Free topics

Free doctoral topics

Assoc. prof. Tomáš Bartonička

Bat movement ecology and pest control

This broad research topic includes various aspects of the ecology of bats. (1) basic research, the central motive of which is to determine the importance of bats for the predation of selected pests and pest control of agricultural stands. The diet composition and supply will be studied at disaster sites and on sites without significant pest influence. The outcomes contribute to to understanding the importance of bats in environmental services. (2) applied research focused on the permeability of the landscape for bats, where the main barriers are line structures (e.g. roads). There are insufficient mitigation measures to enable bats to safely overcome such a barrier. At the same time, areas, corridors through which bats move in the landscape are not well defined.

Specific topics for individual PhD projects can include:

  • bat’s aggregate response with regard to the species’s foraging strategy. Whether and how often bats forage agricultural pests? Bat as intelligent predator – study of functional response, distribution of food niches. Analysis of the predation pressure – comparison of bats and birds.
  • evaluation of the effectiveness of road permeability measures, mitigation measure recommendation
  • research and categorisation of migration corridors, migration activity of bats

Mitigating measures for the protection of bats from road traffic (in czech, Opatření pro ochranu populací netopýrů před provozem na silnicích)

All bat species are endangered, including regions with developed conservation strategies such as Europe and North America. Moreover, in Europe, bats are of high priority for conservation and all bat species have been strictly protected by European law and also by Czech Republic’s legislation.

Building roads and their adjacent structures destroy crossing habitat directly. Further road network fragments the landscape, potentially restricting animal movements, thereby blocking their access to the feeding and roosting areas. Roads are also unquestionable sources of many kinds of pollutions.  And finally traffic kills bats directly. Numbers of animal-vehicle collisions are on the increase in many countries, despite measures applied to reduce the risk of these collisions. Despite growing evidence for profound effects on other wildlife, knowledge about the effects of roads on bats have been largely neglected until recently. Although the negative effects of roads on bats cannot be refuted, road building and upgrading are seen as important economic drivers. As a consequence of this situation, infrastructure projects and protection of bats are often in conflict with each other. Mitigation of the impact of transport infrastructures on wildlife has become increasingly important over the past decades. Previous research has shown that transport infrastructures can have detrimental impacts on bats. In order to develop ecologically sustainable transport infrastructures and to comply with legislative obligations to protect bat populations, a variety of actions have been implemented to mitigate and compensate for the effects of roads and traffic during the past decades. Measures that have been explicitly constructed for bats comprise modified road overbridges, bat gantries, hop-overs, fencing, a small number of tunnels and a wildlife overpass, are multifunctional passages that have been adapted to also facilitate bat crossings of roads. Therefore planning and construction of road schemes span several years and the accumulation of knowledge on the effectiveness of mitigation measures within each country is slow. To promote future development of more effective bat mitigation strategies, more rigorous monitoring methods and publication of the findings is needed. 

Many of the implemented measures are relatively new and probably need little maintenance at present. However, provisions to ensure the long-term maintenance are required to maintain the effectiveness of the mitigation structure itself and adjacent habitats and landscape elements. The results of studies testing the effectiveness of particular mitigating measures are therefore highly appreciated. Student will focus on rigorous and quantitative for both pre- and post-construction research to allow comparison.

Possible aims of the PhD project:

1) To define migratory/commuting corridors of bats in selected regions of the Czech Republic.

2) To determine the parameters of bridge structures suitable for species preferring different flight heights.

3) To test the effectiveness of the recommended walls/fences and their technical parameters for some species of bats. Results should be publically accessible to increase knowledge exchange between road mitigation schemes, road developers and consultants.

Impact of the chemical burden of the environment on bat populations, detection of pesticides, differences in chemical load between foraging strategies
(in czech, Vliv chemické zátěže prostředí na populace letounů, detekce pesticidů, rozdíly v zátěži potravy mezi loveckými strategiemi)

Some bat populations around Europe are declining year after year. Many of the reasons for these declines are well documented: widespread habitat loss, disturbance during winter hibernation and nursery colonies take staggering tolls. But other likely causes remain a mystery, or at most, unconvicted suspects. Insecticides are often mentioned as potential culprits, but the evidence is lacking. Bats have unique traits, such as echolocation and torpor which can be adversely affected by exposure to pesticides and which are not covered by the endpoints currently selected for wild mammal risk assessment. Previous studies presented high levels of organochlorine insecticides in bat carcasses, brains and guano. It was concluded that for most standard risk assessment scenarios the current approach – oral exposure only, did not cover exposure of bats to pesticide residues in prey. Also dermal exposure for bats foraging during spraying operations suggest that this may be a significant exposure route. Therefore, the burden of pesticides on individual species has not yet been specified with regard to foraging strategies. It is therefore apparent that the exposure of pesticides to species foraging on the ground or different surfaces, surface gleaners, will be different compared to species foraging the prey flying in the open space, such as aerial hawkers. Unfortunately, current exposure assessment methodology was used for oral exposure and was not adapted to bats using bat-specific parameters.

The study conducted by BCI (Bat Conservation International) confirmed detectable concentrations of organochlorine insecticides in the bat carcasses. This result suggests that even today, decades after federal restrictions, bats are still being exposed to them in the USA. Their presence in these bats likely results from accumulations of these chemicals that were applied years ago but still persist in the environment.

EFSA report from 2019 mentioned organochlorine insecticides in all studied bats (100%, range 0.01–5.15 mg/kg), organophosphates in 10 bats (25%, range 0.03–0.81 mg/kg), pyrethroids were quantified in 5 bats (12.5%, range 0.004–0.37 mg/kg) and carbamates (carbaryl) was detected in only 1 bat (limit of quantification 0.025 mg/kg). Further, organophosphates, primarily diazinon, were detected in 10 of the bats. Diazinon is used to control a wide range of insect pests, and research indicates considerable variation in susceptibility to its toxic effects. An EPA assessment in 2002 concluded that diazinon posed unacceptable risks to birds and other wildlife, but there is no information on its effects on bats. Finding diazinon in bat bodies suggest it does not accumulate in living tissue. Therefore, its presence in these bats implies that they were exposed shortly before their deaths. It does not, however, confirm any clinical impact on the bats.

Possible aims of the PhD project:

(1) Compare the accumulation of pesticides in bat tissues in different areas, with different consumption of active substances

(2) Compare the representation of selected pesticides for each species with different foraging strategies.

3) Compare pesticide content concerning geographical or gender differences in exposure.

PLEASE NOTE: before initiating the formal application process to doctoral studies, all interested candidates are required to contact Assoc. Prof. Tomáš Bartonička ( for informal discussion.

Free bachelor’s and master’s topics

doc. Tomáš Bartonička

Navržená témata lze obvykle rozpracovat jak pro bakalářskou, tak diplomovou práci. V případě zájmu kontaktujte Tomáše Bartoničku – A32/308,, PřF MU Univerzitní kampus Bohunice

  • Únikové reakce motýlů před predací letouny

Některé druhy nočních motýlů jsou schopny rozpoznat echolokační signály netopýrů (zástupci čeledí Noctuidae a Geometridae), a proto si vyvinuly behaviorální taktiky, jak se vyhnout ulovení. Doposud jsou však dostupné pouze informace od několika málo studovaných druhů motýlů.  Od většiny druhů tedy informace o antipredační odpovědi zcela chybí. V diplomové práci student popíše diverzitu nočních motýlů ČR. U vybraných druhů, které student odchytí na UV světlo, bude studovat jejich únikové odpovědi. K experimentům bude využito playbacku signálů netopýrů, kteří pravidelně noční motýli loví, ale i druhů, kteří se specializují na jiný typ potravy. Student získá a upraví nahrávky netopýrů k playbacku a realizuje v podmínkách voliéry potřebné experimenty k ověření níže uvedených hypotéz.


  1. Ověřit, zda platí předpoklad, že echolokační signály druhů netopýrů specializovaných na lov nočních motýlů vyvolávají méně výrazné či dokonce žádné únikové chování nočních motýlů vybavených tympanálními orgány.
  2. Porovnat typy behaviorální odpovědi získané v reakci na signály specialistů s odpověďmi na echolokační signály druhů netopýrů, kteří motýly neloví.
  3. Interpretovat nové poznatky z experimentů s ohledem na dosavadní poznatky o biologii jednotlivých druhů nočních motýlů.

  • Výzkum funkční odpovědi v modelu predátor – kořist. Adaptace letounů na specifickou kořist.

Letouni tvoří významnou bioindikační složku bioty. Najdeme mezi nimi vyhraněné potravní specialisty, ale i druhy, které v průběhu sezóny loví členovce odlišných taxonů. Cílem práce bude popsat typ funkční odpovědi vybraných druhů netopýrů a vybraných škůdců lesních porostů. Pozornost bude zaměřena především na píďalky (tmavoskvrnáč zhoubný [Erannis defoliaria (Clerck, 1759)] a píďalka podzimní [Operophtera brumata (Linnaeus, 1758]), jejichž housenky lokálně poškozují žírem jak ovocné stromy, tak ve volné krajině především duby a habry. Gradace nastává v průběhu dubna až května, kdy housenky významně prosvětlují koruny. K líhnutí z kukel dochází během října. Téma práce bude součástí širšího projektu, během kterého je studováno potravní složení a potravní nabídka na kalamitních lokalitách a na lokalitách bez významného vlivu škůdce.

Zapojení studenta bude spočívat především v testování funkční odpovědi netopýrů na gradaci škůdce.

Cíle práce: V experimentálních podmínkách student porovná rychlost a efektivitu lovu škůdců mezi vybranými druhy netopýrů.

  • Hibernační chování letounů na zimovištích

Netopýři se v průběhu hibernační období musí vyrovnat s různými ekofyziologickými omezeními. Proto během hibernace střídají periody torporu a normotermické aktivity. V předchozích studiích ale bylo zjištěno, že netopýři mohou používat i jiné typy aktivity než čistě normotermickou a jsou schopni pohybu i při daleko nižších tělesných teplotách. Jednotliví netopýři vstupují do hibernace s různou hmotností a průběh hibernace (poměr period torporu a aktivity) tomu musí přizpůsobit. Je tedy otázkou, zda-li různé typy aktivity a fáze torporu, mají nějaký vrozený vzorec nebo jsou měněny s ohledem na individuální zkušenosti daného jedince. Student se zapojí do terénního výzkumu na zimovištích a analýzy již získaných dat. 

Cíle práce: Student porovná pohybovou aktivitu netopýrů označených dataloggery s ohledem jejich termální profil a individuální charakteristiky.

  • Prostupnost silničních staveb pro letouny a jiné obratlovce.
  • Efektivita opatření snižujících mortalitu (letounů) na silnicích.

Tato dvě zadání by měla rozšířit a vyplnit informační nedostatky v hodnocení vlivu staveb a provozu rychlostních komunikací na společenstva letounů a doplnit poslední publikované poznatky demonstruje chování netopýrů při překonávání těchto liniových bariér. Studií, které testují průchodnost liniových bariér letouny je však obecně velmi málo, a proto každá z nich významně posunuje poznání v praktických možnostech omezení negativních vlivů. Omezením těchto prací je pochopitelně jejich ojedinělost, kdy může snadno nastat situace, že na základě jediné studie, která prokáže efektivitu určitého opatření, bude toto opatření doporučováno jako jediné možné ke kompenzaci daného typu rizika na stovkách kilometrů silničních těles. Tato situace, jakkoliv může znít absurdně, je dobře demonstrována například početným využíváním nadletových systémů v Evropě i Severní Americe, tzv. gaintries, které se na základě rigorózního výzkumu jeví jako téměř nefunkční. Podobné situace jsou možné právě z důvodu rostoucího povědomí veřejnosti o růstu fragmentace krajiny v souvislosti s medializací problému. V ohnisku pozornosti jsou pochopitelně především kolize vozidel s velkými savci, které každoročně způsobují významné ohrožení života řidiče a spolujezdců a vysoké náklady na opravu vozidel. Rostoucí zájem o tuto problematiku způsobil rozvoj celého trhu s detekčními a ochrannými systémy umožňující podobným kolizím předcházet. Pozvolna se k této zejména komerčně zajímavé sféře připojuje i zájem o vlivy na populace drobných obratlovců a dokonce bezobratlých. Letouni jsou v mnoha ohledech významnými bioindikátory. Je tedy s podivem, že v otázkách optimalizace ochranných opatření snižující vlivy dopravy na jejich populace, se této problematice dostává tak malé pozornosti.


  1. Porovnat průchodnost různých typů podchodů v různém krajinném kontextu.
  2. Experimentálně zjistit, zda z literatury známá ochranná opatření skutečně snižují riziko kolizí s vozidly a vybrat nejvhodnější s ohledem na technické možnosti liniových staveb (nadchod, podchod, úprava okolní vegetace apod.).

  • Monitoring migračních koridorů letounů, ověření empirickými daty

Letouni reagují na změny přírodního prostředí velmi citlivě a díky rostoucímu tlaku na přírodu ze strany člověka se významná část letounů dostává na seznam ohrožených organismů a podpora jejich ochrany patří mezi prioritní zájmy relevantních organizačních složek většiny států světa. V současné době představuje pro letouny asi největší hrozbu přeměna přírodních biotopů na nejrůznější typy člověkem využívané infrastruktury. Roste fragmentace lesních porostů, vznikají nové a zkapacitňují se stávající liniové bariéry typu silnic a železnic. Definováním migračních koridorů letounů přispívá projekt k cíli operativního výzkumu ve veřejném zájmu, kdy minimalizace dopadů nové plošné zástavby je v zájmu obnovení a zachování přirozené funkce ekosystémů za současného udržení hospodářského rozvoje, například formou plánování správné lokalizace lidských staveb, případně prováděním vhodných kompenzačních opatření.

Cíl: Pomocí automatického záznamu echolokace otestovat funkčnost existujícího habitatového modelu migračních koridorů a zpřesnit jeho využitelnost pro zmapování nejdůležitějších migračních koridorů netopýrů na území České republiky.

  • Samčí a samičí efekt v ekologické speciaci u různých hostitelských linií štěnic

Doposud byly studovány charakteristiky, které způsobují reprodukční izolaci ve fázi před pářením. Nicméně reprodukční izolace může zahrnovat i postkopulační mechanismy, kam patří prezygotická gametická izolace a znevýhodnění hybridů. Gametické izolaci bylo doposud věnováno minimum pozornosti, soustředěné výhradně na genetické mechanismy. Avšak funkce spermií zahrnuje také environmentální komponentu, která byla jako mechanismus reprodukční izolace dosud opomíjena. Projekt se jako první studie přímo zabývá konkrétními environmentálními faktory působícími na spermie (např. tělní prostředí samice, výživa) s cílem stanovit jejich příspěvek na reprodukční izolaci relativní ke genetické komponentě. Modelem výzkumu bude štěnice domácí, která tvoří samostatné linie na člověku a netopýrech s proměnlivou mírou vzájemné reprodukční kompatibility.

Cíle: Stanovit význam environmentálních a genetických faktorů funkce spermie na reprodukční izolaci hostitelských linií štěnice v kontextu tělního prostředí samce a samice.

Dr. Adam Konečný

V rámci jednotlivých tematických okruhů lze obvykle navrhnout více než jedno téma pro bakalářskou, případně diplomovou práci (tedy pro více potenciálních zájemců). V případě zájmu kontaktujte Adama Konečného – A32/309,, PřF MU Univerzitní kampus Bohunice.

  • Ekologické preference a distribuce myšice temnopásé (Apodemus agrarius)

Současný výskyt organismů v konkrétní oblasti je výsledkem součinnosti ekologických a historických procesů. Detailní poznání konkrétních ekologických preferencí daného druhu je proto klíčové pro pochopení distribuce a jejích dynamických změn dnes často souvisejících s globální změnou klimatických podmínek a šířením nepůvodních druhů. Příkladem druhu s výraznou dynamikou (expanze a/nebo ústup) na okraji areálu rozšíření je myšice temnopásá ve střední Evropě (hranice výskytu probíhá nyní dokonce přímo přes oblast Brna). Student se na modelu myšice temnopásé seznámí s metodikou a současným poznáním ekologických (klimatických, habitatových) preferencí hlodavců, jejich modifikacích v různých místech přirozeného areálu výskytu a modelováním vhodnosti a distribuce habitatů (tzv. suitability and distribution modelling). Výstupem bude literární rešerše, která poskytne základ a znalostní pozadí pro vlastní zpracování dat zaměřené na přesnější analýzu ekologických nároků myšice temnopásé.

  • Genetická diverzita myšic rodu Apodemus v Íránu
  • Diverzita a evoluční historie bělozubek východní Afriky
  • Fylogenetická pozice málo známých druhů hrabošů: krtoše kavkazského (Prometheomys schaposchnikowi) a hraboše skalního (Dinaromys bogdanovi)

Popis fylogenetických vztahů a diverzity na úrovni druhů i populací v rámci jednoho druhu je základem pro pochopení evoluční historie organismů a současného stavu biodiverzity (s logickým přesahem do její ochrany). Student se v rámci některého z témat nabízeného v tomto balíku, tedy souvisejícího s poznáním genetické diverzity a historie populací vybraných druhů zemních savců, seznámí jednak s diverzitou a rozšířením těchto organismů, ale také s metodikou studia genetické variability volně žijících zvířat, bez čehož se dnes zoologický výzkum ani aplikovaná ochrana přírody neobejde. Výběr taxonů, kterým se bude student věnovat, proběhne na základě diskuze mezi studentem a vedoucím. Předpokládanými výstupy jsou literární rešerše o současném poznání diverzity, rozšíření a evolučních vztahů dané skupiny, fylogenetické stromy a popis genetické diverzity na příslušných úrovních.

  • Diverzita a hostitelská specifita střevních makroparazitů (nebo ektoparazitů, např. blech) drobných zemních savců

Velká variabilita v míře koexistence a koevoluce specifických evolučních linií helmintů (tasemnic a hlístic) trávicího traktu s populacemi hostitelských druhů je v přírodě běžná. Obsáhlou, dosud nevyjasněnou otázkou zůstává, do jaké míry se tito paraziti podílejí na vymezení rozšíření hostitelských druhů v prostoru a jak mohou ovlivňovat interakce mezi hostitelskými druhy. Na příkladu běžných druhů hlodavců či rejskovitých hmyzožravců v naší přírodě se studenti mohou s tímto tématem blíže seznámit a přispět střípkem do rozsáhlé mozaiky poznání hostitelsko-parazitických vztahů. Prakticky budou mít studenti možnost analyzovat morfologickou i genetickou diverzitu helmintů drobných zemních savců (myšice temnopásá, myšice lesní, norník rudý, rejsek obecný) ve vztahu k míře hostitelské afinity. Příklady řešených otázek jsou: Do jaké míry sdílejí různé druhy hlodavců téhož společenstva své helminty? Jsou některé druhy (evoluční linie) přítomné jen u konkrétních hostitelských druhů (populací)? Jak pravděpodobný je mezidruhový přenos různě silně specifických parazitů? Může konkrétní druh parazita zamezit šíření (snížení disperzních schopností) svého hostitele?

Obdobné otázky je možné řešit na výzkumném modelu drobných zemních savců (hostitelů) a ektoparazitů, zejména blech (jako jejich parazitů).