Mertušová, Justína: Spev vo vzťahu k neurogenéze u samcov a preferenciám samíc spevavcov. Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta, Katedra živočíšnej fyziológie a etológie. Dizertačná práca, 131 strán. Bratislava, 2021. Spev samcov spevavcov je veľmi komplexné správanie, ktoré je zároveň dôležitým aspektom pri výbere partnera. Samičky zebričky červenozobej (Taeniopygia guttata) si počas skorého štádia ich vývinu ukladajú do pamäte spev svojho otca, ktorý spoznajú aj v dospelosti. Naskytuje sa preto otázka, či je výber partnera samičky ovplyvnený predošlou skúsenosťou a ktoré aspekty piesne sú preferované. V prvej časti práce sme preto testovali sexuálne naivné samičky zebričiek vychovávané otcom bez alebo s opakovaním slabiky v motíve piesne a sledovali ich odpoveď a preferencie na piesne neznámych samcov, ktoré sa líšili v parametroch piesne (opakovanie slabiky, stereotypia, similarita a tempo). Samičky boli testované na piesne: 1. otca a neznámych samcov, 2. neznámych samcov s/bez opakovania slabiky a 3. toho istého neznámeho samca pred a po lézii vokálnej oblasti Area X, po ktorej dochádza k zvýšenému opakovaniu slabiky a rýchlejšiemu tempu piesne. Zistili sme, že samičky preukázali schopnosť rozoznať spev otca aj po roku odlúčenia. Mali konzistentné preferencie a piesne s vyššou variabilitou a opakovaním slabiky boli preferované nazávisle od typu piesne otca. Výber pre pred-operačné a po-operačné piesne sa medzi skupinami samičiek líšil. Samičky od otca s opakovaním slabiky mali sklon vyberať si pred-operačné piesne a motívy s pomalším tempom. Samičky vychovávané otcom bez opakovania slabiky reagovali viac na pooperačne piesne. Spoločne tieto výsledky naznačujú, že samičky preferujú sekvenčne variabilné piesne nezávisle od piesne otca, ale otec môže ovplyvniť ich výber pre prirodzené/léziou zmenené piesne samcov. Samičky majú konzistentné, individuálne preferencie, avšak zdieľajú spoločne aj preferenciu pre niektoré atraktívne aspekty napr. variabilitu piesne. Spev je sprostredkovaný mozgovými oblasťami, v ktorých bol zaznamenaný fenomén včleňovania nových neurónov aj v dospelosti. Spevavce v porovnaní s inými živočíšnymi druhmi majú veľmi aktívnu neurogenézu, pričom funkcia nových neurónov zatiaľ nie je plne objasnená. Keďže oblasti prijímajúce mladé neuróny sa podieľajú na vnímaní, udržaní a tvorbe spevu, predpokladá sa ich schopnosť ovplyvniť správanie. V tejto práci sme preto sledovali, či existuje vzťah medzi neurogenézou a variabiliou spevu. Neurogenézu vo forme proliferácie v neurogénnej subventrikulárnej zóne (SVZ) a inkorporácie neurónov do vokálnych oblastí HVC a Area X sme stanovili u druhov čeľade astrildovité - zebrička červenozobá, pestúnka japonská (Lonchura striata var. domestica), ryžovník sivý (Lonchura oryzivora), amandava bodkovaná (Amandava amandava), astrilda vlnkovaná (Estrilda astrild) a batilda trstinová (Neochmia ruficauda). Následne sme u nich určili parametre sekvencie piesne - linearitu, konzistentnosť a stereotypiu. Zistili sme, že piesne pestúnok a ryžovníkov mali najvyššiu variabilitu. U týchto druhov sme pozorovali aj najvyššiu proliferáciu v SVZ a u pestúnok aj najvyššie počty novovzniknutých neurónov. Pri porovnaní parametrov spevu a proliferácie v SVZ u všetkých sledovaných druhov sme našli koreláciu s linearitou a stereotypiou piesne samcov. Podobne sme zaznamenali aj medzidruhovú koreláciu medzi počtom mladých neurónov a linearitou a stereotypiou piesne. Jedince, ktorých piesne boli menej lineárne a menej stereotypné (viac variabilné) mali vyšší počet novovzniknutých buniek v SVZ a mladých neurónov v HVC alebo Area X. Rovnaký výsledok sme zaznamenali aj v rámci druhu pestúnky, kde variabilnejšia pieseň bola spojená s vyšším počtom mladých neurónov v HVC. Naše výsledky podporujú hypotézu, že nové neuróny prispievajú alebo umožňujú variabilitu v speve. Tieto výsledky tiež prispievajú k štúdiu postaveniu neurogenézy v dospelosti, ktorá môže u rôznych druhov spevavcov plniť aj odlišnú funkciu v závislosti od naučeného správania-spevu. Na štúdium bunkovej proliferácie sa využívajú rôzne analógy tymidínu, ktoré sa inkorporujú do DNA deliacich sa buniek, avšak ich potenciálne rozdiely a ich efektivita značenia u vtákov neboli dostatočne prebádané. Popri sledovaní bunkovej proliferácie spevavcov sme preto porovnali aj efektivitu dvoch najpoužívanejších značkovačov- 5- bróm-2’-deoxyuridín (BrdU) a 5-etinyl-2’-deoxyuridínu (EdU). Zistili sme, že BrdU zafarbí vyšší počet buniek ako ekvimolárna dávka EdU v mozgu aj v pečeni. Ďalej sme zistili, že pri detegovaní oboch značkovačov zároveň sa protilátka proti BrdU môže viazať na EdU+ bunky (opačne nie), avšak zvýšenie koncentrácie tejto protilátky na 1:1000 tento problém dostatočne eliminuje. Môžeme preto konštatovať, že oba značkovače sú spoľahlivé, ale označia rozdielne počty buniek. Kľúčové slová: nové neuróny, preferencie, spev, spevavce, mozog, variabilita

Mertušová, Justína: Birdsong in relationship with male neurogenesis and female preferences in songbirds. Comenius University in Bratislava, Faculty of natural sciences, Department of Animal Physiology and Ethology. Dissertation thesis, 131 pages. Bratislava, 2021. Male song in songbirds is a complex behavior which is an important feature at mate choice. Female zebra finches (Taeniopygia guttata) memorize their father’s song early in their lives and distinguish it as adults. This raises the question whether the female’s mate choice is affected by her previous acoustic experience and which song features are preferred. Here, we used sexually naive female zebra finches whose father’s song did or did not contain a syllable repetition and tested their discrimination abilities and preferences for unfamiliar songs differing in several parameters (syllable repetition, stereotypy, similarity, tempo). Females responses to the playbacks were examined using songs of: 1. father and unfamiliar males, 2. unfamiliar males with and without syllable repetition, and 3. the same male before (pre-op) and after (post-op) Area X lesion, which causes extensive syllable repetition and higher motif tempo. First, we found that females were able to discriminate their father‘s song even after a year of separation. Second, females were consistent in their preferences and the songs with higher variability as well as the songs with a repetitive syllable tended to be preferred, regardless the father’s song type group. Third, the female choice for pre-op and post-op songs differed between groups. Females raised by the father with syllable repetition tended to prefer the pre-op songs and songs with slower motif tempo. In contrast, the females raised by the father without syllable repetition responded more to the post-op songs. The results suggest that female zebra finches prefer more variable songs regardless the father’s song type, but the father can affect their choice for normal vs. lesion affected songs. Females have consistent individual preferences but at the same time they share the preference for certain song traits such as song variability. Birdsong is mediated by brain areas possessing a phenomenon of new neurons incorporation in adulthood. In comparison to other species, songbirds have very active neurogenesis and its function still remains a mystery. Since brain areas recruiting the newborn neurons are involved in perception, maintenance and song production, it is reasonable to hypothesize that these neurons can influence the behavior. Hence here we explored whether there is a relationship between the neurogenesis and the song variability. We determined the neurogenesis rate as the cell proliferation in the neurogenic subventricular zone (SVZ) and the incorporation of new neurons into the vocal areas HVC and Area X in several species of Estrididae family – zebra finch, Bengalese finch (Lonchur astriata var. domestica), Java sparrow (Locnhura oryzivora), strawberry finch (Amandava amandava), common waxbill (Estrilda astrild), and star finch (Neochmia ruficauda). For these species, we first estimated the song sequence parameters – linearity, consistency and stereotypy. Songs of Benagelese finches and Java sparrows were the most variable. In these species, we observed also the highest cell proliferation in SVZ and Bengalese finches showed the highest numbers of newborn neurons. When we compared song parameters and cell proliferation in SVZ among all these species, there was a correlation for male song linearity and stereotypy. Moreover, we observed similar correlation for the number of young neurons and song linearity and stereotypy. Males with lower song linearity and stereotypy (higher variability) showed higher numbers of new cells in SVZ and young neurons in HVC and Area X. We found a similar relationship also within a species - more variable song in Bengalese finches was correlated with higher numbers of young neurons in their HVC. Our results contribute to the research of adult neurogenesis which can serve different functions, depending on songbird species and their learned singing behavior. There are various thymidine analogues used to study cell proliferation. Nevertheless, their potential differences and effectivity of staining in songbirds are not fully examined. While monitoring the cell proliferation in songbirds, we also compared the effectivity of two most heavily used markers, 5-bromo-2′-deoxyuridine (BrdU) and 5-ethynyl-2’- deoxyuridine (EdU). We found that BrdU stains more dividing cells than the equimolar dose of EdU in the brain and in the liver. Next we observed that at the detection of both markers together, the primary anti-BrdU antibody can bind to EdU+ cells (but not vice versa). However, a dilution of this antibody 1:1000 eliminates this problem. According to our results, both of these markers are highly effective but their equimolar doses do not stain cells equally. Key words: new neurons, preference, song, songbirds, brain, variability