Evolution of vision in West African cichlids

Abstract

Vision is a crucial sense for organismal survival. Animals rely on vision for essential and complex behaviours such as foraging, predator detection and avoidance, mate choice, and navigation through heterogeneous environments. Given its central role, visual systems evolve under strong selective pressures to perform optimally in specific ecological contexts. Fishes provide an exceptional model for studying visual ecology, as they inhabit the most spectrally diverse light environments on Earth, ranging from ultraviolet-rich surface waters to the red-shifted, tannin- stained waters of tropical rivers and deep lakes. The optical properties of water constrain light transmission and drive adaptive responses across multiple levels of the visual system, including eye optics, retinal architecture, and photoreceptor sensitivity. This thesis examines the ecological and evolutionary basis of visual system adaptation in fishes, with a particular focus on cichlid adaptive radiations and the molecular and developmental mechanisms underlying visual diversity. Chapter 1 investigates visual adaptation to deep-water environments in a young cichlid adaptive radiation from Lake Bermin. This chapter assesses interspecific variation in visual opsin genes sequences and expression in relation to depth, as well as seasonal...

Zrak je klíčovým smyslem pro přežití organismů. Živočichové se na zrak spoléhají při řadě zásadních a komplexních chování, jako je získávání potravy, detekce a vyhýbání se predátorům, volba partnera či orientace v heterogenním prostředí. Vzhledem k jeho centrální roli se zrakové systémy vyvíjejí pod silným selekčním tlakem, aby optimálně fungovaly v konkrétních ekologických kontextech. Ryby představují výjimečný model pro studium evoluce zraku a jeho přizpůsobení podmínkám prostředí, protože obývají spektrálně nejrozmanitější světelná prostředí na Zemi, od povrchových vod bohatých na ultrafialové záření až po načervenalé, tříslovinami zabarvené vody tropických řek a hlubokých jezer. Optické vlastnosti vody omezují přenos světla a vyvolávají adaptivní odpovědi na několika úrovních zrakového systému, včetně optiky oka, architektury sítnice a citlivosti fotoreceptorů. Tato disertační práce zkoumá ekologické a evoluční základy adaptace zrakového systému u ryb, se zvláštním zaměřením na adaptivní radiace cichlid a molekulární a vývojové mechanismy, které stojí v pozadí diverzity zrakových systémů. Kapitola 1 se zaměřuje na zrakové adaptace na hlubinné prostředí v evolučně mladé adaptivní radiaci cichlid z jezera Bermin. Tato kapitola hodnotí mezidruhovou variabilitu v sekvencích a expresi genů pro...