Česká studie odhaluje vliv klimatické změny na mezidruhové vztahy

Klimatická změna ovlivňuje mezidruhové vztahy, jak ukázal článek Vojtěcha Kubelky z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK) na příkladu ptáků bahňáků. Lokality s nejvýraznějším globálním oteplováním a vyšší mírou klimatické nestability v Arktidě vykazovaly nejvyšší míru toho, jak se vajíčka v hnízdech bahňáků stávala kořistí dravců.

Ke studii přispěl i Kubelkův školitel Miroslav Šálek z České zemědělské univerzity. V tiskové zprávě o tom informovala PřF UK. "Pro náš výzkum se nám podařilo získat převážně již publikovaná data od 111 druhů bahňáků v 237 populacích, a to napříč 149 lokalitami na všech kontinentech včetně Antarktidy. Celkově jsme využili data ze sledování 38 191 hnízd," uvedl Kubelka.

Bahňáci nemají specifické predátory, většina z nich hledá potravu jak například mezi hlodavci, tak právě v ptačích hnízdech. V arktických oblastech jsou to zejména lišky polární, lasice, chaluhy, racci či krkavci, v mírném pásu lišky obecné, kuny, ježci či také krkavci. V tropických oblastech se přidávají například šakalové, hlodavci, ještěři, hadi i krabi.

Z historických dat podle vědců vyplývala zákonitost, že nejintenzivnější predace byla v tropech a její míra klesala posunem do mírného pásu a polárních oblastí. Na jižní polokouli situace zůstává obdobná, ale na severní nastaly zásadní změny. "Nejvíce zřejmé jsou v Arktidě, kde došlo až ke ztrojnásobení denní míry predace hnízd.

Pravděpodobnou příčinou je podle autorů studie změna početnosti lumíků v Arktidě, kde tito hlodavci byli základem potravní sítě. Častější teplotní výkyvy, roztávání a opětovné zamrzání sněhu znamenaly, že lumíci nebyli schopni získat potravu, a na řadě míst se tak jejich počet snížil.

Čtěte také: Česká příroda očima Jakuba Vágnera

"Dříve měli bahňáci jednou za několik let, kdy byli lumíci nejpočetnější v rámci svého populačního cyklu, až stoprocentní úspěšnost líhnutí snůšek a téměř žádnou predaci," uvádí zpráva.

Problémem ptáků však podle vědců není jen vysoká míra predace, ale také ničení vhodných tahových zastávek, zejména přílivových zón. Především jde o východoasijskou tahovou cestu v Číně a Koreji.

Článek Vojtěcha Kubelky z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK) na příkladu ptáků bahňáků ukazuje, že klimatická změna může ovlivňovat mezidruhové vztahy. Lokality s nejvýraznějším globálním oteplováním a vyšší mírou klimatické nestability v Arktidě vykazovaly nejvyšší míru toho, jak se vajíčka v hnízdech bahňáků stávala kořistí dravců.

Vliv změn podnebí na početnost ptáků v ČR prokázala studie odborníků z Přírodovědecké fakulty UK v Praze a z České společnosti ornitologické, uveřejněná v časopise Animal Conservation.

Podnebí rozhodujícím způsobem formuje rozmístění organismů na zemském povrchu a v poslední době se ukazuje, že výrazně ovlivňuje i změny početnosti ptáků v čase. Většinou jde o nepřímé dopady, kdy klimatické změny např. způsobují horší souběžnost načasování hnízdění a vrcholu hojnosti potravních zdrojů nebo nástupu olistění vegetace.

Čtěte také: Greenpeace a biomasa

Ptáci totiž reagují na aktuální průběh teploty daleko pomaleji než hmyz, který tvoří hlavní složku jejich potravy v době hnízdění, a rostliny, kde umisťují svá hnízda. Dále dochází k posunu data příletu mnoha druhů na hnízdiště, zejména migrantů zimujících v mírných zeměpisných šířkách, přičemž mnoho druhů tráví v místech, kde hnízdí, déle času. V důsledku změny podnebí se může rozšíření vlhy pestré (Merops apiaster) posunout v Evropě směrem na sever.

V regionálním a globálním měřítku dochází k posunu rozšíření hlavních typů prostředí, v důsledku čehož byly zaznamenány i posuny hranic areálů mnoha ptačích druhů směrem na sever. Na rozdíl od mnoha prací zaměřených na kontinentální rozšíření ptáků byly změny početnosti a distribuce v jednotlivých zemích studovány podstatně méně.

Ve vývoji podnebí v České republice dochází během posledních několika desítek let k mírnému nárůstu průměrných ročních teplot. Pro ptáky jsou nejdůležitější teploty v jarních měsících, kdy se téměř všechny naše druhy rozmnožují a aktuální stav počasí rozhoduje o úspěšnosti jejich reprodukce, a v zimě, kdy jsou populace stálých druhů limitovány nízkými teplotami.

Abychom zjistili, jak se klimatické změny podepisují ve změnách početnosti ptáků, je třeba přesněji poznat nároky jednotlivých druhů na klimatické podmínky. Předpokládá se, že druhy s rozdílnými klimatickými nároky by měly reagovat na dlouhodobé změny podnebí rozdílně, což by se mělo projevit ve změnách jejich abundance.

Při formulaci hypotéz, které bude tato studie ověřovat, budeme vycházet z předpokladu, že ve střední Evropě mohou působit stejné mechanismy jako ty, které vyvolávají posun rozšíření ptáků v kontinentálním měřítku, pouze jejich dopady budou méně nápadné. V důsledku nárůstu průměrných teplot by se měly areály rozšíření jednotlivých druhů posunovat na sever a sledovat svá klimatická optima.

Čtěte také: Příroda v designu interiéru

Dopady změn klimatu by se však měly různit podle toho, které oblasti v rámci Evropy jednotlivé druhy ptáků obývají. Početnost populací druhů s centrem rozšíření v jižní Evropě a vyskytujících se v ČR by měly narůstat, naopak druhy s centrem rozšíření v severní Evropě by měly ubývat.

Kvantitativní údaje o vývoji početnosti ptáků v ČR jsou shromažďovány v rámci Jednotného programu sčítání ptáků v ČR (JPSP). Terénní metodika JPSP je založena na dlouhodobém monitorování hnízdních populací ptáků dobrovolnými terénními spolupracovníky, členy České společnosti ornitologické, a již byla v různých studiích dostatečně popsána.

Ačkoliv JPSP běží neustále a shromažďuje stále nová data, omezili jsme časovou řadu na období let 1982-2006, pro které jsme měli k dispozici odpovídající klimatické údaje. Z hrubých dat terénních spolupracovníků, která pocházejí z celkem 335 lokalit, jsme pomocí log-lineárních modelů v programu TRIM 3.51 spočítali dvě charakteristiky změn abundance jednotlivých druhů - index početnosti a trend početnosti.

Index početnosti uvádí, o kolik procent se početnost daného druhu v daném roce změnila ve srovnání s prvním rokem časové řady, který je vždy 100 %. Trend početnosti shrnuje vývoj početnosti daného druhu za celé zájmové období do jediného čísla.

Všech 152 druhů, u nichž jsme vývoj početnosti analyzovali, jsme rozdělili podle hodnot jejich trendů s 95% intervaly spolehlivosti do několika skupin. Klimatické nároky jednotlivých druhů ptáků jsme popisovali pomocí zeměpisných proměnných charakterizujících jejich rozšíření v Evropě. Pro tento účel jsme použili mapy hnízdního rozšíření ptáků v Evropě publikované v Atlasu EBCC(Hagemeijer & Blair 1997).

Pro každý druh jsme spočítali latitudinální střed jeho areálu, tj. rozdíl mezi zeměpisnými šířkami nejsevernějšího a nejjižnějšího bodu areálu vydělený dvěma a odečtený od zeměpisné šířky nejsevernějšího bodu. Dále jsme jednotlivé druhy rozdělili do čtyř latitudinálních skupin, které se mezi sebou lišily oblastí rozšíření jednotlivých druhů. Jednalo se o druhy severní, jižní, centrální a široce rozšířené.

Rozdělení do skupin jsme provedli podle již publikované metodiky (Reif et al.2008a):

• Severní druhy(n = 28) - jejich areály pokrývají méně než 30% jižní oblasti (např. drozd kvíčala Turdus pilaris);
• Jižní druhy (n = 19) - jejich areály zabírají méně než 30% severní oblasti (např. slavík obecný Luscinia megarhynchos);
• Centrální druhy(n = 9) - jejich areály představují méně než 30% ploch jižní i severní oblasti zároveň (např. sýkora babka Poecile palustris);
• Široce rozšířené druhy(n = 47) - jejich areály mají v každé oblasti pokryvnost větší než 30% (např. vrabec domácí Passer domesticus).

Trendy početnosti ptáků jsme k latitudinálním středům jejich areálů vztahovali lineární regresí. Porovnání trendů mezi jednotlivými latitudinálními skupinami druhů jsme provedli jednocestnou analýzou variance. V dalším kroku jsme pro každou z latitudinálních skupin druhů spočítali geometrický průměr indexů početnosti všech druhů, které skupina obsahuje, a to pro každý rok sledovaného období (Gregory et al.2005). Tyto geometrické průměry jsme korelovali s průměrnými jarními teplotami v jednotlivých letech.

Latitudinální střed areálu vysvětloval poměrně malou, avšak signifikantní část mezidruhové variability v trendech početnosti ptáků. V souladu s naším předpokladem byl vztah negativní, tedy české populace jižněji v Evropě hnízdících druhů přibývaly, zatímco populace severněji hnízdících druhů ubývaly.

Každoroční změny v geometrických průměrech sdružených indexů pro jednotlivé skupiny druhů, které byly definované jejich latitudinálním rozšířením, vykazovaly odlišné trajektorie. Zatímco u severních druhů byl zaznamenán výrazný pokles početnosti, vzestup početnosti jižních druhů byl méně nápadný. Je zajímavé, že změny početnosti centrálních druhů měly podobný celkový směr jako u jižních druhů; zároveň početnost široce rozšířených druhů klesala podobně jako u severních druhů. Srovnání trendů početnosti mezi skupinami odhalilo statisticky významné rozdíly. Trendy severních druhů byly negativnější než trendy jižních druhů.

Jednotlivé latitudinální skupiny druhů se rovněž lišily ve vztahu k meziročním změnám průměrné teploty v jarních měsících. Zatímco pro jižní, centrální i široce rozšířené druhy byl tento vztah neprůkazný, severní druhy vykazovaly významnou negativní korelaci.

Bylo zjištěno, že v rámci souboru 103 druhů ptáků hnízdících v České republice existuje negativní vztah mezi trendem početnosti jednotlivých ptačích druhů pro období let 1982-2006 a polohou jejich hnízdních areálů v Evropě. Čím severněji druh hnízdil, tím více v dané časové periodě ubýval.

Tento výsledek je v souladu s naším prvním testovaným předpokladem, který tvrdil, že v důsledku zvyšování jarních teplot by měly druhy, které osidlují studenější části Evropy, v ČR ubývat, a naopak druhy, které jsou rozšířeny hlavně v teplejších částech kontinentu, by měly v ČR svoji početnost zvyšovat. Naše zjištění tedy můžeme považovat za jasný, byť nepřímý důkaz vlivu globálních změn klimatu na dlouhodobý vývoj početnosti ptačích populací v České republice.

Podobný výsledek publikovali i němečtí ornitologové, kteří na základě dlouhodobého monitorování u Bodamského jezera také zaznamenali úbytek početnosti ptáků v severněji položených evropských areálech. To podporuje představu středoevropského prostoru jako okna, kterým můžeme nahlížet do areálové dynamiky jednotlivých druhů, jež sice probíhá na daleko větších prostorových škálách, než je omezené území našeho regionu, ale projevuje se i ve změnách lokálních početností jednotlivých druhů, které už na této úrovni dovedeme zaznamenat.

Jednotlivé skupiny druhů, definované jejich latitudinálním rozšířením v Evropě, se lišily nejen směrem vývoje početnosti, ale i intenzitou populačních změn. Početnost severních druhů poklesla výrazněji, než se zvýšila početnost druhů jižních. Může to být způsobeno tím, že Česká republika leží blíže k hranicím areálů severních než jižních druhů.

Kombinace vysychání vodních ploch a přítomnosti konkurenčního druhu významně ovlivňuje životní strategie čolků a jejich chování po metamorfóze. Ukázal to výzkum vědců z Ústavu biologie obratlovců Akademie věd ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.

V pětiměsíčním experimentu sledovali vědci vývoj larev čolka horského a čolka obecného v různých podmínkách. Larvy vystavili simulovanému vysychání a přítomnosti konkurenčního druhu - tedy druhého druhu čolka. Umožnilo to sledovat vliv těchto stresorů na délku larvální fáze, rychlost růstu, velikost při metamorfóze a chování mladých jedinců po opuštění vodního prostředí.

"Zjistili jsme, že vysychání vodních ploch urychluje vývoj larev tím, že zvyšuje teplotu vody na dně nádrže, kde se larvy čolků nejčastěji pohybují. Vede to k rychlejšímu dokončení larválního vývoje.

Výsledky zdůrazňují, že je důležité studovat více faktorů zároveň. Jejich souhra totiž může ovlivňovat obojživelníky jinak, než pokud by byli vystaveni pouze jednomu z nich.

"Naše zjištění naznačují, že například dopady klimatických změn na populace obojživelníků nelze posuzovat jen na základě modelování teplot vzduchu a srážkových úhrnů. Musíme zohlednit také konkurenci mezi druhy i další environmentální faktory," říká Lumír Gvoždík a dodává: „Většina dosavadních studií na larvách obojživelníků se zaměřuje pouze na jeden faktor, například vysychání nádrží.

Vědci strávili téměř půl roku experimentováním v polopřirozených podmínkách, přičemž každodenně prováděli kontrolu nádrží a měření. "Šlo o velmi náročné experimenty, které vyžadovaly precizní přístup a odhodlání všech členů týmu. Pouze díky unikátním podmínkám našeho pracoviště jsme mohli simulovat působení různých faktorů prostředí a vše přesně měřit. Studie může být přínosná pro ochranu přírody.

Vzhledem k častějším extrémním výkyvům počasí, jako jsou sucha, a rostoucímu vlivu lidské činnosti na vodní biotopy je důležité pochopit, jak různé druhy obojživelníků reagují na změny prostředí.

"Čolci jsou poměrně dlouhověká zvířata - ve volné přírodě se mohou dožívat okolo 12 let. Dlouhověkost jim umožňuje překonat nepříznivé rozmnožovací sezóny, aniž by to nutně vedlo k zásadnímu poklesu populace. Náš výzkum ukazuje, že čolci jsou na různé změny v přírodě poměrně dobře adaptovaní. Problémem ale je, že změn přibývá a jsou méně předvídatelné," upozorňuje Lumír Gvoždík.

"Plošné odlesnění Vysočiny po kůrovcové kalamitě například radikálně změnilo ráz krajiny i teplotní a vlhkostní poměry na přirozených stanovištích obojživelníků.

Lumír Gvoždík se během následujících tří let se svým týmem v projektu Zranitelnost ektotermů vůči extrémním teplotám: od mechanismů po projekce změny klimatu zaměří na studium dopadů extrémních teplot - a to nejen letních, ale i těch, které čím dál častěji zaznamenáváme během zimního období a jež mohou přezimující živočichy velmi oslabovat.

Článek Vojtěcha Kubelky z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK) na příkladu ptáků bahňáků ukazuje, že klimatická změna může ovlivňovat mezidruhové vztahy.

Studie zkoumá, jak se se vzrůstající vzdáleností od kořenů rostlin mění vlastnosti půdy a četnost a složení půdních organismů. V kontrolovaném skleníkovém experimentu byly zkoumány dva typy půdy a čtyři druhy rostlin.

Výsledky ukázaly, že vzdálenost od kořenů významně ovlivňuje pH půdy, dusík, fosfor a složení půdních společenstev. Zatímco arbuskulárních mykorhizních hub se vzdáleností ubývalo, houbové patogeny nevykazovaly žádný jasný trend. Změny v chemismu půdy ovlivnily bakteriální společenstva a početnost hlístic se přizpůsobila dostupnosti zdrojů potravy.

Půdní mikrobiota hraje klíčovou roli ve stabilitě rostlinných společenstev. Náš výzkum ukázal, že rostlinná společenstva na bývalých zemědělských půdách jsou nestabilní a společenstva půdních mikroorganismů v této půdě jsou úzce propojena. Naopak rostlinná společenstva pěstovaná na půdě z přirozeného trávníku jsou stabilní a půdní mikroorganismy v těchto půdách jsou na sobě nezávislé.

Studium rodičovských efektů u rostlin je zásadní pro pochopení, jak rodičovské prostředí ovlivňuje budoucí generace a tudíž i jejich ekologii a evoluci. Nicméně stále máme jen omezenou představu o tom, jak běžné jsou tyto efekty u rostlin.

Abychom otestovali obecnost rodičovských efektů, vystavili jsme rodičovské rostliny řadě 24 různých biotických a abiotických stresů. Potomky těchto rostlin jsme pěstovali v kontrolovaném prostředí, aby bylo možné posoudit dopad expozice rodičovského stresu na jejich fenotypové charakteristiky a fitness.

Většina stresů vedla k významným rodičovským efektům, měnícím fitness potomstva o -35% až +38%. Efekt rodičovského prostředí závisel na genotypu, což ukazuje na důležitost genetických faktorů v tomto jevu. Kombinované stresy spolu interagovali složitým způsobem a neměly tak pouze aditivní efekt. Také existoval rozdíl mezi efekty na rodiče a potomstvo, což zdůrazňuje nepředvídatelnost těchto efektů. Zdá se, že rodičovské environmentální efekty jsou běžné a silné, ale velmi se liší svým dopadem na růst potomků a jsou obtížně předvídatelné.

Fenotypová analýza potomků různého genetického původu rodičů, kteří byli vystaveni 24 různým typům stresů a jejich kombinací.

tags: #ceska #studie #vliv #klimaticke #zmeny #na

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické závazky vlády ČR
• Nerezový koš do kuchyně
• Komunální odpad Plumlov
• Vzdělávání pedagogů v oblasti životního prostředí
• Pullboy Soft Comfort: Recenze