Стресс-реакция как механизм реализации адаптивного потенциала особей и популяций насекомых

• Автор: Беньковская, Галина Васильевна
• Шифр специальности: 03.00.09, 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 385 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Адаптивный потенциал и стратегии его реализации в популяциях насекомых

1.1 Адаптивный потенциал особи и популяции. Оценка адаптивного

потенциала

1.2 Стратегии реализации адаптивного потенциала. Адаптациогенез и его

пусковые механизмы

1.3 Адаптации насекомых к различным стрессогенным воздействиям

1.4. Виды полиморфизма и их значение в процессах адаптациогенеза. Уровень полиморфизма как отражение адаптивного потенциала популяции
1.5. Проблема выбора маркерных характеристик для оценки адаптивного потенциала. Реактивность и устойчивость, показатели их уровня.
1.6. Стрессреакция и ее физиологобиохимическис параметры у
насекомых.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Характеристика биологических объектов исследований
2.1.1. Медоносная пчела , i i i
2.1.2. Комнатная муха i, i i .
2.1.3. Колорадский жук , i i i .
2.2. Проведение экспериментов с воздействием стрессоров различного. типа.
2.2.1. Тепловой стресс.
2.2.2. Холодовой стресс
2.2.3. Интоксикация.
2.2.4.Старваци я
2.2.5. Травма.
2.2.6. Токсический стресс, вызванный бактериальным препаратом
2.3. Методика оценки адаптогенных эффектов биологически активных
веществ.
2.3.1. Оценка адаптогенных эффектов биосила.
2.3.2. Оценка адаптогенных эффектов аскорбиновой кислоты
2.3.3. Оценка эффектов дисадаптантов.
2.3.4. Отдаленный эффект действия биологически активных веществ БЛВ.
2.4. Методика измерения фенолоксидазной активности
2.4.1. Измерение ДОФАоксидазной активности.
2.4.2.Методика электрофоретического изучения активности фенолоксидазы.
2.5. Определение уровня содержания катехоламинов.
2.6. Определение активности сериновых протеиназ и их ингибиторов.
2.7. Определение активности несиецифических эстераз, кислой и щелочной
фосфатазы.
2.8. Методика определения концентрации белка.
2.9. Методы селекции лабораторных популяций комнатной мухи
2 Методы оценки уровня устойчивости в лабораторных популяциях
комнатной мухи
2 Методы оценки биотического потенциала линий комнатной мухи.
2 Методы оценки популяционного полиморфизма колорадского жука
. Анализ фенетического полиморфизма.
. Анализ полиморфизма по уровню чувствительности к инсектицидам.
2 Методы молекулярногенетических исследований
. Сбор, хранение и подготовка биоматериала
. Выделение ДНК.
. Проведение ПЦРамплификации ДНК.
. Определение содержания мРНК гена профенолоксидазы и генов антибактериальных пептидов у медоносной пчелы и комнатной мухи.
. Анализ полиморфизма локуса 0Ав гена ацетилхолинэстеразы А СНЕ колорадского жука
2 Математическая обработка результатов
ГЛАВА 3. ФИЗИОЛОГОБИОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СТРЕССРЕАКЦИИ У НАСЕКОМЫХ.
3.1. Изменения жизнеспособности насекомых при стрессах
3.2. Изменения локомоторной активности насекомых в ходе стрессреакции
3.3. Динамика активности ферментов фенолоксидазпой системы в ходе
стрессреакции.
3.4. Изменения транскрипционной активности генов профенолоксидазы у
комнатной мухи и медоносной пчелы и антибактериальных пептидов медоносной пчелы при стрессах.
3.5. Модели развития стрессреакции при действии одного и нескольких
стрессоров.
3.6. Роль стресса и стрессреакции в онтогенезе насекомых.
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ СТРЕССРЕАКЦИИ, СВЯЗАННЫЕ С
ПРОЦЕССАМИ ИНТРОДУКЦИИ И ВНУТРИВИДОВОЙ
ГИБРИДИЗАЦИИ В СЕМЬЯХ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН.
4.1. Генетический внутривидовой полиморфизм i i . на территории Башкортостана
4.2. Особенности стрессреакции в интродуцируемых семьях i i
4.3. Особенности стрессреакции в гибридных семьях i i 1 ГЛАВА 5. МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К
СТРЕССОГЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ В ЛАБОРАТОРНЫХ ЛИНИЯХ КОМНАТНОЙ МУХИ.
5.1. Выявление фенотипической структуры исходной лабораторной линии.
5.2. Результаты селекции на устойчивость к разнотипным стрессогенным
воздействиям.
5.3. Изменения активности фенолоксидазной и гидролазной систем, сопровождающие формирование устойчивости к стрессам
5.4. Изменения демографических характеристик в селектируемых линиях
комнатной мухи
5.5. Динамика фенотипической структуры лабораторных линий в процессе
формирования устойчивости.
ГЛАВА 6. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ И ФЕНОТИПИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ В ПОПУЛЯЦИЯХ I I ТА НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН И РЕАЛИЗАЦИЯ АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ВИДА
6.1. Формирование популяции i i на территории
Башкортостана и экологоклиматичсскис адаптации вида к региональным условиям Предуралья Башкирии.
6.2. Формирование резистентности к инсектицидам в локатьных популяциях
6.3. Генетический и фенотипический полиморфизм в популяциях
колорадского жука
6.4. Экспансия вида как выражение стрессиндуцирусмых эволюционных
процессов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Установлено, что адаптация к неспецифическому действию тепла у ящериц наряду с развитием ряда поведенческих реакций сопровождалась закреплением некоторых молекулярных механизмов, одним из которых является дозированная, в зависимости от внешней температуры, активность системы генов теплового шока, реализующаяся В конечном счете в установлении соответствующей внутриклеточной концентрации БТШ. Высокое содержание этих стрессовых белков установлено у ящериц южных видов. Это необходимо для обеспечения возросших в условиях повышенной температуры функций БТШ. Полученные данные позволяют говорить о наличии реальной закономерности, справедливой, по крайней мере для холоднокровных, связывающей,температурные условия обитания вида с содержанием БТШподобных белков, играющих важную роль в естественной адаптации к теплу на уровне целого организма. Организмы Меагоа уже на стадии кишечнополостных приобрели специальную интегративную систему нейроэндокринная система, Г1ЭС Гайнутдинов, Калинникова, . Это эволюционное приобретение соответствует принципу прогрессивной интеграции Спенсера прогрессивная дифференциация и специализация в ходе эволюции сопряжены с повышением уровня интеграции частей организма. Для сохранения функций целого многоклеточного организма животного и его выживания в условиях экстремального увеличения температуры необходимы не только теплоустойчивость специализированных клеток, но и устойчивость к высокой температуре сложных процессов интеграции клеточных функций. Тепловая дезинтеграция клеточных функций, а не тепловое повреждение или гибель клеток является причиной угнетающего и повреждающего действия высокой температуры на организмы Ме1агоа, так как теплоустойчивость клеток всегда значительно выше термотолерантности всего организма. ЦНС является мишенью обратимого угнетающего действия высокой температуры на поведение пойкилотермных животных. Нарушения синаптических связей между нейронами в моторных нервных центрах беспозвоночных и пойкилотермных позвоночных вызываются тепловыми воздействиями, подпороговыми для повреждения нейронов и других клеток, составляющих организм. Тепловая закалка многоклеточных организмов животных, основным механизмом которой является экспрессия стрессовых белков, включает в себя не только увеличение теплоустойчивости клеток защитой белков и мембран от тепловых повреждений, но и защиту стабилизацию синаптических связей между нейронами от нарушения увеличением температуры, подпороговым для повреждения клеток и целого организма. Модификация систем связей между нейронами мотивирующими обонятельными стимулами и нейрофармакологичсскими воздействиями вызывает сильные изменения термотолерантности организмов круглых червей, кольчатых червей и ракообразных. Как основная адаптация к температурному фактору складывается для насекомых более или менее постоянный для каждого вида температурный режим, поддерживаемый различными способами. Этому типу адаптаций соответствует термопрсфсрендум температура, оптимальная для жизнедеятельности организма, более или менее соответствующая термическим условиям его местообитания Кауфман, . Иногда в работах экологов применяется термин термотактический оптимум. Термопреферендум и термотактический оптимум синонимы, биологический смысл этих понятий тождественен. Предполагается, что экспериментально определяемая предпочитаемая температура это в известной мере отражение термических условий района или времени происхождения и становления вида. Среди многих других автор приводит данные о температурной адаптации у колорадского жука. Предпочитаемые особями температуры На Евразийской части ареала близки к температурам в районе происхождения вида. Здесь же, что очень важно, найден специфический хищник колорадского жука клоп i i . Шагов, близок к термопреферендуму хозяина совпадают даже суточные ритмы изменения и температуре района происхождения этих видов. Таким образом, приведенные примеры делают достаточно обоснованным предположение о термопрсферендуме как о температуре района видообразования. У пойкилотермных животных, заселивших в настоящее время другие области, обнаруживаются, по сути, две оптимальные температуры или два интервала.