Diversity and distribution of epiphytic diatoms

Mgr. Markéta LETÁKOVÁ

Doctoral thesis

Diversity and distribution of benthic diatoms

Abstract:

Tato disertační práce je zaměřena na jednu skupinu bentických rozsivek na epifytické rozsivky, tj. na ty, které žijí přisedle na rostlinném substrátu. Mnoho aspektů jejich života není totiž stále dostatečně objasněno, přestože mohou tvořit velmi podstatnou část primární produkce a navzdory jejich důležitosti v biomonitoringu a paleolimnologických rekonstrukcích. Byla zkoumána substrátová specifita, diverzita epifytických rozsivek, rozsah druhových komplexů ve společenstvu epifytických rozsivek a také metody používané pro hodnocení ekologického stavu vod. Tato studie byla založena na vzorkování, měření ekologických parametrů v terénu, na přípravě trvalých rozsivkových preparátů, analýze druhového složení rozsivkových společenstev a na statistickém zpracování získaných dat. Cílem práce bylo najít odpovědi na následující otázky: i) Reflektuje složení epifytických rozsivek ekologické parametry lokality? ii) Ovlivňuje typ vodní rostliny složení společenstva epifytických rozsivek? iii) Jaká je celková diverzita společenstva epifytických rozsivek? iv) Jak velká část společenstva je tvořena problematickými druhovými komplexy, a jaké je jejich složení? v) Reflektují nerozlišené druhové komplexy stav vody méně přesně než jiné druhy? vi) Existují druhové komplexy, jejichž rozlišení by mohlo zkvalitnit biomonitoring? Epifytické rozsivky odpovídaly na ekologické parametry vody ve všech zkoumaných lokalitách. Substrátová specifita byla zanedbatelná ve vodách vyšší trofie, v čistém horském jezeře Valagola byla nalezena signifikantní substrátová specifita. Skupina epifytických rozsivek má celkově velkou druhovou bohatost a podstatná část je tvořena druhovými komplexy, tvořenými kryptickými a semikryptickými druhy. Ačkoliv se pouhé rodové určení zdá být naprosto dostačující pro rutinní monitoring, jemné taxonomické rozlišení stále vykazuje odchylku v souvislosti s proměnnými prostředí a zvyšuje přesnost klasifikace. 7 Nerozlišené druhové komplexy měly nízkou citlivost pro změny v koncentraci fosforu. Některé kryptické druhy mají potenciál zlepšit bioindikační modely. Proto rozlišení těchto druhových komplexů je zásadní a naléhavou záležitostí, která by vedla mimo jiné k lepšímu pochopení ekologického stavu vod.

Abstract:

This work is focused on one group of sessile diatoms that live attached to water plants epiphytic diatoms. Many aspects of their life are unique and have not been explored enough yet, even though they may create considerable parts of primary production, and despite their importance in biomonitoring and paleolimnological reconstructions. The questions of substrate specificity, epiphytic diatom diversity, the range of species complexes within epiphytic diatom communities and the methods used for evaluation of the ecological status were investigated. The study of epiphytic diatoms was based on the diatom sampling and measuring the ecological parameters in the field, preparation of the permanent diatom slides, analysis of the species composition of the diatom communities and the statistical evaluation of acquired data. The aim of the work was to find the answers to the following question: i) Does the epiphytic diatom composition reflect the ecological parameters of the locality? ii) Does the type of macrophyte sampled influence the community composition? iii) What is the overall diversity of the epiphytic diatom communities? iv) What is the composition and frequency of the problematic species complexes? v) Do the unresolved species complexes reflect the state of water less precisely than other species do? vi) Are there any species complexes that if resolved could improve biomonitoring? Epiphytic diatoms reflected the ecological parameters of water in all investgated localities. The host-substrate preference was negligible in waters of higher trophy, in the lower trophy some significant specificity was found. Epiphytic assemblages have high overall diversity with considerable proportion of species complexes consisting of cryptic or semi cryptic species. Although the pure genus level identification seemed appropriate for the routine monitoring, fine taxonomic resolution still shows sufficient variance related to the 5 environmental variable and increases the sharpness of classification. Species complexes showed lower sensitivity to change in phosphorus concentration than the rest of species. Some cryptic species have potential to improve bio-assessment models. Therefore resolving the species complexes is a crucial and urgent issue that would result also in better understanding the ecological state of waters.

Keywords

epifytické rozsivky, substrátová specifita, biomonitoring, druhové komplexy, stojaté a tekoucí vody, LTM ESEM, ekologie, taxonomické rozlišení, bioindikátory

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 2. 2018

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Aloisie Poulíčková, CSc.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology / Botany