Environmentální faktory ovlivňující hmyz

Hmyz dokázal kolonizovat téměř všechny suchozemské a sladkovodní ekosystémy Země. Tento evoluční úspěch je spjat s pozoruhodnou schopností hmyzu vyrovnat se s klimatickými extrémy. Druhové areály hmyzu se i v současnosti neustále mění v souvislosti se změnami klimatu.

Diapauza a odolnost vůči chladu

Diapauza je klíčovou složkou životního cyklu hmyzu. Umožňuje mu překonávat nepříznivá období a využívat sezónně dostupných zdrojů. Diapauzní fenotyp zahrnuje fotoperiodismus, hormonální regulaci, zastavení vývoje, změny v genové expresi, akumulaci zásobních látek, zpomalení metabolismu a posílení odolnosti vůči abiotickým stresorům z prostředí.

Náš projekt zkoumá fyziologické limity nebo naopak předpoklady hmyzí kolonizace mírného a polárního pásu z původních tropických habitatů. Zaměřujeme se na fázi přezimování u vybraných modelových druhů (například ploštice Pyrrhocoris apterus) a ptáme se, jaké faktory prostředí limitují zimní přežití jejich populací. Detailní analýzu přezimování u vybraných druhů doplňujeme široce pojatým přístupem, který využívá čeledi octomilkovitých, jež představuje ideální modelový systém s více než 1 500 druhy (mnoho z nich lze snadno chovat v laboratoři). Druhy octomilek reprezentují evoluční pouť z původní Afrotropické oblasti až k sub-polárním oblastem.

Sledujeme průběh a úspěch přezimování u populací hmyzích škůdců (popřípadě u tzv. užitečných druhů) a to jak v jejich přirozených podmínkách, tak i v laboratorních simulacích. Posuzujeme generační vývoj populace a její vstup do sezónní klidové fáze (diapauzy), dále průběh diapauzy, její ukončení a nástup jarní aktivity. Hodnotíme celou řadu fyziologických ukazatelů, které jsou korelovány nebo kauzálně spjaty s chladovou odolností a zimní úmrtností. Využíváme celé spektrum různých metod a technik (analýza bodu podchlazení, osmometry, diferenciální skenovací kalorimetr, respirometrie, hmotová spektrometrie, ad.).

Vliv teploty

Hmyz je poikilotermní, jeho tělesná teplota kolísá podle teploty prostředí. Všechny procesy hmyzu (např. vývoj, aktivita) jsou tudíž závislé na teplotě. Např. k vývoji je potřeba určitá suma tzv. teplot (fyziologický čas = kombinace času a teploty), tj. za nižších teplot trvají vývojová stadia déle. kratší dobu. Výhodu života v nižších teplotách představuje nižší metabolismus, tj. stačí menší zásoby potravy. Např. čnou rychle hladovět až hynou, pod uvedenou teplotou hmyz neaktivuje, a zároveň se postupně objevuje dostatek listů.

Čtěte také: Příležitosti environmentální výchovy

Fotoperioda

Má základní vliv na vývoj a ekologii hmyzu žijícího v oblastech se sezónním klimatem. lka světelného dne informuje larvu o postupu sezóny k období, ve kterém probíhá jejich hlavní životní aktivita, a tak již o možnosti změny rychlosti jejího vývoje. Tj.

Srážky

Vliv přímý nebo nepřímý. Silný déšť může např. shodit mšice z jejich živných rostlin, blesk může zahubit brouky a ploštice na stromech. ky ovlivňují růst živných rostlin herbivorů, zatímco sucha je stresují. ři hmyzu má vodní larvy. - např. voda v říčních broméliích, ve stoncích bambusu.

Pattern srážek může ovlivnit dlouhodobou abundanci hmyzích populací. vyskytují pouze v obdobích sucha, jiné pouze v obdobích srážek. Na srážkách také závisí např. ch na hmyzu. Tj.

Vítr

Řada možností ovlivnění hmyzu větrem. Přenos hmyzu větrem i na velké vzdálenosti (studium hlavně u škůdců), tzv. vzdušný plankton, tj. drobní jedinci (např. mšice, pisivky, mery), ale i větší (např. ploštice, brouci). mezi hmyzem navzájem a mezi hmyzem a rostlinami. Přenáší hmyz - klasicky známé migrace, i velkých druhů, např., ale odpovídají vzdušným proudům. ke komunikaci i mezi sebou, tj. většinou mezi pohlavími (feromony).

(Vítr "přináší" déšť a tak ovlivňuje produkci potravy. Může zničit stromy, tj. zničit biotop hmyzu, ale zároveň tak i vytvořit nový. dním procesem, např. vítr přinese srážky do semiaridních oblastí, následuje rychlý růst vegetace, a rychlé líhnutí sarančat.

Čtěte také: Starbucks a udržitelnost

Světelné znečištění

Lamp veřejného osvětlení jsou na ulicích evropských měst a vesnic miliony, a do noci září světlem celá lidská sídla. Lákají hmyz z okolní krajiny jako neodolatelný maják každou noc celá léta. Proč máme tak málo hmyzu v povětří? Němečtí výzkumníci si nemyslí, že se jejich drastický úbytek dá vysvětlit jen klimatickými změnami, změnou hospodaření v krajině nebo pesticidy. Nepopírají, že tyto negativní faktory svou podstatnou roli mají, ale přidávají k nim další: světelné znečištění.

„Polovina veškerého existujícího hmyzu patří mezi noční a soumračné živočichy,“ tvrdí Maja Grubisic. „Jsou to živočichové, kteří ke svému životu potřebují noční tmu. Grubisicová se spolu s kolegy pročetla desítkami studií, které dílčí negativní efekt umělého osvětlení na noční hmyz potvrzují. A postupně dávala dohromady dílky skládanky, ze které je patrné, jak dalekosáhlé dopady světlo na hmyz má. „Že světlo v noci nejrůznější hmyz přitahuje, asi tušíte,“ vysvětluje na příkladu. „Jenže hmyz nalákaný světlem se ocitá mimo své původní prostředí, a nedokáže se už navrátit zpět.

Městské prostředí jim nenabízí denní úkryt ani potravu. Přežít tu nedokáží. Dlouhé řady světel na ulicích k sobě připoutávají stovky druhů hmyzu, který nepokračuje ve své cestě dál. „V podstatě se tím zmrazí výměna genů mezi lokálními hmyzími populacemi, což je dále oslabuje a činí méně rezistentní pro další negativní vlivy,“ říká Grubisicová. Světlo je tedy navzdory své nehmotné povaze pro noční hmyz pořádnou bariérou. A samozřejmě, hmyz, který míří za světlem neonů, chybí v zemědělské krajině.

Výsledkem je méně opylovačů, nebo těch, kteří by se dokázali vypořádat se mšicemi a jinými škůdci. „Je to rozsáhlý řetězec souvislostí. Noční umělé osvětlení nakonec nesnižuje jen výnos z obdělávaných polí, ale třeba i množství planě kvetoucích rostlin. I ty potřebují své noční opylovače,“ tvrdí Grubisicová.

Výzkum ČZU

Speciální typy lapáků na hmyz přitahovaný k lampám vyvinuli vědci z Fakulty životního prostředí ČZU. Na základě dlouhodobého pozorování chtějí vytvořit metodiku, která povede k výběru pouličního osvětlení co nejméně ohrožujícího bezobratlé živočichy. Světelné znečištění je jedním z hlavních environmentálních problémů rozvinutých zemí a negativně působí na lidské zdraví i celé ekosystémy. Kvůli neustálému rozvoji sídel patří mezi faktory nejvíce ohrožující biodiverzitu hmyzu a jiných skupin živočichů. Naštěstí dnes kromě klasických sodíkových výbojek existuje celá řada alternativních druhů svítidel. Jejich vliv na noční živočichy však zatím nebyl řádně prostudován.

Čtěte také: Ochrana životního prostředí

„Naším cílem je vytvořit metodiku, která pomůže obcím vybrat vhodné pouliční osvětlení tak, aby mělo co nejmenší negativní vliv na noční hmyz,“ říká hlavní řešitel projektu Ing. Martin Novák, Ph.D., který se specializuje na problematiku světlušek a jeho posledními významnými počiny jsou mapování „svatojánských mušek“ na území hlavního města Prahy nebo vyvrácení obecně přijímané hypotézy, že noční světlušky používají k hledání partnera výhradně jen světlo.

Při zkoumání škodlivosti světelného znečištění na bezobratlé vědci ČZU vyvinuli dva speciální typy lapáků; na hmyz přitahovaný k lampám a také na světlušky, které díky své světelné komunikaci vyžadují speciální přístup. „Tyto lapáky bude možné používat k odchytům světlušek a odběrům nočního hmyzu ze zdrojů světla. S jejich pomocí zjišťujeme, do jaké míry lampy ruší světlenou komunikaci světlušek, a ve spolupráci s ČVUT zjišťujeme, které typy světel mají na noční hmyz nejméně negativní vliv,“ vysvětluje Martin Novák.

Jak lapáky fungují?

Lapák na světlušky je modifikovaná padací zemní past se svítící návnadou napodobující samičku světlušky. Tato nádoba se zakope do země s obráceným trychtýřem, jímž dovnitř padá nalákaný hmyz.

„Návnadou je radioaktivní zářič na bázi plynného tritia, které samovolně září bez potřeby vnějšího zdroje elektřiny. Lze ho sehnat v podobné vlnové délce a intenzitě, jakou vydávají naše druhy světlušek, takže je to velice praktické. A samozřejmě jsou bezpečné, využívají se například ke značení vybavení pro noční použití v armádě,“ popisuje Martin Novák a dodává: „Druhý lapák je modifikovaná nárazová past, která se připevní pod lampy. Sestává z průhledných desek, do nichž naráží hmyz lákaný ke světlu lampy a poté padá do sběrné nádoby s výpary uspávací kapaliny. Lapák je upevněný na speciálním ramenu, které lze pomocí systému modulů různě upravovat tak, aby lapák seděl na lampy různých velikostí.“

Průběh projektu

Vědci z Fakulty životního prostředí zkoumají dva aspekty vlivu nočního osvětlení na noční hmyz. Jednak vliv na živočichy, kteří jsou světlem odpuzováni, ti jsou u nás zastoupeni světluškami, a vliv na hmyz lákaný ke světleným zdrojům, což je většina ostatního hmyzu. Projekt sestává z několika souběžných fází. Tou první je výzkum míry rušivosti pouličních lamp na rozmnožování světlušek za použití světluščích lapáků. Jde o jednoduchý princip. Tam, kde se světlušky chytí do pasti, je míra rušivosti lampy nízká, protože světlo návnady (samičky) již nebylo přehlušené světlem lampy. Kromě již zmíněných biosvětel a sodíkových výbojek pak navíc studené a teplé LED.

Ohrožený hmyz

Obecně lze říct, že nejvíc je ohrožen noční hmyz používající k navigaci zářící nebeská tělesa. Ten pak zmateně lítá kolem lamp, aniž by se někam dostal, dokud se nevyčerpá a nezemře nebo ho nechytí nějaký predátor využívající tyto umělé zdroje světla ve svůj prospěch, například pavouk nebo netopýr. A pak samozřejmě noční světlušky, u nichž světlo narušuje světelné námluvy samic a samců a blokuje tak jejich rozmnožování.

Další z řešitelů projektu Mgr. Tomáš Kadlec, Ph.D., upřesňuje: „Dá se říct, že ohrožena je naprostá většina skupin hmyzu s noční aktivitou. Tam, kde nejsou přímo viditelné negativní efekty, spíš s ohledem na naprostý nedostatek vědomosti nevíme. Podařilo se nám ale prozkoumat, že žádná skupina hmyzu vysloveně neprofituje z umělého osvětlení. Většina skupin hmyzu je značně citlivá na umělé světlo a reaguje již na intenzitu rovnající se zlomkům luxu. U světel tak můžeme potkat řadu motýlů, brouků, dvoukřídlých, chrostíku a dalších.“

Světlušky a nebezpečné osvětlení

Světlo narušuje světelné námluvy samic a samců a blokuje tak jejich rozmnožování. U nočních světlušek se dospělí jedinci vzájemně hledají za pomoci světlených signálů. Osvětleným plochám se světlušky zcela vyhýbají a světlo z lampy může i přesvítit světlo signalizujícího partnera.

„Světlušky jsou pak z dotčených lokalit vytlačované nebo se prostě nenajdou, nevznikne další generace potomků a populace vymře. Je to obzvlášť nebezpečné proto, že například naše světlušky se kvůli nelétavým samičkám jen pomalu a špatně šíří do nových míst. Jakmile tedy někde zanikne populace světlušek, je její návrat na dlouhé lokte a velmi nejistý,“ upozorňuje Martin Novák.

Česká republika a šetrné osvětlení

Podle Tomáše Kadlece se v posledních letech spíše řešila otázka ekonomického provozu osvětlení a vlivu na lidské zdraví. To první pociťují zejména menší obce, které se stoupajícími náklady hledaly levnější alternativy v podobě LED osvětlení. Na základě studií o vlivech na lidské zdraví se víc a víc daří prosazovat světla s nižším podílem modré barvy, případně i s tlumenou intenzitou v době hluboké noci.

„Vliv na živočichy je akceptován v posledních letech, kdy se naštěstí ukazuje, že světla škodlivá pro lidské zdraví jsou nevyhovující i pro živočichy včetně hmyzu. Do pár let se snad dočkáme rozumně nastavených parametrů světel, která by tento vliv minimalizovala. Žel proti tomu jdou poměrně silné tlaky z jiných oborů, prosazujících naprosto nevhodná světla. Každopádně alespoň v chráněných územích a v takzvané volné krajině je vidět značný pokrok,“ podotýká vědec z Fakulty životního prostředí a připouští, že přístup k této problematice se liší region od regionu. Starostové, kteří by chtěli situaci v obci řešit, se mohou inspirovat v informační brožurce na stránkách Ministerstva životního prostředí. „Těch skutečně aktivních je naštěstí v poslední době víc a víc. Větší obce jsou pak úplně jiná kapitola. Tam se můžeme setkat s tím, že společenská poptávka spíš vyžaduje mnohem osvětlenější prostředí, jako je osvětlení historických center a budov, turisticky atraktivních míst a podobně.

tags: #environmentální #faktory #hmyz #vliv

Oblíbené příspěvky:

• Historie Zoo Tlustá Věž
• Studie toku Ostravice
• Měření emisí v Dolních Břežanech
• Typy a využití měřicích přístrojů v důlním prostředí
• Zajímavosti Frýdku-Místku