Molekulární ekologie (živočichů)

 

Přednáška probíhá v letním semestru.

 

Molekulární ekologie je nedávno vzniklý obor, který se snaží řešit ekologické problémy molekulárními metodami. Přestože má takto vymezená disciplína zdánlivě nejasné hranice, tvoří řešená problematika překvapivě kompaktní celek. I přes svůj nedávný vznik prochází tato disciplína bouřlivým vývojem. Množství vědeckých článků věnujících se molekulární ekologii roste geometrickou řadou a koncem loňského roku vyšla dokonce první učebnice. Přednáška by měla seznámit studenty se základy této nauky.

 

Stručný přehled obsahu v heslech

1. Co je a co není molekulární ekologie?

Vymezení oboru, překryv s jinými obory, stručná historie

2. Hlavní používané terénní a laboratorní metody

Sběr a uchování vzorků, fosilní DNA, metody zjišťování genetického polymorfismu u volně žijících živočichů (sekvence, mikrosatelity, alozymy, AFLP a další)

3. Evoluce mikrosatelitů, výhody sekvenačních dat a mikrosatelitů oproti dřívějším metodám

Proč je tak moc alel? Mutační rychlost, typy mutací, opravné mechanismy, teoretické mutační modely

4. Identifikace druhů, jedinců, hybridů a pohlaví pomocí molekulárních metod, genetické chiméry

Neinvazivní metody sledování, CHD geny u ptáků,  chromosom Y  u savců

5. Určení otce, matky nebo obou dvou. Detekce samooplození a patrenogeneze, minimální počet rodičů vrhu nebo snůšky, příbuzenské křížení a heterozygotnost

Klasický fingerprinting, mikrosatelity, spolehlivost analýzy, jednoduché vyloučení, categorical x fractional likelihood

6. Populační genetika: studium populační struktury, genetické diversity a inbreedingu

Důsledky Hardy-Weinbergova pravidla, změny alelických frekvencí (mutace, migrace, selekce, velikost populace, genetický drift), Wahlundův princip, F-statistika, fixační indexy, AMOVA, koalescenční přístup, příklady s využitím dostupných programů

7. Fylogeografie: genetická historie rozšíření druhu

Výhody mitochondriální DNA, refugia a kolonizační cesty

8. Hybridní zóny, využití molekulárních znaků ke studiu fitness u volně žijících živočichů

Konstrukce kliny, selekce proti hybridům, rozdíly v chování různých částí genomu

9. Geny a chování - příklady funkčních genů a jejich význam v ekologii

Imunogenetika (imunokompetence, variabilita a analýza MHC systému), geny a komunikace (MHC - výběr partnera, MUPs, ABP)

10. Ochranářská genetika

Odhady N_e, bottleneck, fragmentace populací

11. Genetická historie člověka

Africký versus multiregionální model, Gene Trees, genetická diversita v Africe, DNA neandrtálců, genetické vzdálenosti mezi populacemi

 

Literatura (hlavní zdroje, ze kterých přednáška vychází)

 

Avise, 2000: Phylogeography: the history and formation of species. 

Avise, 2004: Molecular Markers, Natural History, and Evolution, Second Edition

Arnold, 1997: Natural hybridization and evolution.
Balding, Bishop & Cannings (eds.), 2003: Handbook of statistical genetics, second edition.
Beebe & Rowe, 2004: An introduction to molecular ecology.

Hartl, 1999: A primer on population genetics.
Hartl & Clark, 1997: Principles of population genetics, third edition.

Zima a spol. 2004, Genetické metody v zoologii.

 

Časopisy Molecular Ecology, Heredity, Genetics, Nature, Science, PNAS, PLoS Biology