logo Uniwersytet Warszawski


Propozycje tematów prac licencjackich i magisterskich w Zakładzie Paleobiologii i Ewolucji Drukuj
środa, 03 maja 2017 22:22

ZAPRASZAMY NA DZIEŃ OTWARTY 9 MAJA W GODZ. 9.00-16.00

pod kierunkiem prof. dr hab. Jerzego Dzika:

Temat 1.
Ewolucja morfogenezy konodontów na poziomie populacji i jej związek ze zmianami środowiska

Problem: Zapis kopalny ukazuje tempo przemian ewolucyjnych jako nieporównanie niższe od oczekiwanego przez genetyków populacyjnych (paradoks Haldane'a). Wyjaśnienie tego paradoksu wymaga precyzyjnych danych empirycznych o przebiegu ewolucji i powiązania ich tempa z przemianami środowiska abiotycznego (model stacjonarny) i biotycznego (hipoteza Czerwonej Królowej). Tymczasem rzeczywisty proces ewolucji na poziomie populacji i przemian morfogenezy w dłuższych przedziałach czasu geologicznego rozpoznany jest wciąż w niedostatecznym stopniu.

Materiał: Elementy aparatu gębowego konodontów (strunowców zasiedlających morskie środowiska pelagiczne od około 500 do 200 mln lat temu) są najłatwiej dostępnym i najbogatszym w informację morfologiczną obiektem badań ewolucyjnych w paleontologii. W wielu przypadkach złożona morfogeneza każdego z piętnastu elementów aparatu może być badana na poziomie pojedynczych komórek (dzięki ich odciskom na powierzchni szkieletu) i w odniesieniu do pojedynczych dni wzrostu (dzięki wyraźnej cykliczności wzrostu). Są w Polsce i krajach ościennych obfite w konodonty przekroje geologiczne skał ordowiku i dewonu pozwalające na śledzenie ewolucji konodontów przez dziesiątki milionów lat.

Charakter prac licencjackich: Przegląd danych literaturowych o przebiegu ewolucji wybranej grupy organizmów o dobrym zapisie kopalnym w powiązaniu z dzisiejszą wiedzą o mechanizmach ewolucji na poziomie genetyki i biologii rozwoju.

Charakter prac magisterskich: Opróbkowanie profilu geologicznego odpowiedniego do badań populacyjnych, przemian morfogenezy (akceleracji czy pedomorfozy) lub kalibracji przemian morfogenezy w jednostkach czasu. Na podstawie możliwie obfitego materiału wykonana zostanie rekonstrukcja aparatów gębowych w obrębie wybranej linii ewolucyjnej konodontów i dokumentacja przemian wybranych aspektów morfogenezy (biometrycznie i w SEM). Pewna część materiału będzie udostępniona na początku pracy, ale większość trzeba będzie pozyskać podczas badań terenowych i laboratoryjnych.

Wymagania: Niezbędne podstawowe przygotowanie geologiczne, umiejętność pracy z lupą binokularową (manipulacji tysiącami mikroskopijnych obiektów), zdolności do rozwiązywania łamigłówek. Materiał będzie pozyskiwany przez rozpuszczanie próbek skalnych w kwasach organicznych.

Temat 2.
Zapis ewolucji behawioru w kopalnych śladach aktywności życiowej zwierząt

Problem: Bardzo istotnym źródłem wiedzy o biologii dawno wymarłych organizmów są ślady ich aktywności życiowej pozostawione w skamieniałym osadzie. Są one uzupełnieniem danych anatomicznych i dają możliwość testowania interpretacji funkcjonalnych struktur anatomicznych nie istniejących już w dzisiejszych świecie żywym. Ślady takie są już na tyle obfite i rozpoznane naukowo, że możliwe jest śledzenie ewolucji sposobów życia niektórych organizmów.

Materiał: Jest dostępny do badań materiał muzealny kopalnych nor i tropów różnego wieku geologicznego i pochodzenia, od wczesnego kambru Syberii, przez wczesny trias Gór Świętokrzyskich po trzeciorzędowy flisz karpacki. Może być poszerzony w wyniku dodatkowych badań terenowych.

Charakter prac licencjackich: Przegląd danych literaturowych dotyczących zapisu kopalnego przemian określonego typu zachowań czy biomechaniki (np. sposobów penetracji osadu i wykorzystania zasobów przez robaki pogranicza prekambru i kambru lub lokomocji mezozoicznych płazów czy gadów) w powiązaniu z obecną wiedzą o biologii analogicznych dzisiejszych zwierząt.

Charakter prac magisterskich: Na podstawie trójwymiarowej geometrii nor czy powierzchniowych tropów należy odtworzyć ich genezę zarówno w odniesieniu do aktu ich formowania, jak i ewolucyjnych przemian, które doprowadziły do powstania takiego sposobu życia. Wskazana są samodzielne prace poszukiwawcze magistranta.

Wymagania: Niezbędna jest dobra wyobraźnia przestrzenna oraz dobre przygotowanie zoologiczne, ekologiczne i sedymentologiczne. Praca wymagać będzie wykonywania trójwymiarowych diagramów i rysunków na podstawie przekrojów i seryjnych szlifów bloków skalnych. W trakcie pracy wskazane będzie zaznajomienie się komputerowymi programami graficznymi i, być może, wykorzystanie technik tomografii.

Temat 3.
Ontogeneza i anatomia funkcjonalna wczesnych głowonogów

Problem: Wciąż nierozstrzygniętym zagadnieniem pozostaje pochodzenie głowonogów: pytanie, czy pochodzą od czapeczkowatych Monoplacophora, czy raczej od krewniaków wymarłych hyolitów o wydłużonych muszlach dojrzałych i larwalnych. Zwolenników mają przeciwstawne opinie o biologii rozwoju wyjściowej dla łodzików; czy pierwotna była mała planktonowa larwa, czy w dobrze zaopatrzonym w żółtko jaju rozwijał się duży embrion. Niewiele też wiadomo o regulacji wzrostu pękatych, "burakokształtnych" muszli z zawężonym ujściem, ich przystosowawczym sensie i losach faun zdominowanych przez takie łodziki.

Materiał: W Zakładzie jest nieopisana kolekcja łodzików z wczesnego ordowiku rejonu Angary zawierająca nieznane dotąd stadia larwalne najpierwotniejszych ich form a także nieopisany materiał łodzików z warstw kończących epokę sylursko-dewońskich raf stromatoporowo-koralowcowych. Ten ostatni może być łatwo uzupełniony przez magistranta.

Charakter prac licencjackich: Oczekiwane jest przedstawienie i teoretyczne rozwinięcie problemu genezy anatomii głowonogów nawiązujące do danych o grupach zewnętrznych w obrębie mięczaków i fizjologii aparatu hydrostatycznego oraz mechanizmu lokomocji.

Charakter prac magisterskich: Przygotowanie publikowalnego opisu przebiegu rozwoju muszli badanych gatunków Nautiloidea na podstawie materiału ordowickiego, sylurskiego lub dewońskiego. Na podstawie skanów i rysunków ściśle orientowanych przekrojów skamieniałych muszli wykonane zostaną rekonstrukcje zachowanych struktur. Trzeba zinterpretować diagenezę pierwotnie aragonitowych struktur fragmokonu, oddzielić artefakty od biologicznie znaczącej informacji, a następnie odtworzyć przebieg ich formowania w ontogenezie i przedstawić hipotezy o przystosowawczym znaczeniu.

Wymagania: Niezbędne są zdolności manualne i wyobraźnia przestrzenna. Skamieniałe muszle łodzików wymagają precyzyjnego cięcia piłą diamentową i naszlifowywania. Umiejętności te trzeba opanować.

Temat 4.
Pochodzenie i wczesna ewolucja szkieletu bezkręgowców i ryb

Problem: Historia faun morskich kręgowców jest rozpoznana w szczegółach w odniesieniu do niektórych aspektów i grup systematycznych. Wciąż tajemnicą pozostaje jednak przebieg kluczowych przemian ewolucyjnych, które doprowadziły do uformowania się szkieletu mineralnego, planu budowy anatomicznej czy powstania szczęk i rybiej organizacji głowy. Trudności wynikają przede wszystkim z ubóstwa znalezisk kompletnych szkieletów najstarszych kręgowców przy wciąż powierzchownym zbadaniu pospolicie występujących izolowanych elementów szkieletowych.

Materiał: Łuski, tarcze kostne i zęby występują powszechnie w skałach wczesnopaleozoicznych (np. sylurskich polodowcowych wapiennych głazach narzutowych pochodzenia skandynawskiego czy we wczesnodewońskich wapieniach przełomu Dniestru na Podolu) i mogą być pozyskiwane chemicznymi metodami preparacji w dużych ilościach. Doskonały stan ich zachowania umożliwia badania histologiczne w mikroskopie świetlnym czy SEM i ilościowe badania zmienności.

Charakter prac licencjackich: Esej o hipotezach i faktach odnoszących się do zagadnień takich, jak. np. geneza i ewolucja narządów zmysłu czy lokomocji bezkręgowców i ryb, zmiany przystosowań ekologicznych w geologicznej historii gromad i wpływ przemian paleogeografii i klimatu światowego na środowiska morskie.

Charakter prac magisterskich: Zadaniem magistranta będzie zidentyfikowanie pełnego zestawu elementów szkieletowych w obrębie wybranych gatunków lub ich pełnego zespołu kopalnego reprezentowanego przez próbkę skalną o dużej liczebności. Zinterpretowana będzie histologia i morfogeneza szkieletu w kontekście pozycji ewolucyjnej badanych zwierząt.

Wymagania: Niezbędne dobre przygotowanie zoologiczne i zdolności manualne, praca głównie przy użyciu lupy binokularowej i elektronowego mikroskopu skaningowego. Materiał będzie pozyskiwany przez rozpuszczanie próbek skalnych w kwasach organicznych.

Temat 5.
Zmiennośc wewnątrzpopulacyjna i dymorfizm płciowy amonitów

Problem: Mimo tego, że amonity należą do grup kopalnych organizmów o najpełniejszym zapisie przebiegu ewolucji, nikła część tego zapisu została zinterpretowana w stopniu zadowalającym biologów. Podstawowym warunkiem nadania skamieniałościom amonitów sensu kopalnego jest określenie stosunków między gatunkami i odróżnienie odmienności gatunkowych od zmienności i różnic między płciami. A dymorfizm płciowy bywa dogłębny wśród mezozoicznych amonitów, dając odmienności między osobnikami wieksze, niż między niespokrewnionymi rodzajami.

Materiał: Dysponujemy materiałem liczącym setki perfekcyjnie zachowanych skamieniałości amonitów z poszczególnych horyzontów czasowych okresu jurajskiego.

Charakter prac licencjackich: Przegląd literatury dotyczącej zagadnień dymorfizmu płciowego i zmienności amonitów. Szczególnie istotnym problemem ewolucyjnym jest pojawienie się dymorfizmu i rozbieżna ewolucja płci. Wyjaśnienia ekologicznego wymagają wielkie odmienności między gatunkami amonitów (szczególnie pomiędzy formami paleozoicznymi i mezozoicznymi) w odniesieniu do zakresu ich zmienności wewnątrzpopulacyjnej.

Charakter prac magisterskich: Geometria muszli mięczaków jest łatwa do określenia przy użyciu prostych, mierzalnych wskaźników. Równie łatwe jest ilościowe scharakteryzowanie odmienności żeberkowania muszli. Możliwe jest więc porównywanie struktury populacji pomiędzy formami należącymi do tego samego ciągu ewolucyjnego i określanie stopnia zaawansowania tego procesu. Zadaniem magistranta będzie ilościowy opis populacji i zidentyfikowanie w niej samców i samic na podstawie odmiennej trajektorii rozwoju osobniczego. Dane te umiejscowione będą w kontekście filogenezy grupy, do której należy badany gatunek

Wymagania: Niezbędne dobre przygotowanie zoologiczne i pewne zdolności manualne, praca głównie przy użyciu lupy binokularowej; pomiary przy pomocy suwmiarki.

Temat 6.
Cykliczność wzrostu belemnitów i zmian otaczającego je środowiska

Problem: Głowonogi są organizmami zmiennocieplnymi i w przyrostach ich wewnętrznego wapiennego szkieletu zapisane są zarówno aspekty ich rozwoju osobniczego, jak i przemiany pod wpływem zewnętrznego środowiska. Z pierścieni przyrostowych w kopalnym drewnie wynika, że szczególnie w okresie środkowej jury środowisko na terytorium Polski wykazywało wyraźną sezonalność. Daje to możliwość zastosowania technik dendrochronologii do interpretacji warstw przyrostowych w rostrach jurajskich belemnitów. Pełna interpretacja danych wymaga jednak oddzielenia od zmian środowiskowych czynnika cykliczności biologicznej (np. rozrodu).

Materiał: Mamy ogromną liczbę kalcytowych rostrów wielkich belemnitów Megateuthis ze środkowej jury regionu częstochowskiego.

Charakter prac licencjackich: Zagadnienie sezonalności klimatu w dawnych epokach geologicznych wymaga naświetlenia z punktu widzenia dryfu kontynentalnego i globalnych zmian środowiska. Jest na ten temat obfita literatura, której przegląd byłby trzonem pracy licencjackiej. Zgłębienia wymagałaby również biologia i ewolucja głowonogów o wewnętrznej muszli, z nawiązaniem do biologii form dziś żyjących.

Charakter prac magisterskich: Zapis zawarty w rostrach belemnitów zostałby pobrany ze statystycznie istotnej ich serii przez naszlifowanie przekrojów i zeskanowanie obrazu linii przyrostowych. Dane te zostałyby następnie zinterpretowane przy użyciu programów komputerowych używanych w dendrochronologii do powiazania szczątkowego zapisu bądź „ręcznie” w odniesieniu do cykliczności wzrostowej.

Wymagania: Niezbędne dobre przygotowanie zoologiczne i pewne zdolności manualne, praca przy użyciu tarcz szlifierskich i lupy binokularowej; przygotowywanie odcisków acetonowych (pesel) wymaga uzycia rozcieńczonych kwasów do nadtrawiania naszlifowanych powierzchni. Oczywiście, student powinien być oswojony z komputerem.

Studentom o sprecyzowanych zainteresowaniach odnoszących się do innych zagadnień paleobiologii czy zoologii ewolucyjnej zapewniamy opiekę przy przygotowywaniu pracy licencjackiej, a w miarę możliwości technicznych także pracy magisterskiej.

 




logo HR