Koktejl invazivních druhů ve vnitrozemských vodách - ekologická charakteristika, vzájemné působení a následky

MSc. Sara ROJE

Doctoral thesis

Cocktail of invaders in European inland waters - ecological characteristic, interactions and consequences

Abstract:

This thesis combines four main chapters: 1) a general summary of the current knowledge of the impact of aquatic invasive species in Europe, ecological characteristics, main representatives, their interaction and the consequences of spread; 2-3) two studies addressing mutual species impacts between invaders co-occurring together in the same habitat; and 4) investigating the differences between the behaviour of native and alien fish species. Chapter 1 looks at the theoretical concept and impacts of aquatic invasive species and in particular, four chosen groups of invaders with a review on specifically chosen high-profile aquatic invasive species in freshwaters, their associated impacts and detailed descriptions of the species used in experiments. Chapter 2 focuses on the predatory impact of killer shrimp on the early developmental stages of marbled and signal crayfish, concluding that killer shrimp are almost unstoppable. They were able to feed on different developmental stages of larger freshwater crustaceans even if they were protected by their mothers. Chapter 3 observes the interactions of two invaders: the round goby and the marbled crayfish. The round goby showed dominant aggressiveness consuming all the juvenile crayfish sizes offered. The study also confirmed that the round goby was able to predate on, attack and take shelters from crayfishes. The only limiting factor in this interaction was the larger size of the crayfish. When interacting, both tested species negatively influenced each other, which can mean mutual consequences for both species. In Chapter 4, the individual behaviour during day and night activity under laboratory conditions in a flow simulator was studied. Both species showed very similar behaviour, with only slight differences towards adaptability and stress-related activity. Despite the similarities, the round goby was confirmed to be an aggressive, bottom-dwelling predator sharing a habitat with a lot of other benthic animals like amphipods, crayfish, and other fish - native or other aliens. In general, all alien species are present a threat to all populations sharing similar characteristics in their habitat, taking their shelters, attacking them, and predating on them with invasive amphipods and crayfish being no exception. One species can limit the other, or the outcompeted species can be displaced forcing it to find an alternative niche and therefore increase the overall pressure on the ecosystem. The presented thesis is submitting some new findings mainly about the interactions between invaders and also represents a baseline for future experimental work focused on more complex setups that will enable us to increase our understanding of invasive species.

Abstract:

Tato práce je rozdělena do čtyř hlavních kapitol: 1) obecné shrnutí současných poznatků o vlivu vodních invazních druhů v Evropě, jejich ekologické charakteristiky, hlavní představitelé, jejich interakce a důsledky šíření; 2-3) dvě studie zabývající se vzájemnými interakcemi invazivních druhů vyskytujícími se společně v jednom habitatu; a 4) porovnání rozdílů mezi chováním původního a nepůvodního druhu ryb. Kapitola 1 se zabývá teoretickým konceptem dopadů vodních invazivních druhů skládajících se ze čtyř vybraných skupin, s přehledem konkrétně vybraných druhů a jejich souvisejícím dopadem a popisem druhů použitých v experimentální práci. Kapitola 2 se věnuje dopadu blešivců ježatých na raná vývojová stadia raků mramorovaných a signálních. Tato studie potvrzuje, že blešivci ježatí jsou jako invazivní druh téměř nezastavitelní, protože byli schopni se živit různými vývojovými stádii větších sladkovodních korýšů, i když byly chráněny svými matkami. Kapitola 3 sledovala interakce dvou invazivních druhů: hlaváče černoústého a raka mramorovaného. Hlaváč vykazoval vyšší agresivitu a dokázal přijímat všechny nabízené velikosti juvenilních raků jako svou potravu. Studie také potvrdila, že hlaváč se dokáže skrýt před rakem zahrabán v písku a poté na něj zaútočit. Jediným omezujícím faktorem může být větší velikost raků. Rozhodně oba druhy navzájem ovlivňují své chování, což může mít oboustranné negativní důsledky. Kapitola 4 se zabývá individuálním chováním obou druhů během dne a noci v laboratorních podmínkách v nádržích se simulovaným prouděním. Oba druhy vykazovaly velmi podobné chování, pouze s mírnými rozdíly vůči přizpůsobivosti a činnosti související se stresem. Celkově byla potvrzena role hlaváče jako agresivního predátora vázaného na dno vodních ekosystémů. Díky tomu hlaváč černoústý sdílí stanoviště s mnoha dalšími bentickými druhy, jako jsou různonožci, raci a další ryby, ať již původní nebo nepůvodní. Obecně platí, že všechny invazivní druhy představují hrozbu pro všechny původní populace, v případě podobných preferencí na habitat, kde dochází ke konkurenci o úkryty a následně i útokům a predaci. Podobně mohou různonožci a raci negativně ovlivňovat invadované ekosystémy. Jeden druh může omezit druhý, nebo slabší druh hledá alternativní niku, což může v důsledku vést ke změně v ekosystému. Tato práce překládá některé nové informace především o interakcích invazivních druhů, ale také formuje základy pro budoucí experimenty, které se mohou zaměřit na složitější nastavení jednotlivých experimentů.

Keywords

biologické invaze, invazivní druhy, Evropské vnitrozemské vody, druhová interakce, predace druhů, konkurence o úkryt, blešivec velkohrbý, rak mramorovaný, rak signální, hlaváč černoústý, vranka obecná

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 8. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Miloš Buřič, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Doctoral programme / field:
Zootechnics / Fishery