tiolowych we współtolerancji na chrom i kadm u zielenicy Scenedesmus acutus. W przypadku szczepu S. acutus tolerującego podwyższone stężenia chromu stwierdzono współtolerancję na kadm, która związana jest ze konstytucyjnie wyższym stężeniem cysteiny, siarkowego aminokwasu pełniącego kluczową rolę w cząsteczkach glutationu i fitochelatyn, oraz z istotnie wyższym stężeniem zredukowanego glutationu i fitochelatyn niż w szczepie tej zielenicy wrażliwym na chrom i kadm. Szczep zielenicy tolerujący chrom wykazywał również podwyższoną odporność na stres oksydacyjny, wywoływany przez ten metal w komórkach szczepu wrażliwego. Stwierdzono, że jest ona oparta na szybkiej regulacji szlaku metabolicznego, prowadzącej do zwiększonej syntezy glutationu, pełniącego w komórkach rolę przeciwutleniacza. Szczep wrażliwy nie wykazywał takiej zdolności.
Badania nad akumulującym duże ilości miedzi (1.3% s.m.), naskalnym poroście Lecanora polytropa wykazały, że metal ten jest akumulowany w apotecjach głównie w strefie zbudowanej przez grzyb i że zdolność do utrzymywania wysokiego poziomu glutationu w formie zredukowanej (GSH) jest istotnym elementem mechanizmu obronnego tego porostu przed nadmiarem miedzi . Jednakże, obecności fitochelatyn w formie utlenionej w apotecjach chronicznie narażonych na miedź świadczy o tym, że miedź jest dostępna dla komórek fotobionta oraz że peptydy te, posiadające również właściwości redukujące mogą służyć do przekształcania bardziej toksycznych jonów Cu2+ do mniej toksycznych Cu1+. Wykazano więc, że u porostu akumulującego znaczne ilości miedzi fitochelatyny wraz z GSH, są istotnym elementem złożonego zjawiska tolerancji na miedź. Tak więc mechanizmy obrony przed toksycznymi jonami metali (jak dotąd bardzo słabo poznane u porostów) są różne w poszczególnych symbiontach.
W eksperymentach prowadzonych na apo-symbiotycznie rozwijającym się mikobioncie porostowym Cladonia cristatella eksponowanym na wzrastające stężenia miedzi, udowodniono brak produkcji fitochelatyn, a najistotniejszym niebiałkowym związkiem tiolowym okazał się glutation, zaangażowany w zwalczanie stresu oksydacyjnego.


Najważniejsze osiągnięcia 2005


Kaliszewicz A., Johst K., Grimm V., Uchmański J. 2005. Predation effect on the evolution of life-history traits in a clonal oligochaete. American Naturalist 166: 409-417

Pomimo licznych badań nad ewolucją historii życia u zwierząt rozmnażających się płciowo lub partenogenetycznie, sporadyczne dane dotyczą zwierząt rozmnażających się bezpłciowo bez udziału gamet. Model matematyczny umożliwia łatwe wyodrębnienie optymalnej strategii życiowej zwierzęcia rozmnażającego się bezpłciowo w korzystnych warunkach, bez konkurencji i drapieżnictwa oraz określenie kierunku jej zmian w zależności od zmieniających się cech organizmu, parametrów środowiska oraz rodzaju i presji drapieżnika. W pracy zaprezentowano model osobniczy określający wpływ wielkości osobnika w momencie rozrodu oraz rozmiaru osobników potomnych na dostosowanie klonu Stylaria lacustris, skąposzczeta rozmnażającego się przez podział paratomiczny w czasie lata i przechodzącego na rozmnażanie płciowe z nadejściem niekorzystnych warunków jesienią. Wyniki modelu zweryfikowano w eksperymentach laboratoryjnych badając, czy indukowane mechanizmy obronne pokrywają się z kierunkiem zmian strategii życiowych S. lacustris uzyskanym w modelu. Wyniki modelu nie uwazgędniajacego wpływ drapieżnictwa pokazały, że dostosowanie klonu jest najwyższe wówczas kiedy osobniki dzielą się przy bardzo małych rozmiarach ciała i produkują jak najmniejsze osobniki potomne. Ta strategia nie pokrywa się jednak ze strategią obserwowaną u S. lacustris (podział przy większych rozmiarach ciała oraz produkcja potomków oddzielanych w połowie ciała osobnika). Po włączeniu do modelu selektywnego drapieżnictwa prowadzącego do zranień, dostosowanie klonu okazało się być najwyższe wówczas kiedy osobniki dzieliły się przy większych rozmiarach ciała oraz produkowały osobniki potomne oddzielane w połowie ciała, co zgadza się ze strategią obserwowaną naturze u S. lacustris. Przeprowadzone eksperymenty laboratoryjne nad indukowaną chemicznie obroną przed drapieżnikiem pokazały, że S. lacustris zmienia historie życia (tempo reprodukcji oraz wielkość ciała przy podziale) zgodnie z przewidywaniami modelu. Wyniki pozwalają przypuszczać, że w przypadku zwierząt rozmnażających się przez podział dobór będzie działał w kierunku małych rozmiarów ciała. Presja drapieżników może spowodować wzrost wielkości ciała.

***

Matyjasiak P. 2005 - Birds associate species-specific acoustic and visual cues: recognition of heterospecific rivals by male blackcaps. - Behavioral Ecology 16 (2): 467-471

Przedmiotem prezentowanej publikacji jest zdolność zwierząt do odróżniania osobników własnego i innych gatunków oraz zapamiętywania cech pozwalających na identyfikację gatunku. Zdolność taka jest ważnym czynnikiem w życiu zwierząt, mogącym kształtować ich ekologię i ewolucję. Na przykład, ma ona duże znaczenie podczas konkurencji z osobnikami innych gatunków o zasoby. Jest również konieczna do wykształcenia się preferencji płciowych podczas specjacji, a także do wykształcenia się i podtrzymania związku pomiędzy pasożytami lęgowymi a ich gospodarzami. Dotychczas nie zbadano, jaki jest mechanizm rozpoznawania przez zwierzęta osobników innych gatunków, ani co osobniki jednego gatunku "wiedzą" o osobnikach innych gatunków. Celem badań była weryfikacja hipotezy, że zdolność do rozpoznawania gatunku jest oparta na kojarzeniu różnych specyficznych gatunkowo cech, takich jak głosy, wygląd, ubarwienie, pozy, itp. Obiektem badań były samce pokrzewki czarnołbistej (Sylvia atricapilla), które bronią terytoriów przed samcami blisko z tym gatunkiem spokrewnionej pokrzewki ogrodowej (Sylvia borin). W okresie poprzedzającym powrót pokrzewki ogrodowej z wiosennej wędrówki, w obrębie terytoriów samców odtwarzano piosenki pokrzewki ogrodowej lub pokrzewki czarnołbistej. Następnie szukającym rywala właścicielom terytoriów prezentowano dwie atrapy samców, jedną samca pokrzewki czarnołbistej i jedną samca pokrzewki ogrodowej. Badane samce zachowywały się agresywnie wobec atrapy samca tego gatunku pokrzewki, którego piosenkę odtwarzano uprzednio podczas testu. Otrzymane wyniki sugerują, że samce pokrzewki czarnołbistej potrafią kojarzyć specyficzny dla gatunku śpiew ze specyficznym dla gatunku ubarwieniem. Ponadto, samce pamiętają tę asocjację przez okres co najmniej ośmiu miesięcy, które upływają od ostatniego kontaktu z osobnikami drugiego gatunku latem poprzedniego roku. U młodych samców asocjacje cech specyficznych dla gatunku wykształcają się prawdopodobnie latem w roku urodzin, a więc na długo przed tym, gdy zostaną wykorzystane podczas obrony terytorium wiosną następnego roku. Reasumując, zdolność do odróżniania osobników własnego i innych gatunków może być oparta na zapamiętanych asocjacjach pomiędzy specyficznymi dla gatunku cechami wizualnymi i akustycznymi.

***

Radwan S., Bielańska-Grajner I., Ejsmont-Karabin J. 2004 - Część ogólna, Monogononta - część systematyczna. 32A. W: S. Radwan (red.). Wrotki (Rotifera). Fauna słodkowodna Polski. 32. Polskie Towarzystwo Hydrobiologiczne. Uniwersytet Łódzki. Oficyna Wydawnicza Tercja, Łódź: 1-146. (ukazało się w 2005 roku)

Ejsmont-Karabin J., Radwan S., Bielańska-Grajner I. 2004. Monogononta - atlas gatunków. 32B. W: S. Radwan (red.). Wrotki (Rotifera). Fauna słodkowodna Polski. 32. Polskie Towarzystwo Hydrobiologiczne. Uniwersytet Łódzki. Oficyna Wydawnicza Tercja, Łódź: 147-448.

Przygotowano atlas i klucz do oznaczania wrotków, który opublikowano w postaci dwóch tomów zawartych w 32 książce z serii Fauna Słodkowodna Polski wydawanym przez Polskie Towarzystwo Hydrobiologiczne. Jest to pierwsze tego typu opracowanie w Polsce dotyczące wrotków. Pierwszy rozdział omawia szczegółowo anatomię, biologię, ekologię i taksonomię wrotków, zawiera też klucz do rodzajów. W tomie drugim, w formie atlasu, przedstawiono wszystkie znalezione dotychczas w Polsce gatunki wrotków. Zamieszczono w nim informacje o charakterystycznych cechach budowy i ekologii każdego gatunku.