Zoologijos (N 014) mokslo kryptis

Žygiai (Carabidae) gali efektyviai reguliuoti kenkėjų ir piktžolių sėklų gausą agrocenozėse. Jų kaip biokontrolės agentų reikšmė ypač svarbi, kai žemės ūkyje siekiama diegti labiau aplinką tausojančias praktikas. Naujoji “Farm to Fork” ES strategija pabrėžia būtinybę spartinti perėjimą į tvarias maisto gamybos sistemas. Šia strategija ES sieka, kad maisto gamybos sistemos turėtų neutralų arba teigiamą maisto gamybos sistemų poveikį aplinkai, mažintų neigiamą poveikį ir adaptuotųsi prie klimato kaitos, sustabdytų bioįvairovės nykimą, užtikrintų maisto saugumą ir visuomenės sveikatą ir t.t. Tai kontrastuoja su įprastiniu intensyviu žemės ūkiu, kuris yra labai neatsparus klimato kaitai (pvz., klimato ekstremumams, tokiems kaip aukštos temperatūros) bei jame naudojama daugybė sintetinių agro-cheminių medžiagų. Abu šie veiksniai gali sutrikdyti žygių biokontrolės funkcijos efektyvumą. Dar daugiau, netgi kai kurios organiniuose ūkiuose leidžiamos naudoti priemonės gali potencialiai turėti neigiamas pasekmes žygių funkcionavimui. Pvz., kaip mulčas naudojamos polietileno plėvelės gali būti mikroplastikų dirvoje šaltiniu. Šie antropogeniniai veiksniai (pesticidai, aukšta temperatūra, mikroplastikai) gali veikti paskirai arba turėti sąveikaujantį poveikį ir tuo būdu dar labiau neigiamai veikti žygių biokontrolės funkciją. Iki šiol tokios sąveikos ir kokiais mechanizmais jos veikia žygių funkcionavimą (bet taip pat ir individualus mikroplastikų poveikis) nebuvo tirtas.
Šis doktorantūros projektas siekia įvertinti paskirus ir sąveikaujančius aukštos temperatūros (imituojant klimatinius ekstremumus), pesticidų ir mikroplastikų poveikį žygių funkcionavimui. Žygių funkcionavimas bus vertinamas matuojant lokomotorinį aktyvumą (pirma potemė) ir selektyvų maisto vartojimą (antra – trečia potemės).
Projektas apima tris potemes:
1. Sąveikaujantis ir paskiras pesticidų ir temperatūros poveikis žygių lokomotoriniam aktyvumui. Šie eksperimentai atskleis as skirtingi pesticidai turi neigiamą poveikį žygių judėjimo aktyvumui ir ar neigiamas poveikis sustiprėja ties aukštesnėmis temperatūromis. Lokomotorinis aktyvumas bus registruojamas su kompiuteriu integruota video įrašinėjimo sistema.
2. Paaukštintos temperatūros ir pesticidų sąveikaujantis poveikis žygių makro-maistmedžiagių selekcijai. Šiuose eksperimentuose bus naudojami tie pesticidai, kurie turės poveikį lokomotoriniam žygių aktyvumui atliekant pirmos potemės eksperimentus. Žygiai bus veikiami paaukštinta temperatūra ir pesticidais bei jiems bus patiekti pusiau-dirbtiniai maistai su skirtinga maistmedžiagių sudėtimi. Taip pat bus vertinamas žygių kūnų sudėties pokyčiai (baltymai, riebalai, sausa kūno masė) po atliktų eksperimentinių poveikių.
3. Mikroplastikų poveikis žygių mitybinei fiziologijai. Šis eksperimentas parodys, kokį poveikį turi potencialiai aplinkoje esantys mikroplastikai turi žygių maismedžiagių balansavimui. Dalis vabalų bus maitinami pusiau dirbtiniu maistu, o kita dalis – tuo pačiu maistu sumaišytu su nedideliu kiekiu mikroplastiko dulkių.

Didelę ekonominę, veterinarinę ir medicininę reikšmę turi paukščių, sausumos žinduolių bei gėlavandenių žuvų kraujotakos organuose parazituojantys helmintai, tame tarpe paukščių šistosomos, kurių cerkarijos sukelia žmogaus cerkarinį dermatitą ir žuvų helmintai sukeliantys žuvų masines žūtis. Neįmanoma prognozuoti bei efektyviai kontroliuoti šių parazitų populiacijų ir jų plitimo, nes daugumos jų gyvenimo ciklai nėra žinomi. Šių rūšių identifikacija paremta tik morfologiniais suaugėlių, gautų iš galutinių šeimininkų, tyrimais. Žinant didelę galutinių ir tarpinių šeimininkų įvairovę, tikrasis kraujotakos sistemoje parazituojančių helmintų rūšių skaičius turėtų būti didesnis. Realų helmintų rūšių skaičių ir šeimininkų ratą, tuo pačiu gyvenimo ciklus, galima nustatyti tik molekuliniais tyrimais. Europoje šešios šistosomų gentys kaip galutinius šeimininkus naudoja vandens paukščius. Dėl klimato šiltėjimo daugėja pranešimų apie paukščių šistosomų cerkarijinio dermatito pasireiškimą, susijusių su sraigių pasiskirstymo ir tankio pokyčiais. Tačiau nėra paskelbta duomenų apie paukščių šistosomų įvairovę ir paplitimą Lietuvoje ir kitose Baltijos regiono šalyse. Lietuvoje ir kaimyninėse šalyse žinomos keturios Sanguinicola rūšys parazituojančios žuvų kraujotakos organuose, tačiau nė viena rūšis nepatvirtinta molekuliniais tyrimais.

Tyrimams planuojama surinkti helmintus, parazituojančius stuburinių kraujotakos organuose ir pilvakojuose moliuskuose, Lietuvoje ir kitose Baltijos jūros regiono valstybėse. Taip pat numatytas bendradarbiavimas su Skandinavijos, Lenkijos ir Ukrainos parazitologais. Pagrindinis dėmesys bus skirtas genetinės helmintų įvairovės įvertinimui, palyginant bent tris skirtingas branduolio ir mitochondrijos DNR sekas. Šie tyrimai leis įvertinti filogenetinius, filogeografinius ryšius; susiejant skirtinguose šeimininkuose rastas helmintų vystymosi stadijas atskleisti jų gyvenimo ciklus ir tikrąjį parazitų specifiškumą. Numatoma atrasti ir aprašyti naujas helmintų rūšis.

Parazitinės ligos, ypač plintančios vektorių pagalba, sudaro didelę dalį infekcinių ligų pasaulyje. Kintant klimatui šios ligos sparčiai plinta į šiaurinius regionus. Siekiant kontroliuoti patogenų keliamas grėsmes būtina žinoti apie šių patogenų biologiją ir paplitimą. Studijų metu bus tiriamas paukščių kraujas ir kraujasiurbiai vabzdžiai siekiant išaiškinti galutinius šeimininkus ir galimus vektorius. Subrendusios onchocercidų patelės produkuoja mikrofiliarijas kurios patenka į šeimininko kraujotaką ir gyvena kraujyje arba odoje. Mikrofiliarijos lengvai aptinkamos paukščių kraujyje taikant kraujo sluoksniavimo metodą. Nepaisant to, parazitų rūšių identifikavimas naudojant mikrofiliarijų morfologinius požymius, dėl jų morfologinio panašumo, išlieka labai sudėtingas, todėl užsikrėtusių paukščių kraujas bus toliau tiriamas ne tik mikroskopuojant, bet ir taikant molekulinės genetikos metodus. Siekiant sukurti genetinius markerius bus tiriami ir suaugę nematodai. Molekuliniai metodai padėtų supaprastinti visų vystymosi stadijų paukščių filiarioidų diagnozę ir rūšių identifikavimą tiek šeimininkų kraujyje, tiek audiniuose.

Haemosporidian parasites are remarkably diverse, with the global number of species potentially exceeding that of their hosts. Understanding the drivers of this diversity across spatial scales are important for our understanding of the evolution of vector-borne diseases, as well as for the implications of infection for host individuals because the impacts of infection on host health and survival seem to vary between parasites. Leucocytozoon tends to be less well-studied compared to Haemoproteus and Plasmodium, meaning that there is much we still do not know about the diversity and host-specificity of this parasite.

Increasing evidence from across the globe suggests that host-parasite associations may vary spatially and temporally, but this has not yet been properly quantified. Spatial and temporal variation in host-parasite associations, especially in host species with broad geographic ranges, may lead to novel host-parasite associations, or the spread of novel parasites to new geographic ranges. This process has the potential to lead to host-switching, and the emergence of infections in novel hosts with the potential to drive the emergence of novel infectious diseases.

This project will firstly collate existing data on parasites from the genus Leucocytozoon, where morphological and molecular (characterised at the cytochrome b barcode) data are available. Second, additional morphological analyses will be conducted on infections that have been characterised molecularly but not morphologically, adding to our knowledge of these molecular lineages. Third, the project will collaborate with research groups across Europe working on three key bird species known to harbour Leucocytozoon infections, through the WIMANET (Wildlife Malaria network), a COST funded network led by Dr Dunn. These species (Eurasian blue tit Cyanistes caeruleus, Great tit Parus major, Common chaffinch Fringilla coelebs, and Eurasian blackbird Turdus merula) harbour multiple lineages of Leucocytozoon, and are widely sampled by multiple research groups across a wide geographic range. Harnessing the collaborations within the Wildlife Malaria Network will enable this project to quantify, for the first time, the scale of spatial and temporal variation in infections by Leucocytozoon in the same host species across Europe, using a combination of both molecular and morphological analyses. This project will provide insights into the potential drivers of host-switching over spatial and temporal scales, which is vital given the role of this process in the emergence of infectious diseases in novel host species.

Pasaulyje yra žinomos 124 Tipula (Yamatotipula) pogentei priklausančios rūšys paplitusios Afrotropinėje, Holarktinėje, Orientalinėje ir Neotropinėje srityse. Ši pogentė kartu su T. (Acutipula) ir T. (Tipula) sudaro atskirą filogenetinę šaką polimorfiškoje Tipula gentyje, kurios statusas reikalauja sistematinės revizijos. Tuo pačiu metu, pogentėje T. (Yamatotipula) yra išskiriami trys morfologiniai kompleksai, galimai turintys pogentės arba aukštesnio taksono sistematinį rangą. Sistematinei šios pogentės revizijai atlikti, reikalinga filogenetinė analizė, kuri iki šiol nėra atlikta. Dalis pogentės rūšių yra menkai morfologiškai išnagrinėtos, požymiai turintys diagnostinę ir filogenetinę vertę nėra iliustruoti arba pakankamai išsamiai aprašyti. Darbo tikslas – atlikti išsamią lyginamąją morfologinę, taksonominę ir filogenetinę šios uodų grupės analizę.