Výzkum rozmanitosti druhů patří k zásadním tématům na Ústavu botaniky a zoologie Přírodovědecké fakulty MU. Představuje překvapivé výsledky výzkumů biodiverzity vodních toků v českém i evropském měřítku.
Hydrobiolog Petr Pařil byl součástí mezinárodního týmu zhruba stovky vědců, pracujícím na velmi rozsáhlé srovnávací studii vývoje biodiverzity evropských vodních toků, publikované v létě 2023 v časopise Nature v článku s názvem Obnova biodiverzity sladkých vod Evropy se zastavila (The recovery of European freshwater biodiversity has come to a halt). Některé trendy změn biodiverzity pak studoval na českých neovlivněných (tzv. referenčních) tocích další tým hydrobiologů Ústavu botaniky a zoologie, jehož členkou byla Marie Zhai.
Pro mnohé může být překvapivým faktem, že sladké vody zahrnují oproti jiným ekosystémům nepoměrně větší část biodiverzity i přes to, že zabírají méně než 1 % povrchu Země. Přitom jsou poklesem biodiverzity ohroženy nejvíc. Proč? Za poslední stovky let byly totiž vystaveny obrovskému tlaku člověka. Řeky jsou ovlivněné regulacemi, melioracemi, přehradami, změnami povodí i znečištěním.
„Shromáždili jsme data z existujících výzkumů na více než 1800 lokalitách z 22 zemí napříč Evropou, což proběhlo na našem kontinentě historicky poprvé, a unikátní to bylo i v celosvětovém měřítku. Soubor zahrnující přes 26 tisíc vzorků a 714 tisíc jedinců z 2 650 taxonů se více než dva roky shromažďoval a čistil, recenzní proces v Nature pak trval téměř rok a půl. Velké úsilí bylo potřeba věnovat sladění různorodého souboru dat pocházejících z mnoha projektů kvůli jejich srovnatelnosti jak z hlediska rozlišení druhů, tak i parametrů prostředí. Zároveň nás ta spolupráce vtáhla do dalších výzkumů, na kterých teď pracujeme,“ podotýká Petr Pařil k analýze hledající odpovědi na otázku, jak se měnilo v posledních padesáti letech druhové složení společenstev evropských řek.
Ze studie zveřejněné v Nature vyplývá, že vědci pozorovali v tekoucích vodách za posledních padesát let (1968−2019) překvapivě převážně nárůst druhové pestrosti. A to zejména od roku 1990, kdy narůstal jak počet druhů, tak i jedinců. Zároveň výrazněji rostla i funkční diverzita (cca 2,5 % ročně), tedy rozmanitost různých funkcí druhů v rámci daného společenstva. Nárůst početnosti jedinců i druhů dosahoval v průměru okolo 1 % za rok. Do toků se vrátily zejména některé na znečištění citlivé druhy hmyzu jako jepice, pošvatky a chrostíci, i když nárůst jejich diverzity byl menší než u zbytku vodních bezobratlých. Příčinou pozorovaného nárůstu biodiverzity bylo pravděpodobně zlepšení kvality vody v důsledku lepšího čistění odpadních vod (na základě legislativy EU) a částečně i revitalizace řek. Pomaleji však probíhala obnova společenstev pod přehradami, v oteplených povodích a tam, kde byl výrazný vliv zemědělství či regulací toků.
Zpomalení obnovy biodiverzity po roce 2010
Ze zmiňované studie však také vyplývá, že po roce 2010 ubral trend zotavování na síle (křivka růstu biodiverzity se zastavila), a to i přes pokračující revitalizace a lepší čištění odpadních vod. Studie se proto snažila vysvětlit i možné důvody tohoto trendu.
Jednou z možností je, že se obnova biodiverzity víceméně dokončila. Je totiž možné, že se přínosy minulých opatření, jako jsou revitalizace a čištění vod, už vyčerpaly. Svou roli může hrát i fakt, že se objevily nové stresory jako klimatická změna, mikroplasty, pesticidy, hnojiva, nutrienty, salinizace nebo zbytky léčiv obsažené ve vodě. Příčinou zpomalení návratu biodiverzity mohou být i nepůvodní druhy.
Studie zároveň nemusela podchytit některé lokální trendy. „Jsou totiž i řeky, kde i v této studii druhy dlouhodobě ubývaly. Navíc na 70 % sledovaných lokalit pronikly i nepůvodní druhy. V datech také není možné odlišit vliv různých negativních lidských zásahů od změny klimatu. Je proto nutné zároveň pracovat i v rámci jednotlivých států, kde můžeme jednotlivé proměnné analyzovat detailněji a mnohem přesněji pak určit možné příčiny různých trendů. Takovouto studii na delší časové řadě zpracovali pro ČR moji kolegové,“ uzavírá Petr Pařil.
Jak jsou na tom s biodiverzitou české toky?
Dlouhodobější trendy vývoje biodiverzity v rámci říčního kontinua, tedy od horních úseků po velké řeky, popsala Marie Zhai v článku nazvaném „Klimaticky podmíněná homogenizace společenstev vodních bezobratlých v člověkem neovlivněných tocích se mění podél říčního kontinua“ (Climatically promoted taxonomic homogenization of macroinvertebrates in unaffected streams varies along the river continuum). Ten byl publikován v časopise Scientific Reports, nakladatelství NATURE Porfolio. „My jsme na rozdíl od celoevropské studie analyzovali změny biodiverzity od malých toků po nížinné řeky zvlášť. Máme tak lepší představu o tom, co se s druhovou rozmanitostí děje v jednotlivých částech říčního kontinua. Zároveň máme přesně změřené i měnící se podmínky prostředí, které dáváme do souvislosti se změnami v zastoupení druhů. Zjistili jsme, že mnoho našich druhů přibývá jednak na početnosti a zároveň se šíří na nové, dříve jimi neosídlené lokality. Překvapivě se ukazuje, že prozatím ubývá jen velmi malé množství druhů, a to spíše těch chladnomilných,“ vysvětluje hydrobioložka Marie Zhai.
Některé trendy jsou patrné i v České republice
„Nárůst biodiverzity, pozorovaný na neovlivněných českých lokalitách za posledních zhruba dvacet let, byl opravdu nečekaný, a navíc některé druhy zvýšily mnohonásobně i svou početnost. Je proto překvapením, že na tomto nárůstu se téměř nepodílí invazní druhy šířící se často s klimatickou změnou, ale téměř výhradně druhy původní,“ upozorňuje Zhai.
Druhy, které přibývají, označujeme jako ‚vítěze‘ klimatické změny, a ty celkově v našich neovlivněných tocích převažují nad ubývajícími druhy, které označujeme jako ‚poražené‘. Jenom sedm ‚vítězných‘ druhů se přitom šíří do všech zón toků. Většina dalších šířících se druhů však obsazuje nové lokality jenom v rámci jediné zóny toku, případně se šíří jen do sousední zóny. V souvislosti s výraznou proměnou druhového složení tak došlo v rámci jednotlivých zón k ‚homogenizaci‘, kdy jsou si společenstva na jednotlivých lokalitách druhovým složením vzájemně podobnější než v minulosti.
Za změny biodiverzity na neovlivněných tocích nejsou zodpovědné jen změny teploty. Dalším velmi významným vlivem je snížení průtoku, ke kterému dochází kvůli nerovnoměrnosti srážek během roku, horšímu zadržení vody v krajině i většímu výparu s rostoucí letní teplotou. Ačkoli došlo na neovlivněných tocích jen k mírnému snížení průtoku, jeho dopad na vodní bezobratlé nebyl vůbec zanedbatelný. Úspěch vítězů se proto vědci pokouší vysvětlit jejich ekologickými vlastnostmi, celkově se však pozorovaný nárůst biodiverzity nedá jednoduše vysvětlit jediným trendem.
Další výzkum
Výše popsané vlivy (teplota, průtok, zanášení sedimentem) se totiž kombinují a výsledné působení na biodiverzitu může být dáno jejich synergickým účinkem, kdy se mohou jednotlivé vlivy při spolupůsobení sčítat či dokonce násobit (nebo naopak tlumit). „Působení jednotlivých faktorů zatím nedokážeme v terénním výzkumu dobře odlišit, protože se ve většině případů vyskytují společně. V naší práci však dále pokračujeme a v navazujícím projektu se detailněji ptáme například na to, zda rostoucí teploty působí podobně či rozdílně jak na ‚vítěze‘, tak na ‚poražené‘ klimatické změny. Doufám, že se nám podaří v blízké době najít aspoň část odpovědí, které nám pomohou nejen lépe odhadovat budoucí vývoj říční biodiverzity, ale i navrhovat cílená opatření pro její ochranu,“ dodává Petr Pařil.
Autorka: Zuzana Jayasundera, Foto: Irena Matusevič
Zdroj: Masarykova univerzita
- Autor článku: ne
- Zdroj: Masarykova univerzita
