Фенотипическая пластичность (РР) – это способность организма с одним и тем же генотипом продуцировать целый ряд фенотипов в ответ на изменение окружающей среды. ПП является результатом взаимодействия гена с сигналами окружающей среды, поэтому в рамках концепции ПП природа и питание не могут быть отделены друг от друга. Многие факторы могут действовать как сигнал или стимул для инициирования ПП и могут возникать изнутри (например, наличие патогена и т. Д.) Или извне (например, фотопериод и т. Д.). Сигналы, как правило, являются безвредными стимулами (такими как фотопериод) без какого-либо прямого воздействия на человека, но вызывают адаптивную пластичность, предсказывая будущие условия окружающей среды, тогда как вредные агенты, такие как токсины, рассматриваются как стимулы, хотя разделение между этими двумя размытыми. Показано, что фенотипическая пластичность является адаптивной для организмов, ее экспрессирующих. Окружающая среда постоянно меняется, и все живые существа подвержены воздействию абиотических и биотических факторов. Единственный способ для человека адаптироваться к изменяющейся среде – это изменить его фенотип. Это было показано на различных организмах и широко изучено на насекомых. Бабочки, имеющие более короткое время генерации и находящиеся в разнообразных сезонных условиях, также фенотипически пластичны по различным признакам, таким как окраска крыла, размер тела и окраска куколки.
Однако исследования ПП, особенно на ранних стадиях (например, окраска куколки) тропических бабочек, сравнительно меньше, чем у умеренных бабочек. Исследования показали, что у большинства ласточкин хвоста есть диморфная окраска куколки (зеленая и коричневая), а у Danaus chrysippus – розовые и зеленые куколки. В природе среда неоднородна в зависимости от времени года, например, в один из сезонов много зелени (травы, листья и т. Д.), А в другое время зелени очень мало. Поскольку цвет субстрата окукливания (фон) является решающим фактором для выживания неподвижной куколки, то есть зеленая куколка может очень эффективно соответствовать зеленому фону и оставаться незамеченной от хищников, тогда как коричневая окраска может быть выгодной, когда зелени меньше или на субстратах, которые не являются зелеными (например, коричневый ствол дерева, почва и мертвый коричневый лист). Таким образом, этот цветовой диморфизм сезонно изменяющегося гетерогенного фона помогает им пережить критическую стадию их жизни. Несмотря на то, что существует много исследований по факторам окружающей среды, влияющим на фенотипы, генетическая основа пластичности остается менее изученной. В своей диссертации я расскажу о пластичности цвета куколок тропической бабочки и о том, как она связана с такими факторами окружающей среды, как разные субстраты окукливания (травы), а также с лежащей в основе генетикой.
Проект 1. Генетические основы цветовой пластики куколок у Mycalesis mineus
Обзор: изменение цвета зрачка не полностью зависит от факторов окружающей среды. Многие исследования показали наследственную природу этого явления у разных бабочек, таких как P. zelicaon, P. polyxenes и так далее. Потомство, произведенное искусственным отбором выбранной линии, более сходно по цвету с родителями. Некоторые исследования показали, что цветовая пластичность куколки наследуется как пороговая черта. Согласно этой модели, способность личинки производить куколку зеленого или коричневого цвета очень сильно зависит от основной фенотипической переменной, которая является наследственной. Личинка, которая очень чувствительна к зеленой окраске, меньше подвержена влиянию окружающей среды коричневого цвета и становится зеленой куколкой, и наоборот. Тем не менее, сила индуцирующих стимулов также является важным фактором наряду с чувствительностью, и обычно она варьируется среди населения и видов, поскольку экологические условия неодинаковы во всех местах. Тропическая бабочка Nymphalidae Mycalesis mineus проявляет пластичность куколок в виде зеленой и коричневой окраски. Исследования показали, что в условиях низкой относительной влажности они дают 20% коричневых и 80% зеленых куколок, тогда как в условиях более высокой относительной влажности (т.е. 85% относительной влажности) они почти исключительно зеленые. В испытанных лабораторных условиях они также показали, что зеленые куколки могут образовываться при любых воздействиях окружающей среды и субстратах, но окраска коричневых куколок ограничивается исключительно конкретными условиями, такими как, они не образуются на листовом субстрате (исключительно на листовом субстрате, т.е. где угодно кроме листового субстрата) и их количество значительно низкое при высокой относительной влажности. Мой вопрос: является ли «чувствительность» личинок к получению определенного цвета наследственной у Mycalesis mineus butterfly?
Гипотеза 1: если «чувствительность» является наследственной, то отобранные линии зеленых и коричневых куколок должны давать более высокую пропорцию зеленых и коричневых куколок соответственно в последующих поколениях.
Гипотеза 2: Зеленые куколки от внеплоскостного субстрата будут иметь тенденцию производить больше зеленых куколок на внеплоскостных в последующих поколениях по сравнению с зелеными куколками из листового субстрата. Методология. Я провожу серию экспериментов по искусственному отбору. Для моей «гипотезы 1» я использую камеру роста личинок, в которой относительная влажность зафиксирована на уровне 60%, где мы получаем значительное количество коричневых куколок вместе с обычными зелеными куколками. Коричневые и зеленые куколки будут отделены. Взрослые особи от коричневых и зеленых куколок разводят отдельно. Каждое поколение будет отфильтровано по цвету куколки по отношению к происхождению (зеленому или коричневому). Эксперимент должен длиться не менее десяти поколений. Проделанная работа и незавершенные работы: для «Гипотезы 1» изначально я начал с 25 коричневых куколок. У меня было 15 взрослых особей (F0), и произведенных ими личинок очень мало, и впоследствии у меня не было коричневых, но все зеленые куколки в следующем (F1) поколении. В настоящее время у меня есть большое количество яиц со склада, и я хочу повторить эксперимент с большим объемом выборки. Для «Гипотезы 2» я начал эксперимент с помещения одиночной личинки бродячей стадии в пустую круглую клетку. В первом раунде я поместил 6 личинок, каждая в круглую клетку одинаковой высоты и структуры, и поместил эти клетки в камеру роста 60% относительной влажности. Я получил 3 зеленых куколки, сформированных в сети клеток, и 3 других личинки погибли. Я собираюсь проверить это снова с большим размером выборки.
Проект 2. Влияние различных растений-хозяев на пластичность окраски куколок. Обзор. Было показано, что структура, цвет, гладкость и текстура субстрата для пупации влияют на пластичность окраски куколки. Предыдущие исследования цветового полиморфизма Mycalesis mineus были проведены на растениях кукурузы. Поскольку кукуруза не встречается в естественном диком состоянии для их окукливания, я хочу проверить наличие субстрата для окукливания для общедоступных трав. Некоторые из местных трав уже были идентифицированы по морфологии цветочных семян (например, Eleusine indica, Paspalum scrobiculatum, Oplismenus sp., Axonopus sp.). Другие травы для сравнения – раги и пшеница. Некоторые из этих трав растут горизонтально, а некоторые растут вертикально. Их листья и стебли отличаются друг от друга в разных аспектах, таких как форма, структура, гладкость и т. Д. Расстояние от почвы до субстрата окукливания также может оказать некоторое влияние на окраску, так как цвет почвы отличается от зеленых листьев или стеблей. Таким образом, для этого проекта моя гипотеза состоит в том, что травы, имеющие ветви близко к почве (горизонтально растущие близко к земле), будут иметь больше коричневых куколок, чем травы, растущие вертикально. Проделанная работа и незавершенная работа: Идентификация некоторых диких трав уже выполнена. В настоящее время я пытаюсь вырастить траву в лабораторных условиях.
План на будущее: 1. Проведение эксперимента по искусственному отбору на цветном диморфизме куколки Danus chrysippus. 2. Поиск пути эволюции цветовой пластичности куколок от филогении бабочки. Незавершенная работа: в настоящее время проводится обзор литературы о пластичности цвета куколок бабочки. Курсовая работа: я закончила два курса (BIO4202 и BIO4207) в 1-м семестре. Мой SGPA за 1-й семестр 8.
Где Баррамунди, часть семейства морских окуней, и аборигенское слово «крупная серебряная рыба» ценятся за боевой дух, вкус и размер. Они могут быть найдены в прибрежных
Панды могут адаптироваться к окружающей среде, потому что их мех помогает сохранять тепло в холодных условиях. Другое – у них короткие хвосты, которые помогают им
Вам не нужно покупать самые дорогие виды рыб, просто чтобы создать лучший аквариум. Это уже может быть роскошно. Вам нужно знать, как правильно ухаживать за