The biology of aging in Nothobranchius fishes

Abstract

Stárnutí lidské populace a následné bezprecedentní demografické změny ve společnosti vedly nevyhnutelně ke zvýšené pozornosti vědců k výzkumu stárnutí. Stárnutí je v biologii definováno jako pokles kvality fyziologických funkcí a rostoucí riziko úmrtí související s rostoucím věkem. Většina výzkumu stárnutí se provádí v laboratorním prostředí. Proto existuje velmi málo poznatků o biologii volně žijících populací u druhů, které jsou využívány jako modelové organismy v laboratoři. Nicméně jejich znalost je důležitá pro správnou interpretaci laboratorních výsledků. Tato disertační práce prostřednictvím šesti prvoautorských a pěti druhoautorských prací kombinuje poznatky z terénního a laboratorního výzkumu stárnutí (a životních strategií souvisejících se stárnutím) krátkověkého halančíka Nothobranchius furzeri. V práci je popsán rychlý vývin halančíka, který je schopen v přírodě dospět během 14 dní od vylíhnutí a také jeho extrémně rychlý růst v přírodě. Obě tyto životní strategie zásadně ovlivňují stárnutí organismu. Další část dizertace popisuje, jak prostředí ovlivňuje stárnutí. Nejprve byly zjištěny preferované tělesné teploty halančíků rodu Nothobranchius, charakterizovány denní výkyvy prostředí a chování v divokých populacích. Na základě těchto poznatků byl testován vliv ekologicky relevantních...

The aging human population and consequent unprecedented demographic changes in society have inevitably led to more scientists focusing their research on aging. Senescence, in the narrowest biological sense, is age related decline in an organism's function and survival. The majority of senescence research is performed in the laboratory environment. The basic biology of wild counterparts of model organisms is therefore relatively unstudied, despite its importance for proper interpretation of laboratory outcomes. This dissertation, via a series of 6 first-authored and 5 second-authored papers, combines field and laboratory research on senescence and senescence-related life history traits using a short-lived fish Nothobranchius furzeri. An age at the maturity of 14 days post hatching in wild N. furzeri is presented in this thesis as well as extremely fast growth of wild fish. Both life history traits have important consequences for senescence. The following section is focused on how the environment modulates senescence. In the first step, preferred body temperatures of Mozambican Nothobranchius fish were measured and descriptions of environmental and behavioural fluctuations within a 24 hours periodicity were completed. Based on this knowledge, ecologically relevant thermal fluctuations were simulated...