Laboratoř ekologie vodního hmyzu a reliktních ekosystémů

 Zabýváme se životními cykly, populační ekologií a dynamikou společenstev vodního hmyzu a dalších vodních bezobratlých. Zároveň je používáme jako modelové skupiny pro studium obecných otázek zaměřených na vliv vybraných biotických a abiotických faktorů na interakce mezi jedinci a populacemi a na vytváření společenstev.

V rámci vodního hmyzu se zabýváme taxonomií a fylogenezí jednotlivých druhů, jejich rozšířením, ekologickými nároky a životními cykly. Zaměřujeme se především na zástupce řádů jepic (Ephemeroptera), pošvatek (Plecoptera), chrostíků (Trichoptera), brouků (Coleoptera) a vážek (Odonata). Opíráme se přitom o kombinace metod spojující práci v terénu s řízenými experimenty v terénu i v laboratoři. Využíváme také matematické modelování. Pro studium fylogenetických vztahů používáme metody morfologické i molekulární taxonomie. Změny ve složení společenstev vodního hmyzu citlivě odrážejí změny ve stavu vodních toků, proto se podílíme rovněž na dlouhodobém monitoringu výskytu vodního hmyzu v České republice a iniciovali jsme pilotní projekt zaměřený na výzkum společenstev vodních bezobratlých ve stojatých vodách v ČR.

Druhou hlavní náplní naší laboratoře je biosystematika a ekologie společenstev paleorefugiálních ekosystémů a jejich aplikace v ochraně reliktních stanovišť. Výzkum je založen nejen na klasické taxonomii, ale také na moderním biosystematickém přístupu včetně analýzy DNA (barcoding). Typické příklady paleorefugiálních reliktních biotopů jsou v našem výzkumu rašeliniště, minerotrofní mokřady (mokřadní olšiny) a kamenné sutě. Modelové a vybrané skupiny organismů zahrnují  Lepidoptera, Coleoptera, Hymenoptera, Diptera a Arachnida. Výsledky našich aplikovaných výzkumů poskytujeme institucím státní ochrany přírody (především správy národních parků a chráněných krajinných oblastí). Spolupracujeme například při entomologickém výzkumu Národního parku a Biosférické rezervace Šumava a také s AOPK ČR při inventarizaci druhů chráněných v rámci projektu Natura 2000.

Řešené výzkumné projekty

Vliv rizika predace a komplexity prostředí na dynamiku utáření společenstev vodních bezobratlých

Cílem projektu je lépe pochopit, které procesy jsou určující pro utváření společenstev v malých stojatých vodách bez ryb. Soustředíme se přitom zejména na roli rizika predace a složitosti prostředí: tyto faktory jsou všudypřítomné a je o nich známo, že mohou ovlivňovat průběh kolonizace a interakce v rámci potravních sítí. Projekt zahrnuje jak dlouhodobý terénní experiment v nově vytvořených tůních v pískovně na Třeboňsku, tak krátkodobé experimenty v laboratoři a venkovních mesokosmech a matematické modelování.
 
Výzkumný tým: D. Boukal (PI), T. Ditrich, A. Sentis, P. Sroka, M. Šorf 
 
Externí spolupráce: A. Beckerman (U Sheffield), J. Bojková, J. Klečka, V. Křoupalová, J. Matěna, A. van Nieuwenhuijzen, V. Rádková, F. Tichánek
 
Studenti: E. Dostálková, V. Kolář, T. Kybicová, P. Soukup, L. Vebrová

Fylogeografie a biodiverzita jepic (Ephemeroptera) v severní časti Pontické oblasti

Hlavním cílem projektu je zjistit současný stav zatím velmi málo známé druhové diverzity modelové skupiny vodního hmyzu (řád Ephemeroptera) ve vybraných oblastech Pontomediteránní a Pontokaspické oblasti a získat nové poznatky i pokud jde o ekologické nároky larev, životní cykly a roli jednotlivých druhů ve sladkovodních ekosystémech. Kromě popisu dalších nových taxonů, je poznání druhové diverzity v této oblasti nesporně velmi užitečné pro ujasněni představ o historickém vývoji evropských sladkovodních ekosystémů. Nalezený materiál je analyzován jak z hlediska chorologického (k objasnění původu jednotlivých faunistických elementů a disperzních cest) tak i molekulárně taxonomickými metodami (sekvenace mtDNA) k testování vědecké fylogeografické hypotézy orychlé postglaciální radiaci v tomto pro celou západopalearktickou oblast velmi významném faunistickém centru.

Biodiverzita hmyzu středoevropských rašelinišť a mokřadních olšin

Projekt vychází z koncepce "biotopových ostrovů" a ochrany jejich entomofauny. Kvantitativní odběry (např. pomocí světelných lapačů a zemních pastí) jsou základem k dlouhodobému výzkumu dynamiky populací a společenstev. Většina izolovaných tyrfobiontních populací je charakterizovatelná na úrovni "geografických ras". Na základě taxonomického přístupu je studována druhová skladba a ekologické vazby na izolovaný biotop. Struktura studovaných společenstev nezahrnuje jenom herbivory (Lepidoptera), ale také populace predátorů (Coleoptera: Carabidae) a parazitoidních blanokřídlých (Braconidae a Ichneumonidae).

[PI: Karel Spitzer]

Biosystematika, biogeografie a faunistika motýlů (Lepidoptera) palearktické oblasti

Dlouhodobé studium je založeno na našich zkušenostech, sbírkovém materiálu a rozsáhlém archivu populačního monitorování všech nočních motýlů, zvláště čeledí Tortricidae, Noctuidae a Geometridae. Identifikace všech lepidopter v rámci projektu je bezpečně provedena na druhové úrovni.

[PI: Josef Jaroš]

Pavouci osidlující kamenité a skalnaté biotopy

Dva ze široké škály biotopů jsou tvořeny pouze horninou bez půdního pokryvu: skalní srázy a kamenité sutě. Jen málokde se vytváří tak strmý gradient mikroklimatických podmínek, a tomu odpovídá i pestré složení společenstev rostlin a živočichů.

V zóně listnatých lesů představují kamenité sutě ostrovní ekosystémy. Kamenité sutě s dynamickým prouděním vzduchu jsou predisponovány k tvorbě podzemního ledu. Proud chladného vzduchu z permanentně zmrzlého (či podchlazeného) jádra vytváří na dolních okrajích těchto sutí úzký pás reliktního periglaciálního mikroklimatu. Tyto sutě hrají důležitou úlohu v přežívání izolovaných populací severských druhů ve střední Evropě; spolu s alpínským pásmem hor, horskými lesy a rašeliništi. Rozsáhlé komplexy pískovcových skal rovněž umožňují přežívání izolovaných populací severských druhů. Z jiného úhlu pohledu – osluněné skalní okraje jsou v krajině nejteplejšími biotopy a mohou hostit teplomilné druhy ve vyšších nadmořských i zeměpisných šířkách.

[PI: Vlastimil Růžička]

Osidlování podzemních prostor pavouky ve střední Evropě

Pavouci osidlují široké spektrum podzemních prostor. Zatím jsme studovali pavouky v půdách, v kamenitých sutích a v jeskyních. Třináct našich druhů vykazuje přizpůsobení k životu v podzemních prostorách – většinou depigmentaci, prodloužení končetin a redukci očí. Druhy vykazující jen iniciální morfologické adaptace osidlují převážně nehluboké podzemní prostory. Hluboké jeskynní prostory (20–100 m) jsou osídleny převážně druhy s pokročilou redukcí očí (např. Porrhomma egeria). Jestliže předpokládáme vývoj časných troglomorfismů v průběhu holocénu, vývoj druhů s pokročilou redukcí očí musel být delší. Tyto druhy musely během svého vývoje ve střední Evropě přečkat (přinejmenším) poslední zalednění. Předpokládáme, že troglomorfní populace obývající jeskyně musely migrovat během zalednění k povrchu. Troglomorfismy tak byly zavlékány do povrchových populací a populace se mohly mísit. Tak došlo k situaci, kdy nacházíme druhy s vysokým stupněm redukce očí jak v hlubokých jeskyních, tak v podpovrchových i povrchových biotopech.

[PI: Vlastimil Růžička]

Systematika jepic rodu Ecdyonurus

Jepice rodu Ecdyonurus představují jednu z nejrozšířenějších a nejvíce diverzifikovaných skupin jepic v Evropě s výskytem v různých typech vodních biotopů. V současné době zahrnuje tento západopalearktický rod 43 druhů a 3 poddruhy. Tyto taxony se často používají jako indikátory stavu vodních toků, přičemž nepřesné popisy a chybné identifikace nalezených jedinců mohou zásadním způsobem zkreslit výsledky podobných studií. Náš projekt je proto zaměřen na otázku, do jaké míry jsou jednotlivé druhy/poddruhy v rámci rodu Ecdyonurus diferencované, zda a jak je lze spolehlivě určovat pro potřeby monitoringových výzkumů a ekologických studií. Geograficky se soustředíme především na oblast Karpat. Projekt probíhá ve spolupráci s Technickou Univerzitou ve Zvoleně, SR.

[PI: Pavel Sroka]

KONTAKT

Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
Entomologický ústav
Branišovská 1160/31
370 05 České Budějovice

NAJÍT PRACOVNÍKA