Evolucija u heterogenim sredinama: mehanizmi adaptacija, biomonitoring i konzervacija biodiverziteta #173025

Heterogenost abiotičke i biotičke životne sredine utiče na varijabilnost (na molekularnom, citološkom i morfološkom nivou kao i varijabilnost karakteristika životne istorije i ponašanja), populacionu strukturu i evolucione procese (genetičku specijalizaciju, fenotipsku plastičnost, proces specijacije) kod različitih grupa organizama (kičmenjaci, beskičmenjaci, biljke), delujući na stanje biodiverziteta i rasprostranjenje samosvojnih, a posebno introdukovanih i invazivnih vrsta. Istraživanja se prvenstveno vrše na prirodnim populacijama u prirodnim staništima, na organizmima i populacijama u nativnim i antropogenim staništima i na uzorcima iz prirodnih populacija gajenim u eksperimentalnim uslovima. Dobijeni rezultati se porede na: različitim nivoima organizacije (npr. molekularni i morfološki) kod populacija istih vrsta; populacijama iste vrste iz različitih sredina; srodnim a ekološkim različitim vrstama; različitim taksonima sa istog geografskog područja; egzotičnim vrstama, posebno onima sa već poznatom istorijom invazivnosti u drugim područjima. Dobijeni rezultati omogućiće procenu adekvatnosti pojedinih indikatora stepena narušenosti životne sredine i biće uključeni u filogeografske analize i instrumente ocene statusa ekosistema u regionu i Evropi.


Diverzitet vodozamaca i gmizavaca Balkana: evolucioni aspekti i konzervacija #173043

Vodozemci i gmizavci, grupe sa ograničenom sposobnošću migracije, vezane za staništa i, usled toga, posebno osetljive na promene životne sredine, čest su objekt istraživanja evolucione i konzervacione biologije. To se posebno odnosi na vodozemce i gmizavce Balkanskog poluostrva, koje predstavlja složen refugijalni centar, sa velikim brojem taksona i visokom endemičnošću, koji su rezultat visoke stope alopatričkih i parapatričkih specijacija i velikog broja hibridnih zona. U okviru ovog projekta predviđena su integrativna istraživanja, u laboratoriji i u prirodnim populacijama, na grupama koje imaju odlike model-organizama. U oblasti evolucione biologije, osnovni pravci istraživanja bi obuhvatili: (1) analize promena veličine i oblika složenih morfoloških celina tokom ontogenije i tokom evolucione istorije grupa, (2) istraživanja evolucije životnih istorija, (3) studije filogeografske strukture različitih evolucionih linija, vrsta i kompleksa vrsta, (4) analize uticaja ekogeografskih faktora na rasprostranjenje taksona, filogeografskih linija i hibridnih zona. U oblasti konzervacione biologije, istraživanja bi išla u pravcu određivanja evoluciono i konzervaciono značajnih jedinica, kao i studija populacione ekologije, čime bi se došlo do podataka relevantnih za postavke strategija očuvanja autohtonih prirodnih populacija i vrsta.


Evolucija u laboratoriji i adaptacije u prirodi #173007

U savremenoj biologiji koriste se dva alternativna eksperimentalna pristupa za rešavanje osnovnih pitanja o evoluciji živog sveta – laboratorijska evolucija i studije u prirodi.

LABORATORIJSKA EVOLUCIJA - Eksperimentalna strategija laboratorijske evolucije bazira se na istraživanjima populacija kroz generacije u definisanim i strogo kontrolisanim uslovima. S ciljem istraživanja pravaca evolucije različitih životnih strategija formirana su četiri tipa laboratorijskih populacija pasuljevog žiška, Acanthoscelides obtectus, u okviru kojih su, tokom više od 200 generacija, razvijene po četiri populacije. Prva dva tipa populacija nalaze se pod režimom selekcije zavisne od gustine, odnosno, selektuju se na visokoj (К) i niskoj (r) gustini larvi, dok su druga dva tipa populacija selektovana za ranu (Е) ili kasnu (L) reprodukciju (tzv. uzrasno-specifična selekcija). Korišćenjem ovih populacija buduća istraživanja baziraće se na rasvetljavanju sledećih naučnih problema:1. Evolucione promene nastale u režimu selekcije zavisne od gustine, kao i uzrasno-specifične selekcije, 2. Kvantitativno-genetička osnova komponenti adaptivne vrednosti koje se nalaze pod delovanjem dva navedena tipa selekcije, 3. Еvolucija starenja i kasnih faza adultnog života i 4. Еvolucija mehanizama pre- i post-zigotske reproduktivne izolacije između različitih laboratorijskih populacija.

ADAPTACIJE U PRIRODI- Među najpoznatije i najbolje proučene sisteme fenotipske plastičnosti u živom svetu ubraja se prilagođavanje individualnog rasta, fiziologije i fenologije biljaka na biotičku i abiotičku promenljivost njihovih prirodnih staništa. Iako se kod biljaka signali iz okruženja primaju na nivou pojedinačnih modula (listovi, grane, koren), biljke integrišu različite sredinske informacije kako bi razvile funkcionalno koordinisane fenotipove. Uz to, jedan sredinski faktor može takođe da izmeni proces transdukcije signala nekog drugog faktora, usled preklapanja hormonskih ili genetičkih komponenti u molekulskim putevima odgovora. Posledica ove dinamičke mreže signala i odgovora je kontinuirana povratna sprega između individualnog razvića i životne sredine, što predstavlja primarno svojstvo procesa razvića biljaka. Na ovaj način formira se čitav spektar funkcionalih fenotipova (na morfološkom, anatomskom i fiziološkom nivou) koji se razlikuju u sposobnosti da prežive, i da se reprodukuju u konkretnom životnom okruženju. U ovom projektu, integrativni pristup istraživanju ekologije razvića biljaka biće primenjen na biljnoj vrsti Iris pumila, čija se prirodna staništa na području Deliblatske peščare (Srbija) razlikuju u odnosu na kvantitet i kvalitet ambijentalne svetlosti (otvorene površine pod punom dnevnom svetlošću i vegetaciona senka). Primenom recipročno-transplantacionog eksperimenta u različitim svetlosnim sredinama utvrdiće se da li je sezonsko variranje analiziranih osobina rezultat aklimatizacije na postojeće uslove životne sredine, ili je posledica delovanja divergentne selekcije u alternativnim svetlosnim staništima. Nasuprot tome, pretpostavljamo da bi opseg DI, osim sredinskog stresa, mogao da bude u kauzalnoj vezi sa endogenim nivoom specifičnih molekulskih šaperona.