Przejdź do treści

Uniwersytet Śląski w Katowicach

  • Polski
  • English
Instytut Biologii, Biotechnologii i Ochrony Środowiska
Logo Europejskie Miasto Nauki Katowice 2024

Biologia eksperymentalna, filogeneza i procesy rozwojowe u zwierząt

Prace naukowe dotyczące biologii eksperymentalnej, filogenezy i procesów rozwojowych zwierząt koncentrują się na następujących tematach badawczych:

1. Strategie rozwoju zwierząt w stresie środowiskowym (Insecta, Aranea; Oligochaeta, Gastropoda)

Prowadzone badania koncentrują się na analizie porównawczej parametrów rozwoju embrionalnego i historii życiowych różnych gatunków bezkręgowców (pod uwagę bierze się przede wszystkim tempo metabolizmu i wzrostu oraz dynamikę pojawiania się stadiów rozwojowych). Analizie poddaje się mierniki fizjologiczne i biochemiczne strategii rozrodczych samic przy ilościowych i jakościowych zmianach i interakcjach czynników stresowych. W badaniach dotyczących rozwoju zarodkowego określa się potencjał rozwojowy zarodków i mechanizmy ich (pre)adaptacji i/lub tolerancji na różnorodne czynniki stresowe. Prowadzone są także badania na wielopokoleniowych liniach rozwojowych owadów o wyselekcjonowanych parametrach (długo – lub krótko żyjące) narażonych na wpływ metali.

img
2. Ustalenia pokrewieństw filogenetycznych w obrębie Hemiptera na poziomie podrzędów: Sternorrhyncha, Fulgoromorpha et Cicadomorpha oraz Heteroptera.

W obrębie tego problemu badawczego wykonywane są analizy cech morfologicznych, histochemicznych i molekularnych wskazujące kierunki ich zmian ewolucyjnych. Na tej podstawie określa się przemiany ewolucyjne wśród wybranych grup Hemiptera na różnych poziomach taksonomicznych (rodzin, plemion, rodzajów). W oparciu o morfologię i ultrastrukturę układu rozrodczego oraz morfologię wybranych tagm ciała weryfikowane są stosunki pokrewieństwa. W tym celu wykorzystuje się również markery molekularne – mitochondrialne i jądrowe. Przy zastosowaniu kryteriów paleontologicznych oraz porównań wewnątrz i pozagrupowych rozpoznawane są zmiany w budowie elementów szkieletu  prowadzące do określenia kierunków zmian morfologicznych.

img
3. Układy rozrodcze i gametogeneza wybranych bezkręgowców (Clitellata, Tardigrada, Insecta)

W ramach tego tematu badawczego wykonywane są badania nad przebiegiem oogenezy i spermatogenezy oraz ultrastrukturą układów rozrodczych wybranych bezkręgowców takich jak pierścienice z gromadysiodełkowców, niesporczaki i owady (mszyce). Analizowana jest również organizacja przestrzenna, mechanizmy powstawania i funkcjonowanie zespołów komórek płciowych, które pojawiają się we wczesnej gametogenezietych zwierząt. Szczególny nacisk położony jest na poznanie organizacji i roli cytoszkieletu komórkowego w zespołach oraz poznanie procesów transferu organelli komórkowych w obrębie zespołów komórek płciowych. Wykazane cechy morfologiczne, histologiczne i cytologiczne wykorzystywane są do analiz pokrewieństw filogenetycznych w obrębie badanych grup.

img
4. Rozwój, struktura i funkcjonowanie jelita środkowego bezkręgowców (Hexapoda, Crustacea, Myriapoda, Tardigrada)

Niniejszy temat wiąże się z badaniami ultrastruktury nabłonka jelita środkowego, procesów jego degeneracji (takich jak apoptoza, nekroza, autofagia) i samoodnowy. Przy użyciu technik histo- i immunohistochemicznych poznawane są także mechanizmy procesów regeneracyjnych jelita (komórki proliferujące i różnicujące się) oraz rola jelita w ochronie organizmu przed stresorami środowiskowymi (np. ksenobiotyki, patogeny, czy głodzenie). Prowadzone badania embriologiczne dotyczą powstawania i różnicowania się jelita środkowego w trakcie rozwoju zarodkowego, jak i rozwoju pozazarodkowego. Rozwój układu pokarmowego analizowany jest przy wykorzystaniu obrazowania 3D.

img
5. Różnicowanie narządowe w rozwoju zarodkowym kręgowców.

Badania związane są z rozwojem zarodkowym gadów łuskonośnych (Squamata). W ramach projektu realizowane są następujące zagadnienia:

  • badania porównawcze rozwoju zarodkowego tarczycy jaszczurek i węży
  • morfogeneza trzustki zarodków węży
  • rozwój zarodkowy narządu lemieszowo-nosowego (narządu Jacobsona) oraz towarzyszących mu struktur różnych gatunków łuskonośnych
  • gametogeneza w rozwoju zarodkowym różnych gatunków łuskonośnych
  • różnicowanie zęba jajowego różnych gatunków łuskonośnych
  • różnicowanie języka różnych gatunków łuskonośnych
  • rozwój zarodkowy oczu lateralnych oraz oka ciemieniowego różnych gatunków łuskonośnych
  • różnicowanie ośrodków zegara biologicznego gadów łuskonośnych
  • porównanie procesów keratynizacji  w obrębie naskórka oraz powierzchni języka gadów łuskonośnych
  • różnicowanie mięśni różnych gatunków łuskonośnych

Cechy anatomiczne, morfologiczne, histologiczne oraz immunocytochemiczne różnicujących się narządów Squamata wykorzystywane są do analiz pokrewieństw filogenetycznych w obrębie badanych grup.

img

W badaniach wykorzystuje się następujące metody badawcze:

  • metody mikroskopowe świetlne: mikroskopia jasnego pola, mikroskopia fluorescencyjna (tradycyjna i konfokalna);
  • transmisyjną i skaningową mikroskopię elektronową z wykorzystaniem komory niskopróżniowej (Phenom XL) i wysokopróżniowej (Hitachi, Phenom);
  • metody histochemiczne i immunohistochemiczne;
  • metody detekcji komórek degenerujących i proliferujących;
  • przetrzymywanie komórek w warunkach in vitro oraz przyżyciowa analiza organizacji cytoszkieletu i rozmieszczenia organelli komórkowych;
  • metody trójwymiarowego obrazowania narządów, tkanek i komórek;
  • cytometrię obrazową;
  • rentgenowską mikrotomografię komputerową;
  • testy genotoksyczności i uszkodzeń oksydacyjnych DNA;
  • luminescencja w badaniach potencjału energetycznego komórek;
  • spektrometrię absorbcji atomowej (AAS);
  • ELISA, Western Blotting (HSP; metalotioneiny);
  • metody elektroforetyczne (profile izoenzymów białek);
  • spektrofotometrię UV-VIS i spektrofluorymetrię (aktywność enzymów, stężenie niskocząsteczkowych antyoksydantów, detekcja wolnych rodników);
  • respirometryczne pomiary metabolizmu oddechowego małych zwierząt;
  • analizę wartości energetycznej i bilanse energetyczne;
  • weryfikację stosunków pokrewieństwa za pomocą markerów molekularnych: mitochondrialnego genu oksydazy cytochromowej I oraz innych markerów molekularnych;
  • analizę cech morfologicznych i histochemicznych form współczesnych oraz kopalnych na poziomie gatunkowym oraz ponadgatunkowym;
  • określenie ewolucyjnych kierunków zmian morfologicznych przez porównanie cech morfometrycznych, anatomicznych i molekularnych;
img
return to top