Kvantifikace metabolických nákladů spojených s disperzi u Afrických sociálníéch rypošů v laboratorních podmínkách

Mgr. Zuzana VAVRUŠKOVÁ

Doctoral thesis

Abstract:

Disperze je jev, který je obtížné studovat u volně žijících zvířa a to zejména u podzemních hlodavců. Jde o permanentní přesun jedince z místa narození na jiné území. Pro zvíře je to období vysoce náročné, ale prochází jím, aby dosáhlo výhody nezávislosti a pokračovalo ve vlastní reprodukci. Pro sociální druhy hlodavců, jako je většina druhů Afrických rypošů (Bathyergidae), může být tato část jejich života o to náročnější kvůli ztrátě výhod plynoucích z přítomnosti členů rodiny. Tato práce je zaměřena na metabolické a behaviorální změny(denní aktivitu) u jedinců sociálního rypoše Fukomys mechowii v době, kdy jsou nuceni žít v odloučení od rodiny (simulace disperze). Výsledky ukázaly, že separovaní ("dispergující") jedinci zvýšili svůj denní energetický výdej (při nízké teplotě + 35 %, při termoneutrální teplotě + 22 %). I když zvýšení denního energetického výdeje bylo možné částečně vysvětlit pozorovaným 25% zvýšením klidového metabolismu, většina zvýšení denního energetického výdeje byla pravděpodobně důsledkem o 21 % vyšší pohybové aktivity separovaných jedinců. Patern denní aktivity separovaných zvířat se měnil velmi individuálně a většina aktivity se odehrávala během teplé části dne. Kromě toho měla separovaná zvířata asi o 2,5 hodiny delší dobu aktivity, hlavně kvůli dřívějšímu nástupu aktivity. Vzhledem k tomu, že disperze je spojena se ztrátou sociální termoregulace (huddling), náklady na termoregulaci u separovaného jedince byly vyšší, než když byl součástí rodiny. Navíc energetické úspory spojené s huddlingem u párů jsou důležitým mechanismem pro úsporu energie během postdisperse, na začátku založení nové rodiny. Přibližně 19 % energetických úspor souvisejících s huddlingem bylo naměřeno u malých druhů F. micklemi a F. anselli, při huddlingu v párech. Což je v kontrastu s nulovými úsporami u velkého F. mechowii. Tento výsledek je pravděpodobně důsledkem jeho lepšího surface-to-volume ratio. Tato práce ukázala, že u sociálních rypošů je odloučení od rodiny energeticky náročné. Protože pozorované změny ve fyziologických a behaviorálních parametrech u separovaných zvířat jsou kompatibilní s očekávanými změnami u volně žijících rypošů, nucená separace se zdá být cenným nástrojem pro studium disperzních změn v metabolismu u podzemních hlodavců v laboratorních podmínkách. Další výzkum by se měl zaměřit na validaci samotného přístupu a zároveň rozšířit využití na další podzemní druhy i měřené parametry, aby bylo možné závěry zobecnit.

Abstract:

Dispersal is a phenomenon which is hard to study in free-living animals, especially in subterranean rodents. It is a permanent movement from natal place to another territory and the animal has to cope with high risks to achieve the benefit of independence and proceed with their own reproduction. For social rodent species such as for most species of African mole-rats (Bathyergidae) this part of their life can be even more challenging due to lack of family members presence. This thesis is focused on the metabolic and behavioral (daily activity) changes of social mole-rat Fukomys mechowii individuals while they are forced to live in separation from the family (simulated dispersal). The results showed that separated individuals ("dispersers") increased their daily energy expenditure (at low temperature + 35 %, at thermoneutral temperature + 22 %). Though, the increase in daily energy expenditure could partly be explained by the observed 25% increase in resting metabolic rate, the majority the daily energy expenditure increase was probably a consequence of 21% higher locomotor activity of separated individuals. The daily activity pattern of the separated animals varied individually and most of the activity occurred during the warm part of the day. Moreover, the separated animals had by about 2.5 hours longer activity duration, mainly due to earlier onset of activity. Since dispersal is connected to a loss of possibility to huddle, therefore cost of thermoregulation in a single individual should be higher than when it is in a family. Moreover, huddling related energetic savings of pairs are an important mechanism for energy conservation during postdispersal and foundation of new family. About 19 % huddling related energetic savings were identified in small-bodied species F. micklemi and F. anselli huddling in pairs. This contrasts to no huddling related thermoregulatory savings in large F. mechowii, probably due to its more favorable surface-to-volume ratio. This thesis showed that in social mole-rats the separation from natal family is energetically demanding. Because the observed changes in physiological and behavioral parameters in separated animals are compatible with expected changes in wild dispersing mole-rats, forced separation seems to be a valuable tool to study dispersal in subterranean species under laboratory conditions. Further research should be focused on validation of the approach itself, while expanding the scope to other subterranean species as well as the measured parameters in order to allow generalization of the conclusions.

Keywords

Rypoši, disperze, metabolismus, denní activita, huddling

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 1. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Okrouhlík, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Zoology / Zoology