| zespół adaptacji do zmian środowiska | ::: | instytut | ::: | uniwersytet | ::: |  |
| prof. dr hab. Joanna Rutkowska joanna.rutkowska@uj.edu.pl |
Instytut Nauk o Środowisku Uniwersytet Jagielloński Gronostajowa 7, 30-387 Kraków Polska tel. + 48 12 664 51 99 fax + 48 12 664 69 12 |
||
home |
+ projkety |
publikacje |
dydaktyka |
linki |
bio |
Ekofizjologia uczenia się
Świat doświadcza obecnie wzrostu nieprzewidywalnoci i krótkoterminowej zmienności warunków klimatycznych, przez co coraz pilniejsze staje się pytanie, czy zwierzęta mogą poradzić sobie z tymi zmianami. Głównym celem tego projektu jest zbadanie wpływu nieprzewidywalności zmian temperatury w różnych skalach czasowych na efektywność uczenia się u modelowego gatunku ptaka. Eksperymenty przeprowadzone za zeberkach, pozwolą odpowiedzieć na pytania takie jak: a) Czy życie w zmiennych warunkach termicznych pociąga za sobą fizjologiczne koszty, które obniżają efektywność uczenia się? b) Czy zmienna temperatura otoczenia w ten sam sposób wpływa na różne typy uczenia się? c) Czy rodzice mogą niwelować wpływ temperatury otoczenia na ich potomstwo? d) Czy potomstwo, które rozwija się w zmiennych warunkach, będzie łatwiej przystosowywać się do zmiennych warunków środowiskowych doświadczanych w dorosłym życiu?
Współpraca: ChuChu Lu, Maëlle Lefeuvre (Institute of Environmental Sciences), Carlos Botero (Washington University in Saint Louis).
Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki.
Synteza i meta-analiza efektów ojcowskich
Chociaż każdy organizm rozmnażający się płciowo ma matkę i ojca, dziedziczenie poza-genetyczne było badane głównie w postaci efektów matczynych. W ostatnich latach rozwój nowych narzędzi teoretycznych, obliczeniowych i empirycznych zaowocował większym zainteresowaniem i nowym spojrzeniem na efekty ojcowskie. Nie ma jednak praktycznie żadnych systematycznych/meta-analitycznych badań, które podsumowywałyby wiedzę na temat efektów ojcowskich. Podczas mojego urlopu naukowego w Sydney przeprowadziłam ilociową syntezę badań z zakresu efektów ojcowskich. Zrobiłam również metaanalizę dotyczącą względnej siły efektów ojcowskich w porównaniu do efektów matczynych (i synergistycznych) w badaniach wpływu diety rodziców na cechy potomstwa. Oba maszynopisy są w przygotowaniu.
Współpraca: Shinichi Nakagawa, Malgorzata Lagisz & Russell Bonduriansky (University of New South Wales).
Mój staż w Sydney był finansowany przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej.
 |
Rodzina zeberek fot. Joanna Rutkowska |
Matczyne hormony a ekspresja genów u potomstwa
Badamy przyczyny i konsekwencje zróżnicowanej ekspresji genów u potomstwa płci męskiej i żeńskiej. Dotychczas wykazaliśmy, że jeszcze przed gonadogenezą, embriony męskie rosną szybciej niż żeńskie. Najprawdopodobniej jest to wynikiem nadekspresji genu receptora hormonu wzrostu i trzech innych genów zlokalizowanych na chromosomie Z, odpowiedzialnych za regulację cyklu komórkowego i metabolizmu (Tagirov i Rutkowska 2014). Obecne eksperymenty dotyczą wpływu hormonów matczynych na zależną od płci ekspresję genów u potomstwa zeberek.
Współpraca: Makhsud Tagirov, Szymon Drobniak, Dorota Lutyk.
Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki.
Fizjologia starzenia się na różnych poziomach organizacji biologicznej
W tym projekcie obiektem badań są trzy klasy wiekowe (0,5, 2 i 4,5 roku) zeberek. Do tej pory wykazaliśmy, że wydajność pionowego lotu spada wraz z wiekiem (Labocha i in. 2015). Ostatecznym celem tego projektu jest powiązanie zróżnicowania wyników wydolnościowych z procesem starzenia się na poziomie tkankowym.
Współpraca: Ulf Bauchinger, Edyta Sadowska, Mariusz Cichoń, Marta Labocha.
Nieistotne wyniki mogą być "sexy"
W biologii ewolucyjnej panuje szereg dobrze zakorzenionych opinii które wymagają świeżego spojrzenia i potencjalnej rewizji. Dotychczas, z meta-analityczą pomocą Shinichiego Nakagawy i innych współautorów, podjęłam dwa tego typu tematu. Najpierw wykazaliśmy, iż powszechnie akceptowany pogląd o skracania się chromosomu W wraz z czasem ewolucyjnym nie znajduje potwierdzenia u ptaków (Rutkowska i in. 2012). Następnie stwierdziliśmy brak dymorfizmu płciowego w ptasich jajach (Rutkowska i in. 2014). Więcej negatywnych wyników w krótce!
Współpraca: Shinichi Nakagawa, Małgorzata Łagisz (Otago University), Anna Dubiec (Muzeum i Instytut Zoologii PAN).
Ewolucyjne koszty immunokompetencji u ptaków
Badamy znaczenie składowych odporności: genetycznych i transmitowanych przez samice w jajach. Eksperymenty prowadzone są na zeberkach, którym podajemy niepatogenne antygeny wywołujące odpowiedź immunologiczną. Dotychczas wykazaliśmy iż samice charakteryzujące się wyższą odpowiedzią immunologiczną mają potomstwa o niższej przeżywalności (Rutkowska i in. 2011). Stwierdziliśmy również iż jaja zawierające synów i córki mogą różnić się poziomem przeciwciał w jajach i jako pierwsi udokumentowaliśmy iż immunizacja matki ma odmienny wpływ na synów i córki (Maryka i in. 2010). Nasze najnowsze wyniki dotyczą związku między immunizacją matki, jej statusem oksydacyjnym, poziomem antyoksydantów w jajach i przeżywalnocią potomstwa (Casasole i in. 2016).
Współpraca: Giulia Casasole, Mariusz Cichoń, Aneta Arct i Rafał Martyka (Instytut Ochrony Przyrody PAN).
Strategie reprodukcyjne w miejskiej populacji kosa (Turdus merula) poddanej wysokiej presji drapieżniczej
Nasze badania pozwoliły stwierdzić, że samice kosa inwestują więcej w córki, niż w synów, co przejawia sie w zróżnicowanej masie jaj (Martyka i in. 2010). Zjawisko to może być wytłumaczone większą wariancją w dostosowaniu samców. Obecnie badamy związek między prawdopodobieństwem zmiany partnera a kopulacjami pozapartnerskimi u tego gatunku.
 |
Gniazdo kosa fot. Kazimierz Walasz |
Współpraca: Kazimierz Walasz, Mariusz Cichoń, Rafał Martyka, Anna Dybek (Instytut Nauk o Środowisku UJ), Artur Jarmołowski, Marlena Lembicz (Instytut Biologii Molekularnej i Biotechnologii, UAM).
Projekty ukończone:
Wpływ interakcji z samcem na inwestycje matczyne u poligenicznego gatunku
Modelowym gatunkiem w tych badaniach była przepiórka japońska. Eksperymenty pozwoliły wykazać iż przewidywanie możliwości kojarzenia z samcem wpływa na zróżnicowaną inwestycję samicy w synów i córki (Rutkowska & Adkins-Regan 2009). Określiliśmy również na ile zmiany poziomu kortykosteronu u samicy są odpowiedzią na kojarzenie z samcem w porównaniu do obecności samca bez możliwości kojarzenia oraz w porównaniu do interakcji socjalnych z inną samicą (Rutkowska i in. 2011).
Współpraca: Elizabeth Adkins-Regan i Ned Place (Cornell University).
Determinacja płci potomstwa: kontekst ekologiczny i bezpośredni mechanizm nielosowej mejozy u ptaków
Celem tego projektu było opisanie bezpośrednich mechanizmów stojących za adaptatywnym dostosowywaniem płci potomstwa do warunków środowiskowych (Rutkowska i Badyaev 2008). Obiekt modelowy to dziwonia ogrodowa.
 |
Dziwonia ogrodowa fot: Alex Badyaev |
Współpraca: Alex Badyaev (University of Arizona).
Rola testosteronu w determinacji płci i alokacji zasobów w potomstwo różnej płci u zeberek (Taeniopygia guttata)
W projekcie tym wykazaliśmy przyczynowo - skutkowy związek między podniesionym poziomem matczynych androgenów a zwiększeniem proporcji samców w potomstwie (Rutkowska i Cichoń, 2006). Stwierdziliśmy negatywny płwyw androgenów na płodność matek (Rutkowska et al. 2005). Określiliśmy ponadto jak podniesiony poziom androgenów wpływa na przeżywalność, rozwój i sukces reprodukcyjny synów i córek (Rutkowska i in 2007).
 |
Zeberki w gnieździe fot. Joanna Rutkowska |
Współpraca: Mariusz Cichoń, Ludmiła Czajkowska, Tomasz Wilk, Diego Gil (Museo Nacional de Ciencias Naturales, Madrid) i Marisa Puerta (Universidad Complutense de Madrid).
Wpływ jakości zasobów na inwestycje samic zeberki w potomstwo różnej płci
Przeprowadzone badania wykazały, że wzrost masy kolejnych jaj w lęgu zmniejsza negatywne skutki asynchronii wykluć oraz że zróżnicowana inwestycja w synów i córki może mieć wpływ na konkurencję między rodzeństwem w asynchronicznych lęgach (Rutkowska i Cichoń, 2005). Pokazaliśmy również, że ptaki reagują na zmieniającą się w czasie składania jaj jakość pokarmu dostosowując do niej płeć potomstwa w kolejnych jajach (Rutkowska i Cichoń, 2002). Wynik ten dowiódł, że samice ptaków mają znaczną kontrolą nad płcią swojego potomstwa.
 |
Pisklę zeberki fot. Joanna Rutkowska |
Współpraca: Mariusz Cichoń
Koszty wychowania synów i córek u nornicy rudej (Clethrionomys glareolus)
W 2003 roku brałam udział w badaniach dotyczących zróżnicowanej inwestycji w synów i córki u ssaków. Eksperymenty prowadzone były na Uniwersytecie w Jyväskylä w Finlandii, w grupie Dr T. Mappesa i E. Koskeli. Okazuje się, iż powszechnie przyjęty pogląd, że samce poligenicznych ssaków są płcią, która uzyskuje większą inwestycję ze strony matki, nie jest regułą, przynajmniej w odniesieniu do nornic (Koskela i in. 2009). Pomiary tempa metabolizmu pozwoliły nam również opisać ewolucyjny kompromis między bieżącą a przyszłą inwestycją matek w synów i córki (Rutkowska i in. 2011).
Współpraca: Esa Koskela i Tapio Mappes (Jyväskylän yliopisto)
d e s i g n e d b y P a w e ł K a p u s t a