See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9294
ETF9294 "Putukate kasvukiiruse evolutsioon: geograafilistest mustritest elukäigu lõivsuheteni (1.01.2012−31.12.2015)", Toomas Tammaru, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9294
Putukate kasvukiiruse evolutsioon: geograafilistest mustritest elukäigu lõivsuheteni
Understanding insect growth: from geographic patterns to life-history trade-offs
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB280 Loomaökoloogia1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201217 400,00 EUR
01.01.2013−31.12.201317 400,00 EUR
01.01.2014−31.12.201417 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201517 400,00 EUR
69 600,00 EUR

Isendi kasvukiirust käsitletakse üha enam iseseisva elukäiguomadusena. Üha enam koguneb tõendeid ka selle kohta, et kasvukiirus pole pelgalt füsioloogiliste piirangute poolt määratud suurus vaid selle tunnuse väärtused on vaadeldavad loodusliku valiku poolt optimeerituina. Putukate puhul on enamasti lihtne mõista kõrge kasvukiiruse eeliseid, kuid kiiresti kasvamise hinna leidmine on osutunud oluliselt keerukamaks. Vaatamata viimasel aastakümnel toimunud ilmsele edasiminekule on arusaam kasvukiiruse hinnast jäänud fragmentaarseks. Selgust ei ole hinna erinevate komponentide suhtelise tähtsuse osas ning pole ka ilmne, millistes keskkondades on eelkõige oodata ühe või teise hinna komponendi ilmnemist. Mõistmaks kasvukiiruse evolutsioonilist ökoloogiat vajame senisest süstemaatilisemat lähenemist nii objektliikide valiku kui ka uuritavate kohasuse komponentide osas. Edasiminekut pidurdanud asjaoluks on olnud ka kasvukiiruse definitsiooni mõningane ebamäärasus. Taotletava projekti eesmärgiks on heita valgust kõrge kasvukiiruse hinnale rakendades süstemaatilisi populatsioonidevahelisi ja -populatsioonisiseseid võrdlusi korraga paljudel putukaliikidel. Kavas on rakendada hetkelise kasvukiiruse ranget praktilist definitsiooni ja originaalset meetodit selle suuruse mõõtmiseks. Uurides hulka (30) liblikaliike hindame, mil määral on üldistatavad varasemad tähelepanekud põhjapoolsete populatsioonide kõrgemast kasvukiirusest. Eri päritolu liblikaröövikuid kasvatatakse laboris kontrollitud tingimustes. Üksteisest kasvukiiruselt erinevate populatsioonide puhul viime läbi edasisi katselisi uuringud leidmaks erinevusi kohasusega korreleeruvates tunnustes, mis eeldatavasti peegeldavad kõrge kasvukiiruse hinda. Populatsioonisisese varieeruvuse uuringud viiakse läbi kasutades poolõvepesakondade meetodit, peamise eesmärgina tuvastada hetkelise kasvukiiruse geneetilisi korrelatsioone teiste kohasust mõjutavate tunnustega. Muuhulgas testime hüpoteesi, et kasvukiiruse geneetilised korrelatsioonid teiste kohasuste komponentidega on positiivsed eelkõige neil liikidel, mille puhul võib eeldada suunavat valikut kasvukiirusele. Eeldame, et siinkohal planeeritaval süstemaatilisel lähenemisel saab olema oluline osa populatsioonide- ja isenditevahelise kasvukiiruse erinevuste mõistmisel, millel omakorda on nii alusteaduslik kui ka rakenduslik väärtus, viimast eelkõige seoses vajadusega ennustada putukapopulatsioonide reaktsioone kliimamuutustele.
Growth rate of an organism is increasingly being treated as a life history trait of its own right. There is evidence accumulating that individual growth rate is not maximised within the limits set by physiological constraints but is maintained by natural selection at some optimal value. In insects, the benefits of high growth rate are easy to see. In contrast, despite of the undeniable progress in recent decades, the evidence of costs of high growth rate has remained fragmentary. We are currently unable to evaluate the relative importance of different mechanisms, neither are we able to tell in which environments do particular selective pressures dominate. We need to take a more systematic approach both in terms of selecting study organisms, as well as the components of fitness being studied. A source of confusion has also been in the vagueness of the definition of individual growth rate. Here we propose - in order to shed light on costs of high growth rate - to systematically study growth rates of lepidopteran larvae by means of both within- and among-population comparisons of growth rate in a number of insect species. We will apply a rigorous definition of (instantaneous) growth rate, and use original methods of measuring this variable. Systematically sampling different geographic populations of a number (30) of lepidopteran species, we aim to study the generality of the occasional observations that there is a consistent latitudinal gradient in larval growth rate across Europe. The larvae will be reared in the laboratory under a common garden design. Populations differing in growth rate will be subjected to further experiments to record differences in fitness-related traits which may reflect the costs of high growth rate. Within-population studies will follow the half-sib design, genetic correlations of the instantaneous growth rate being the main point of interest. We will test the hypothesis that genetic correlations of growth rate with other fitness-correlated traits will be positive in species subjected to directional selection for high growth rate but not necessarily so in other species. We believe that the systematic approach to be taken will substantially contribute to our understanding about among- and within-population genetic differences in growth rate which has both conceptual and applied (predicting responses to climate change) significance.
Arendati arusaama võimalikest muutustest kehasuuruse determinatsiooni reaktsiooninormide kujus. Leiti, et plastilised muutused reaktsiooninormides toimuvad putukatel valdavalt piki kasvukiiruse telge: keskkond mõjutab kasvukiirusi ning madalamate kasvukiirustega kaasneb kasvuperioodi pikenemine, kuid isendi lõppsuurus jääb sellest hoolimata väiksemaks. Tulemuseks on nn „L-kujulised“ kehasuuruse determinatsiooni reaktsiooninormid, mis näidati olevat putukatel üldlevinud. Evolutsioonilised muutused toimuvad üldjuhul piki kasvukiiruse teljega ortogonaalset telge: kasvukiirus ei muutu ning suurem kehasuurus saavutatakse läbi pikema arengukestuse. Kui ülalesitatud põhimõte on varem leidnud kinnitust sugude ja eri kehasuurusega põlvkondade võrdluses, siis aruandealuse grandi tulemusena lisandus hüpoteesile kolmas tugisammas. Nimelt leiti, et liblikapopulatsioonid erinevad Euroopa piires küll süstemaatiliselt kehasuuruselt (lõunas on liblikad geneetiliselt suuremad kui põhjas), kuid mitte röövikute hetkelise kasvukiiruse poolest: suurem kehasuurus saavutatakse alati läbi vastse pikema kasvuperioodi. Lisaks näidati, et röövikute eri värvusmorfid võivad, kuid ei pruugi erineda kasvuparameetrite poolest. Esimesel juhul on kasvukiiruse selektiivne keskkond tavaliselt arvatust mitmekesisem. Süstemaatilisi populatsioonidevahelisi erinevusi immuunparameetrites ei leitud. Röövikute kasvu reaktsiooninormide analüüsi meetodeid rakendati uurimaks kaitsealuste päevaliblikaliikide ökoloogiat Eestis.