Vlivy vlnové délky a intenzity světla na magnetorecepci hmyzu - analýza recepčního mechanismu

Bc. Radek Netušil

Master's thesis

The impacts of wavelength and intensity of light on magnetoreception of insects - analysis of reception mechanism

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá problematikou vlivu různých vlnových délek a intenzit světla na magnetorecepci rusa domácího. Výzkum v této oblasti má potenciál výrazně přispět k objevu magnetorecepčního mechanismu. Sledovali jsme odpověď tohoto modelového organismu na periodické rotace magnetického pole v různých světelných podmínkách. Použili jsme úzkospektré osvětlení ve vlnových délkách 365, 385, 405, 466 a 520 nm, a pro každou z těchto vlnových délek jsme se pokusili nalézt nejnižší možnou intenzitu osvětlení, při které je magnetický smysl funkční. Reakce živočichů na rotaci magnetického pole jsme pozorovali při osvětlení s vlnovými délkami 365 až 466 nm. Ve světle s vlnovou délkou 520 nm jsme magnetorecepční schopnost nepozorovali ani při nejvyšší použité intenzitě. Při porovnání námi získané křivky nejnižších intenzit světla, nezbytných k zajištění funkčnosti magnetorecepce v daných vlnových délkách, s křivkou absorpčních vlastností kryptochromu (molekuly, která je žhavým kandidátem na magnetoreceptor v tzv. mechanismu radikálových párů), je patrná značná podobnost. Věříme, že naše práce přináší další podporu pro hypotézu uplatnění kryptochromu v magnetorecepci hmyzu.

Abstract:

In this thesis we study the impact of different wavelengths and intensities of light on magnetoreception of German cocroach (Blatella germanica). Research in this area has a potential to be helpful in searching for magnetoreception mechanism. We have studiued a behavioural response of this animal to the periodical rotations of magnetic field under a different light conditions. We`ve used a narrow-band light-emitting diodes with wavelengths 365, 385, 405, 466 and 520 nm and for each of these wavelenghts we attemped to find out the lowest possible light intensity which supports magnetoreception. The predicted behavioural response to the rotation of magnetic field was observed under light with wavelenghts between 365 to 466. In contrast, response to magnetic stimulus wasn`t observed under light with wavelength 520 nm, even when the highest light intensity was applied. We obtained a curve of the lowest light intensity, for each wavelength, that is sufficient to support magnetoreception and we compared it with a curve of cryptochrome (molecule, that is proposed to function as magnetoreceptor in so called radical-pair mechanism) absorption spectrum. We observed an obvious similarity of these two curves. Our work, as we believe, shows another support for hypothetical involvement of cryptochrome in the magnetoreception of insects.

Keywords

Magnetorecepce, kryptochrom, mechanismus radikálových párů, vlnová délka, světlo, rus domácí, šváb, FAD, magnetoreception, cryptochrome, radical pair mechanism, wavelength, light, german cocroach, blatella germanica, cocroach

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2014
• Supervisor: doc. RNDr. Martin Vácha, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology