Oldalak

2015. január 16., péntek

Erdős Pál fiatal kutatói ösztöndíj

A Magyary Zoltán Kuratórium 2014. március 14.-i ülésén döntött a TÁMOP 4.2.4. A/2-11-1-2012-0001 Nemzeti Kiválóság Program Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program keretében megjelent az "Erdős Pál Fiatal Kutatói Ösztöndíj 2013 (A2-EPFK-13)" elnevezésű kiírás nyertes pályázatairól. Az általam benyújtott A2-EPFK-13-0134 pályázati azonosítón nyilvántartásba vett Az öregedés evolúciója: madarak oxidatív fiziológiájának és sejtkárosodásának filogenetikai összehasonlító vizsgálata című pályázat ösztöndíjtámogatásban részesült.

A támogatás lehetővé tette a kutatói blog elindítását, köszönet érte!


Benyújtott pályázati kézirat 3.

Pályázatom kutatási témája a madarak repülésének és agyméretének költségei és ezekkel kapcsolatos adaptációk. Ehhez filogenetikai komparatív elemzést használok, amely lehetőséget ad arra, hogy egymástól jelentősen eltérő és változatos biológiájú fajok összehasonlításával kapjak választ kérdéseimre. Az első vizsgálatban (lásd első benyújtott kézirat) arra kerestük a választ, hogy a szárny morfológiája és a belső szervek mérete hogyan adaptálódik a hosszútávú vonulási repüléshez és ezek az adaptációk hogyan csökkentik a vonulási repülés magas energetikai és fiziológiai költségeit. A második vizsgálatban (lásd második benyújtott kézirat) arra voltunk kíváncsiak, hogy a tollak szerkezetének evolúciója hogyan függ össze a különböző költségekkel járó repülési típusokkal. A most beküldött kéziratban a repülési költségek és az agyméret egyazon keretben volt tanulmányozva. Azt vizsgáltuk, hogy a teljes agyméret és a különböző kognitív funkciókat ellátó agyrégiók mérete hogyan függ össze a vonulási távolsággal. Három agyrégiót tanulmányoztunk: (1) a végagyat (telencephalon) amelynek szerteágazó szerepe van látásban, innovációban, összetett viselkedések koordinálásban, stb.; (2) a kisagyat (cerebellum), amely a mozgáskoordinációban játszik fontos szerepet; és (3) látókérget (optic tectum), amely a madarak elsődleges vizuális információkat feldolgozó agyterülete. Előző összehasonlító munkák eredményeivel megegyezően azt találtuk, hogy a nagy távolságra vonuló fajok teljes agymérete és telencephalon mérete kisebb, ami alátámasztja az agyszövet energetikai költségességét kiemelő hipotézist. A cerebellum nem függött össze a vonulási távolsággal. A vonulási távolságot a leginkább az optic tectum mérete magyarázta, mégpedig erősen pozitívan függött azzal össze. Ennek alapján arra következtetünk, hogy a vizuális információknak és ezek hatékony feldolgozásának fontos szerepe van a vonuláskori navigációban, a telelő és fészkelő területek lokalizálásában, ami mind komoly kihívás a hosszú vonulási utat megtevő madarak esetében.

Kéziratunkat bírálatra beküldtük az angol királyi társaság egyik kiemelkedő lapjába, a Biology Letters-be.

Vincze O, Vágási CI, Pap PL, Osváth G and Møller AP. Brain regions associated with visual cues are important for bird migration.

2015. január 5., hétfő

Publikáció 4.

Egyik előző bejegyzésben említett és közlésre elfogadott kéziratunk végső szerkesztett formája megjelent a szaklap hivatalos honlapján.

Pap PL, Vágási CI, Vincze O, Osváth G, Veres-Szászka J and Czirják GÁ. 2015. Physiological pace of life: the link between constitutive immunity, developmental period, and metabolic rate in European birds. Oecologia 177: 147–158.

2014. december 30., kedd

Közlésre elfogadott kézirat 5.

Egyik előző bejegyzésben említett kéziratunkat egy javításokat kérő bírálati kör után véglegesen elfogadták közlésre. A cikk jelenleg szerkesztés alatt áll, így annak hivatalos oldalát nem tudom megadni. Ellenben lentebb közzé teszem a cikk kivonatát, grafikus kivonatát és népszerűsítő kivonatát olyan formában, ahogy a Functional Ecology is közölni fogja (mindhárom angol nyelven).

Pap PL, Osváth G, Sándor K, Vincze O, Bărbos L, Marton A, Nudds RL and Vágási CI 2015. Interspecific variation in the structural properties of flight feathers in birds indicates adaptation to flight requirements and habitat. Functional Ecology (in press).

Summary
1. The functional significance of intra- and inter-specific structural variations in the flight feathers of birds is poorly understood. Here, a phylogenetic comparative analysis of four structural features (rachis width, barb and barbule density, and porosity) of proximal and distal primary feathers of 137 European bird species was conducted.
2. Flight type (flapping and soaring, flapping and gliding, continuous flapping or passerine type), habitat (terrestrial, riparian or aquatic), wing characteristics (wing area, S and aspect ratio, AR), and moult strategy were all found to affect feather structure to some extent. Species characterized by low wing-beat frequency flight (soaring and gliding) have broader feather rachises (shafts) and feather vanes with lower barb density than birds associated with more active flapping modes of flight. However, the effect of flying mode on rachis width disappeared after controlling for S and AR, suggesting that rachis width is primarily determined by wing morphology.
3. Rachis width and feather vane density are likely related to differences in force distribution across the wingspan during different flight modes. An increase in shaft diameter, barb density and porosity from the proximal to distal wing feathers was found, and was highest in species with flapping flight indicating that aerodynamic forces are more biased toward the distal feathers in flapping flyers than soarers, and gliders.
4. Habitat affected barb and barbule density, which was greatest in aquatic species, and within this group, barb density was greater in divers than non-divers, suggesting that the need for water repellency and resistance to water penetration may influence feather structure. However, we found little support for the importance of porosity in water repellency and water penetration, because porosity was similar in aquatic, riparian and terrestrial species, and among the aquatic birds (divers and non-divers). We also found that barb density was affected by moult pattern.
5. Our results have broad implications for the understanding of the selection pressures driving flight feather functional morphology. Specifically, the large sample size relative to any previous studies has emphasised that the morphology of flight feathers is the result of a suite of selection pressures. As well as routine flight needs, nutrition, habitat (particularly aquatic) and migratory requirements also affect flight feather morphology. Identifying the exact nature of these trade-offs will perhaps inform the reconstruction of the flying modes of extinct birds.
Key-words: barb density, barbule density, flight feathers, flight, functional morphology, moult, vane porosity, rachis width, water repellence, wing morphology

Graphical abstract
graphical abstract
Four representatives of the entire species pool: common rosefinch Carpodacus erythrinus (a), red-footed falcon Falco vespertinus (b), Eurasian wryneck Jynx torquilla (c), and common kingfisher Alcedo atthis (d). Photographs by Csongor I. Vágási.

Lay summary
The size and structure of primary feathers appears to vary greatly between species. The primary feathers form the outer wing and are used to propel birds through the air. Feathers consist of a central shaft called the rachis. Attached to and aligned perpendicular to the rachis are the barbs and attached to, and, again perpendicular to the barbs, are the barbules. Barbs and barbules together make the feather vane, which gives the feather its shape and surface area. Feathers become damaged over time so birds replace them through a process called moult, replacing old feathers with new ones.
Birds differ in the way they fly (different flight types), particularly in how much and how fast they beat their wings. Birds also have differing life history traits, i.e. living in different habitats, moulting feathers at different times of year and some migrate over long distances. Also, wing shape differs between species (e.g. long and narrow versus short, and broad wings). In this study, we examined the primary feathers of 137 European species to determine whether feather structure was related to life history traits and wing shape.
Flight type, habitat, wing morphology, and moult strategy all affected feather structure. Species characterized by low wing-beat frequency flight (soaring and gliding flight) had broader rachises and feathers with a lower density of barbs than birds associated with more active flapping flight types (high wing-beat frequency). Rachis width was primarily determined by wing shape. Our results suggest that species that flap their wings most vigorously during flight require denser feather vanes. The forces created by the air increase with flapping frequency and more dense feathers are likely to reduce the chance of air being forced through the feathers.
Barb and barbule density was highest in aquatic species, peaking within diving birds. Hence, the need for water repellency and resistance to water penetration may also influence feather structure.
In conclusion, the optimum feather morphology for flight and habitat for some species may conflict resulting in a compromise structure, for example, gliding and soaring flight selects for low barb density, while aquatic habitats select for high density.

2014. november 30., vasárnap

Magyar Etológiai Társaság 16. Kongresszusa

A magyar viselkedésökológia éves rendszerességgel megredezett, színvonalas konferenciáján, a Magyar Etológiai Társaság 16. Kongresszusán mutattam be pályázatom kutatási témájának egyik vizsgálatát, aminek kivonata lentebb olvasható.

Vágási CI, Vincze O, Osváth G, Marton A, Bărbos L, Pătraș L, Sol D és Pap PL 2014. Agyméret és oxidatív állapot madaraknál. 16. MET, előadás.

Kivonat:
Összehasonlító és kísérleti eredmények egyaránt alátámasztják, hogy a testmérethez viszonyított nagy agyméret (enkefalizáció) magas kognitív képességgel, innovációs hajlammal és magasabb túlélési sikerrel jár együtt. Az enkefalizáció evolúciójának és fajok közötti változatosságának megértéséhez azonban tanulmányozni kell a költségeket is, a fitness-előnyök mellett. Ismerve az agyszövet magas metabolikus költségeit, magas antioxidáns igényét, érzékenységét oxidatív károsodással szemben és alacsony regenerációs képességét, a nagy relatív agyméret oxidációs költségekkel járhat. Ezt a hipotézist teszteltük 85 európai madárfaj esetében a fajok leszármazási viszonyára és az agyméret testtömeggel való allometrikus kapcsolatára való kontrolálással. Az oxidatív állapotot 5 változóval jellemezzük: reaktív oxigénformák, teljes antioxidáns kapacitás, húgysav, össz-glutation és lipid peroxidáció (oxidatív károsodás) szintjével. Előzetes eredményeink szerint a nagyobb relatív agyméret magasabb teljes antioxidáns kapacitással és alacsonyabb membránlipideket érintő oxidatív károsodással függ össze. Eredményeink szerint az enkefalizáció nem von maga után oxidációs költségeket, ami magyarázatot kínál a nagy relatív agyméret és túlélési siker pozitív kapcsolatára. A nagy tömeg-specifikus agyméret magasabb táplálékszerzési sikerben és/vagy jobb stresszel szembeni védekezésben (pl. stressz-stimulus elkerülés) megmutatkozó előnyei magyarázhatják eredményeinket. További elemzéseink során számos agymérettel és oxidatív állapottal egyaránt összefüggő életmenet-jelleg potenciálisan zavaró hatását kell kiszűrjük.