See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)" projekt ETF9273
ETF9273 "Melaniinsete kaitsemeetmete liigisisese ja liikidevahelise varieeruvuse mõjutajad liblikalistel (1.01.2012−31.12.2017)", Siiri-Lii Sandre, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9273
Melaniinsete kaitsemeetmete liigisisese ja liikidevahelise varieeruvuse mõjutajad liblikalistel
Determinants of inter- and intraspecific variation in melanin-based defense traits in Lepidoptera
1.01.2012
31.12.2017
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB361 Selgrootute füsioloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.20125 802,00 EUR
01.01.2013−31.12.20136 525,60 EUR
01.01.2014−31.12.20145 076,00 EUR
01.01.2015−31.12.201517 400,00 EUR
01.01.2016−31.12.201617 400,00 EUR
01.01.2017−31.12.201717 400,00 EUR
69 603,60 EUR

Üks peamisi evolutsioonilise ökoloogia eesmärke on olemasoleva tunnuste väärtuste mitmekesisuse põhjuste mõistmine. Varieeruvus kaitsemeetmetes on märkimisväärne nii liigisiseselt kui liikidevaheliselt ning selle põhjused on veel suures osas selgitamata. Liblikalised on ideaalne mudelsüsteem uurimaks kaitsemeetmete varieeruvust nii liigisiseselt kui liikidevaheliselt, kuna neil on mitmekesised elukäigustrateegiad ja - paikad ning suurte valimite saavutamine laborikatsetes on suhteliselt hõlbus. Projekt fokusseerub kahte tüüpi melaniinsele kaitsemeetmele: immuunsüsteemile ja kaitsevärvusele, mis on seotud läbi osaliselt kattuva biokeemilise tausta. Fenooloksüdaas (PO) on putukatel seotud nii rakulise immuunvastusega kui kutikulaarse melaniini sünteesiga ja seega tumeda värvuse moodustumisega. Melaniinsete kaitsemeetmete varieerumisel on mitmeid võimalikke põhjuseid. Proksimaalseks põhjuseks peetakse lõivsuhteid, mis võivad tekkida, kuna melaniinil on palju erinevaid funktsioone ja lämmastikuühendid on limiteeritud ressurss, eriti uuritavatele taimtoidulistele liblikalistele. Kuid lõivsuhted võivad tekkida ka PO vahendatavate reaktsioonide oksüdatiivse hinna tõttu. Veel üks võimalik proksimaalne põhjus melaniinsete kaitsemeetme varieerumisel on mehhanistlik seos melaniinse värvi ja immuunreaktsiooni vahel, muutus ühes viib kaasneva muutuseni teises. Liikidevaheline varieerumine immuunsüsteemi efektiivsuses võiks olla seotud elueaga: pikaealistel liikidel on kohastumuslik panustada enesesäilitusse. Ka tulu-varusigijate skaalal peaks pikema valmikustaadiumiga liikuvamatel tulusigijatel olema paremad kaitsemeetmed. Samuti võib immuunsüsteemi tugevus olla seotud toidu “puhtusega” - mikroobirohkel substraadil toitujad nt. raipetoidulistel valmikutel peaks olema tugevam immuunsüsteem kui sellistel, kes valmikuna üldse ei toitu. Loetletud seoseid testitakse kasutades kahte lähenemist, mida varem on kas harva või pole üldse selles kontekstis kasutatud. Lõivsuhte hüpoteesi testitakse poolõvede vaheliste sarnasuste ja erinevuste statistilise analüüsiga leidmaks geneetilisi korrelatsioone ja genotüübi-keskkonna interaktsioone. Teisi hüpoteese liikidevaheliste seoste kohta uuritavate tunnuste vahel testitakse võrdleva fülogeneetilise meetodiga, mida kasutatakse järjest laialdasemalt tänu fülogeneetiliste puude üha paremale kättesaadavusele. Hemolümfiproovid immunoloogilisteks analüüsideks kogutakse loodusest püütud isenditelt teadaoleva fülogeneetilise taustaga liikidelt.
A major question of evolutionary ecology is to understand the causes and mechanisms which lead to the observed variation of trait values. The variation in different types of defence traits is considerable at both intra- and interspecific level, and a large share of it is still unexplained. Due to their diversity of life history strategies, exploited ecological niches and relative ease of achieving high sample sizes, Lepidoptera are an ideal model system for studying variation in defence traits both within and between species. The project focuses on two types of melanin based defences in insects: the immune system and protective colouration which are linked through a partly shared biochemical basis. Phenoloxidase (PO) is involved in cellular immune responses and cuticular melanin synthesis and thus the formation of dark colouration. The variation in melanin based defence traits has different reasons. Proximally the variation is hypothesized to be caused by various trade-offs due to the multiple roles of melanins, N-limitedness of herbivorous insects and oxidative cost of PO reactions. Another possible proximate cause is the proposed mechanistic connection between melanic colouration and melanin-related immune defences, change in one leads to change in other. Interspecific variation in immune defences is expected to correlate with longevity: for species with longer lifespans it is adaptive to invest more in maintenance of the soma. Also, in income-capital breeding scale the longer-lived, more mobile income breeders should have better developed defence traits. Another ecological factor which may affect investment into immune system could be the cleanness of the food - e.g. species in which adults feed on carrion - rich on microbes - should have stronger defences than the ones not feeding at all. The mechanisms mentioned above will be tested using two approaches which have rarely or never been used in this context. The trade-off hypothesis will be tested by a rearing experiment with a half-sib design which allows to estimate genetic correlations and genotype environment interactions. Other hypotheses of interspecific connections between the studied traits will be addressed using a comparative phylogenetic approach which is gaining popularity due to the increasing availability of phylogenetic trees. The hemolymph samples for immune assays will be collected from wild caught individuals from species of known phylogenetic position.
Varieeruvust organismide kaitsemeetmetes esineb nii liigisiseselt kui -vaheliselt, ning selle põhjused on veel suuresti selgitamata. Liblikalised on ideaalne mudelsüsteem, kuna neil on mitmekesised elukäigustrateegiad ja -paigad. Projekt keskendus melaniinsetele kaitsemeetmetele: immuunsüsteemile ja kaitsevärvusele, mis on seotud läbi osaliselt kattuva biokeemilise tausta. Fenooloksüdaas (PO), mis kasutab melaniini tootmiseks türosiini, on putukatel seotud nii rakulise immuunvastusega kui kutikulaarse melaniini sünteesiga. Melaniinsete kaitsemeetmete varieerumisel on mitmeid põhjuseid: proksimaalseks peetakse lõivsuhteid, mis võivad tekkida, kuna melaniinil on mitmeid funktsioone ja lämmastikuühendid on taimtoidulistele liblikalistele limiteeriv ressurss. Kuid lõivsuhted võivad tekkida ka PO vahendatavate reaktsioonide oksüdatiivse hinna tõttu. Liikidevaheline varieerumine kaitsemeetmetes võiks olla seotud elueaga: pikaealistel liikidel on kohastumuslik panustada enesesäilitusse. Ka tulu-varusigijate skaalal peaks pikema valmikustaadiumiga liikuvamatel tulusigijatel olema paremad kaitsemeetmed. Loetletud seoseid plaaniti testida kasutades kahte lähenemist, mida varem on kas harva või pole üldse selles kontekstis kasutatud. Lõivsuhte hüpoteesi testi poolõvede andmestiku analüüsiga leidmaks geneetilisi korrelatsioone ja genotüübi-keskkonna interaktsioone. Leiti, et uuritud liigil esines nii pärilik kui ka keskkonna komponent värvuse kujunemisel. Põnevaks tulemuseks oli, et lisaks visuaalsele infole on krüptilise värvusvariandi arengu vallandajaks ka muud toidutaime tunnused. Sama andmestiku baasil leiti, et melaniinne varjevärvus ei ole uuritud vaksiklase liigile kulukas, ei ilmne ei keskkonna- ega geneetilisi korrelatsioone rööviku melaniinse tumeduse ja oluliste elukäigutunnuste vahel. Sama tulemuseni jõuti võrreldes 3 eri liiki liblikaröövikute populatsioone: PO-aktiivsuse ja elukäigutunnuste vahel ei ilmnenud seost. Liikidevaheliste seoste hüpoteese plaaniti testida võrdleva fülogeneetilise meetodiga, kuid erinevatel põhjustel polnud võimalik plaani teostada.