Nabízená témata závěrečných prací

Naše laboratoř nabízí studentům možnost aktivně se zapojit do výzkumu potravních strategií hmyzu. Kromě konkrétních témat bakalářských a diplomových prací (BP, DP) je možné po diskuzi zvolit další libovolná témata z níže uvedených okruhů:

Potravní strategie bryofágního hmyzu

Mechorosty disponují řadou ekologických a fyziologických mechanismů (např. produkce antimykotik, antibiotik a fenolických sloučenin), které snižují jejich nutriční hodnotu a omezují jejich stravitelnost. Bryofágie tak představuje poměrně unikátní potravní strategii, přičemž trofické vazby bryobiontů, druhová bohatost či hostitelská specializace bryofágů stále nejsou dostatečně prozkoumány.

• Bryofágní bezobratlí vázaní na epifytické mechorosty (BP, DP)

Hlavním teoretickým cílem práce bude vypracovat rešerši zástupců bryofágních a bryobiontních bezobratlých vázaných na epifytické mechorosty. Praktickým cílem práce bude určit druhovou diverzitu, šířku hostitelské niky a potravní preference larev bryofágních motýlů vázaných na epifytické mechorosty ve vertikálním gradientu na kmenech stromů.

• Dopady kombinace různých druhů mechů v potravě na fitness bryofágního hmyzu (BP, DP)

Hlavním cílem práce je rešerše dostupné literatury na téma pozitivních a negativních dopadů kombinace různých hostitelů (dietary mixing) na fitness herbivorního hmyzu a na téma složení potravy u bryofágního hmyzu. Práce může být doplněna praktickou části, ve které student porovná fitness vybraných zástupců bryofágního hmyzu při konzumaci různých druhů mechů.

Trofické strategie bejlomorek (Cecidomyiidae)

Bejlomorky patří mezi nejdiverzifikovanější skupiny hmyzu. Zahrnují nejen druhy herbivorní a fungivorní, ale i predátory a saprotrofy. Většina zástupců vytváří na rostlinách hálky, v nichž se vyvíjejí larvy. Ambroziové bejlomorky ve svých hálkách ukrývají houbové symbionty, kterými se mohou živit (nutritivní mycelia). Díky vysoké míře hostitelské specializace a unikátní strategii houbového farmaření u ambroziových zástupců představují bejlomorky ideální systém pro studium fylogeneze, hostitelské alternace a tritrofních interakcí s parazitoidy.

• Hostitelská alternace a polyfagie u bejlomorek s důrazem na ambroziové bejlomorky (BP, DP)

Hlavním cílem práce je vypracovat rešerši příkladů hostitelské alternace, polyfagie nebo jiného způsobu využití více rodů hostitelských rostlin jedním druhem bejlomorky, se zvláštním důrazem na ambroziové bejlomorky. Vedlejším cílem práce bude uvést hypotézy vzniku tohoto stavu a klíčové faktory, které jej podle moderní literatury doprovázejí. Práce je doplněna praktickou částí zaměřenou na prezenci polyfagie u bejlomorek rodu Asphondylia (terénní experiment nebo odchovy v komorách).

• Výskyt nutritivních mycelií a jejich složení ve vztahu k fylogenezi bejlomorek (BP, DP)

Hlavním cílem práce je na základě podrobné rešerše dostupné literatury vypracovat databázi předpokládaných potravních strategií se zaměřením na výskyt tvorby ambróziových hálek napříč taxonomickým systémem bejlomorek. U ambroziových bejlomorek bude kladen důraz na složení nutritivních mycelií.

• Diverzita a sezónní variabilita parazitoidů ambroziových bejlomorek (BP, DP)

Teoretickým cílem práce bude zpracování podrobné literární rešerše zaměřené na vliv nejrůznějších faktorů (biotické, abiotické, morfologické adaptace, fenologie hostitelské rostliny), které mohou ovlivňovat interakce mezi bejlomorkami a parazitoidy. V praktické části budou provedeny terénní sběry parazitoidů ambrosiových hálek rodu Asphondylia v průběhu sezony s cílem stanovit změny v jejich druhovém složení a míře parazitace.

• Význam volatilních látek při interakci ambrosiových bejlomorek s parazitoidy (BP, DP)

Část práce bude zaměřena na vypracování literární rešerše vlivu nejrůznějších volatilních látek při atrahování parazitoidů k jejich hostiteli.  Důraz bude kladen především na látky produkované symbiotickými houbami a bakteriemi v nutritivních myceliích ambrosiových hálek bejlomorek. V praktické části provede student laboratorní experiment, v němž bude pomocí olfaktometru zjišťovat, zda mohou být vybrané druhy parazitoidů atrahovány konkrétním druhem volatilní látky.

Role symbiotických mikroorganismů v utváření trofických interakcí hmyzu

Mikroorganismy plní v tělech hostitelských organismů řadu funkcí, přičemž interakce mohou být jak negativní (patogeny), tak neutrální (komenzálové) a pozitivní (mutualisté, např. vstřebávání živin, energetický metabolismus, zlepšení fitness). Vzhledem k obrovské diverzitě trofických strategií představuje hmyz ideální modelovou skupinu pro studium interakcí mezi mikroorganismy a jejich hostiteli. Toto studium zahrnuje nejen práci v terénu, ale také laboratorní práci za použití nejmodernějších molekulárních metod (DNA barcoding, DNA metabarcoding, metatranskriptomika, metabolomika).

• Složení a funkce mikrobiomu vybraných skupin vodního hmyzu (BP, DP)

Student vypracuje literární rešerši se zaměřením na bakteriální a houbovou mikrobiotu a její význam u vybraných funkčních skupin/potravních gild vodního hmyzu (Odonata, Coleoptera, Hemiptera, Diptera, Trichoptera, Plecoptera, Ephemeroptera, atd.). Na základě rešerše budou vybrány skupiny pro navazující laboratorní výzkum zaměřený na identifikaci druhového složení mikrobioty pomocí molekulárních metod.

• Vliv přípravků na ochranu rostlin (POR) na složení mikrobioty necílových vodních bezobratlých (BP, DP)

Cílem práce bude zpracování literární rešerše zaměřené na vliv POR (herbicidy, pesticidy, fungicidy) na diverzitu a složení mikrobioty vodního hmyzu (Odonata, Coleoptera, Hemiptera, Diptera, Trichoptera, Plecoptera, Ephemeroptera atd.). Speciální pozornost bude věnována synergickým vlivům POR. Práce bude doplněna o experimentální část zaměřenou na vliv vybraných POR na mikrobiotu modelových druhů vodního hmyzu.

• Přehled metabolitů symbiotických bakterií a hub hmyzu (BP)

Student vypracuje databázi metabolitů symbiotických mikroorganismů, včetně jejich předpokládaného
a skutečného dopadu na fitness hmyzu. Důraz bude také kladen na odlišení způsobů, jakým byla data získána (odhady na základě metabarkodingu, transkriptomiky, metabolomiky).

• Role střevní mikrobioty herbivorního hmyzu ve vztahu k jeho fitness (BP)

Student vypracuje rešerši dosavadních poznatků z oblasti experimentálního ovlivnění střevní mikrobioty herbivorního hmyzu (a případně fyloplánu, na kterém se živí), a dopadů těchto zásahů na fyziologii a fitness hmyzu. Důraz bude kladen na herbivorní larvy Lepidoptera.

• Přehled statistických a bioinformatických metod využívaných při studiu mikrobioty (BP)

Student vypracuje rešerši dostupných nástrojů pro analýzu různých mikrobiomů, především pro prostředí programu Python a R, popíše jejich funkčnost a příklady použití.

Biodiverzita herbivorního hmyzu – ekologie, modelování a analýza

Bakalářské a diplomové práce tohoto širšího okruhu mohou být zaměřeny na studium hmyzu potravně vázaného na rostliny (např. biologie a ekologie vybraných taxocenóz a gild, jejich monitoring na konkrétním území, interakce s parazitoidy apod.), případně na vývoj nástrojů k modelování interakcí a zpracování dat v softwaru R.