社会昆虫建立坚固的巢穴,以物理捍卫其殖民地免受捕食者的攻击以及寄生虫和病原体的侵入。虽然许多先前关于白蚁巢的研究都集中在其身体防御功能上,但它们的巢也具有各种微生物,这些微生物在维持殖民地的卫生环境中发挥作用。在这项研究中,我们报告了白蚁巢的动态防御机制,白蚁将病原体感染的尸体埋入巢穴,增强了巢穴中共生细菌提供的抗菌防御。白蚁将病原体感染的尸体掩埋,可能构成高致病风险,而它们的嵌入材料则无感染的尸体。在埋葬尸体的巢材料中,链霉菌的丰度,抗生素产生的细菌增加并增强了巢材料的抗真菌活性。此外,该链霉菌抑制了白蚁病原体的生长,并在存在这些病原体的情况下提高了工人的存活率。这些结果表明,由尸体埋葬促进的白蚁与巢相关的共生细菌之间的相互作用有助于连续维持巢穴卫生。这项研究阐明了巢的功能作为“生活防御壁”,并增强了我们对社会昆虫采用的动态病原体防御系统的理解。
斯蒂芬·普拉特(Stephen Pratt)研究了无领导,分散群体,尤其是社会昆虫殖民地的复杂社会行为的出现。他和他的实验室成员使用实验,数学模型和计算机模拟,以了解允许蚂蚁和蜜蜂殖民地充当集体智能的行为规则和通信网络。受单个生物体和殖民地“超生物”之间的类比的启发,他们运用了心理学和经济学中的许多思想来了解群体认知。Pratt教授还与工程师合作,将课程从社交动物转化为机器人群和其他人类设计的系统,并开发创新的工具来分析行为。
蚂蚁生理学是由1亿年的社会发展来制作的。蚂蚁执行许多复杂的社会和集体行为,但在示意图和规模上与果蝇果蝇Melanogaster(一种流行的单独模型有机体)相似。蚂蚁是有吸引力的互补受试者,以研究与果蝇中没有的复杂社会行为有关的适应。尽管对蚂蚁行为的研究兴趣和社会性的神经生物学基础,但我们对蚂蚁神经系统的理解是不完整的。最近的技术进步已经以较少依赖模型选择的方式对神经系统进行了尖端调查,为机械社会昆虫神经科学打开了大门。在这篇综述中,我们重新审视了有关蚂蚁神经系统和行为的重要方面,我们期待蚂蚁的功能性电路神经科学如何帮助我们了解如何区分孤独动物与高度社交动物。
学期1个克拉科夫·朗的农业大学。讲座课程研讨会其他教育农村文化旅游E 15 0 0 0 4 4综合保护园艺作物E 24 24 8 0 6植物分子遗传学和基因组学E 24 24 8 0 6生物统计学e 18 24 6 0 6 0 24 6 0 5体育教育(体育社会昆虫生态E 20 20 0 0 4植物细胞和组织培养的原理E 18 20 2 0 4 SEM总计。1 30个学期2 Mendel University在Brno Lang。Lecture Courses Seminar Other ECTS Applied Plant Biotechnology E 28 28 0 0 6 Fruit Storage E 28 28 0 0 5 Stone Fruit Production E 28 28 0 0 6 Facultative – open to choice 3 from 4 Wine Technology E 28 28 0 0 6 Horticulture Machinery E 28 28 0 0 5 Technology of Fruit Distillates E 14 14 0 0 4 Sophisticated Vegetable production E 28 28 0 0 5 Total in sem.2 32学期3尼特拉·朗(Nitra Lang)的斯洛伐克农业大学。讲座课程研讨会其他特殊果实种植E 24 24 0 5 6园艺作物的收获后技术E 12 24 0 0 6果实生产的集成系统E 24 24 0 0 0 6果树的修剪和培训e 0 13 0 23 0 23 4
社会昆虫在性别和种姓之间表现出极端的表型差异,即使潜在的基因组几乎相同。表观遗传过程已被提出是介导这些表型差异的可能机制。使用皇后区,男性和生殖女性工人的整个基因组纤维纤维测序,我们表征了大黄蜂炸弹式地面的性别和种姓特异性甲基。我们已经确定了可能影响性别和种姓表型差异的组蛋白修饰过程中DNA甲基化的潜在作用。我们还发现差异化甲基化基因通常显示出低水平的DNA甲基化,这可能暗示了介导转录可塑性中低甲基化基因的单独功能,这与通常参与家政功能的高度甲基化基因不同。我们还使用了同一皇后和男性的整个基因组重新测序,研究了潜在的基因组与甲基化合体之间的关系。我们发现DNA甲基化富含零折的位点。我们建议DNA甲基化可能在这些位点起到靶向诱变作用,从而通过非同义基因组中的非同义变化提供了底物。但是,我们在样品中没有看到DNA甲基化与阳性选择速率之间的任何关系。为了充分评估自适应过程中DNA甲基化的可能作用,需要使用自然人群数据进行特定设计的研究。
抽象的社会昆虫,例如蚂蚁,白蚁和蜜蜂,已经发展出了复杂的社会,在这些社会中,协作和分裂的劳动分工增强了整个殖民地的生存,因此被认为是“超生物”。从历史上看,在自然条件下研究涉及大型群体的行为提出了重大挑战,通常会导致在人工实验室条件下进行有限数量的生物体的实验,而这些生物会无法完全反映动物的自然栖息地。一种有前途的探索动物行为的方法,超出了观察,正在使用产生刺激的机器人技术与动物相互作用。但是,在实验室条件下,他们的应用主要受到小组的约束。在这里,我们介绍了一个生物相容性的机器人系统的设计选择和开发,该系统旨在与该领域的完整蜜蜂菌落整合在一起,从而通过热传感器和驱动器来探索其集体热调节行为。我们测试了该系统捕获两个关键集体行为的时空特征的能力。一个121天的观察表明,在觅食季节,育雏区域的温度调节活性,然后在冬季进行聚类行为。然后,我们通过两个机器人框架发出的局部热刺激来指导沿着非天然轨迹的蜜蜂来影响菌落的能力。这些结果展示了一个系统,该系统能够从内部调节蜜蜂菌落,并在长时间内观察到它们的动力学。这种结合成千上万动物和互动机器人完整社会的生物杂化系统可用于确认或挑战对复杂动物集体的现有理解。