Kolonizace toků bentickými bezobratlými: procesy a dynamika

Bc. Karolína Fišarová

Bachelor's thesis

Colonisation of streams by benthic macroinvertebrates: processes and dynamic

Abstract:

Bakalářská práce je literární rešerší pojednávající o komplexním procesu kolonizace toků vodními bezobratlými, který je ovlivňován vlastnostmi prostředí kolonizovaného stanoviště a vlastnostmi kolonizujících organismů. Kolonizace organismy je zvláště důležitá po obnovu společenstev po zásahu toku disturbancemi, ať už přirozenými či antropogenními. Zásadní proměnnou, která má na kolonizaci vliv, je mobilita a disperze organismů. Jedná se o aktivní šíření letem, pasivní šíření driftem nebo aktivním pohybem ve vodním prostředí, kterým jsou plavání a lezení. Pokud jsou organismy schopny dosáhnout stanoviště, které má být osídleno, o úspěchu či neúspěchu kolonizace zpravidla rozhodují podmínky prostředí daného stanoviště. Zejména složení substrátu, jeho potravní nabídka, hrubost, heterogenita a stabilita substrátu, proudové vlastnosti a další související proměnné, které mají obecně určující roli v distribuci jednotlivých taxonů. Zásadní je rovněž kvalita vody, která může být bariérou kolonizace toku pro organismy s velkými nároky na kvalitu vody, např. na vysoký obsah rozpuštěného kyslíku či nízký obsah živin. Příčinou špatné odezvy bentických bezobratlých na revitalizace toků je často znečištěná voda. Rychlost a míra kolonizace je taktéž závislá na vlivech sezónní variability prostředí, jež nejen poskytuje různé prostředí pro druhy potenciálně osídlující nová stanoviště, ale také obecně podmiňuje výskyt různých druhů a jejich početnosti a tím i různé složení možných kolonizátorů nových lokalit. Distribuce a abundance druhů v tocích je ovlivněna také biotickými vztahy, přičemž určující roli má především predace dravých druhů bezobratlých, ale i ryb a některých dalších obratlovců. Kromě predace si organismy konkurují, nejčastěji v osídlování jednotlivých mikrohabitatů a v nárocích na potravu. K pochopení procesů (re)kolonizace lokalit organismy bylo provedeno množství experimentů, ať už in situ, nebo v umělých podmínkách laboratoře. Experimenty se většinou soustřeďují na odezvu bentických bezobratlých na testovanou proměnnou a taktéž na disturbance přirozeného charakteru, kterými jsou sucho a povodně. Kolonizace může být zkoumána také přímo v přírodě na příkladu nově vzniklých toků, např. po ústupu ledovce nebo vybudováním nového koryta v rámci revitalizačních opatření. Pochopení kolonizačních procesů je důležité pro predikci resilience společenstev po disturbancích a při utváření nových společenstev vznikajících v revitalizovaných tocích.

Abstract:

This thesis is a literary research dealing with a complex process of colonization of streams by water macroinvertebrates, which is influenced by environmental characteristics of the colonized habitat and by autecological characteristics of colonizing organisms. Colonization of streams from surrounding aquatic habitats of in-stream refugia is important especially for restoration of aquatic communities after disturbances, either natural or anthropogenic. Mobility and dispersal are essential for successful colonization of organisms. It is an active dispersion by flight, passive spreading by drift or active movement by swimming and crawling in the aquatic environment. If organisms are able to reach the habitat to be settled, the success or failure is generally determined by environmental conditions of the habitat. Substrate composition, roughness, heterogeneity and stability, food supply, and current characteristics and other related factors generally determine the distribution of individual taxa within the stream. Moreover, water quality can be a barrier for stream colonization by organisms with large demands on, e.g., high dissolved oxygen concentration and low nutrients. Weak response of benthic macroinvertebrates to revitalization of streams is often caused by pollution preventing colonisers to settle restored streams. The colonization and its rate are dependent on seasonal variability of the environmental conditions which influences colonising species by different conditions for settling and, generally, governs seasonal occurrence of species and their abundance, thus influencing different composition of available colonizers. Species distribution and abundance in streams are also influenced by biotic interactions, especially the predation pressure of predatory invertebrates, fish, and some other vertebrates. Competition for food and space (shelters) is another important biotic factor influencing aquatic invertebrates. To understand the processes of (re)colonization of streams by invertebrates, numerous experiments were carried out in the field or laboratory. Experiments mostly concentrated on the response of benthic invertebrates to some key environmental factor and natural disturbances, drought and flow disturbances. Colonization of streams were explored also directly studying newly-formed streams, e.g. after the retreat of glacier or by building a new stream channel under restoration measure. Understanding of processes governing colonization of streams is important for prediction of community resilience after disturbances and structuring of communities in newly constructed stream channels.

Keywords

disperze, faktory, kolonizace, potoky, prostředí, procesy, revitalizace, stanoviště, vodní bezobratlí, vývoj, dispersion, factors, colonization, streams, environment, processes, restorations, habitat, water invertebrates, succession

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Jindřiška Bojková, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Světlana Zahrádková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Ecological and Evolutionary Biology / Ecological and Evolutionary Biology