Adenophora liliifolia - současnost, minulost a budoucnost kriticky ohroženého druhu v Evropě

Mgr. Lucie VACULNÁ

Disertační práce

Adenophora liliifolia - present, past and future of the critically endangered species in Europe

Abstract:

Adenophora liliifolia (L.) A. DC (zvonovec liliolistý) je jediný zástupce početného asijského rodu Adenophora v Evropě, kde představuje evropsko-jihosibiřský floristický element a pravděpodobný relikt pozdního glaciálu - raného Holocénu. Celkový areál druhu sahá od jihozápadní Sibiře a pohoří Ural na východě po západní Evropu, kde jsou populace značně fragmentované. Druh je stále poměrně hojný v Karpatech (Slovensko), ale počty populací v Evropě klesají. V současnosti má zvonovec liliolistý ve většině zemí svého výskytu status ohroženého nebo kriticky ohroženého druhu. Ve své disertační práci jsem se zabývala zejména studiem genetické variability a vzájemných vztahů evropských populací. Mým cílem bylo také pokusit se odpovědět na otázky jak a kdy druh migroval ze svého asijského centra do Evropy a zda mohl přežít chladné období Pleistocénu v refugiích lokalizovaných ve Střední Evropě. K zodpovězení těchto otázek jsem použila dva typy molekulárních markerů - metodu AFLP a sekvenování vybraných regionů chloroplastové a jaderné DNA. Jako pomocnou metodu pro interpretaci genetických dat jsem použila predikci vhodných stanovišť v různých časových obdobích pomocí algoritmu MaxEnt. Součástí předložené práce jsou také informace o velikostech populací, podmínkách stanovišt a vegetačních jednotkách, ve kterých zvonovec liliolistý roste ve střední Evropě, s detailními informacemi o lokalitách v České republice. Výsledky mé práce podporují předchozí tvrzení, že zvonovec liliolistý nejpravděpodobněji pochází z oblasti jihozápadní Sibiře a Uralu, odkud se později rozšířil do Evropy. Bližší určení období, ve kterém k tomuto procesu došlo, však nebylo kvůli celkově nízké diverzitě sekvenovaných lokusů možné stanovit. Evropské populace se vyznačují výraznou převahou jediné haplotypové linie, která pravděpodobně představuje linii nejlépe adaptovanou na podmínky raně-holocénní středoevropské krajiny. Výjimku představují tři oblasti se zvýšenou haplotypovou diversitou (západní Karpaty, jihovýchodní Karpat, a oblast Alp a Dinárských hor), které mohly představovat glaciální refugia druhu. Genetická diverzita evropských populací je spíše na střední úrovni, výraznější populačně genetickou strukturu lze pozorovat mezi geograficky vzdálenějšími populacemi. To může poukazovat na započatou fragmentaci populací, které byly propojeny ještě v relativně nedávné minulosti. Rozdíly mezi populacemi jsou stírány i díky vnitropopulační genetické variabilitě, která je udržována a generována kvetoucími dlouhověkými rostlinami. Proces fragmentace tedy nejpravděpodobněji souvisí s činností člověka, která vede k úbytku stanovišť vhodných pro přežití druhu. Lze tedy konstatovat, že zvonovec liliolistý není primárně ohrožen ztrátou genetické diverzity, ale především ztrátou vhodných stanovišť. Výsledky této práce také identifikují několik oblastí v Evropě, které by z hlediska zachování genetické diverzity měly mít prioritu při zavádění ochranářských opatření.

Abstract:

Adenophora liliifolia (L.) A. DC is the only representative of the numerous Asian genus Adenophora in Europe, where it represents the European-South Siberian floristic element and a probable relic of the late glacial - early Holocene. The distribution of the species extends from southwestern Siberia and the Ural Mountains in the east to Western Europe, where the populations are highly fragmented. The species is still relatively abundant in the Carpathians (Slovakia), but population numbers in Europe are gradually declining. At present, A. liliifolia has the status of an endangered or critically endangered species in most countries of its occurrence. In my dissertation thesis, I dealt mainly with the study of genetic variability and the interrelationships of European populations. My goal was also to try to answer how and when a species migrated from its Asian center to Europe and whether it could survive the cold Pleistocene in refugia located in Central Europe. I used two types of molecular markers to answer these questions - AFLP, and sequencing of selected regions of chloroplast and nuclear DNA. As an auxiliary method for interpreting genetic data, I used the prediction of suitable habitats in different periods using the MaxEnt algorithm. The presented work also includes information on the populations' size, habitat conditions, and vegetation units in which the species grows in Central Europe, with detailed information on localities in the Czech Republic. The results of my work support the previous expectation that A. liliifolia most probably comes from the area of southwestern Siberia and the Urals, from where it later spread to Europe. However, a closer determination of the period in which this process occurred was not possible due to the overall low diversity of sequenced loci. The identified centers of increased haplotype diversity in the Western Carpathians, the Southeastern Carpathians, the Alps, and the Dinaric Mountains may have served as glacial refugia of the species. Other European populations are characterised by a significant predominance of a single haplotype lineage, which probably represents the lineage best adapted to the early Holocene Central European landscape conditions. The genetic diversity of European populations is rather at a medium level; a more pronounced population genetic structure can be observed among geographically distant populations. This, together with the longevity of the plants, may indicate the fragmentation of populations that have been interconnected in the relatively recent past. The process of fragmentation is most likely related to human activity, leading to the loss of habitats suitable for the species survival. Thus, it can be stated that A. liliifolia is not primarily endangered by the loss of genetic diversity but rather, as field observations suggest, the loss of suitable habitats. The results of this work also identify several areas in Europe that should be given priority in the implementation of conservation measures in terms of preserving genetic diversity.

Keywords

Adenophora liliifolia, kriticky ohrožený druh, NATURA 2000, glaciální refugium, modelování distribuce druhu

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 1. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Miloslav Kitner, Ph.D., RNDr. Miloslav Kitner, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biologie / Botanika