Ochrana přírody
(semestrální přednáška)
Ohrožení přírody introdukcí nepůvodních druhů
Dipl.-Biol. Jiří Schlaghamerský, Ph.D.
Ústav botaniky a zoologie PřF MU
MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE
CZ.1.07/2.2.00/15.0204
Podle původu a vlastností rozlišujeme různé typy nepůvodních druhů
Zavlečené, vysazené, nepůvodní druhy:
druhy, které byly schopny překonat překážku svého šíření pouze s pomocí člověka
(úmyslnou či neúmyslnou), a tak osídlit danou lokalitu
Klasifikace druhů zavlečených do Evropy:
- archeofyty / (archeozoa) – zavlečené či vysazené před r. 1492 (1500)
- neofyty / (neozoa) – zavlečené či vysazené od r. 1492 (1500)
Invazní druhy:
- podmnožina nepůvodních (exotických) druhů
- nepůvodní druhy, které rozšiřují svůj areál a zastoupení v biotopech vytlačováním původních
druhů
Expanzivní druhy:
- druhy původní, které začaly výrazně rozšiřovat svůj areál a počet lokalit výskytu, často
v důsledku narušení prostředí člověkem
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Zdroj: Primack, Kindlmann & Jersáková: Biologické principy ochrany přírody, Portál, Praha, 2001, 1. vydání
Vysazení a zavlečení
nepůvodních druhů
živočichů (psů, koček, krys,
prasat, koz atd. a jejich
parazitů i nemocí) bylo a je
příčinou vyhubení mnohých
ostrovních endemitů.
Kočka ulovila leguána
na Galapágách
Na Hawaii bylo kromě jiných
druhů vyhubena řada šatovníků
(Drepanididae) - typického příkladu
adaptivní radiace (17 ze 41 známých druhů)
Vysazená divoká a zdivočelá domácí
prasata mění prostředí a hubí původní
druhy, kaliště slouží rozmnožování komárů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Zavlečená ptačí malárie na Havaji představuje jednu z hlavních příčin
vyhynutí mnoha endemických druhů ptáků (další zavlečenou chorobou jsou
ptačí neštovice). Souvisí se zavlečením komárů, kteří na souostroví do 18.
století chyběli.
V případě šatovníka amakihi postihla nížinnou populaci, geneticky odlišnou
od populace horské, která žije v podmínkách pro šíření malárie nepříznivých
(chladné klima nesvědčí komárům). Nížinná populace balancovala na pokraji
zániku. Posléze však začala zase narůstat, v populaci se prosadil gen zvyšující
odolnost vůči ptačí malárii.
Šatovník amakihi (Hemignathus virens)
Foto: Dennis LaPointe, U.S. Geological Survey
Zavlečená stromová užovka
- boiga hnědá (Boiga irregularis) ohrožuje
endemické ptáky na
pacifických ostrovech, např.
Guamu.
Původní areál boigy hnědé
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
1945 2000
Osídlení ostrovu Guam boigou hnědou a její další šíření v Tichomoří
Endemické druhy ptáků vyhubené na Guamu boigou hnědou
Zosterops conspicillatus
- Bridled white-eye
Původně nejmenší a nejhojnější
pták na Guamu, zdejší
endemický poddruh vyhuben asi
jako první ptačí taxon.
Rhipidura rufifrons
- Rufous fantail
Dříve hojný, vyhuben.
Myiagra freycineti
- Guam flycatcher
Dříve hojný, vyhuben.
Halcyon cinnamomina
- Micronesian kingfisher
Původně rozšířený ve všech
lesích Guamu, přežívá pouze
v zajetí v několika zoologických
zahradách v USA.
Rallus owstoni
- Guam rail
Nelétavý druh,
zmizel z jihu ostrova
začátkem 70. let a ze
zbytku ostrova do konce
80. let 20. století.
Přežívá populace
v zajetí, pokusy
o reintrodukci v oblastech
chráněných před hady.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Další původní druhy ptáků vyhubené na Guamu boigou hnědou
Myzomela cardinalis
- Cardinal honeyeater
Dříve běžný druh lidských
sídel.
Acrocephalus luscinia
- Nightingale reed-warbler
Byl vzácný již dříve, zmizel
brzy po zavlečení boigy.
Ptilinopus roseicapilla
- Mariana fruit-dove
Druh přežil první fázi
šíření boigy, avšak nebyl
pozorován od r. 1984.
Gallicolumba xanthonura
- White-throated ground-dove
Druh na Guamu nepřežil
90. léta 20. století
Phaethon lepturus
- White-tailed tropicbird
Jeden z vícero druhů
mořských ptáků, kteří
přestali hnízdit na Guamu
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Ostrov Moorea (Společenské ostrovy)
Francouzská Polynésie Ulity druhů rodu Partula
Vysazení
nepůvodních
plžů vedlo k
zániku velkého
počtu druhů
endemických
druhů plžů
(Partula spp.)
Francouzské
Polynésie
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Původní, endemický druh
Partula sp.
Býložravá oblovka Achatina fulica z Afriky;
introdukce na ostrov Moorea v 60. letech
20. století za účelem chovu na maso
Dravý plž Euglandina rosea z Floridy a střední Ameriky;
introdukce na ostrov Moorea v r. 1977 za účelem hubení plžů Achatina fulica
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Jihoamerická ropucha obrovská
(Bufo marinus = Rhinella marina), byla
vysazena na severu Queenslandu, aby
redukovala hmyzího škůdce (brouka
Dermolepida albohirtum, Scarabeidae)
na cukrové třtině.
Místo toho hubí mnohé původní
živočichy vč. ptáků a malých vačnatců.
Obdobně se dostala také do Karibiku,
na Havajské ostrovy, Novou Guineu,
Filipiny, atd. (viz mapu).
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Původní areál (modře) a nově osídlené území (červeně)
Šíření ropuchy obrovské v Austrálii v letech 1935-1986
Kapradinka nepukalka (Salvinia molesta)
z jihovýchodní Brazílie
Lake Moon Dara (sev. Queensland, Austrálie) před a po vysazení nosatce
Cyrtobagous salviniae (1981)
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Mol Castoblastis cactorum z Jižní
Ameriky zredukoval americké
kaktusy opuncie (Opuntia inermis,
O. stricta) v Austrálii. Jeho šíření do
Sev. Ameriky (vč. Mexika) však ohrožuje
existenci velkého počtu zde domácích druhů opuncií.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Tuberkulóza skotu ohrožuje lesní poddruh
bizona v Kanadě, populace buvola kaferského
i lva v Krügerově národ. parku v jižní Africe.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Pontokaspický mlž slávička mnohotvárná (Dreissena
polymorpha) se rozšířil od r. 1890 z Hamburku
Labem po střední Evropě. Od konce 80. let 20. století,
kdy se dostal s balastní vodou do severoamerických Velkých jezer se
lavinovitě šíří vodní sítí severní Ameriky, kde vytlačuje původní druhy
bentosu a způsobuje velké ekonomické (technické) škody.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Vodní mor kanadský (Elodea canadensis) je
dnes rozšířen po celé Evropě
Zelená řasa Caulerpa taxifolia z teplých
vod Pacifiku se šíří ve Středozemním moři;
zkouší se biologický boj pomocí plže Elysia
subornata.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
dnesdříve
Rozšíření norka evropského
Norek evropský (Mustela nutreola)
byl dříve intenzivně loven; dnes je
vytlačován norkem americkým
- minkem (Mustela vison). Např. v Estonsku je volně žijící populace norka
posilována vysazováním jedinců z chovu
Rozšíření norka evropského
původně dnes
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Nálezy půdního ploštěnce Artioposthia triangulata (= Arthurdendyus triangulatus)
z Nového Zélandu v Anglii a Walesu (první nálezy v Evropě 1963 v sev. Irsku
1965 v sev.-záp. Skotsku). Jako predátor významně redukuje populace žížal.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Evropské druhy žížal se šíří severní Amerikou (vč.
velkých oblastí prostých severoamerických žížal) a
mění charakter lesních ekosystémů
Oblast (modře) zalednění
během poslední doby ledové.
V Sev. Americe se žížaly
v době příchodu Evropanů
vyskytovaly hlavně na jihovýchodě;
tyto druhy v konkurenci
podléhají evropským druhům.
Invaze evropských žížal do Severní Ameriky
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Půdní povrch (vlevo)
a přirozená obnova javoru
Acer saccharum (vpravo)
v lese bez žížal
Lesní podrost (vlevo)
a přirozená obnova javoru
(vpravo) v lese s žížalami
Kapradina Botrychium
mormo mizí z lesů
osídlených žížalami
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Půda a podrost v lese bez žížal Půda a podrost v lese s žížalami
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Půda v části lesa bez žížal
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Půda v části lesa na
invazní frontě
Půda v části lesa s etablovanými
populacemi žížal (vč. anektického
druhu Lumbricus terrestris)
L/F L/F
H/Ah
H/Ah
H/Ah
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Srovnání obsahu celkového uhlíku v horních
vrstvách půdy (nahoře podle vrstev, dole
celkem) v lesích s (nepůvodními) žížalami a bez
nich ve dvou oblastech (Arnot Forest a Tomkins
Farm v USA)
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Srovnání příjmu dusíku ve formě amoniového iontu a dusičnanového iontu
rostlinami (vztaženo na jeden mg kořenů) v lesích s (nepůvodními) žížalami
a bez nich ve dvou oblastech (Arnot Forest a Tomkins Farm v USA)
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Zdroj: Primack, Kindlmann Jersáková: Biologické principy ochrany přírody, Portál, Praha, 2001, 1. vydání
Bolševník velkolepý (Heracleum mantegazzianum) v Evropě
Šťáva z lodyh a listů obsahuje fototoxické furanokumariny:
dráždivé, za spolupůsobení UV záření způsobují způchýřnatění
pokožky, bolestivá zánětlivá zranění, která se těžko hojí.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Invazní bolševníky v Evropě
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Invazní bolševníky (Heracleum spp.) v Evropě
Kromě bolševníku velkolepého (původně
z Kavkazu a oblasti na jih od něj) se
v Evropě šíří příbuzné, nepůvodní
druhy:
- bolševník perský (H. persicum) ve
Fennoscandii
- bolševník Sosnowského (H. sosnowskyi)
v Pobaltí
Bolševník velkolepý se projevuje invazivně
také v Severní Americe.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Rozšíření invazních bolševníků (Heracleum spp.) v Evropě
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Rozšíření invazních bolševníků (Heracleum spp.) v Evropě
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Invazní bolševníky (Heracleum spp.) v Evropě
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Dynamika invaze bolševníku velkolepého v Česku
(velikost čtverce: 11 km x 12 km)
Bolševník velkolepý (Heracleum mantegazzianum) v Evropě
Tak jako i v jiných zemích byl bolševník velkolepý v Českých zemích původně
vysazován jako okrasná rostlina - poprvé 1862 – či snad již dříve – v zahradě zámku
Kynžvart v zapad. Čechách. Zde zplanělé rostliny od r. 1877, r. 1907 již na sev.-vych.
Moravě, 1950 9 známých lokalit ve volné přírodě, dnes cca. 600.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Vlastnosti bolševníku velkolepého, které z něj dělají mimořádně úspěšnou
invazní rostlinu:
- vysoká plodnost a schopnost samoopylení (jedna jediná rostlina může dát
základ populaci, tedy i invazi)
- doba kvetení leží v rámci vegetační sezóny dostatečně brzy, rostliny tak
stihnou ukončit životní cyklus a vytvořit zralá semena
- vysoká hustota semen v půdní bance, přežívání některých semen po min.
dva roky
- velmi vysoká klíčivost semen
- klíčení brzy na jaře, než vyraší původní druhy rostlin
- rychlý růst listových růžic, jejich schopnost vytvářet hustý porost a zastínit
jiné rostlinné druhy (konkurenty)
- nízká mortalita vzrostlých rostlin
- velký počet rostlin, které vykvétají a vytvářejí semena
- schopnost odložit kvetení na dobu, kdy bude mít rostlina dost zásobních
látek (úspěšnost na suboptimálních stanovištích)
Bolševník velkolepý (Heracleum mantegazzianum) v Evropě
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Křídlatka japonska (Reynoutria
japonica), křídlatka sachalinská
(R. sachalinensis) a v Česku pak
především jejich zde vzniklý kříženec
křídlatka česká (R. x bohemica)
patří k nejúspěšnějším invazním
rostlinám.
Původ: Dálný východ (Japonsko, Korea,
Čína resp. ostrov Sachalin).
Introdukce v 19. století jako okrasné
parkové rostliny.
Šíří se kolem vodních toků a na
místa narušená lidskou činností
(ruderál).
Konkurenčně silné druhy s vysokou
schopností regenerace.
Vytlačují původní druhy.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Netykavka žláznatá
(Impatiens glandulifera)
Původ: Himálaje
Dovezena do Evropy jako okrasná rostlina
v první polovině 19. století.
Brzy zplaněla, šíří se hlavně podél
vodních toků, ve vlhkých nivách vytváří
souvislé, trvalé porosty a nahrazuje
původní vegetaci.
Také podél lesních cest, na pasekách.
Krátkodobě i na rumištích apod.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Netykavka malokvětá (Impatiens
parviflora)
Původ: jihozápadní Sibiř, západní
Mongolsko, západní Himálaje.
Zavlečena do dalších oblastí Asie,
Evropy, sev. Afriky, Sev. Ameriky
v první polovině 19. století.
Šíření v Česku od konce 19. století
ze zámeckých parků, botanických
zahrad.
Vyžaduje stinná stanoviště bohatá na
živiny.
Zde vytváří souvislé porosty a
potlačuje původní druhy bylinného
patra vč. netykavky nedůtklivé.
Netykavka nedůtklivá
(Impatiens noli-tangere)
Netykavka malokvětá (Impatiens parviflora)
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Invaze „ohnivého mravence“
Solenopsis invicta do sev. Ameriky
Šíření jihoamerického mravence
Solenopsis invicta v USA
Následek přímého kontaktu člověka se S. invicta
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Solenopsis invicta
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Dělnice vykazují velkou míru
polymorfismu.
Tam, kde nachází zavlečený druh
S. invicta vhodné podmínky,
vytváří superkolonie na velkých
plochách (vzájemně propojená
hnízda příbuzných kolonií).
Foto: Kenneth G. Ross
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Foto: Kenneth G. Ross
Dle studie provedené koncem 80. let ve středním Texasu (Porter a Savignano,
1990), měly superkolonie mravence S. invicta následující vliv na taxocenózu
mravenců a ostatní členovce na lokalitě:
- pokles druhové bohatosti mravenců o 70 %
- pokles abundance původních druhů mravenců o 90 %
- na lokalitách se S. invicta tento druh představoval přes 99 % všech
mravenců, celková početnost dělnic stoupla o 10-30 %
- pokles druhové bohatosti ostatních členovců o 30 % a jejich abundance
o 75 % (některé skupiny výrazně utrpěly, jiné z toho naopak těžily)
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Vliv S. invicta na druhovou
bohatost a abundanci mravenců
(dělnic) – odchyt do zemních
pastí (Texas, USA, 1987) - z Porter
a Savignano (1990).
Porter a Savignano (1990)
Solenopsis invicta
Vyčíslení ročních škod způsobených zavlečeným mravencem S. invicta v USA
Pro biol. boj proti mravenci
S. invicta jsou využívány
mouchy rodu Pseudacteon
a prvok Thelohania
solenopsae.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Molekulárně genetická studie
ukazuje na severoamerický
původ prvních „výsadků“
Solenopsis invicta na Taiwanu,
čínské pevnině a v Austrálii
(Ascunce et al. 2011).
Solenopsis invicta
Potenciální rozšíření (červené
body) mravence S. invicta
v severní Americe a Austrálii
a okolních souostroví na základě
vyhodnocení klimatických dat.
První, maloplošný výskyt
v Austrálii byl již zaznamenán!
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Solenopsis invicta
Potenciální rozšíření (červené body)
mravence S. invicta na základě vyhodnocení klimatických dat (Morrison et al., 2004).
Solenopsis invicta
Potenciální rozšíření (červené body) mravence S. invicta na základě
vyhodnocení klimatických dat (Morrison et al., 2004).
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Solenopsis invicta
Potenciální rozšíření (červené body) mravence S. invicta v Asii na
základě vyhodnocení klimatických dat.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Solenopsis invicta
Potenciální rozšíření (červené
body) mravence S. invicta
v Evropě, Africe a na Blízkém
východě na základě
vyhodnocení klimatických dat
(červené body).
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
Africký poddruh včely medonosné - Apis mellifera scutellata, resp.
jeho hybridi s jinými poddruhy se šíří jižní a střední Amerikou.
Svou vysokou agresivitou představují nebezpečí pro původní včelstva,
zvířata i člověka.
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů
J. Schlaghamerský: Ochrana přírody – introdukce nepůvodních druhů