Vliv manipulace se střevním mikrobiomem na fitness vybraných hmyzích herbivorů

Bára SEIDLOVÁ

Bachelor's thesis

The effect of gut microbiome manipulation on the fitness of selected insect herbivores

Anotácia:

Tato bakalářská práce se zaměřuje na vliv manipulace se střevním mikrobiomem na fitness vybraných hmyzích herbivorů, přičemž hlavním modelem pro tuto studii je Pachnoda marginata. Hlavním cílem práce je provést důkladnou rešerši dostupných vědeckých zdrojů, které se zabývají manipulativními experimenty s mikrobiomem hmyzu a jeho vlivem na fyziologické a behaviorální aspekty hostitelů, přičemž důraz je kladen na mikrobiom trávicího traktu. V úvodní části práce je představen koncept mikrobiomu a jeho důležitost pro zdraví a vývoj organismů, zejména u hmyzu. Mikroorganismy ve střevech hrají klíčovou roli v procesech trávení, metabolizmu živin a imunitní odpovědi. Z dostupných studií vyplývá, že složení mikrobiomu může mít zásadní vliv na fyziologické funkce hmyzu, což může následně ovlivnit jeho fitness, jako jsou růst, reprodukce a odolnost vůči stresovým faktorům. Druhá část práce se zaměřuje na návrh experimentu, který má za cíl prozkoumat efekt manipulace s mikrobiomem na fitness Pachnoda marginata. Tento design zahrnuje použití antibiotik pro odstranění přirozené mikrobiální flóry. Experimentální skupiny budou sledovány a analyzovány na základě různých ukazatelů fitness, jako je míra přežití, růstová rychlost, efektivita příjmu potravy a reprodukční úspěch. Tento přístup umožní detailně prozkoumat, jak specifické mikrobiální komunity ovlivňují fyziologické parametry hmyzu a jak může docházet k interakcím mezi hostiteli a jejich mikrobiomem. Očekáváme, že výsledky experimentu přinesou nové poznatky o roli mikrobiomu v ekologii hmyzu a jeho aplikacích v oblastech, jako je biologická kontrola škůdců a udržitelné zemědělství. Tento výzkum může také přispět k širšímu porozumění evolučním mechanismům, které utvářejí vztahy mezi hostiteli a jejich mikrobiálními symbionty. Celkově tato bakalářská práce představuje důležitý krok směrem k rozšíření znalostí o vlivu mikrobiomu na biologii hmyzu, což může mít dalekosáhlé ekologické a praktické implikace.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the influence of manipulation of the gut microbiome on the fitness of selected herbivorous insects, with a specific emphasis on the model organism Pachnoda marginata. The primary objective of this work is to conduct a thorough review of available scientific literature concerning manipulative experiments on insect microbiomes and their impact on physiological and behavioral aspects of hosts, with particular attention given to the gut microbiome. In the introductory section, the concept of the microbiome and its significance for the health and development of organisms, especially insects, is presented. Microorganisms in the gut play a crucial role in digestion, nutrient metabolism, and immune response. Studies indicate that the composition of the microbiome can significantly influence physiological functions in insects, which can, in turn, affect their fitness, including growth, reproduction, and resilience to stressors. The second part of the thesis focuses on designing an experiment aimed at exploring the effects of microbiome manipulation on the fitness of Pachnoda marginata. This design involves using antibiotics to remove the natural microbial flora. Experimental groups will be monitored and analyzed based on several fitness indicators, such as survival rate, growth rate, feeding efficiency, and reproductive success. This approach will allow for a detailed examination of how specific microbial communities affect the physiological parameters of insects and how interactions between hosts and their microbiomes may occur. We anticipate that the results of this experiment will provide new insights into the role of the microbiome in insect ecology and its applications in areas such as biological pest control and sustainable agriculture. This research may also contribute to a broader understanding of the evolutionary mechanisms that shape the relationships between hosts and their microbial symbionts. Overall, this bachelor's thesis represents an important step toward expanding knowledge on the influence of the microbiome on insect biology, which may have far-reaching ecological and practical implications.

Kľúčové slová

bakterie, mikrobiom, střeva, hmyz, manipulativní experimenty, Pachnoda marginata

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 7. 2024

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 8. 2024
• Vedúci: doc. Mgr. Pavel Drozd, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Biology / Systematic Biology and Ecology