JavaScript je vypnutý

Martin Reichard: Vztah mezi rybami a mlži je výborný modelový systém pro studium přežívání a rizika koextinkce v rychle se měnícím prostředí

Doc. RNDr. Martin Reichard, Ph.D. z Ústavu biologie obratlovců Akademie věd České republiky se řadu let zabývá koevoluční dynamikou v parazito-hostitelských systémech a dopadem nepůvodních druhů na reciproční vztahy mezi organismy. Jeho poslední projekt „Vliv nepůvodních druhů na hostitelsko-parazitické vztahy“ podpořila finančně Grantová agentura ČR.

Proč jste si vybrali právě toto téma projektu?
Téma projektu vycházelo z našeho předchozího zájmu o koevoluci mezi hořavkami a mlži. Tento vztah je v Evropě charakterizován parazitismem hořavek vůči mlžům. Hořavky využívají mlže tak, že kladou jikry do jejich žaberní dutiny a potomstvo hořavek se tam vyvíjí po dobu jednoho měsíce. Také mlži ve svém vývojovém cyklu potřebují ryby – prochází stádiem parazitické larvy zvané glochidium, které se musí uchytit na ploutvích či žábrech hostitelské ryby po dobu několika dní až týdnů, než se glochidium vyvine v juvenilního mlže. Hořavky se ovšem parazitaci glochidii umí bránit – ze společného soužití s mlži si tedy berou výhody, ale neplatí nic zpět.
V posledních 10-20 letech v Evropě probíhá invaze asijského druhu mlže, škeblice asijské (na fotografii níže). Zjistili jsme, že hořavka tohoto mlže nemůže využívat, protože se její parazitaci umí účinně bránit. Taková obrana je u evropských mlžů naprosto výjimečná.

Se specialistou na biologii sladkovodních mlžů Karlem Doudou z České zemědělské univerzity v Praze jsme se dohodli, že využijeme tohoto zajímavého fenoménu, abychom prozkoumali, jak invaze nepůvodních druhů mohou ovlivnit jemné vztahy na úrovni mezidruhových interakcí. Takové jemné vychýlení z rovnováhy způsobené nepůvodními druhy je v přírodě pravděpodobně velmi časté, ale moc o něm nevíme. Studium invazních druhů se často zaměřuje spíše na případy, které mají okamžitý a jasně viditelný dopad na místní ekosystémy. My jsme navíc zjistili, že různé populace původních druhů reagují na invaze zásadně odlišným způsobem, stejně tak jako různé invazní populace mají výrazně jiný vliv na původní druhy.

Co bylo hlavním obsahem projektu?
Primárně jsme se zabývali různými aspekty mezipopulační variability v úspěšnosti biologických invazí a míře jejich dopadu na původní druhy. V rámci řešení jsme kombinovali experimentální a terénní studie v oblastech invaze a v oblastech původního výskytu. Důležitou součástí byly také populačně genetické studie původních i invazních druhů, které umožnily pochopit historické vztahy mezi jednotlivými populacemi studovaných druhů a možné způsoby a cesty invaze. Projekt byl zastřešen tématem vztahu mezi hořavkami a hostitelskými mlži a ukázal, jak zásadně mohou koevoluční interakce ovlivnit biologické invaze obecně.

Jaké jsou závěry vašeho bádání?
Z obecných závěrů je asi nejdůležitějším zjištěním experimentální potvrzení zásadního vlivu mezipopulačních rozdílů v úspěšnosti invazí, jejich dopadu, ale také v míře zranitelnosti původních organismů. Termín „invazní druh“ může být tedy zavádějící – některé populace „invazního druhu“ mohou být v nepůvodním areálu velice problematické, jiné však nikoli. Toto zjištění také může pomoci vysvětlit známý fakt, že některé druhy se mohou dlouhodobě dostávat do oblastí nepůvodního výskytu bez viditelných dopadů na původní organismy. Náhle však nastane dramatická změna, po které má tento nepůvodní druh výrazně negativní dopady. Víme, že důvodů této náhlé změny může být více, ale invaze jiné, problematické populace jistě často hraje také svou roli.
Dále je zde mnoho specifických závěrů, například zjištění, že parazitace glochidii jednoho druhu mlže (v tomto případě invazního) vede ke křížové rezistenci a změnám v chování a energetickém metabolismu hostitelů, s výrazně negativními dopady na již tak ohroženou původní evropskou faunu velkých mlžů.

Co vás v průběhu práce na projektu nejvíce překvapilo?
Největším překvapením byla asi skutečnost, že u původních populací je možno sledovat první známky selekce – například populace hořavek (samec hořavky na fotografii), které jsou v kontaktu s glochidii invazního mlže, mu již, zdá se, dokáží lépe odolávat. To vše v průběhu jen několika generací. Doufáme, že mechanismus této obrany budeme moci dále studovat, protože by mohl poskytnout nový pohled na adaptivní imunitu u ryb a v širším kontextu pak také na resilienci mezidruhových vazeb ve vodním prostředí.

Váš projekt zahrnuje celou řadu metodických přístupů. Jak dlouho jste na projektu pracovali a kolik lidí se na něm podílelo?
Ano, projekt opravdu spojuje molekulárně-biologické přístupy se sběrem ekologických dat v terénu v Evropě i Asii, experimentálním testováním hypotéz v laboratorních chovech, ale i analýzou potravního řetězce formou stabilních izotopů. To vše bylo možné jen díky tomu, že byl tento projekt pětiletý a že navazoval na předchozí dlouhodobý výzkum jiných otázek v rámci stejného modelového systému, včetně pilotní studie která nás k této problematice navedla. Na projektu se celkem formálně podílelo 7 vědeckých pracovníků a během doby řešení se v týmech řešitele a spoluřešitele v týmu objevilo 5 postdoktorandů z různých evropských zemí (ČR, Francie, Dánsko, Portugalsko). Projekt také přímo umožnil studium jedné doktorandky a třech magisterských studentů (z ČR a USA). Celkový počet lidí v týmu byl ale daleko vyšší – patřili mezi ně třeba kolegové a studenti z Hydrobiologického ústavu Čínské akademie věd ve Wuhanu, ale také kolegové z různých evropských zemí, kteří na projektu spolupracovali v rámci naší dlouhodobé spolupráce.

Jaký potenciál mohou mít výsledky vašeho projektu v oblasti ochrany přírody?
Sladkovodní mlži jsou celosvětově jednou z nejohroženějších skupin organismů s vysokým podílem již vyhynulých, nebo ohrožených druhů a dostupnost vhodných hostitelských ryb je základním předpokladem pro jejich přežívání.
Realizovaný projekt přinesl několik konkrétních poznatků využitelných při ochraně populací velevrubovitých mlžů. Jedná se o identifikaci rizik plynoucích ze šíření invazních druhů, a také o poznání důsledků mezipopulačních rozdílů v hostitelské kompatibilitě. Z těchto výsledků vyplývají například konkrétní doporučení pro management evropsky významných lokalit ohroženého mlže velevruba tupého (na fotografii). Ukazuje se, že vztah mezi rybami a mlži je výborný modelový systém pro studium přežívání a rizika koextinkce v rychle se měnícím prostředí. Velcí mlži a ryby také ukazují propojenost jednotlivých složek vodních ekosystémů, a protože jejich atraktivní vzhled vždy přitahoval pozornost člověka, mohou být výborným prostředkem, jak podnítit zájem veřejnosti o ochranu biodiverzity ve vodním prostředí.

Výsledky projektu byly publikovány v řadě prestižních odborných publikací. Jaké byly na ně reakce z vědecké obce?
Pilotní studie, která vedla k podání návrhu, měla celosvětový ohlas – článek o této studii (nikoli tedy studie samotná!) byl představen v Nature, odkud ho přebrala média po celém světě. Vlastní projekt měl potom velice slušný ohlas ve vědecké komunitě. Například jeden z článků publikovaný v roce 2017 nasbíral již v době sestavování závěrečné zprávy 26 citací ve WOS, nyní (květen 2018) je to již 51 citací na WOS a 78 citací na Google Scholar. Důležitá je samozřejmě také pozitivní reakce a zájem o téma při osobních setkáních, často vedoucí k pozvání k detailnějšímu seznámení s projektem formou semináře či zvané přednášky na konferenci. Právě při těchto příležitostech je možné výzkum posunout novými směry, ať již podněty kolegů či třeba i přímou dohodou spolupráce s využitím nám nepřístupných metodických aspektů. Aby k tomu došlo, musí kolegové z vědecké obce považovat náš výzkum za významný a zajímavý.

Kamila Pětrašová