Úvod do terénní zoologie bezobratlých Akvatické ekosystémy Stojaté vody DSC_0067 Phragmites geelrandsel2 DSC_0143b ubz_logo_eng_black_transparent Biotopy stojatých vod a jejich oživení -ve stojatých vodách pestrá fauna akvatických a semiakvatických bezobratlých -různá společenstva v různých habitatech, mesohabitatech, mikrohabitatech… -diverzita ovlivněna nadmořskou výškou, trofií, vegetací, přítomností ryb, velikostí atd. -zaměření výzkumu? – určitý habitat, taxonomická skupina, společenstva, ekologické souvislosti (hypotézy) • •Typy stojatých vod •- u nás převažují rybníky, dále jezera, tůně (např. poříční, periodické), rašeliniště, mokřady, dendrotelmy a jiné -telmy, polní rozlivy, (nádrže) DSC_0011 DSC_0159 Chřiby – dendrotelma Vysočina – rybník Myšník Šumava – jezero Laka PA080729 Úvalský rybník - tůň PP Pískovna u Dračice Tvrdonice – polní rozliv Pomoraví – lužní tůň Specifika stojatých vod Øabsence jednosměrného proudění Øvětší izolace systému (lepší kontrolovatelnost koloběhu látek) Østratifikace a cirkulace vody (vliv na fyzikální a chemické podmínky) 1. • Scan0039 Stratifikace stojatých vodních těles Teplotní stratifikace: - cirkadiánní promíchávání - důležitá role větrů - termoklina (epi-, meta- a hypolimnion), souvislost s průhledností - letní a zimní stagnace - jarní a podzimní cirkulace - dimiktické nádrže, jezera Důsledky pro vodní bezobratlé •- bez adaptací na proudění - častější jsou adaptace na nedostatek kyslíku (např. hemoglobin, rektální dýchání) - častěji dýchání vzdušného kyslíku - méně filtrátorů, více detritovorů - častěji aktivní plavci - častěji hladinoví (pleuston), včetně vajíček - často více vegetace – fytofilní bezobratlí Sigara3 chironomus noterus-larva Cybister_tarsus Rybníky – modelový příklad •od nás zmínky už z 12. století – chov kaprů •největší rozvoj v 16. století •často budovány na místech původních mokřadů •vysoký ekologický potenciál (specifická fauna) •u nás dosti specifické (definice „pond“) •dnes většinou eutrofní, s intenzivním chovem ryb zdroj: ENKI Secchi%20disk%20for%20determination%20of%20lake%20transparency Studium rybniční bioty •důležité jsou škály (mesohabitat, ČR, Evropa) – směr od středu (biotop) na obě strany (směr mesohabitat, směr Evropa) •Sledování důležitých ekologických faktorů: •průhlednost vody – Secchiho deska (většinou kruhová, černobílá) • • secchidiscbw secchi Probability distribution curve for the average yearly Secchi disk transparency TRG_Secchi_graphuse •Sledování důležitých ekologických faktorů: •měření základních chemických parametrů (O2, teplota, pH, konduktivita) – jen pokud má smysl! •důležité zaznamenat denní dobu měření a přesné místo měření!! •lze měřit v horizontálních či vertikálních transektech •BSK5, CHSKCr, chlorofyl a •kvantifikace živin (N, P, C – ve vodě, v sedimentu) •substrát (charakter, zrnitost) •organická hmota (množství, typy) •těžké kovy (speciální metodika) Studium rybniční bioty Nesyt04 Náměšťské rybníky (Vysočina) 1. Volná voda – pelagiál + profundál Nerovnoměrné rozmístění bezobratlých v rámci vodních těles Různé taxony v různých habitatech Lake%20Zones%20Animals pakomec pakomec pakomec cervik cervik cervik ZOOPLANKTON ZOOBENTOS Vzorkování zooplanktonu •Kvalitativní metody •planktonní síťka - kuželovitá, filtrační tkanina (velikost oka podle sledované skupiny, např. 50 nebo 100 µm), jímka s výpustním zařízením •ruční, vrhací •Kvantitativní metody •odběrné lahve, sběrače •z různých hloubek – • vertikální profil • etáž Scan0017- 34 •Zooplankton -základní skupiny rybničního planktonu: • Vířníci (Rotifera) • Perloočky (Cladocera) • Klanonožci (Copepoda) Diaptomus sp. Cyclops sp. Philodina sp. Dmagna Daphnia magna Bosmina sp. Brachionus calyciflorus nepravidelné rozmístění, diurnální aktivita, roční cykly… •Specifický cyklus zooplanktonu ovlivněný fytoplanktonem a rybami - jarní (řasy) a letní (sinice) peak fytoplanktonu - jarní peak zooplanktonu – „fáze clear-water“ - při vyšších obsádkách ryb jinak Studium rybničního zooplanktonu •u nás dlouhá tradice •slušně zachycen vliv intenzifikace rybničního hospodaření •Přikryl I. & R. Faina (1994, 1996) – srovnání s daty z 19. století img012 Vzorkování bentosu •důležitý vliv reliéfu dna vzorkovaného vodního tělesa – hloubka v místě odběru – eufotická vrstva (litorál – profundál) •Kvalitativní metody – bentosová síť, dredže (velikost oka 250 nebo 500 µm) Scan0038 bentoska Kvantitativní metody – sondy, vzorkovače, sběrače Scan0014 Scan0018- •Kvantitativní metody •- nejlepší jsou bagry (drapáky) Ekman odber1 Scan0020- Ekman Grab Ekman do sita1 Ekman sito prani1 - důležitou pomůckou síto, loď, černoši… DSC_0442 Makrozoobentos •velikost nad 0,5 mm (možno sledovat meio-, mikro-, fyto-) •základní skupiny rybničního bentosu: • Máloštětinatí červi (Oligochaeta) • Larvy pakomárů (Chironomidae) • + další méně četné skupiny (Hirudinida, Ephemeroptera, Odonata…) oligo Limnodrilus sp. Tubifex tubifex Chironomus sp. Cricotopus sp. Studium rybničního bentosu •u nás méně důkladné, většina výzkumu vztažena k biomase jakožto potravě pro ryby •chybí informace o změnách druhové struktury, vlivu hlavních ekologických faktorů (důležitý hlavně kyslík, predační tlak rybí obsádky) a d. Hlohovecký Nesyt Vliv letnění na zoobentos (Nesyt) Letnění 2. Litorální pásmo Nerovnoměrné rozmístění bezobratlých v rámci vodních těles Různé taxony v různých habitatech Lake%20Zones%20Animals pakomec pakomec pakomec cervik cervik cervik ZOOPLANKTON ZOOBENTOS littoralzone pakomec cervik snek plostica brouk chrostik vazka pijavica jepica vazka chrostik snek jepica plostica brouk pijavica pakomec cervik FYTOFILNÍ BEZOBRATLÍ Litorál •různého rozsahu – záleží na reliéfu dna •eufotická zóna – litorální porosty vodních rostlin DSC_0012 Emerzní (Typha) Submerzní (Myriophyllum) Natantní (Potamogeton) Litorál – centrum biodiverzity stojatých vod •rostlinná společenstva s typickou faunou – fytofilní bezobratlí •diverzifikovaná společenstva vodních bezobratlých •ochranné refugium, potrava, substrát, rozmnožování •permanentní vs. temporární fauna chrostici%20bvz1 obrazek001 August Johann Rösel von Rosenhof „Insecten Belustigung“ (1761) obrazek001 Vzorkování fytofilních bezobratlých •původně převaha kvalitativních a semikvantitativních metod •ve všech typech vegetace nejlepší cedník nebo ruční síťka DSC_0238 cedník Nesyt05 kluci DSC_0019 Vzorkování fytofilních bezobratlých Nesyt03 - nakouknutí na brebery (cedník, miska, plachta) DSC_0023 012_BBD Vzorkování fytofilních bezobratlých Kvantitativní metody - v popředí zájmu submerzní vegetace (jednodušší odběrové metody) - velké množství různých odběráků (nepraktické) - nejlépe použitelné rámové metody (Gerking) - Scan0024- Scan0042- ~AUT0003 Macanův odběrák Kořínkové sběrač Gerkingův rám •rámové odběry použitelné i pro tvrdou emerzní vegetaci (rákos, orobince) •modifikace „Gerking frame boxu“ Vzorkování fytofilních bezobratlých ramzespodu DSC_0503 DSC_0498 ram1 •vzorkování bentosu v zarostlých litorálech náročné •použitelnost bagrů a sond omezená •řešením by mohl být vrták… Vzorkování fytofilních bezobratlých DSC_0097b vrtak2b vrtak5b Další způsoby vzorkování litorálu •litorál s vegetací nebo bez (corery = sondy) •studium kolonizace submerzních rostlin a jiných povrchů – umělé substráty •lov aktivních plavců – PET pasti img013 img014 Další způsoby vzorkování litorálu •lov aktivních plavců – živolovné pasti (původně na ryby) img_5 návrh_4 IMG_2076 Litorál – centrum biodiverzity stojatých vod •Permanentní fauna: •Měkkýši (Mollusca) •Máloštětinatí červi (Oligochaeta) •Pijavice (Hirudinida) •Vodule (Hydrachnellae) stylaria Helobdella hydracarina Helobdella stagnalis Stylaria lacustris Hydrachnellae Radix peregra •Temporární fauna: •Larvy jepic (Ephemeroptera) •Larvy vážek (Odonata) •Larvy chrostíků (Trichoptera) •Larvy motýlů (Lepidoptera) •Larvy střechatek (Megaloptera) •Larvy dvoukřídlých (Diptera) cloeon nymphula sialis Cloeon dipterum Aeshna sp. Sialis lutaria Agraylea sp. Nymphula sp. Culex sp. •Larvy a dospělci vodních ploštic (Heteroptera: Gerromorpha a Nepomorpha) •Larvy a dospělci vodních brouků (Coleoptera) larve-Dytiscus-4 rhantus-punctatus-foto-koehler Hydrometra gracilenta Sigara striata Dytiscus sp. Rhantus sp. Kromě toho planktonní a bentické organismy Studium rybničních litorálů •z našeho území není příliš informací •důležité je sjednocení metodik •sledování horizontální distribuce v rákosinách • Síťka vs. Frame box sampling_design Obr - potvrzena významná změna v taxonomické i funkční struktuře společenstva směrem do nitra rákosin - změny v mikrohabitatech, dostupnosti potravy, chemických parametrech, dostupnosti pro ryby atd. Studium rybničních litorálů •Komplexní výzkum rybničních bezobratlých vyžaduje přístrojové vybavení… DSC_0142 … a fyzické nasazení! Nesyt10 Nesyt01 Další důležité informace •velmi důležitá rybí obsádka (informace od rybářů) – množství ryb, věková kategorie ryb (K0-K3) •možné i sledování predačního tlaku (přehrazování zátok – studie na Velkém Tisém) •sledování „plevelných“ rybek v litorálu - pasti • DSC_0098 DSC_0099 DSC_0106 Hmyzožraví vodní ptáci •hmyzožravé kachny, potápky a další •jejich výskyt a hnízdění odráží potravní nabídku •není příliš známo (u nás např. Janda & Pykal 1994) •výzkum přenosu vodních bezobratlých na ptácích ~AUT0002 Potápka malá (91 % menší než 1 cm) Vliv sledovaných faktorů na vodní ptáky na LR •průměrné denzity ptáků na rybníkosezonách •rybožraví a hmyzožraví ptáci (i lysky) více při větší průhlednosti a větším množství larev pakomárů a fytofilních bezobratlých •naopak méně při větších denzitách kapra (více živin ve vodním sloupci) •karas a kapr působí na biotu jinak •méně plovavých kachen při větších denzitách karase, více sinic •celková abundance ptáků větší při menší denzitě ryb a větším množství zoobentosu PC1 ~AUT0006 Další specifické metody výzkumu •sběr z povrchů pinzetou (např. pijavky, měkkýši) •lov dospělců vodního hmyzu (smýkačka) •lov létajících dospělců (na světlo, lesklé plochy) •lov na světlo i pod vodou •sběr exuvií – larválních (vážky), kukelních (pakomáři) – jemná síťka •„mark and recapture“ studie • Další specifické metody výzkumu Sumava4 Výzkum jezer •v našich podmínkách jen horská jezera (Šumava) •studium jejich oživení s dlouhou tradicí (od 19. století) •sledování vlivu acidifikace (především planktonní organismy) •bentičtí a litorální vodní hmyzové méně • Ceriodaphnia quadrangula Acidifikovaná, oligotrofní jezera – příklad Šumava Bakterie Vysoký obsah P v biomase Světlo Auto- a mixotrofní fytoplankton Mixotrofní a heterotrofní nálevníci a bičíkovci Siven Pstruh Srážky Splach z povodí Rozklad detritu P ~ do 1960 ! Acidifikovaná, oligotrofní jezera – příklad Šumava Bakterie Vysoký obsah P v biomase Světlo Auto- a mixotrofní fytoplankton Mixotrofní a heterotrofní nálevníci a bičíkovci Siven Pstruh Srážky Splach z povodí Rozklad detritu P ~ do 1960 ! ~ do 1970 ! ~ do 1980 ! Pouze mikrobiální smyčka ! Acidifikovaná jezera – “Lake recovery”, Šumava Bakterie Vysoký obsah P v biomase Světlo Auto- a mixotrofní fytoplankton Mixotrofní a heterotrofní nálevníci a bičíkovci Srážky Splach z povodí Rozklad detritu P ~ po 2000, recovery ! Bezobratlí v šumavských jezerech •dlouholetý výzkum vodních bezobratlých – teprve v posledních letech zaměření na některé skupiny •souhrnná publikace téměř v tisku… Dendrogram_jezera 139_Laka Horská jezera (plesa) •oživení Tatranských ples (nad hranicí lesa) •zjednodušené potravní řetězce •generalisti či specialisti •rekonstrukce vývoje jezer – paleolimnologie (hlavové kapsuly pakomárů, rozsivky) – klasifikace jezer (A. F. Thienemann) • Poříční tůně, periodické tůně •součást říční nivy, často periodický charakter, mělké •záleží na připojení k toku (slepá, mrtvá ramena) •specifická fauna (hlavně korýši) •sledování sukcese společenstva po napuštění, detritus DSC_0183 Lepidurus apus Eubranchipus grubii Rašeliniště •podle množství živin a přísunu vody (slatiniště, přechodová rašeliniště, vrchoviště) •velmi specifické podmínky: dešťová voda (destilka), nízké pH, málo živin, vyšší polohy •často na tektonických zlomech •rašeliníky, specifická flóra •pro život vodních bezobratlých zásadní přítomnost vrchovištních tůní DSC_0251 •bezobratlí na rašeliništích – generalisti nebo specialisté (brouci, ploštice, vážky, pakomáři) •velikost a počet vrchovištních tůní •návaznost na potoky odvodňující vrchoviště •u nás ostrůvky, v severní Evropě rozsáhlá Rašeliniště - vrchoviště Cymatia bonsdorffii Ilybius aenescens Somatochlora alpestris Crenitis2 Crenitis punctatostriata •odběrové metody klasické – síťky, cedníky… •problematický terén DSC_0251 Rašeliniště IMG_9079 IMG_9045 DSC_0309 Další směry současného výzkumu stojatých vod •vývoj indexů, zachycujících skrze diverzitu vybraných taxonů kvalitu biotopů (Z Evropa) – např. PSYM •invazní bezobratlí (hlavně řeky; ve stojatých např. slávičky) •implementace WFD (u nás nádrže – plankton, bentos, exuvie pakomárů) Dreissena polymorpha Výzkumy na ÚBZ •rybniční litorál (vliv rybničního hospodaření a ekologických faktorů na společenstvo vodních bezobratlých) • - vliv karasa stříbřitého na rybniční biotu (téma BP) •pijavice a jejich společenstva ve stojatých i tekoucích vodách + pijavka lékařská •vrchoviště (vrchovištní tůně a toky, vliv ekologických faktorů na společenstvo vodních bezobratlých) •vodní bezobratlí jako potrava pro vodní ptáky •zásadní je specializace na nějakou taxonomickou skupinu •Srovnávací sbírka vodních bezobratlých http://www.sci.muni.cz/zoolecol/hydrobio/sbirka/ ubz_logo_eng_black_transparent