Bi0999 Molekulární ekologie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2012 - akreditace

Údaje z období jaro 2012 - akreditace se nezveřejňují

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
Předpoklady
Bi1030 Systém a evoluce bezobratlých && Bi2090 Systém a evoluce 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
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
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 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.