Ekofyziologie oxidačního stresu a antioxidantů v pohlavním výběru ptáků

Bc. Michaela Pyszková

Master's thesis

Ecophysiology of oxidative stress and antioxidants in bird sexual selection

Abstract:

V pohlavním výběru u mnoha druhů ptáků hrají velice důležitou roli karotenoidní ornamenty, které slouží jako čestní ukazatelé kvality a zdraví svého nositele. V této práci se zabývám otázkou, zda oxidační stres může být mechanismem zajišťujícím čestnost exprese karotenoidního ornamentu u modelového druhu zebřičky pestré (Taeniopygia guttata). Zároveň se snažím objasnit význam karotenoidů pro redoxní rovnováhu organismu. Za pomoci experimentální manipulace oxidační zátěže a koncentrace plazmatických karotenoidů jsem hodnotila vliv těchto manipulací na intenzitu karotenoidního zbarvení zobáku a antioxidační systém. Oxidační stres významně snížil zbarvení karotenoidního ornamentu, což potvrzuje opodstatněnost redoxních hypotéz čestnosti signalizace kondice karotenoidními ornamenty. Intenzita zbarvení ornamentu však nekorelovala s měřenými antioxidačními mechanismy, což naznačuje, že karotenoidní ornamenty jsou sice negativně ovlivněny oxidačním stresem, ale přímo nesignalizují antioxidační rezervy organismu. Výsledky zároveň naznačují, že karotenoidy nemají v organismu významnou antioxidační funkci. Zvýšení aktivity antioxidačního enzymu glutathion reduktázy v reakci na oxidační zátěž a současné snížení exprese karotenoidního ornamentu naznačuje, že jedním z mechanismů zajišťujících čestnosti karotenoidní signalizace by mohlo být trade-off mezi investicí zdrojů do ornamentů a antioxidační obrany.

Abstract:

Conspicuous ornaments coloured by carotenoids play an important role in sexual selection in many bird species, acting as honest indicators of an individual quality and health during mate choice. In my diploma thesis, I focused on a hypothesized role of oxidative stress in the honesty maintenance of carotenoid-based signalling of individual quality in a~model species, the zebra finch (Taeniopygia guttata). I also attempted to elucidate the importance of carotenoids for redox homeostasis of an organism. By experimentally manipulating a level of oxidative burden and a carotenoid intake, I evaluated the effect of these factors on the expression of condition-dependent carotenoid-based beak coloration and antioxidant system. Oxidative stress resulted in lower expression of the carotenoid-based ornament, which supports the plausibility of the redox-based hypotheses of carotenoid-based signalling honesty. There was, however, no correlation between the ornament expression and measured antioxidant mechanisms. This suggests that although expression of these signals is constrained by oxidative stress, they do not directly signal antioxidant reserves of an organism. The results also suggest that carotenoids do not play an important role in redox homeostasis maintenance. Fading of the ornament induced by free radical exposure was accompanied by increased activity of glutathione reductase in the hearth, which suggests that one of the possible mechanisms ensuring honesty of carotenoid-based signal can be trade-off in allocation of resources between antioxidant defence and ornament expression.

Keywords

pohlavní výběr, karotenoidní ornamenty, kondice, signalizace čestnosti, oxidační stres, antioxidanty, ptáci, sexual selection, carotenoid-based ornament, condition, signalling honesty, oxidative stress, antioxidants, birds

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2014
• Supervisor: doc. RNDr. Pavel Hyršl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology