Výběr biotopu u vybraných taxonů vodního hmyzu ve vztahu ke specializaci a jeho důsledky pro přežívání

Bc. Lucie JELONKOVÁ

Master's thesis

Habitat selection by the selected taxa of aquatic insects in relation to specialization, and survival consequences

Abstract:

Selektivita biotopu během kolonizace a její dopady na fitness patří mezi dosud málo prozkoumaná témata v ekologii, zejména ve vztahu ke specializaci. Cílem mé práce bylo zjistit selektivitu biotopu a její důsledky u vybraných taxonů vodního hmyzu (Hemiptera: Notonectidae, Coleoptera: Dytiscidae). Z každé skupiny jsme vybrali biotopového generalistu (Notonecta glauca, Dytiscus marginalis) a specialistu na biotopy bez ryb (Notonecta obliqua, Acilius sulcatus). V experimentálních v insektáriích vybudovaných na botanické zahradě PřF OU, která byla vybavena tůněmi s různými kombinacemi typu vegetace (bez vegetace, pouze plovoucí makrofyty, plovoucí a litorální makrofyty) a přítomnosti rybího predátora (Carassius auratus), proběhla v letech 2019 - 2021 série manipulativních experimentů. Zaměřila jsem se nejen na celkové preference vybraných zástupců na úrovni populace, ale také na selektivitu značených jedinců. Pro ověření vztahu preference - performance byla celá studie doplněna experimentem zaměřeným na přežívání dvou vybraných zástupců obou skupin (Notonectidae: Notonecta glauca, Dytiscidae: Graphoderus cinereus) za stejných podmínek kombinace vegetace a přítomnosti predátora. Na úrovni populací nebyly zjištěny rozdíly mezi specialisty a generalisty, avšak byly zjištěny podobné preference v rámci jednotlivýh skupin. Oba druhy znakoplavek vykazovaly jasnou preferenci tůní bez ryb s plovoucími makrofyty, kdežto u obou druhů potápníkovitých brouků nebylo možno preferovaný typ biotopu jednoznačně určit. Na úrovni jednotlivců nebyly u znakoplavek zjištěny rozdíly mezi preferencemi samců a samic, oba druhy byly ve svých rozhodutích poměrně konzistentní a byla u nich zjištěna konspecifická atrakce. Naopak výběr potápníkovitých brouků byl primárně závislý na hustotě, bez ohledu na přítomnost ryb nebo strukturu vegetace. Konzistence rozhodování byla u potápníkovitých brouků celkově nižší než u ploštic a byly zjištěny rozdíly mezi pohlavími - samci volili častěji pokaždé stejný typ biotopu, kdežto samice se rozhodovaly spíše náhodně, zřejmě v důsledku harašení samců. Experiment přežívání druhů dokázal, že míra přežívání byla průkazně vyšší v tůních bez ryb s makrofytní vegetací, což byl u obou studovaných taxonů preferovaný typ biotopu. Další experimenty zaměřené na chování při výběru habitatu by mohly pomoci objasnit základní mechanismy populační ekologie. Má studie rozšiřuje současné znalosti tématu selekce biotopu se zaměřením na vliv predátora a vztahu k specializaci.

Abstract:

Habitat selectivity during colonization and its effects on fitness remain poorly studied topics in ecology, especially in relation to specialization. The aim of my thesis was to determine the habitat selectivity and its consequences in selected taxa of aquatic insects (Hemiptera: Notonectidae, Coleoptera: Dytiscidae). From each group, we selected one habitat generalist (Notonecta glauca, Dytiscus marginalis) and one species specialized to fishless habitats (Notonecta obliqua, Acilius sulcatus). I performed a series of manipulative experiments in the experimental net cages built in the botanical garden of the Faculty of Science of the University of Ostrava. Each net cage contained several pools with various combinations of vegetation type (no vegetation, only floating macrophytes, floating and littoral macrophytes) and the presence/absence of fish predator (Carassius auratus). I focused not only on the overall preferences of selected taxa at the population level, but also on the individual variability in habitat selection. To verify the preference-performance relationship, the whole study was supplemented by an experiment focused on the survival of two selected species (Notonectidae: Notonecta glauca, Dytiscidae: Graphoderus cinereus) under the same experimental setting. At the population level, no differences were found between specialists and generalists, but similar preferences were found within individual groups. Both species of backswimmers showed a clear preference for pools without fish with floating macrophytes, while in both species of diving beetles it was not possible to unambiguously determine the preferred habitat type. In backswimmers, at the level of individuals, no differences were found between the preferences of males and females; both species were relatively consistent in their decisions, and their decisions were governed by conspecific attraction. In contrast, the selection of diving beetles was primarily density dependent, regardless of the presence of fish or vegetation structure. Their consistency in habitat selection decisions was generally lower than in backswimmers, and sex-related differences were found; males more often opted for the same habitat type, while female choices were rather random, probably due to male harassment. The survival rate was significantly higher in fishless pools with macrophytes, which was the preferred habitat type for both studied taxa. Further habitat selection experiments could help elucidate the basic mechanisms of population ecology. My study expands current knowledge on habitat selection with a focus on the effect of predator in relation to specialization.

Keywords

selektivita biotopu, preference ? performance, Notonectidae, Dytiscidae, specializace, individuální variabilita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Hana Šigutová, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Biology with a Focus on Ecology And Biodiversity