Herbivoři, parazité a patogeny Karolína Poláková Interakce mezi organismy • Z hlediska interakcí mezi organismy jsou predace, parazitismus, herbivorie a patogenita stejné, mají pouze rozdílnou míru na snížení fitness kořisti/hostitele Typ interakce Druh 1 Druh 2 Predace + Herbivorie + Parazitizmus + Patogenita + - Herbivorie = interakce živočich x rostlina • Herbivor (býložravec) konzumuje rostlinu nebo její část, na rozdíl od predace většinou nevede k úhynu jedince, záleží na konzumované části rostliny • Mutualistický vztah (mravenci a akácie) • Nejsilnější v suchých tropických lesích, nejméně v lesích mírného pásma • Význam v zemědělství- konzumace až 50% čisté produkce – snížení výnosů • Herbivor menší než rostlina = hostitelská rostlina Spásání = konzumace bylin a trav (jeleni, losi, pakoně, sarančata, kobylky) Okusování = konzumace listů nebo výhonů dřevin Granivorie = konzumace fytoplanktonu ve vodním prostředí nebo semen • Dochází k usmrcování, predace Folivorie = konzumace listů bylin nebo dřevin Frugivorie = konzumace plodů Strategie tolerance = schopnost kompenzace ztráty tkáně růstem, závisí na době vývoje (mladé rostliny lépe kompenzují ztráty) • míra fitness u konzumovaných < než u nekonzumovaných nedostatečná kompenzace, negativní vliv herbivorie • míra fitness u konzumovaných > než u nekonzumovaných nadměrná kompenzace, pozitivní vliv herbivorie, (pravděpodobná u jednoděložných rostlin – stanoviště bohatá na zdroje, dvouděložných naopak stanoviště chudá na zdroje) • míra fitness se nemění přesná kompenzace Strategie obrany • Mechanická: trny, ostny, kůra, trichomy,… • Chemická: alkaloidy, terpeny, fenoly,… Parazitismus • Interakce mezi hostitelem a parazitem (makroparazitem), parazit stráví určitou fázi svého života asociován s jedincem hostitelského druhu, přičemž má z této asociace užitek a hostitel škodu • Zástupci napříč všemi říšemi Klasifikace parazitů Podle lokalizace : • EKTOPARAZITÉ – na povrchu těla, např. Ixodes ricinus • ENDOPARAZITÉ – uvnitř těla hostitele • Kožní – Sarcoptes sp. • Krevní – Trypanosoma sp. • Tkáňoví - Plasmodium sp. • Intestinální – Ascaris sp. • Kavitální (dutinoví) – Trichomonas vaginalis Klasifikace parazitů Podle časového úseku parazitace: • PERMANENTNÍ – Plasmodium, Trypanosoma, helminti,… • TEMPORÁLNÍ – klíšťata, komáři,… • PERIODICKÝ • stádijní – larvální (např. larvy dipter), imaginální (např. muchničky) • generační - Strongyloides stercoralis, Rhabdias bufonis Klasifikace parazitů Podle životního cyklu: • MONOXENNÍ - jednohostitelský, např. Monogenea • HETEROXENNÍ – vícehostitelský (di, tri,..), např. Toxoplasma gondii Klasifikace parazitů Podle způsobu výživy: • GENERALISTÉ • Euryfágní, polyfágní • Více druhů hostitelů • Např. Trichinella spiralis • SPECIALISTÉ • Stenofágní, monofágní • Jeden až několik málo druhů hostitelů • Např. Monogenea Klasifikace parazitů Podle vazby na hostitele: • OBLIGÁTNÍ – alespoň část svého životního cyklu parazitují, většina helmintů • FAKULTATIVNÍ – příležitostně (např. v případě oslabení hostitele), volně žijící hlístice • NÁHODNÝ – parazitace netypického hostitele Klasifikace parazitů Podle rozmnožování v hostiteli: • MIKROPARAZITI – množí se v hostiteli, mortalita hostitele nezávisí na intenzitě parazitace • MAKROPARAZITI – v hostiteli se nemnoží, pouze produkce infekčních stádií, mortalita hostitele závisí na intenzitě parazitace Další členění parazitů • PARAZITOID - dospělci (např. Diptera) kladou vajíčka do hostitele (housenky), kterého larvy nakonec usmrtí • HYPERPARAZIT - parazit parazitující jiného parazita, např. Udonella sp. • MIKROPREDÁTOR - napadá během života více hostitelů a způsobuje žádnou/ malou patogenní rekaci, např. komáři • KASTRÁTOR - zabití hostitele v evolučním slova smyslu, např. kořenohlavci Další členění parazitů • HNÍZDNÍ PARAZITÉ – nepoškozuje hostitele přímo, ohržuje jeho potomky • Obligátní – žádná rodičovská péče, např. kukačky • Fakultativní – do cizích hnízd snášejí příležitostně, např. kachny • KLEPTOPARAZITÉ – zloději potravy, potravní parazitismus, např. hyeny • SOCIÁLNÍ PARAZITÉ – paraziti závislí na členech kolonie volně žijících druhů • Temporální • Otrokářství • Permanentní • PARAZITICKÉ ROSTLINY – vniknutí a napojení se na cévní systém hostitele (haustoria) • Holoparazit • Hemiparazit Typy hostitelů • DEFINITIVNÍ – parazit pohlavně dospívá a rozmnožuje se • MEZIHOSTITEL – nepohlavní rozmnožování nebo vývoj larválních stádií • PARATENICKÝ – parazit se nevyvíjí, ale zachovává si invazeschopnost • REZERVOÁROVÝ – hlavní zdroj nákazy pro ekosystém • NÁHODNÝ – netypický hostitel • „VEKTOR“ – transportní hostitel Patogeny = organismy (bakterie, houby, prvoci) i nebuněčné částice (viry, priony) • Patogenita = schopnost způsobovat škody na zdraví jiného organismu • Virulence – individuální vlastnost kmene, určuje stupeň patogenity, zahrnuje 3 složky: • Kontagiozita (schopnost přenosu) • Toxicita (schopnost poškození hostitele) • Invazivita (schopnost pruniknutí do hostitele) • Vliv krajinné kompozice na výskyt specializovaných brukvovitých škůdců (mšic, dřepčíků a motýlů) • Očekávání – krajiny s vyšším podílem orné půdy a nižší diverzitou stanovišť povedou ke zvýšení tlaku škůdců u specializovaných herbivorů a ke snížení výnosu plodin Metodika • 11 studijních oblastí regionu Finger Lakes ve státě New York, 44 experimentálních polí- kontrola rozdílů v abiotických podmínkách • Červen – září, 2014-2015 • Semena zelí pěstována ve skleníku, po 8 týdnech zasazena na pole • Pro stanovení počtu škůdců vizuálně kontrolováno 10 náhodně vybraných rostlin na každém poli, 4 odběry za rok • Měřítko výskytu: mšic- více než 10 jedinců, Lepidopteraalespoň jedna larva nebo dospělec, dřepčíci – použití pastí • Kontrola účinků krajinné kompozice na parazitoidy asociované se škůdci řádu Lepidoptera – celkový počet kukel na 10 náhodných rostlinách • Poškození rostlin – kvantifikováno do 5 skupin podle % poškození Výsledky • Lepidoptera 17%, mšice 11%, dřepčíci 55% - velké rozdíly ve výskytu v roce 2014 a 2015 • Výskyt škůdců nebyl ovlivněn diverzitou okolních stanovišť bez ohledu na měřítko – u mšic a dřepčíků, ve větších měřítcích snížení výskytu Lepidoptera na polích obklopených loukami • Poškození rostlin – v případě polí obklopených loukami rozporuplné (rozdíly v různých měřítcích) • Výnos plodin nebyl ovlivněn složením krajiny v žádném měřítku, negativní vliv poškození hmyzem • Složení krajiny mělo nepřímý vliv na výnos plodin tím, že ovlivnilo výskyt škůdců i poškození rostlin • Poškození rostlin způsobeno hlavně dřepčíky a larvami Lepidoptera, což vykazovalo pozoruhodné rozdíly ve výskytu mezi vegetačními obdobími Závěr • větší rozloha, ani nižší diverzita krajiny neovlivnily tlak škůdců ani výnos • tlak škůdců a výnos byly nejlépe vysvětleny přítomností neplodinových stanovišť (tj. luk) v krajině • zelí bylo zamořeno menším počtem Lepidoptera v krajině s vyšším podílem luk pravděpodobně v důsledku zvýšeného parazitismu • naopak s rostoucím podílem luk v krajině bylo zelí zamořeno více dřepčíky a mšicemi, což naznačuje, že tito škůdci těží z neplodinových stanovišť • analýza potvrdila, že účinky zprostředkované krajinou na populace škůdců mohou mít buď pozitivní, nebo negativní kaskádové účinky na výnosy • výsledky ukazují, jak různé druhy škůdců v rámci stejného osevního systému vykazují kontrastní reakce na složení krajiny s ohledem na směr i prostorové měřítko