Bi0999 Molekulární ekologie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2014
Rozsah
2/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Mgr. et Mgr. Josef Bryja, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Miloš Macholán, CSc. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. et Mgr. Josef Bryja, Ph.D.
Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Mgr. et Mgr. Josef Bryja, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Čt 9:00–10:50 D32/329
Předpoklady
Bi1030 Fylog. a diver. bezobratlých && Bi2090 Fylog. a diver. obratlovců && Bi3060 Obecná genetika && Bi4020 Molekulární biologie && Bi7900 Genetické metody v zoologii ||SOUHLAS
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Molekulární ekologie je nedávno vzniklý obor, který se snaží řešit ekologické problémy molekulárně-genetickými 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, existuje specializovaný velmi kvalitní časopis a již vyšly i první učebnice.
Hlavním cílem přednášky je seznámit studenty se základy této nauky a speciální pozornost bude věnována interpretaci výsledků získaných genetickými metodami.
Osnova
  • 1. Co je a co není molekulární ekologie? (JB)
  • Vymezení oboru, překryv s jinými obory, stručná historie.
  • 2. Genetická variabilita v přírodních populacích, hlavní používané terénní a laboratorní metody (JB)
  • Sběr a uchování vzorků, metody zjišťování genetického polymorfismu u volně žijících živočichů, genetické markery.
  • 3. Genetická identifikace - kryptické druhy a hybridizace, identifikace jedince a pohlaví molekulárními metodami (JB)
  • DNA barcoding, fixovaný polymorfismus, genetický fingerprinting, CHD geny u ptáků, chromosom Y u savců.
  • 4. Aplikace molekulárních metod v behaviorální ekologii. Určení otce, matky nebo obou dvou. Minimální počet rodičů vrhu nebo snůšky. (JB)
  • Analýzy příbuzenských vztahů a párovacích systémů, jednoduché vyloučení, categorical x fractional likelihood, přehled dostupných programů. Genetická identifikace disperze a migrace, sex-biased dispersal, assignment test.
  • 5. Rekonstrukce fylogeneze, ekologické analýzy s využitím fylogenetické informace. (MM)
  • Základní fylogenetické principy a programy pro analýzu DNA sekvencí. Fylogenetické kontrasty a komparativní metody. Likelihood, Bayesiánské metody, koalescenční přístup. (2 přednášky)
  • 6. Populační genetika: studium populační struktury, genetické diversity a inbreedingu (JB)
  • Důsledky Hardy-Weinbergova pravidla, změny alelických frekvencí (mutace, migrace, selekce, velikost populace, genetický drift), Wahlundův princip, F-statistika, isolation by distance, AMOVA, příklady s využitím dostupných programů (2 přednášky)
  • 7. Fylogeografie: genetická historie rozšíření druhu. (MM)
  • Výhody mitochondriální DNA a její alternativy (Y chromosom), refugia a kolonizační cesty, genetický drift vs. tok genů, fylogeografie a koevoluce.
  • 8. Hybridizace v přírodě, hybridní zóny (MM)
  • Konstrukce kliny, selekce proti hybridům, rozdíly v introgresi různých částí genomu.
  • 9. Ochranářská genetika (JB)
  • Neinvazivní genetické metody, probability of identity, odhady Ne, bottleneck, důsledky fragmentace populací, lokální adaptace, inbrední a outbrední deprese.
  • 10. Geny a jejich biologická funkce - příklady funkčních genů a jejich význam v ekologii (JB)
  • Adaptivní variabilita, imunogenetika, geny a komunikace (MHC, MUPs, ABP), analýza selekce na molekulární a populační úrovni, využití -omics metod v ekologii.
Literatura
  • HARTL, Daniel L. a Andrew G. CLARK. Principles of population genetics. 4th ed. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates, 2007, xv, 652. ISBN 9780878933082. info
  • FREELAND, Joanna. Molecular ecology. Chichester: John Wiley & Sons, 2005, x, 388. ISBN 0470090626. info
  • BEEBEE, Trevor J. C. a Graham ROWE. An introduction to molecular ecology. 1st pub. New York: Oxford University Press, 2004, xxii, 346. ISBN 0199248575. info
  • AVISE, John C. Phylogeography : the history and formation of species. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 2001, viii, 447. ISBN 0674666380. info
  • HARTL, Daniel L. A primer of population genetics. 3rd ed. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates, 2000, xvii, 221. ISBN 0878933042. info
Výukové metody
Přednášky, diskuze nad specifickými problémy, domácí příprava a prezentace studentů.
Metody hodnocení
Přednášky, diskuze v hodině, prezentace přednášek. Ústní zkouška.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.