Uticaj temperature i kvaliteta hrane na varijabilnost komponenti adaptivne vrednosti i fiziologiju varenja larvi gubara Lymantria dispar L.
Effect of temperature and food quality on variability of fitness components and physiology of digestion in the gypsy moth larvae Lymantria dispar L.
2012
Autori:
Janković Tomanić, MilenaOstala autorstva
Stojković, BiljanaLazarević, Jelica
Stojković, Biljana
Šešlija-Jovanović, Darka
Tip dokumenta:
Doktorska teza (Objavljena verzija)
Metapodaci
Prikaz svih podataka o dokumentuApstrakt:
Temperatura i kvalitet hrane utiču na performansu larvi gubara, Lymantria
dispar L. nezavisno ili u međusobnoj interakciji. Strategije preživljavanja larvi
gubara u temperaturno kao i nutritivno heterogenoj sredini obuhvataju različite
tipove reverzibilne i ireverzibilne fenotipske plastičnosti, koje preko uticaja na
usvajanje i raspodelu resursa utiču na osobine životne istorije i rezistentnost
prema ekstremnim uslovima životne sredine.
U cilju ispitivanja efekata temperature i kvaliteta hrane, tj. sadržaja proteina i
ugljenih hidrata u hrani na komponente adaptivne vrednosti, kao i ekspresiju
genetičke varijabilnosti, larve gubara su izložene delovanju tri različite
temperature (suboptimalna, optimalna i supraoptimalna) i 4 kombinacije
hranljivog sastava dijete, koje su se međusobno razlikovale kako u ukupnom
sadržaju proteina i ugljenih hidrata, tako i u njihovom međusobnom odnosu. U
istim eksperimentalnim uslovima ispitivana je uloga procesa varenja, odnosno
aktivnosti digestivnih enzima u usklađivanju odnosa i količine unetih nutienata sa
potrebama organizma na različitim temperaturama. Takođe, ispitan je uticaj
nutritivne vrednosti i balansiranosti hrane na senzitivnost gubara prema stresnim
temperaturama.
Nepovoljne temperature i nizak sadržaj proteina u hrani, kao i disbalans
proteina u odnosu na ugljene hidrate, smanjuju performansu larvi gubara. Uticaji
temperature i kvaliteta hrane na komponente adaptivne vrednosti: preživljavanje,
trajanje razvića, masu i relativnu brzinu rasta, uglavnom su međusobno nezavisni.
Pokazano je da povišena temperatura smanjuje preživljavanje i trajanje razvića
larvi ali dovodi do povećanja relativne brzine rasta. Nutritivni sastav hrane nije
uticao na preživljavanje, ali je nizak sadržaj proteina u hrani dovodio do
produžavanja razvića, smanjenja mase i relativne brzine rasta larvi. Relativna
brzina rasta larvi je bila manja i pri visokom sadržaju ugljenih hidrata u hrani, dok
je smanjenje mase larvi na hrani sa niskim sadržajem proteina bilo veće ako je i
sadržaj ugljenih hidrata bio nizak.
Ako se larve hrane dijetom sa visokim sadržajem proteina dolazi do smanjenja
aktivnosti proteolitičkih enzima, ukupnih proteaza i tripsina, dok se u uslovima
niskog sadžaja proteina i visokog sadržaja ugljenih hidrata smanjuje aktivnost
karbohidraza, α-amilaze i α-glikozidaze. Temperatura i hrana deluju nezavisno na
aktivnost elastaze i tripsina, α-glikozidaze i kiselih fosfataza, dok je za aktivnost
ukupnih proteaza, leucin aminopeptidaze, α-amilaze, lipaze i alkalne fosfataze
pokazana značajna interakcija temperature i nutritivnog sastava dijete. Promena
aktivnosti ukupnih proteaza sa porastom temperature sastoji se u povećanju
aktivnosti na nutritivno najsiromašnijoj i smanjivanju aktivnosti na nutritivno
najbogatijoj hrani, dok se promena aktivnosti α-amilaze u odgovoru na povećanje
temperature sastoji u povećanju aktivnosti na hrani sa niskim sadržajem ugljenih
hidrata. Odgovor lipaze i kiselih fosfataza na nizak sadržaj proteina i visok sadržaj
ugljenih hidrata u hrani, kao i nutritivno siromašnu hranu sastoji se u povećanju
njihove aktivnosti, dok se aktivnost alkalne fosfataze sa porastom temperature
povećava i na hrani sa niskim sadržajem proteina i na hrani sa niskim sadržajem
ugljenih hidrata.
U odgovoru na delovanje temperature, pokazan je „obrnut obrazac“ promene
aktivnosti između endo i egzopeptidaze (elastaze i leucin aminopeptidaze), između
endo i egzokarbohidraze (-amilaze i -glikozidaze) i između alkalne i kiselih
fosfataza, kao i promena fenotipskih korelacija između pojedinih klasa enzima na
nepovoljnim temperaturama i suboptimalnom nutritivnom sadržaju hrane.
Uticaj temperature i kvaliteta hrane uočava se i na nivou promene ekspresije
genetičke varijabilnosti trajanja razvića, kao i preko značajne varijabilnosti
fenotipske plastičnosti u odgovoru na delovanje temperature. Na optimalnoj
temperaturi dolazi do porasta heritabilnosti mase larvi na nutritivno
najsiromašnijoj hrani, dok porast temperature smanjuje heritabilnost mase ako je
u hrani nizak sadržaj jednog ili oba nutrijenta. Genetičke korelacije izmedju
trajanja razvića i mase larvi u nepovoljnim uslovima životne sredine su negativne,
tj. larve koje karakteriše duže larveno razviće istovremeno imaju i manju masu,
dok u optimalnim uslovima nisu detektovane značajne korelacije između ovih
osobina. Većina genetičkih korelacije između sredina, kako za trajanje razvića, tako
i za masu larvi bila je pozitivna, što je očekivan rezultat za vrste generaliste. Sve
genetičke korelacije između sredina za trajanje razvića larvi su pozitivne i nisu
značajno različite od „1” tako da predstavljaju ograničenje za evoluciju fenotipske
plastičnosti. Genetičke korelacije između sredina za masu larvi su pozitivne i
značajno različite od „1” i, mada za masu larvi nije ustanovljena varijabilnost
fenotipske plastičnosti, evolucija plastičnosti je moguća usled značajnih razlika u
heritabilnosti između sredina.
Larve gubara mogu „profitirati“ u nepovoljnim uslovima nutritivno siromašne
hrane, jer je rezistentost gubara na temperaturni stres procenjena na osnovu
vremena preživljavanja, pokazala najveću vrednost u takvim uslovima. Nasuprot
tome, ograničavajući faktori preživljavanja su prethodna aklimacija na
(konstantno) povišenu temperaturu tokom ranih stupnjeva larvenog razvića i
visok sadržaj proteina i ugljenih hidrata u hrani. Suboptimalna temperatura
gajenja i hrana koju karakteriše najmanji odnos proteina u odnosu na ugljene
hidrate, kao i povećanje temperature gajenja na nutritivno najsiromašnijoj hrani,
značajno smanjuju sposobnost larvi gubara da se presvlače na stresnoj
temperaturi.
Ključne reči:
Lymantria dispar L.; Temperatura; Nutritivni kvalitet hrane; Osobine adaptivne vrednosti; Specifična aktivnost digestivnih enzima; Fenotipska plastičnost; RezistentnostIzvor:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2012, 1-231Finansiranje / projekti:
- Fiziološki i evolucioni aspekti stresnog odgovora u prirodnim i laboratorijskim populacijama (RS-143033)
- Uticaj magnetnih polja i drugih sredinskih stresora na fiziološke odgovore i ponašanje različitih vrsta (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-173027)
URI
http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=416https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:6140/bdef:Content/download
http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=1024555186
http://nardus.mpn.gov.rs/123456789/2094
https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2389