Cellular and neuronal mechanisms of phenotypic plasticity in \(\it Daphnia\) spec.

  • Inducible defences are phenotypic traits triggered by predator-specific chemical cues. The ecology of inducible defences has been thoroughly studied in \(\it Daphnia\). However, information on the involved neuronal pathway is scarce. Neurophysiology was assessed using a kairomoneneurotransmitter induction assay. Results were validated using qPCR. Polyploid cells PCs were studied using fluorescent dyes and immunohistochemistry. The assay revealed that life history shifts are mediated by gabaergic signals. Morphological traits rely on acetylcholine Ach. Neuronal stimulation was only effective in combination with the kairomone. Stimulation using the neurohormone dopamine DA and Ach initiated the development of morphological defences. DA was observed in PCs and gene expression of the DA synthesizing enzyme \(\it dopamine-decarboxylase\) Ddc increased in response to predator cues. Therefore, PCs serve as control stations regulating cell proliferation responsible for defence structure development.
  • Induzierbare Verteidigungen IV sind phänotypische Merkmale, ausgelöst durch chemische Räuberstoffe. Die zu Grunde liegenden neurologischen Mechanismen sind kaum verstanden. Die Neurophysiologie von IV wurde mit einem Kairomone-Neurotransmitter Induktionsversuch betrachtet. Die Resultate wurde anschließend mit qPCR bestätigt. Polyploide Zellen PCs wurden mit fluoreszierenden Markern als auch immunhistochemisch untersucht. Das Assay zeigte, dass Lebenszyklusparameter über gabaerge Signale vermittelt sind. Morphologische Verteidigungen werden cholinerg Ach vermittelt. Neuronale Stimulantien waren nur in Kombination mit Räuberstoffen biologisch aktiv. Nur die Kombination von Dopamin DA und Ach initiierte die Ausbildung von IV ohne Räuberstoffe. Zudem konnte DA in PCs beobachtet werden. Die räuberinduzierte Regulation des Dopamin-Dekarboxylase Gens bestätigte eine Funktion von DA. PCs könnten als Schaltstation fungieren, die die Zellproliferation umliegender Zellen und so IV kontrollieren.

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Metadaten
Author:Linda C. WeissORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-47558
Title Additional (German):Zelluläre und neuronale Mechanismen der phänotypischen Plastizität bei \(\it Daphnia\) spec.
Referee:Ralph TollrianORCiDGND, Klaus-Peter HoffmannGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/03/31
Date of first Publication:2016/03/31
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Date of final exam:2011/10/20
Creating Corporation:Fakultät für Biologie und Biotechnologie
Tag:Mollusken-cardioexcitatorisches Peptid; Nervensystem
GND-Keyword:Daphnia; Dopamin; Neurophysiologie; Immuncytochemie; Plastizität
Institutes/Facilities:Lehrstuhl für Evolutionsökologie und Biodiversität der Tiere
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Biowissenschaften, Biologie, Biochemie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht