Evoluce zraku u paprskoploutvých ryb

Abstract

Vision plays a key role in life of many vertebrates, and the performance of visual system is often adapted to specific environments inhabited by individual species. Fish colonized a wide range of habitats and adjusted their visual abilities to maximize their success rates in hunting, reproduction and predator avoidance. This thesis is focused on molecular mechanism of visual system, namely on genes for photoreceptor proteins, opsins, of two major groups of teleost fishes: African riverine cichlids (family Cichlidae, order Cichliformes, part of larger taxa Percomorpha), and European freshwater cyprinids (family Cyprinidae, order Cypriniformes, part of larger taxa Ostariophysi). Two types of photoreceptor cells are present on retina: the cones and the rods. Actinopterygian fishes in general have four cone opsin types (SWS1, SWS2, RH2 and LWS) used for colour (photopic) vision, and one rod opsin type (rhodopsins) for vision in deteriorated light conditions (scotopic vision). In the present thesis, I focus on 1) DNA sequence and amino acid substitutions of the opsin genes, and on 2) gene expression levels of opsins sensitive to various wavelengths of light spectrum. The results of my work show that both cichlids (family Cichlidae) and cyprinids (family Cyprinidae) have a complete set of opsin genes in...

Zrak hraje klíčovou roli v životě mnoha obratlovců a výkon zrakového systému je často přizpůsoben podmínkám prostředí, v němž jednotlivé druhy žijí. Ryby osídlily širokou škálu habitatů a přizpůsobily jim svůj zrak tak, aby maximalizovaly svou úspěšnost v lovu, reprodukci a úniku predátorům. Tato práce se zabývá zrakovými schopnostmi dvou velkých skupin kostnatých ryb: afrických říčních cichlid z čeledi Cichlidae (řád Cichliformes, součást velké skupiny Percomorpha) a evropských kaprovitých ryb z čeledi Cyprinidae (řád Cypriniformes, součást velké skupiny Ostariophysi), u nichž jsou zde zkoumány geny pro fotoreceptorové proteiny opsiny. Na sítnici jsou přítomny dvě skupiny světločivných buněk (fotoreceptorů): tyčinky a čípky a paprskoploutvé ryby mají obecně čtyři skupiny čípkových opsinů (SWS1, SWS2, RH2 a LWS) využívané pro barevné (fotopické) vidění, a jednu skupinu tyčinkových opsinů (rodopsinů) pro vidění za špatných světelných podmínek (skotopické vidění). V této práci se zaměřuji 1) na DNA sekvenci a aminokyselinové záměny opsinových genů, a 2) na expresi těchto genů citlivých na různé vlnové délky viditelného spektra dopadající na sítnici. Výsledky mé práce ukazují, že jak cichlidy (čeleď Cichlidae), tak i kaprovité ryby (čeleď Cyprinidae) mají ve svém genomu kompletní sadu genů pro opsiny...