Aktivita raka mramorovaného v závislosti na reprodukčním cyklu

Bc. Kateřina MARKOVÁ

Diplomová práce

Anotace:

Cílem této diplomové práce bylo vypracování literárního přehledu na téma aktivity raků, především jejich potravní aktivity a využívání úkrytů, včetně důrazu na roli pohlaví a reprodukčního cyklu. Zaměřila jsme se také na charakteristiku raka mramorovaného Procambarus virginalis Lyko, 2017 a jeho využitelnosti jako modelového druhu. Experimentální část práce byla zaměřena na porovnávání tří skupin samic raka mramorovaného (s vajíčky, s bílkovinnými žlázami a bez vajíček). Pokusy byly provedeny za pomoci metody pro ekologické hodnocení potravního chování a vztahu predátora ke kořisti v různých hustotách kořisti v podobě larev pakomára kouřového Chironomus plumosus (Linnaeus, 1758) pomocí analýzy funkční odpovědi a následně testovány na vliv přítomnosti úkrytu při jednotné úrovni hustoty kořisti. V našem experimentu vykazovaly všechny tři testované skupiny samic funkční odpověď typu II, typickou pro predátory. Z výsledků je patrné že potravně nejaktivnější jsou ve všech případech samice bez vajíček, s obecně pozitivním vlivem přítomnosti úkrytu. Samice s nasazenými vajíčky jsou v konzumaci, zpracování a celkové aktivitě díky hormonálním, fyziologickým a následně i behaviorálním změnám obecně méně aktivní. Samice s bílkovinnými žlázami se v našich pokusech chovaly podobně jako samice s vajíčky, byly opatrnější a méně aktivní než samice bez vajíček. Tato skutečnost byla pravděpodobně způsobena jejich zvýšeným gonadosomatickým idexem (GSI) a naopak sníženým poměrem hepatopankreatu na celkovou hmotnost těla, díky kterému nejsou tyto samice schopny přijmout větší množství předkládané potravy. Samicím po ovulaci hodnota GSI opět klesá, nicméně ani samice s již nasazenými vajíčky nezkonzumovaly více potravy, neboť samice v této fázi reprodukčního cyklu preferují především bezpečnost. Jsou méně aktivní, pomaleji se pohybují, tráví více času v úkrytu, opatrují svá vajíčka a nemohou se tak plně věnovat lovu a zpracování kořisti. Svou životní strategií je rak mramorovaný obecně vhodným modelovým druhem k využívání v různých oblastech výzkumu, nicméně je důležité myslet na jeho rychlý životní a reprodukční cyklus a podmínky daných experimentů této skutečnosti přizpůsobit, neboť paralelní využívání samic raka mramorovaného v různých fázích reprodukčního cyklu může výsledky z pohledu jejich aktivity modulovat. Určité rozdíly v prezentovaných výsledcích mohou být dány také původem experimentálních zvířat, neboť až na naprosté výjimky byly doposud všechny prováděné experimenty s rakem mramorovaným realizovány s využitím laboratorních jedinců. Řada podmínek, které se v přírodě sezónně mění byla v laboratoři udržována na konstantní úrovni. Proto je důležití mít na paměti, že v přírodě jsou raci vystaveni i dalším jak biotickým (predační tlak různých druhů ryb, ptáků či savců), tak abiotickým (změny teploty a chemismu vody) faktorům, které mohou potravní aktivitu ovlivňovat. Předpokládáme ale, že zde pozorované vzorce budou platné i pro račí samice žijící ve volné přírodě. Nicméně, nedostatek podobných experimentů vedoucí k objasnění samičí aktivity v závislosti na fázi reprodukčního cyklu dává prostor ke zkoumání i dalších, nejen račích druhů.

Abstract:

The aim of this thesis was to elaborate a literature review on the topic of crayfish activity, in particular their feeding activity and the use of shelters, including an emphasis on the role of sex and the reproductive cycle. I also focused on the characteristics of the marbled crayfish, Procambarus virginalis Lyko, 2017 and its usability as a model organism. The experimental part of the thesis focused on comparing three groups of female marbled crayfish (with ovulum, with glair glands and without ovulum). Experiments have been carried out using a method for ecological assessment of feeding behavior and predator-prey relationship in various prey densities in the form of larvae of buzzer midge Chironomus plumosus (Linnaeus, 1758) by functional response analysis and subsequently tested for the effect of shelter presence at uniform prey densities levels. In our experiment, all three groups of tested females showed a type II functional response typical of predators. The results indicate that females without ovulum have been the most active in terms of food collection in all cases, with a generally positive effect of the presence of shelter. Females with employed ovulum are generally less active in terms of consumption, processing and overall aktivity due to hormonal, physiological and consequently behavioural changes. Females with glair glands behaved similarly to females with ovulum in our experiments, being more cautious and less active than females without ovulum. This was probably due to their increased gonadosomatic index (GSI) and, conversely, their decreased hepatopankreas to total body weight ratio, which renders these females unable to physiologically ingest large amounts of submitted food. Female GSI decreases again after ovulation, nevertheless, even females with already employed ovulum did not consume more food, as females prefer safety at this stage of the reproductive cycle. They are less active, move more slowly, spend more time in a shelter, tend to their eggs, and thus cannot devote themselves fully to hunting and prey processing. Regarding its life strategy, the marbled crayfish is a generally suitable model organism for use in various areas of research, however, it is important to take into account its rapid life and reproductive cycle and adapt the conditions of the given experiments to this fact, as the parallel use of female marbled crayfish at various stages of the reproductive cycle can modulate results in terms of their activity. Certain differences in the presented results may also be due to the origin of the experimental animals, as with very few exceptions all performed experiments with marbled crayfish have been carried out using laboratory individuals. A number of conditions that change seasonally in nature have been kept constant in the laboratory. Therefore, it is important to keep in mind that in wild, crayfish are also exposed to both biotic (predation pressure of various species of fish, birds or mammals) and abiotic (changes in temperature and water chemistry) factors that can influence food activity. Nevertheless, we assume that the patterns observed here will also be valid for female crayfish living in the wild nature. However, the lack of similar experiments leading to the elucidation of female activity depending on the stage of the reproductive cycle provides a room to investigate other, not just crayfish species.

Klíčová slova

Rak mramorovaný, modelový druh, bílkovinné žlázy, funkční odpověď, aktivita, potravní chování, využívání úkrytů

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Antonín Kouba, Ph.D.

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Fakulta rybářství a ochrany vod

Magisterský studijní program / obor:
Zemědělská specializace / Rybářství a ochrana vod