Potravní chování nepůvodních druhů hlaváčovitých ryb

Ing. Radek GEBAUER

Doctoral thesis

Foraging behavior of non-indigenous gobiid fish species

Abstract:

Homogenizace bioty prostřednictvím tzv. biologických invazí nepůvodními organismy má narůstající tendenci reflektující nárůst světového obchodu a turismu. Biologické invaze způsobují environmentální a ekonomické škody, ale také závažná zdravotní rizika. Vzhledem k množství nepůvodních druhů, jejich vektorů a způsobů transportu vyvolávají důsledky biologických invazí potřebu naléhavého cíleného a finančně efektivního managementu. V kapitole 2 jsme zkoumali vliv environmentálních a demografických faktorů na distribuci druhového bohatství nepůvodní fauny v České republice. Zároveň jsme sestavili soubor map znázorňujících úroveň invaze nepůvodními druhy u šesti kategorií fauny v každém z 628 mapovacích kvadrátů (cca 12,0 × 11,1 km) pokrývajících Českou republiku. Vztahy mezi druhovou pestrostí a 12 faktory popisujícími klimatické podmínky, topografii, půdní pokryv a hustotu zalidnění byly vyhodnoceny pomocí metody GLM (zobecněné lineární modely). Druhové bohatství v kategoriích "všechny nepůvodní druhy", "nepůvodní bezobratlí" a "terestrické nepůvodní druhy" bylo nejsilněji korelováno se vzrůstající průměrnou teplotou. Kategorie "nepůvodní druhy uvedené na černém a šedém seznamu (významné nepůvodní druhy)" a "akvatické nepůvodní druhy" byly nejčastěji dokumentovány ve velkých řekách nebo jejich okolí. Kategorie "nepůvodních obratlovců" byla nejsilněji korelována s oblastmi s nízkými průměrnými srážkami. Nejvyšší druhová pestrost nepůvodní fauny byla dokumentována ve velkých populačních centrech a v jejich okolí a také v zemědělsky obdělávané krajině v teplých a suchých nížinných oblastech. Vstupní bránu pro nepůvodní akvatické druhy představují především velké řeky. Mezi nimi byly také dvě bentické ryby, hlaváč černoústý Neogobius melanostomus a hlavačka poloměsíčitá Proterorhinus semilunaris, které se v posledních dekádách významně rozšířily mimo své původní areály. Oba druhy mají škodlivý vliv na původní rybí společenstva, a to buď přímo predací jiker a plůdku, nebo nepřímo vlivem kompetice o potravní zdroje. V kapitolách 3 a 4 jsme kvantifikovali a porovnali potravní chování a efektivitu predace invazního hlaváče černoústého a nepůvodní hlavačky poloměsíčité při dvou teplotních režimech (20 a 25 °C) a ve třech různých habitatech (písek, kameny, kameny s umělou rostlinou) za pomoci tzv. srovnávací funkční odpovědi potravního chování. Jako kořist byl použit plůdek kapra obecného Cyprinus carpio. Oba nepůvodní predátoři vykazovali funkční odpověď potravního chování II. typu. Při vnitrodruhovém srovnání nebyl u hlaváče černoústého ani hlavačky poloměsíčité prokázán žádný signifikantní rozdíl mezi teplotními režimy u obou sledovaných parametrů funkční odpovědi, tj. u efektivity při vyhledávání kořisti a u doby zpracování kořisti. To naznačuje široké teplotní optimum obou druhů. Doba zpracování kořisti se mezi predátory nelišila. To ukazuje na stejný ekologický vliv per capita při vysokých hustotách kořisti. Hlavačka poloměsíčitá také prokázala nižší hodnoty maximálního příjmu potravy při 25 °C v porovnání s 20 °C a s hlaváčem černoústým při obou teplotních režimech. To svědčí o nižším teplotním optimu hlavačky v porovnání s hlaváčem. V kapitole 4 byla zjištěna stejná doba zpracování kořisti na kamenitém substrátu a na kamenech s umělou rostlinou. To naznačuje stejný ekologický vliv per capita na tvrdých substrátech jak u hlaváče černoústého, tak u hlavačky poloměsíčité. Při vnitrodruhovém srovnání projevili oba predátoři nejnižší dobu zpracování kořisti na kamenitém substrátu. Z toho vyplývá, že ekologický vliv obou predátorů v kamen

Abstract:

Global homogenisation of biota is observed at an ever-increasing rate, causing environmental and economic losses as well as emerging health risks. Ecological and economic consequences of biological invasions fuel the need for an urgent targeted and cost-effective management given the amount of invaders, vectors and pathways. We examined the effects of environmental and human-related factors on distribution of alien animal species richness in the Czech Republic (Central Europe). We compiled a set of maps showing the level of invasion of six categories of alien animal species in each of 628 grid cells (ca. 12.0 × 11.1 km) covering the Czech Republic. Relationships between alien species richness and 12 variables characterizing climatic conditions, topography, land cover, and human population size were calculated using the generalized least squares method. Species richness of all aliens, of invertebrates, and of terrestrial species showed the strongest positive relationship with mean annual temperature, while the number of black and grey (proposed prominent invaders) and aquatic species was most closely related to the presence of large rivers. Alien vertebrates showed a strong negative relationship with annual precipitation. The highest alien animal species richness was found in and near large population centres and in agricultural landscapes in warm and dry lowlands. The gateways for alien aquatic species are rather large rivers over sport fishing and aquaculture import. Two benthic fish species, round goby Neogobius melanostomus and western tubenose goby Proterorhinus semilunaris have recently expanded beyond their native ranges. Both species exert a detrimental effect on fish communities' structure directly via predation on fish eggs and indirectly via alterations of food webs. We quantified and compared the foraging behavior and efficiency of invasive N. melanostomus and alien P. semilunaris upon common carp Cyprinus carpio larvae at two temperature levels (20 and 25 °C) and in three different habitat structures (sand, cobbles, cobbles with artificial plant) using the functional response approach. Both alien predators showed type II FR in all temperature and habitat treatments. Intra-specific comparison showed no significant temperature dependency on assessed FR parameters, attack rate and handling time, suggesting broad temperature tolerance of both tested predators. The handling time did not differ between predators suggesting similar per capita ecological impact at high prey densities. Proterorhinus semilunaris showed a lower maximum feeding rate at 25 °C compared to the rest of treatments suggesting a lower temperature optima compared to N. melanostomus. Interspecific comparison showed similar values of handling time in cobble substrate and cobbles with artificial plant suggesting similar per capita ecological impacts of both aliens. Intraspecific comparison showed significantly lower values of handling time in both predators in habitat with cobbles reflecting higher maximum feeding rate. Therefore, impact of both invaders in such environment could elevate. Neogobius melanostomus showed higher attack rate in sandy habitat compared to P. semilunaris, while no significant differences were observed in other habitat treatments.

Abstract:

itém prostředí je vyšší. Hlaváč černoústý prokázal vyšší efektivitu při vyhledávání kořisti v písečném habitatu v porovnání s hlavačkou poloměsíčitou, zatímco v ostatních habitatech nebyly dokumentovány žádné významné rozdíly.

Keywords

biologické invaze, ekologický vliv, funkční odpověď, hlaváč černoústý, hlavačka poloměsíčitá

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 9. 2018

Thesis defence

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Doctoral programme / field:
Zootechnics / Fishery