FUNGI, PLANTAE, ANIMALIA 1 se zaměřením na indikátorové druhy (Bioindikace a biomonitoring) Co je bioindikátor? • Bioindikátory zahrnují ekologické procesy, druhy nebo společenstva; slouží k posouzení stavu kvality životního prostředí a/nebo jeho změn v průběhu času • Živý organismus (či společenstvo organismů), z jejichž přítomnosti, kondice či chování je možno usuzovat na přítomnost určitého faktoru prostředí i na stav a změnu prostředí • Typy bioindikátorů: • Sentinely (hlídky) – citlivé organismy zaváděné do prostředí úmyslně, aby indikovaly jeho okamžité změny • Detektory – organismy vyskytující se přirozeně a reagují na změnu prostředí • Exploatátory (vykořisťovatelé) – organismy, jejichž přítomnost indikuje narušení a znečištění prostředí • Akumulátory – organismy, které přijímají a hromadí škodlivé látky z prostředí Co je bioindikátor? • Bioindikátory zahrnují ekologické procesy, druhy nebo společenstva; slouží k posouzení stavu kvality životního prostředí a/nebo jeho změn v průběhu času • Živý organismus (či společenstvo organismů), z jejichž přítomnosti, kondice či chování je možno usuzovat na přítomnost určitého faktoru prostředí i na stav a změnu prostředí • Typy bioindikátorů: • Sentinely (hlídky) – citlivé organismy zaváděné do prostředí úmyslně, aby indikovaly jeho okamžité změny • Detektory – organismy vyskytující se přirozeně a reagují na změnu prostředí • Exploatátory (vykořisťovatelé) – organismy, jejichž přítomnost indikuje narušení a znečištění prostředí • Akumulátory – organismy, které přijímají a hromadí škodlivé látky z prostředí Co může být vhodným bioindikátorem? • Biotické a abiotické podmínky prostředí se liší, stejně tak se liší druhy v toleranci ke změnám (vybočení z optima) • Nejlepšími bioindikátory jsou organismy (druhy) se střední mírou tolerance ke změnám prostředí (citlivost vůči změnám x odolnost vůči výkyvům a obecným biotickým změnám) • Bioindikátorem může ale být i celé společenstvo, které zahrnuje celou škálu typů environmentální tolerance → více zdrojů dat pro posouzení stavu prostředí • Biotické indexy • „Multimetrický“ přístup (abundance, diverzita, míra tolerance, …) • Biologické procesy – např. termální tolerance pstruha žlutohrdlého (Oncorhynchus clarkii) využívána jako indikátor teploty vody, resp. k hodnocení míry antropogenních disturbancí v daném ekosystému – měření HSP (heat shock proteins) v tělech jednotlivců • krátkodobá expozice; • behaviorální a fyziologické změny – změna růstu a vývoje • lokální extinkce – dlouhodobá expozice Co může být vhodným bioindikátorem? Bioindikace a biomonitoring • Bioindikace: metoda používaná k získání rychlé biologické informace s minimální časovou prodlevou • Biomonitoring: použití živých organismů k získání kvantitativních a kvalitativních informací o určitých charakteristikách biosféry • Biomonitoring: dlouhodobé a systematické sledování vývoje nebo prostorového rozložení bioindikačních znaků • Bioindikátory: organismy nebo společenstva organismů, jejichž životní funkce jsou korelovány s faktorem prostředí tak těsně, že mohou sloužit jako jejich ukazatele • 3 hlavní funkce bioindikátorů: • Monitoring životního prostředí (fyzikální a/nebo chemické změny) • Monitoring ekologickýchprocesů • Monitoring biodiverzity Kritéria vhodného bioindikátoru 1. Dobrá schopnost indikace • Poskytuje měřitelnou odpověď (senzitivní vůči disturbancím nebo stresu, ale ne příliš) • Jeho odpověď reflektuje odpověď celé populace/společenstva/ekosystému • Reaguje úměrně stupni degradace nebo kontaminace • Nelze vybrat jeden organismus, který bude schopen indikovat všechny typy disturbancí či stresu v každém typu prostředí • Napříč geografickými oblastmi, typy indikovaných disturbancí, životního prostředí či používaných organismů, dobré bioindikátory sdílejí tyto hlavní znaky: Kritéria vhodného bioindikátoru 3. Prostudovanost • Se známou ekologií a životní historií • Taxonomicky dobře známý a stabilně zakotvený (v systému) • Sbíratelný/zkoumatelný jednoduše a nenákladně 4. Ekonomický význam • Druh se již využívá pro jiný účel • Veřejný zájem / popularita druhu 2. Početnost a rozšířenost • Přiměřená hustota místní populace (vzácné druhy nejsou optimální) • Běžný, s ohledem na rozšíření v zájmové oblasti • Relativně stabilní i přes mírnou proměnlivost klimatu a prostředí Deštníkový druh (umbrella species) • živočišný či rostlinný druh, jehož ochrana zastřešuje ochranu celého souboru dalších druhů či společenstva • musí existovat statisticky významná pozitivní korelace mezi výskytem deštníkového druhu a výskytem druhů, které se pod jeho deštník mají skrýt • musejí být dobře známy biotopové nároky deštníkového druhu, protože na nich je postaven management lokalit s jeho výskytem • musí být atraktivní pro veřejnost Modrásek černoskvrnný (Maculinea arion) deštníkový druh pro valašské ovčí pasínky (ochrana saranče vrzavé a desítek druhů denních motýlů) Hnědásek osikový (Euphydryas maturna) deštníkový druh pro světlé nížinné lesy (důkaz šetrného lesního hospodaření) Sysel obecný (Spermophilus citellus) deštníkový druh mozaikovité zemědělské krajiny (ochrana zlatohlávka skvostného, roháče obecného…) Rýhonosec Pseudocleonus cinereus - Okraje vinohradů a polních cest Stepní vegetace s třešní křovitou, obklopena vinicemi Soumračník slézový - Pestrá stepní stanoviště, okraje polních cest Kriticky ohrožený listovník trávový (lesní trávníky a lesostepi) Silně ohrožený modřenec hroznatý (okopávané a naorávané vinice a sady) Deštníkový druh (umbrella species) Koncept populární ve 2. polovině 20. století, nyní se od něj upouští – ochrana celých společenstev a ekosystémů, komplexně https://ekolist.cz/cz/zpravodajstvi/zpravy/z- ochrany-pand-neplyne-pro-dalsi-selmy-v- rezervacich-zadny-uzitek VLAJKOVÝ DRUH: populární a veřejností oblíbený, často spojován s důležitou kulturní hodnotou - Propagace ochrany přírody daného území Výhody využití bioindikátorů • posouzení kumulativních dopadů jak chemických znečišťujících látek, tak změn stanovišť v průběhu času • přidávají časovou složku odpovídající délce života nebo době pobytu organismu v konkrétním systému, což umožňuje zohlednění současných, minulých nebo budoucích podmínek prostředí • Náklady na chemické analýzy jsou často vysoké, zejména při nízkých koncentracích polutantů • rozsah tolerance bioindikátorů poskytuje obrázek o biologicky smysluplných úrovních polutantů Oproti tradičním metodám (měření chemických/fyzikálníchcharakteristik prostředí – teploty, salinity, obsahu živin, polutantů, světla, rozp. kyslíkuapod.) Výhody využití bioindikátorů • schopnost indikovat nepřímé biotické účinky znečišťujících látek (např. bioakumulace – kovy kumulující se v tělech organismů směrem k vyšším trofickým úrovním) • Mnoho látek a faktorů, které je potřeba monitorovat – biota je nejlepším prediktorem reakce ekosystémů na disturbance/stres • U diverzifikovaných biotopů (např. tropické pralesy) neodrážejí fyzikální/chemická měření komplikovanost systému (interakce faktorů), bioindikátory ano Oproti tradičním metodám (měření fyzikálních charakteristik prostředí – teploty, salinity, obsahu živin, polutantů, světla, rozp. kyslíkuapod.) Problémy spojené s využitím bioindikátorů • Přirozená variabilita vs. antropogenní změny – omezená možnost využití bioindikátorů v heterogenním prostředí • Populace indikátorových druhů mohou být ovlivněny jinými faktory (např. nemoc, parazitismus, konkurence, predace) • Indikátorová schopnost organismů je závislá na měřítku • např. velcí obratlovci nemusí indikovat změny hmyzích společenstev, apod. • Biotopové požadavky bioindikátorů se nemusí shodovat (a neshodují) s ostatními druhy v ekosystému • selhání ochrany vzácných druhů • Použití jednoho druhu (nebo malé skupiny druhů) k posouzení kvality prostředí (či změny v čase) může představovat hrubé zjednodušení složitého systému Výhody vs. nevýhody – shrnutí • Výhody využití bioindikátorů jasně převažují jejich omezení • Využití od buněčné až po ekosystémovou úroveň, k hodnocení stavu konkrétního ekosystému • Shromažďují informace o biologických, fyzikálních a chemických složkách prostředí, které se projevují jako změny individuální fitness, hustoty populace, složení společenstva a ekosystémových procesů • Z pohledu managementu bioindikátory informují o našich aktivitách ohledně toho, co je a co není biologicky udržitelné Řasy a sinice jako bioindikátory • Reagují velice rychle na změnu chemického složení vodního toku či nádrže • Odrážejí míru eutrofizace (proces obohacování vod o živiny, zejména dusík a fosfor) → změny složení řasové flóry • Eutrofizace: přirozená (výplach živin z půdy a rozklad mrtvých organismů) vs. nepřirozená (antropogenní) Doména: Bacteria (bakterie) Kmen: Cyanobacteria (sinice) Třída: Cyanophycae (sinice) Řasy: seskupení nepříbuzných skupin organismů Autotrofní fotosyntetizující organismy vyjma vyššíchrostlin Zařazení v systému: Řasy a sinice jako bioindikátory Anabena flos-aquae – vodní květ, znečištění Aphanizomenon flos-aquae – vodní květ, znečištění Aphanizomenon flos-aquae kolonie podobné kouskům trávy nebo modřínovému jehličí Řasy a sinice jako bioindikátory Microcystis aerguinosa – vodní květ, znečištění Homogenní zákal v celém objemu drobné řasy (Chlorophyceae) Lišejníky jako bioindikátory • Podvojný organismus (mykobiont – houba, fotobiont – řasa či sinice), ne mutualismus v klasickém smyslu – specifický lichenismus • Obě složky v ideální rovnováze → i malá změna může vést k úhynu • Odolné vůči klimatickým extrémům (sucho, nadmořská výška, vysoký obsah dusíku, …) • Většina lišejníků vysoce citlivá ke znečištění ŽP (kyselé deště, nadměrná depozice prachu, polutanty) • Stélka nemá kutikulu → snadné pronikání látek z ŽP (neregulovaný příjem vody povrchem – není půdní filtrace) • Pomalý, ale nepřetržitý růst –nepřetržitý monitoring • Dlouhověkost –desítky až stovky let → dlouhodobá akumulace škodlivin • Levný sampling – stačí zkušený lichenolog monitorující společenstvo lišejníků Lišejníky jako bioindikátory • Zařazení v systému: Říše: Fungi (lichenizované houby) Podříše: Dikarya (jakožto lišejníky netvoří společně žádnou přirozenou skupinu) Oddělení: Ascomycota (vřeckovýtrusé, 98 %), příp. Basidiomycota (stopkovýtrusé) • Lišejníky a toxiny: • Vysoce citlivé k SO2 – již malé koncentrace způsobují změny chloroplastů a trvalou plazmolýzu buněk • Destrukce chlorofylu v řase – porušení symbiózy (cukry z fotosyntézy jsou pro houbového partnera nenahraditelné) • Tolerance vůči SO2 se liší – např. důlkatec plicní (Lobaria pulmonaria) hyne již při malých koncentracích • Citlivé vůči expozici fluoru (úhyn – lišejníkové pouště, deformace stélky) • Citlivé k expozici ozonu • Citlivé k obsahu kovů v půdě Lobaria pulmonaria Why is lichen important? • Nejčastěji využívány epifytické druhy (standardizace substrátu – eliminace vnějších vlivů) • Standardizovaná metoda využití lišejníků jako bioindikátorů (1970, širší spektrum lišejníků) • Kvantitativní (měření lišejníkové vegetace, modelování) vs. kvalitativní (druhové zastoupení, stav) metody • Indexy hodnotící celé společenstvo (IAP (Index of Atmospheric Purity), LDV (Lichen Diversity Value)) • Zkoumání in situ vs. metoda transplantace (přenesení na zájmové území a sledování přežívání) • Sledování fyziologického stavu lišejníků (intenzity fotosyntézy, dýchání nebo čisté produkce, stanovení obsahu chlorofylu, pH a vodivosti vodního výluhu lišejníkové stélky) • Morfologicko-anatomické metody (fotograficky viditelné změny odumírajících stélek) Lišejníky jako bioindikátory • Buellia punctata (buelie tečkovaná) • Tolerantní druh • Parmelia sulcata (terčovka brázditá) • Málo citlivá Lišejníky jako bioindikátory Tolerance ke znečištění SO2 • Evernia prunastri (větvičník slívový) • Středně citlivý • Usnea filipendula (provazovka obecná) • Velmi citlivý Lišejníky jako bioindikátory Tolerance ke znečištění SO2 Mechorosty jako bioindikátory • Mechorosty nemají kořeny → není filtrace půdou → korelace obsahu látek v atmosféře a v pletivech • Při známé účinnosti mechu přijímat prvky z atmosférické depozice lze na základě obsahu prvku v mechu a znalosti ročního přírůstku biomasy odhadnout i absolutní hodnoty průměrného spadu prvků • živé části mechu jsou max. tříleté → analýza příslušných koncových segmentů lodyžek → průměrné jedno, dvou nebo tříleté úrovně spadu prvků v místě růstu • Celoevropský biomonitoring (např. UN/ECE ICP-Vegetation). Od 1990/1991 v pětiletých cyklech v ČR biomonitoring aktuální úrovně atmosférické depozice prvků → obsah prvku v mechu násobený příslušným koeficientem → odhad průměrné roční depozice daného prvku v místě růstu analyzovaného mechu Mechorosty jako bioindikátory Vztah mezi koncentrací kovů v pletivech mechů a vzdáleností od hlavní silnice (Aljaška, USA) • Kromě kovů citlivé vůči oxidům síry, dusíku a halogenovodíkům (látky znečišťující ovzduší) • Nejcitlivější k tomuto typu znečištění jsou epifyty – játrovky čeledi rožeňkovitých (Lejeuneaceae) a kovancovitých (Frullaniaceae)a mechy z čeledi šurpkovitých (Orthotrichaceae) • 2. pol. 20. st. drastický ústup epifytických druhů, zejm. S a Z pohraničí; posledních 10–20 let postupný návrat Mechorosty jako bioindikátory Orthotrichum patens (šurpek otevřený) Játrovka z čeledi rožeňkovitých Játrovka z čeledi kovancovitých Zařazení do systému: Říše: Plantae Nadoddělení: Bryophyta sensu lato Oddělení: Marchantiophyta (játrovky) Říše: Plantae Nadoddělení: Bryophyta sensu lato Oddělení: Bryophyta (mechy) Houby jako bioindikátory A) Saprofytické houby • Živí se látkami z odumřelých těl rostlin a živočichů • Velmi citlivé na přítomnost těžkých kovů (Cu, Pb, Hg, Cd, …) • Těžké kovy se vážou na povrch houbových vláken, ale i v buňkách • Význam má pH prostředí, vlhkost a geologický podklad • Obsah těžkých kovů vyšší v klobouku než ve třeni B) „Kloboukaté“ houby • nejbohatším zdrojem As, Cu – bedla vysoká (Macrolepia procera) , a holubinky (Russula spp.) • Cd – muchomůrkarůžovka (Amanita rubescens) • Cr – hřib smrkový (Boletus edulis), suchohřib hnědý (Xerocormus badius) • Hg - hřib smrkový (Boletus edulis), muchomůrka růžovka (Amanita rubescens) • Zn - holubinky (Russula spp.) • Ni, Pb, Mn – lištička pomerančová(Hygrophoropsis aurantiaca) • Těžké kovy a radioaktivní látky Bedla vysoká – As, Cu Holubinky – As, Cu, Zn Hřib smrkový – Cr, Hg Muchomůrka růžovka – Cd, Hg lištička pomerančová – Ni, Pb, Mn Suchohřib hnědý – Cr Zařazení do systému: Říše: Fungi Oddělení: Basidiomycota (stopkovýtrusné houby) Klouzek kravský (velmi citlivý ke znečištění ovzduší) C) Dřevokazné houby • mají obsah těžkých kovů je v plodnicích nižší a homogennější (existence přirozených bariér – půda--kořeny, dřevo--mycelium) • Indikátory přirozenosti lesa • Lze použít jako bioindikátory i ve velmi znečištěných oblastech (tolerují SOx a NOx) • Laboratoř biochemie dřevokazných hub (Mikrobiologický ústav AVČR): dlouhodobé sledování Šumava a Praha (obsah kovů v plodnicích dřevokazných hub): • troudnatec pásovaný (Fomitopsis pinicola) • síťkovec dubový (Dadalea quercina) • pevník chlupatý (Stereum hirsutum) • ucho jidášovo (Hirneola auricula – judae) • klanolístka obecná (Schizophyllum commune) Houby jako bioindikátory • v 80. letech v těchto druzích objeveno velké množství radionuklidů (Cs, Pb) z místní automobilové dopravy, a Cd, Al, Cu, Be (spalování minerálních olejů, odpadů a nekvalitního uhlí) Troudnatec pásovaný Síťkovec dubový Pevník chlupatý Klanolístka obecná Ucho jidášovo Zařazení do systému: Říše: Fungi (houby) Oddělení: Basidiomycota (stopkovýtrusné) Cévnaté rostliny jako bioindikátory • Jsou snadno určitelné, viditelné a díky své nepohyblivosti mají stálé stanoviště • Podle místa výskytu a celkového stavu rostliny lze určit např. složení půdy a přibližný obsah látek v ní obsažený, znečištění ovzduší či vývoj osídlení • Rostlinné biologické testy často citlivější než jiné dostupné systémy • druhy mimořádně odolné fungují jako akumulátory (tj. rostliny, které hromadí velké množství škodlivin, aniž by byly poškozovány) • Sledují se koncentrace PCB (polychlorované bifenyly), PAH (polycyklické aromatické uhlovodíky), rizikové prvky, chloridy, dusičnany, dusitany a močovina • vyhodnocovány transfery mezi jednotlivými složkami životního prostředí a mezi jednotlivými články potravních řetězců biotických indikačních systémů Zařazení do systému: Říše: Plantae (rostliny) Podříše: Tracheophyta (cévnaté rostliny) (Oddělení: Magnoliophyta (krytosemenné rostliny)) Petunie, indikátor znečištění oxidy dusíku a fytogenním smogem (peroxiacetylnitrát, ozón) Cévnaté rostliny jako bioindikátory A) Rostliny kulturní • Mají vztah k příslušným lokalitám – hodnocení úrovně znečištění běžných ekosystémů • Zejména košťálová zelenina (zelí), ale také kukuřice, pšenice, hrách… B) Travní porosty • jako součást potravního řetězce Cévnaté rostliny jako bioindikátory C) Rostliny rumištní • Hodnocení starých zátěží • Stanoviště ovlivněná lidskou činností (znečištění, extrémní teploty, sešlapávání, nedostatek vody, zvýšený obsah chemických látek, zejm. N) • Kopřiva dvoudomá (Urtica dioica) • rmen rolní (Anthemis arvensis) • svlačec rolní (Convolvulus arvensis) • lebeda rozkladitá (Atriplex patula) (skládky) Cévnaté rostliny jako bioindikátory D) Pyl • Odolnost a variabilita – indikátor změn prostředí na dlouhodobé bázi (palynologie) • K základním složkám plástového pylu patří voda, celulóza, cukry, sporopolenin, bílkoviny a lipidy. • S jejich obsahem souvisí akumulace PCB (polychlorované bifenyly) • vhodný pro monitoring kontaminace lokality o ploše asi 70 km2 • Díky neustálé tvorbě nového pylu je tato matrice schopna zachytit akutní kontaminaci dané lokality PCB Cévnaté rostliny jako bioindikátory E) Jehličí • obsahuje poměrně silnou vrstvu epikutikulárního vosku → shromažďování stopových množství organických polutantů • Indikace imisní zátěže je poměrně rychlá, celoroční sledování Cévnaté rostliny jako bioindikátory Indikace zvýšeného obsahu dusíku v půdě Kopřiva dvoudomá Bez černý Cévnaté rostliny jako bioindikátory Indikace sešlapávaných půd Jitrocel větší Jílek vytrvalý Cévnaté rostliny jako bioindikátory Indikace čistých podzemních a pramenitých vod Skřípina lesní Řeřišnice hořká Bezobratlí jako bioindikátory Půda • Půdní bezobratlí – hojní, rychlé vzorkování, reagují na narušení půdy a struktury stanovišť • Žížala obecná (Lumbricus terrestris) • Bioakumulace těžkých kovů (Cd, Pb) • Průchod půdy trávicím traktem, pokožka v neustálém kontaktu s půdou • Tvoří 60 – 80 % celkové půdní biomasy • Důležitá součást potravního řetězce (ptáci, savci) Zařazení do systému: Říše: Animalia (živočichové) Kmen: Annelida (kroužkovci) Podkmen: Clitellata (opaskovci) Třída: Oligochaeta (máloštětinatci) A) Ploštěnci • Indikátory čistých tekoucích vod, pod kameny Bezobratlí jako bioindikátory Voda Říše: Animalia (živočichové) Kmen: Platyhelminthes (ploštěnci) Ploštěnka potoční (Dugesia gonocephala) potoky, řeky Ploštěnka horská (Crenobia alpina) prameniště Pít nebo nepít? Ploštěnka Crenobia alpina Pít! delicious Bezobratlí jako bioindikátory Voda B) Kroužkovci Nitěnka obecná (Tubifex tubifex) – indikátor vod silně znečištěnýchorganickými látkami Zařazení do systému: Říše: Animalia (živočichové) Kmen: Annelida (kroužkovci) Podkmen: Clitellata (opaskovci) Třída: Oligochaeta (máloštětinatci) Bezobratlí jako bioindikátory Voda C) Korýši – indikátory čistých vod Blešivec studniční (Niphargus aquilex) – podzemní vody, studny Blešivec potoční (Gammarus fossarum) – povrchovétekoucí vody (potoky, prameniště) Zařazení do systému: Říše: Animalia (živočichové) Kmen: Arthropoda (členovci) Podkmen: Branchiata (žabernatí) Třída: Crustacea (korýši) D) Hmyz • Skupina EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) – jepice, pošvatky, chrostíci • Indikátory čistých a dobře okysličených vod • Jepičí pásma (druhy seřazeny podle tolerance k antropogenním disturbancím) • Indexy založené na zastoupení druhů jednotlivých taxonů • Vážky • Druhy přirozených (zachovalých) stanovišť / druhy pozměněných, degradovaných stanovišť • Indikují jak změny vodního, tak i terestrického prostředí • Lze sbírat jako dospělce Bezobratlí jako bioindikátory Voda Zařazení do systému: Říše: Animalia (živočichové) Kmen: Arthropoda (členovci) Podkmen: Hexapoda (šestinozí) Třída: Insecta (hmyz) Bezobratlí jako bioindikátory Voda Jepice (Ephemeroptera) Chrostíci (Trichoptera) Pošvatky(Plecoptera) Skupina EPT Bezobratlí jako bioindikátory Voda Posun ve složení společenstevbezobratlých v závislosti na antropogenním zatížení (snižování průtoku) Zeleně – taxonycitlivé k antropogenním disturbancím (EPT) Modře – taxonytolerující antropogenní disturbance (jiné než hmyz) Bezobratlí jako bioindikátory Voda Vážky jako bioindikátory Proč jsou vážky ideálními bioindikátory? • Obojživelný způsob života (larvy vodní, dospělci terestričtí) • Vysoce citlivé na změny vodního i terestrického prostředí – reagují změnami abundance a druhového složení • Známá a vyřešená taxonomie • Biotopy snadno lokalizovatelné • Relativně dlouhověké • Dospělci nápadní, denní aktivita • Biotopové nároky dobře známé • Neinvazivní metody sběru ⇒ Informace o kvalitě biotopu a o stavu hůře sbíratelných taxonů (např. vodních) Vážky jako bioindikátory • Biotický index (Dragonfly Biotic Index, DBI) • spojuje 3 subindexy – rozšíření, riziko vyhynutí, citlivost ke změnám prostředí, každý nabývá hodnoty 0–3 • Celkem tedy DBI daného druhu nabývá hodnot 0–9 • DBI = 0 mají druhy široce rozšířené, generalisté, tolerantní ke změnám prostředí (0 + 0 + 0) • DBI = 9 mají vzácné druhy, citlivé ke změnám prostředí, specialisté (3 + 3 + 3) • Pomocí indexu lze porovnat sladkovodní biotopy z hlediska zachovalosti nebo sledovat dlouhodobé změny (celkový součet DBI všech druhů na lokalitě vážený počtem druhů) Vážky jako bioindikátory - DBI Šídlo královské (Anax imperator) DBI = 0, široce rozšířený druh, všechny typy stojatých vod Šídlatka páskovaná (Lestes sponsa) DBI = 0, široce rozšířený druh, všechny typy stojatých vod Vážky jako bioindikátory Šídlatka velkoskvrnná(Lestes macrostigma) DBI = 8, indikátor zasolených stanovišť Vážky jako bioindikátory Vážka temnoskvrnná (Leucorrhinia rubicunda) DBI = 8, rašelinné biotopy Vážky jako bioindikátory Šídlo horské (Aeshna caerulea) DBI = 9, horská vrchovištěKrkonoš, Šumavy, glaciální relikt Vážky jako bioindikátory Šidélko lesklé (Nehalennia speciosa) DBI = 9, rašeliniště, slatiniště,jediná lokalita výskytuv ČR (slatiniště Kramářka) Vážky jako bioindikátory Šidélko jarní (Coenagrion lunulatum) DBI = 9, menší mezotrofní, extenzivně využívané rybníčky Vážky jako bioindikátory Vážka rumělková (Sympetrum depressiusculum) DBI = 8, podmáčené nivní louky, extenzivně využívané rybníky DBI = 8 DBI = 6DBI = 9 DBI = 3 DBI = 0 DBI = 0 DBI = 0 DBIsum = 23 DBImean = 7.6 DBIsum = 3 DBImean = 0.6 DBI = 0 Vážky jako bioindikátory • Indikace míry degradace tropického deštného lesa • Založeno na rozdílných biotopových nárocích obou podřádů • Zygoptera (stejnokřídlice, „šidélka“) – sedavé druhy, drobné tělo, křídla skládají, citlivé k přehřívání • Anisoptera (různokřídlice, „vážky“) – letci, druhy otevřených stanovišť, potřebují teplo a prostor ⇒ Poměr Zygoptera/Anisoptera se bude s rostoucí mírou odlesňování snižovat… ? Podřád: Zygoptera Podřád: Anisoptera Vážky jako bioindikátory 1 – Primární les 3 – Sekundární les Vážky jako bioindikátory 4 – pastvina/zemědělská plocha s okrajovou zónou lesa 5 – bezlesí Vážky jako bioindikátory Zygoptera/Anisoptera • 1 – primární les • 2 – mírně degradovaný primární les • 3 – sekundární les • 4 – pastvina, zemědělská plocha s okrajovou zónou lesa • 5 – bezlesí - S degradací postupně roste zastoupení druhů otevřenýchstanovišť (Anisoptera) - Dle poměru lze posoudit intenzitu změn lesa a míru reverzibility Obratlovci jako bioindikátory Ryby • Bioakumulaceškodlivých látek – použitelnost k analýzekontaminace vod PCB, PAH • Pomalý růst – dlouhodobé zatížení • Štika obecná (Esox lucius) • Pstruh duhový (Onkorhynchus mykkis) • Jelec tloušť (Leuciscus cephalus) • Cejn velký (Abramis brama) Zařazení do systému: Říše: Animalia Kmen: Chordata (strunatci) Podkmen: Vertebrata (obratlovci) Nadtřída: Osteichthyes (Ryby) • Ovlivnění z akvatického i terestrického prostředí • Sleduje se morfologie (malformace)dospělců i larev (pulců) – kontaminace těžkými kovy, pesticidy a dalšími látkami (PCB, CFC) • Sledují se změny výskytu (úbytek) jednotlivých druhů Obratlovci jako bioindikátory Obojživelníci Zařazení do systému: Říše: Animalia Kmen: Chordata (strunatci) Podkmen: Vertebrata (obratlovci) Třída: Amphibia (obojživelníci) Obratlovci jako bioindikátory Ptáci • Zemědělská krajina • Semenožravédruhy, dravci • Bažant obecný (Phaseanus colchicus) • Sokol stěhovavý (Falco peregrinus) • Vodní prostředí • BioakumulacePCB, PAU, na souši i ve vodě – transfer polutantů do terestrických ekosystémů • Dospělci, obsah xenobiotik v nevylíhlých vejcích • Volavka popelavá (Ardea cinerea) • Potápka roháč (Podiceps cristatus) • Husa velká (Anser anser) • Kachna divoká (Anas platyrhynchos) • Racek chechtavý (Larus ridibundus) • Lyska černá (Fulica atra) • Orlovec říční (Pandion haliaetus) Zařazení do systému: Říše: Animalia Kmen: Chordata (strunatci) Podkmen: Vertebrata (obratlovci) Třída: Aves (Ptáci) Obratlovci jako bioindikátory Ptáci Orlovec říční Potápka roháč • Využíváni zejména drobní zemní savci • Kontaminace agrárních ekosystémů, sledování koncentrace xenobiotik v kůži, svalovině a játrech (příp. trávicí soustavě) • Na základě zhodnocení typu stravy vybraných druhů a obsahu lipidů v kůži a ve tkáních byly vybrány následující druhy drobných zemních savců: • hraboš polní (Microtus arvalis) • norník rudý (Clethrionomys glareolus) • myšice lesní (Apodemus flavicollis) • myšice křovinná (Apodemus sylvaticus) Obratlovci jako bioindikátory Savci Zařazení do systému: Říše: Animalia Kmen: Chordata (strunatci) Podkmen: Vertebrata (obratlovci) Třída: Mammalia (savci) Obratlovci jako bioindikátory Savci Hraboš polní Norník rudý Myšice lesní Myšice křovinná Literatura • Carignan, V. & M.-C. Villard. Selecting indicator species to monitor ecological integrity: A review. Environmental Monitoring and Assessment 78, 45–61 (2002). • Hasselbach, L. et al. Spatial patterns of cadmium and lead deposition on and adjacent to National Park Service lands in the vicinity of Red Dog Mine, Alaska. Science of the Total Environment 348, 211–230 (2005). • Iwama, G. K. et al. Heat shock protein expression in fish. Reviews in Fish Biology and Fisheries 8, 35–56 (1998). • Miller, S. W. et al. Resistance and resilience of macroinvertebrates to irrigation water withdrawals. Freshwater Biology 52, 2494–2510 (2007). • Rainio, J. & Niemelä, J. Ground beetles (Coleoptera: Carabidae) as bioindicators. Biodiversity and Conservation 12, 487–506 (2003). • Rosenberg, D. M. & Resh, V. H. Freshwater Biomonitoring and Benthic Macroinvertebrates. New York, NY: Chapman and Hall, 1992. • Tanabe, S. & Subramanian, A. Bioindicators of POPs: Monitoring in Developing Countries. Kyoto, Japan: Kyoto University Press, 2006. • Skalka, M. Lišejníky jako bioindikátory. Živa 3, 107 (2004).