Vliv invazní želvy nádherné na vývoj pulců skokana hnědého v různých etapách jeho vývoje

Ing. Magda VODRÁŽKOVÁ

Doctoral thesis

Is the growth of brown frog's tadpoles influenced in different stages of its development by the presence of red-eared slide?

Abstract:

Interakce predátor-kořist řídí vývoj mnoha behaviorálních a morfologických změn u živočichů. Ve vodním prostředí chemické podněty spolehlivě umožňují kořisti posoudit a vyhnout se riziku predace. Přítomnost predátora ovlivňuje populace kořisti buď přímou predací snížením její početnosti a změnou jejího chování, nebo modifikací různých částí jejich životní historie. Efekt vyvolaný rizikem predace může mít na populace silnější dopad, než přímý efekt mortality V posledních desetiletích se četnost a význam invazních druhů zvyšuje především v důsledku neúměrného růstu světového obchodu se zvířaty a rostlinami. Nepůvodní želva nádherná (Trachemys scripta elegans) má potenciál narušit vodní ekosystémy ve střední Evropě kvůli svým silným konkurenčním schopnostem a oportunní stravě. Tato práce přináší výsledky experimentů, ověřujících vliv přítomnosti nepůvodní a potenciálně invazní želvy nádherné na parametry životní historie embryí a larev skokana hnědého (Rana temporaria). Konkrétně se jedná o to, zda chemické podněty přenášené predátory způsobují změny v době líhnutí, vývojové fázi a velikosti těla při líhnutí pulců skokana a při jejich metamorfóze. současně jsem experimentálně ověřila dynamiku ontogeneze pulců v různých časových vzorcích přítomnosti invazního predátora. Přítomnost predátora ovlivnila všechny zkoumané faktory. Zjistila jsem, že při absenci želvy se embrya vylíhla za 12 dní, zatímco za přítomnosti predátora bylo líhnutí urychleno o dva dny. Embrya se se navíc vylíhla menší a v nižším stupni vývoje než bez přítomnosti predátora. Přítomnost želv zkrátila dobu metamorfózy pulců ze 110?11,7 dnů na 93?13,0 dnů (průměr ? S.D.). První metamorfovaní jedinci byli zaznamenáni 65. den a 80. den od vylíhnutí v přítomnosti predátora a v kontrolní skupině, resp. Metamorfovaní jedinci byli statisticky významně menší (12,8?0,99mm) v přítomnosti predátora než v kontrolní skupině (15,2?1,27mm). Trajektorie rychlosti růstu byly podobné u obou variant. Obrana pulců vyvolaná predátory byla tedy evidentní ve vyšších rychlostech vývoje a menších velikostech při metamorfóze bez významných změn v růstu. Pulci měli delší larvální období a byli menší velikosti při metamorfóze a nižší tělesné hmotnosti, když byl predátor přítomen v raném vývoji, než když se pulci vyvíjeli bez predátora. Časná přítomnost predátora nápadně snižovala růstové přírůstky pulců v raném vývoji. Po odstranění predátora se růst zrychlil nad úroveň naměřenou v podmínkách, kdy byl predátor přítomen v pozdní fázi vývoje, i bez přítomnosti predátora. Tyto rychlosti růstu však nepřesáhly rychlosti růstu stejně velkých pulců v ostatních treatmentech, a proto nebyly dostatečné pro kompenzaci zpomalení růstu v první části vývoje. Přítomnost predátora v pozdním vývoji pulce neovlivnila ani dobu do metamorfózy, ani velikost/hmotnost těla při metamorfóze. Výsledky ukazují spíše vzácně dokumentované typy reakcí kořisti obojživelníků na predátory. Tato studie rozšiřuje okruh studovaných predátorů, včetně vlivu na různé fáze vývoje potenciální kořisti.

Abstract:

In the last few decades, the frequency and importance of invasive species has been increasing mainly due to the disproportionate growth of world trade in animals and plants. Predator-prey interactions drive the evolution of many behavioral and morphological traits in aquatic animals. In aquatic environments, chemical cues reliably enable prey to assess and avoid predation risk. The presence of a predator affects prey populations either by direct predation by reducing its abundance and changing its behavior, or by modifying various parts of its life history. The effect induced by the risk of predation can have a stronger impact on populations than the direct effect of mortality. Non-native red-eared sliders (Trachemys scripta elegans) have the potential to disrupt aquatic ecosystems in Central Europe because of their superior competitive abilities and omnivorous diets. I investigated whether continuous predator-borne cues are tied to changes in the hatching time, developmental stage, and body size at hatching of common frog tadpoles (Rana temporaria). Whether the developmental rates, growth rates and sizes at metamorphosis would alter in the presence of a predator and examined the dynamics of the ontogeny of tadpoles under different time patterns of an alien predator presence. The presence of a predator affected all factors examined. I found that in the absence of the slider, the embryos hatched in 12 days, while hatching was accelerated by two days in slider treatment. At the same time, the embryos hatched smaller and at a lower stage of development with the slider than without it. The presence of turtles shortened the time at metamorphosis of tadpoles from 110?11.7 days to 93?13.0 days (mean ? S.D.). The froglets were significantly smaller (12.8?0.99mm) in the presence of the predator than in the control treatment (15.2?1.27mm). The growth rate trajectories were similar between the predator treatment and the control. Thus, predator-induced tadpole defences were evident in higher developmental rates and smaller sizes at metamorphosis without significant changes in growth. I also found out that the tadpoles had a longer larval period and were smaller in size at metamorphosis and lower in body mass when the predator was present in early development than when the tadpoles developed without a predator. The early presence of a predator conspicuously reduced the growth increments of the tadpoles at early development. After the removal of the predator, growth accelerated above the level measured under the conditions of both the late predator and no predator. However, these growth rates did not exceed the growth rates of equally sized tadpoles in the other treatments and therefore were not sufficient to compensate for the growth slowdown in the first part of development. The presence of a predator in late tadpole development influenced neither the time to metamorphosis nor size/body mass at metamorphosis. Results show rather rarely documented types of amphibian prey responses to caged predators. This study extends the range of predators studied, including the effect on different phases of development of potential amphibian prey.

Keywords

antipredátorská reakce, Rana temporaria, Trachemys scripta, adaptivní plasticita, doba vývoje, kairomony

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 8. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Michal Berec, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture and Technology

Doctoral programme / field:
Ecology and environment protection / Applied and Landscape Ecology