Individuální fenotypová proměnlivost v termální ekologii obojživelníků

Senka Najman Baškiera, Ph.D.

Doctoral thesis

Individual phenotypic variation in thermal ecology of amphibians

Abstract:

Ektotermní organismy se vyrovnávají s proměnlivostí teploty prostředí pomocí rozmanitých teplotních strategií. Tyto strategie zahrnují několik typů behaviorálních a fyziologických znaků, které jsou vystaveny selekčnímu tlaku teplotního prostředí. Jejich adaptivní potenciál závisí mezi jiným i na množství individuální proměnlivosti mezi jedinci v populaci. Bohužel, předchozí studie na termálně ekologických znacích byly zaměřeny na individuální proměnlivost výkonnostních znaků při jedné tělesné teplotě místo na jejich termální citlivost, což komplikuje pochopení adaptivní kapacity ektotermů na změnu prostředí. V mé práci jsem zkoumala individuální proměnlivost (opakovatelnost) fyziologických a behaviorálních znaků ocasatých obojživelníků. S použitím přístupu reakčních norem jsem zjistila, že mechanismy (kinetický nebo integrační vliv), kterými teplota ovlivňuje určitý znak určují množství individuální proměnlivosti ve sklonech termálních reakčních norem. Na této individuální úrovni jsem identifikovala spojitost mezi znaky energetického metabolismu a pohybové aktivity, což je klíčové pro pochopení řízení energetiky u ektotermů a jeho úlohy při jejich vyrovnávání s měnícími se teplotami prostředí. Mé výsledky ukázaly, že opakovaná měření termálních reakčních norem jsou potřebná pro zjištění množství individuální, tj. eko-evolučně významné, kovariace ve flexibilních znacích a pro pochopení odpovědí ektotermů na změnu prostředí.

Abstract:

Ectothermic organisms cope with fluctuations in environmental temperatures using a variety of thermal strategies. These strategies include several types of behavioural and physiological traits that are exposed to the selection pressure of thermal environment. Their adaptive potential depends, among others, on the extent of among-individual variation within a population. Unfortunately, previous studies on thermal ecology traits have focused on individual variation in performance traits at one body temperature rather than on their thermal sensitivity, making it difficult to understand the adaptive capacity of ectotherms to environmental change. In my dissertation, I examined the individual variation (repeatability) of physiological and behavioural traits in caudate amphibians. Using a reaction norm approach, I found that the mechanisms (kinetic or integrative effect) by which temperature affects a given trait determine the amount of individual variation in the slopes of thermal reaction norms. At this individual level, I have found an association between energy metabolism traits and locomotor activity that is key to understanding ectotherm energy management and its role in coping with changing environmental temperatures. My results show that repeated measurements of thermal reaction norms are necessary to identify the amount of individual, i.e. eco- evolutionary relevant covariation in flexible traits and to understand ectotherms' responses to environmental changes.

Keywords

Obojživelníci, energetický metabolismus, individuální variabilita, pohybová aktivita, opakovatelnost, teplotní reakční norma. Amphibians, energy metabolism, individual variation, locomotor activity, repeatability, thermal reaction norm.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 2. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 21. 4. 2022
• Supervisor: doc. Mgr. Lumír Gvoždík, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jan Okrouhlík, Ph.D., Miguel A. Carretero, PhD

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Ecological and Evolutionary Biology / Zoology