Informace o kvalifikační práci Odhad ekologického vlivu hlaváče černoústého (Neogobius melanostomus) na makrozoobentos dolního Labe pomocí funkční odpovědi potravního chování: vliv velikosti predátora
- Pro tuto VŠKP nejsou definovány žádné údaje, u kterých by bylo požadováno jejich vyplnění.
Hlavní téma
Odhad ekologického vlivu hlaváče černoústého (Neogobius melanostomus) na makrozoobentos dolního Labe pomocí funkční odpovědi potravního chování: vliv velikosti predátora
Hlavní téma v angličtině
-
Název dle studenta
Odhad ekologického vlivu hlaváče černoústého (Neogobius melanostomus) na makrozoobentos dolního Labe pomocí funkční odpovědi potravního chování: vliv velikosti predátora
Název dle studenta v angličtině
Estimation of the ecological impact of the round goby (Neogobius melanostomus) on macrozoobenthos assemblages of the lower part of the Elbe River using functional response of foraging behavior: effect of predator size
Hlaváč černoústý Neogobius melanostomus (Pallas, 1814), původem z Ponto - Kaspické oblasti, se v posledních desetiletích výrazně rozšířil v oblastech severoamerických Velkých jezer a evropských říčních systémů. Tato malá bentická ryba představuje pro napadené akvatické ekosystémy velkou hrozbu, a to jak díky kompeticí o potravní zdroje, habitaty, tak přímou predací na bentických organismech. Cílem BP bylo shrnutí dostupných informací z oblasti biologických invazí a nepůvodních druhů se zvláštním zřetelem na hlaváče černoústého a problematiku funkčních odpovědí. V praktické části pak byl experimentálně zhodnocen pomocí série pokusů typu "functional response" potenciální vliv hlaváče černoústého jako predátora a jeho velikosti (3 velikostní kohorty: malí = 3,0 - 3,5 g; střední = 5 - 5,5 g; velcí = 8,0 - 8,5 g) na berušku vodní, Asellus aquaticus (Linnaeus, 1758) (6 koncentrací: 2, 8, 20, 35, 60, 90 ks.box-1) jako vybraného zástupce makrozoobentosu tvořícího významnou složku potravy hlaváče. Všechny velikostní kohorty hlaváče černoústého vykazovaly funkční odpověď typu 2. Nejvyšší efektivitu při vyhledávání kořisti (search rate) mají velcí jedinci, statisticky průkazně nižších hodnot je pak dosahováno v případě tohoto parametru u středních a malých jedinců (p 0,001). Nejdéle zpracovávají potravu malí jedinci, statisticky průkazně nižších hodnot je pak dosahováno v případě handling time u středních a velkých jedinců (p 0,001). U velkých jedinců se křivka funkční odpovědi vyznačovala strmějším sklonem a rychlejším dosažením limitní hodnoty (asymptoty křivky). Per capita vliv středních a velkých jedinců (na základě hodnoty asymptoty funkční odpovědi) se nelišil, u kohorty malých jedinců dosáhl nižší hodnoty. V souhrnu lze tak soudit, že velikostní kohorta velkých jedinců hlaváče černoústého tak představuje pro společenstvo makrozoobentosu nejvyšší potenciální dopad. Pro více přesné zhodnocení a odhad skutečného dopadu tohoto rybího predátora na bentická bezobratlá společenstva řeky Labe, je však nezbytné výsledky BP zkombinovat s terénními daty o celkové velikosti populace predátora, její velikostní skladby a sezónní proměnlivosti.
Anotace v angličtině
The round goby Neogobius melanostomus (Pallas, 1814) originally from the Ponto - Caspian region, has remarkably expanded in recent decades in areas of the North American Great Lakes and European river systems. This small benthic fish represents for the invaded aquatic ecosystems a serious threat, through both competition for food sources, habitats, and direct predation on benthic organisms. The aim of the B. Sc. thesis was to summarize the available information in the field of biological invasions and non-native species, with a special emphasis on the round goby and issue of the functional response. In the practical part, a potential impact of the round goby as the predator and its size (3 size cohorts: small individuals = 3.0 - 3.5 g; medium individuals = 5 - 5.5 g; large individuals = 8.0 - 8.5 g) on the waterlouse, Asellus aquaticus (Linnaeus, 1758) (tested in 6 concentrations: 2, 8, 20, 35, 60, 90 individuals.box-1) as a selected representative of macrozoobenthos forming an important food component of the round goby diet was evaluated using a series of "functional response" experiments. All size cohorts of the round goby exhibited a functional response type 2. The highest efficiency in prey search (search rate) was found in the large individuals. Statistically significantly lower values were achieved in this parameter in medium and small individuals (p 0.001). The smallest individuals processed a food for the longest time. Statistically significantly lower values were reached in case of handling time in medium and large individuals (p 0.001). In large individuals, a curve of the functional response showed a steeper slope and faster attainment of the limit value (curve asymptote). Per capita impact of the medium and large individuals (based on the value of the asymptote of a functional response) did not differ. However, small individuals have reached a lower value. In summary, it can be concluded that a size cohort of the large individuals of the round goby could represent the highest potential impact upon macrozoobenthos communities. Nevertheless, for a more accurate estimation and evaluation of the real impact of this fish predator on benthic invertebrate communities of the Elbe river, it is necessary to combine the results of the B.Sc. thesis with the field data on the total size of the predator population, the size composition and seasonal variability.
biological invasion, functional response, gobiids, the Elbe River
Rozsah průvodní práce
63 s. (123 916 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Hlaváč černoústý Neogobius melanostomus (Pallas, 1814), původem z Ponto - Kaspické oblasti, se v posledních desetiletích výrazně rozšířil v oblastech severoamerických Velkých jezer a evropských říčních systémů. Tato malá bentická ryba představuje pro napadené akvatické ekosystémy velkou hrozbu, a to jak díky kompeticí o potravní zdroje, habitaty, tak přímou predací na bentických organismech. Cílem BP bylo shrnutí dostupných informací z oblasti biologických invazí a nepůvodních druhů se zvláštním zřetelem na hlaváče černoústého a problematiku funkčních odpovědí. V praktické části pak byl experimentálně zhodnocen pomocí série pokusů typu "functional response" potenciální vliv hlaváče černoústého jako predátora a jeho velikosti (3 velikostní kohorty: malí = 3,0 - 3,5 g; střední = 5 - 5,5 g; velcí = 8,0 - 8,5 g) na berušku vodní, Asellus aquaticus (Linnaeus, 1758) (6 koncentrací: 2, 8, 20, 35, 60, 90 ks.box-1) jako vybraného zástupce makrozoobentosu tvořícího významnou složku potravy hlaváče. Všechny velikostní kohorty hlaváče černoústého vykazovaly funkční odpověď typu 2. Nejvyšší efektivitu při vyhledávání kořisti (search rate) mají velcí jedinci, statisticky průkazně nižších hodnot je pak dosahováno v případě tohoto parametru u středních a malých jedinců (p 0,001). Nejdéle zpracovávají potravu malí jedinci, statisticky průkazně nižších hodnot je pak dosahováno v případě handling time u středních a velkých jedinců (p 0,001). U velkých jedinců se křivka funkční odpovědi vyznačovala strmějším sklonem a rychlejším dosažením limitní hodnoty (asymptoty křivky). Per capita vliv středních a velkých jedinců (na základě hodnoty asymptoty funkční odpovědi) se nelišil, u kohorty malých jedinců dosáhl nižší hodnoty. V souhrnu lze tak soudit, že velikostní kohorta velkých jedinců hlaváče černoústého tak představuje pro společenstvo makrozoobentosu nejvyšší potenciální dopad. Pro více přesné zhodnocení a odhad skutečného dopadu tohoto rybího predátora na bentická bezobratlá společenstva řeky Labe, je však nezbytné výsledky BP zkombinovat s terénními daty o celkové velikosti populace predátora, její velikostní skladby a sezónní proměnlivosti.
Anotace v angličtině
The round goby Neogobius melanostomus (Pallas, 1814) originally from the Ponto - Caspian region, has remarkably expanded in recent decades in areas of the North American Great Lakes and European river systems. This small benthic fish represents for the invaded aquatic ecosystems a serious threat, through both competition for food sources, habitats, and direct predation on benthic organisms. The aim of the B. Sc. thesis was to summarize the available information in the field of biological invasions and non-native species, with a special emphasis on the round goby and issue of the functional response. In the practical part, a potential impact of the round goby as the predator and its size (3 size cohorts: small individuals = 3.0 - 3.5 g; medium individuals = 5 - 5.5 g; large individuals = 8.0 - 8.5 g) on the waterlouse, Asellus aquaticus (Linnaeus, 1758) (tested in 6 concentrations: 2, 8, 20, 35, 60, 90 individuals.box-1) as a selected representative of macrozoobenthos forming an important food component of the round goby diet was evaluated using a series of "functional response" experiments. All size cohorts of the round goby exhibited a functional response type 2. The highest efficiency in prey search (search rate) was found in the large individuals. Statistically significantly lower values were achieved in this parameter in medium and small individuals (p 0.001). The smallest individuals processed a food for the longest time. Statistically significantly lower values were reached in case of handling time in medium and large individuals (p 0.001). In large individuals, a curve of the functional response showed a steeper slope and faster attainment of the limit value (curve asymptote). Per capita impact of the medium and large individuals (based on the value of the asymptote of a functional response) did not differ. However, small individuals have reached a lower value. In summary, it can be concluded that a size cohort of the large individuals of the round goby could represent the highest potential impact upon macrozoobenthos communities. Nevertheless, for a more accurate estimation and evaluation of the real impact of this fish predator on benthic invertebrate communities of the Elbe river, it is necessary to combine the results of the B.Sc. thesis with the field data on the total size of the predator population, the size composition and seasonal variability.
biological invasion, functional response, gobiids, the Elbe River
Zásady pro vypracování
Objektem bakalářské práce je nepůvodní druh ichtyofauny České republiky, invazivní hlaváč černoústý Neogobius melanostomus (Pallas, 1814). Tato relativně malá bentická ryba představuje hrozbu pro evropské a severoamerické sladkovodní i brakické ekosystémy. Její tolerance vůči širokému rozpětí abiotických faktorů, vhodné podmínky v regulovaných řekách, agresivní chování, fyziologická plasticita, péče o potomstvo ale i porcionální výtěr přispěly k rychlé a úspěšné kolonizaci nových lokalit. V mnoha výzkumech byly zaznamenány stanovištní a potravní překryvy s původními druhy ryb, což způsobilo snížení abundance a v některých případech úplné vymizení nativní ichtyofauny. Tyto skutečnosti vedly k nutnosti odhadu a predikce ekologického vlivu tohoto druhu.
Cílem navržené bakalářské práce je shrnutí dosud známých informací z oblasti odhadu a predikce ekologického vlivu a funkční odpovědi potravního chování nepůvodních druhů ryb (se zvláštním zřetelem na blízce příbuzné druhy - čeleď Gobiidae), které budou rozšířeny laboratorními experimenty. V teoretické části se student naučí pracovat s odbornou vědeckou literaturou (samostatné vyhledání a nastudování cizojazyčné literatury). Student se tak seznámí s danými druhy, problematikou studia odhadu ekologického vlivu a potravního chování u cílového druhu, a u ryb jako celku, což bude tvořit základ literární rešerše této bakalářské práce. Během vlastního experimentu, který bude probíhat v akvarijní místnosti Ústavu Akvakultury a Ochrany Vod v Českých Budějovicích, student vyhodnotí funkční odpověď potravního chování a efektivitu různých kohort hlaváče černoústého při různých hustotách kořisti.
Dosažené výsledky budou vyhodnoceny pomocí počítačového softwaru (R software, Image Analysis, MS Office) a srovnány s výsledky a závěry z dostupné literatury. Veškerá snaha vyvinutá v rámci BP tak povede k doplnění chybějících znalostí v problematice odhadu a predikce ekologického vlivu a potravního chování nepůvodního hlaváče černoústého.
Zásady pro vypracování
Objektem bakalářské práce je nepůvodní druh ichtyofauny České republiky, invazivní hlaváč černoústý Neogobius melanostomus (Pallas, 1814). Tato relativně malá bentická ryba představuje hrozbu pro evropské a severoamerické sladkovodní i brakické ekosystémy. Její tolerance vůči širokému rozpětí abiotických faktorů, vhodné podmínky v regulovaných řekách, agresivní chování, fyziologická plasticita, péče o potomstvo ale i porcionální výtěr přispěly k rychlé a úspěšné kolonizaci nových lokalit. V mnoha výzkumech byly zaznamenány stanovištní a potravní překryvy s původními druhy ryb, což způsobilo snížení abundance a v některých případech úplné vymizení nativní ichtyofauny. Tyto skutečnosti vedly k nutnosti odhadu a predikce ekologického vlivu tohoto druhu.
Cílem navržené bakalářské práce je shrnutí dosud známých informací z oblasti odhadu a predikce ekologického vlivu a funkční odpovědi potravního chování nepůvodních druhů ryb (se zvláštním zřetelem na blízce příbuzné druhy - čeleď Gobiidae), které budou rozšířeny laboratorními experimenty. V teoretické části se student naučí pracovat s odbornou vědeckou literaturou (samostatné vyhledání a nastudování cizojazyčné literatury). Student se tak seznámí s danými druhy, problematikou studia odhadu ekologického vlivu a potravního chování u cílového druhu, a u ryb jako celku, což bude tvořit základ literární rešerše této bakalářské práce. Během vlastního experimentu, který bude probíhat v akvarijní místnosti Ústavu Akvakultury a Ochrany Vod v Českých Budějovicích, student vyhodnotí funkční odpověď potravního chování a efektivitu různých kohort hlaváče černoústého při různých hustotách kořisti.
Dosažené výsledky budou vyhodnoceny pomocí počítačového softwaru (R software, Image Analysis, MS Office) a srovnány s výsledky a závěry z dostupné literatury. Veškerá snaha vyvinutá v rámci BP tak povede k doplnění chybějících znalostí v problematice odhadu a predikce ekologického vlivu a potravního chování nepůvodního hlaváče černoústého.
Seznam doporučené literatury
Alexander, M.E., Dick, J.T.A., Weyl, O.L., Robinson, T.B., Richardson, D.M., 2014. Existing and emerging high impact invasive species are characterized by higher functional responses than natives. Biol. Lett. 10, 20130946.
Brandner, J., Auerswald, K., Cerwenka, A.F., Schliewen, U.K., Geist, J., 2013. Comparative feeding ecology of invasive Ponto-Caspian gobies. Hydrobiologia 703, 113-131.
Corkum, L.D., Sapota, M.R., Skóra, K.E., 2004. The round goby, Neogobius melanostomus, a fish invader on both sides of the Atlantic Ocean. Biol. Invasions 6, 173-181.
Cuthbert, R.N., Dickey, J.W., McMorrow, C., Laverty, C., Dick, J.T.A, 2018. Resistance is futile: lack of predator switching and a preference for native prey predict the success of an invasive prey species. Royal Soc. Open Sci. 5, 180339.
Dick, J.TA.., Gallagher, K., Avlijas, S., Clarke, H.C., Lewis, S.E., Leung, S., Minchin, D., Caffrey, J., Alexander, M.E., Maguire, C., 2013. Ecological impacts of an invasive predator explained and predicted by comparative functional responses. Biol. Invasions 15, 837-846.
Dick, J.T.A., Alexander, M.E., Jeschke, J.M., Ricciardi, A., MacIsaac, H.J., Robinson, T.B., ? Paterson, R.A., 2014. Advancing impact prediction and hypothesis testing in invasion ecology using a comparative functional response approach. Biol. Invasions 16, 735-753.
Dick, J.T.A., Laverty, C., Lennon, J.J., Barrios?O'Neill, D., Mensink, P.J., Robert Britton, J., ? Dunn, A.M, 2017. Invader relative impact potential: a new metric to understand and predict the ecological impacts of existing, emerging and future invasive alien species. J. Appl. Ecol. 54, 1259-1267.
Dickey, J. W., Cuthbert, R. N., Rea, M., Laverty, C., Crane, K., South, J., Briski, E., Chang, X., Coughlan, N. E., MacIsaac, H. J., 2018. Assessing the relative potential ecological impacts and invasion risks of emerging and future invasive alien species. NeoBiota. 40, 1.
Holling, C.S., 1966. The functional response of invertebrate predators to prey density. Mem. Entomol. Soc. Can. 98, 5-86.
Charlebois, P.M., Cokrum, L.D., Jude, D.J., Knight, C., 2001. The round goby (Neogobius melanostomus) invasion: Current research and future needs. J. Great Lakes Res. 27, 263-266.
Chotkowski, M.A., Marsden, J.E., 1999. Round goby and mottled sculpin predation on lake trout eggs and fry: Field predictions from laboratory experiments. J. Great Lakes Res. 25, 26-35.
Iacarella, J.C., Dick, J.T.A., Alexander, M.E., Ricciardi, A., 2015. Ecological impacts of invasive alien species along temperature gradients: testing the role of environmental matching. Ecol. Appl. 25, 706-716.
Jeschke, J.M., Bacher, S., Blackburn, T.M., Dick, J.T.A., Essl, F., Evans, T., ? Pergl, J., 2014. Defining the impact of non-native species. Conserv. Biol. 28, 1188-1194.
Jude, D., Janssen, J., Crawford, G., Munawar, M., Edsall, T., Leach, J., 1995. Ecology, distribution, and impact of the newly introduced tubenose and round gobies in the biota of the St. Clair and Detroit Rivers. In: Munawar, M., Edsall, T., Leach, J., Ryder, R.A. (Eds.), The Lake Huron ecosystem: ecology, fisheries, and management, pp 447-470.
Kipp, R., Hébert, I., Lacharité, M., Ricciardi, A., 2012. Impacts of predation by the Eurasian round goby (Neogobius melanostomus) on molluscs in the upper St. Lawrence River. J. Great Lakes Res. 32, 78-89.
Kornis, M.S., Mercado-Silva, N., Vander Zanden, M.J., 2012. Twenty years of invasion: A review of round goby Neogobius melanostomus biology, spread and ecological implications. J. Fish Biol. 80, 235-285.
Laverty, C., Green, K.D., Dick, J.T.A., Barrios-O'Neill, D., Mensink, P.J., Médoc, V., ?Britton, J.R., 2017. Assessing the ecological impacts of invasive species based on their functional responses and abundances. Biol. invasions, 19, 1653-1665.
Parker, I.M., Simberloff, D., Lonsdale, W.M., Goodell, K., Wonham, M., Kareiva, P.M., ? Goldwasser, L
Seznam doporučené literatury
Alexander, M.E., Dick, J.T.A., Weyl, O.L., Robinson, T.B., Richardson, D.M., 2014. Existing and emerging high impact invasive species are characterized by higher functional responses than natives. Biol. Lett. 10, 20130946.
Brandner, J., Auerswald, K., Cerwenka, A.F., Schliewen, U.K., Geist, J., 2013. Comparative feeding ecology of invasive Ponto-Caspian gobies. Hydrobiologia 703, 113-131.
Corkum, L.D., Sapota, M.R., Skóra, K.E., 2004. The round goby, Neogobius melanostomus, a fish invader on both sides of the Atlantic Ocean. Biol. Invasions 6, 173-181.
Cuthbert, R.N., Dickey, J.W., McMorrow, C., Laverty, C., Dick, J.T.A, 2018. Resistance is futile: lack of predator switching and a preference for native prey predict the success of an invasive prey species. Royal Soc. Open Sci. 5, 180339.
Dick, J.TA.., Gallagher, K., Avlijas, S., Clarke, H.C., Lewis, S.E., Leung, S., Minchin, D., Caffrey, J., Alexander, M.E., Maguire, C., 2013. Ecological impacts of an invasive predator explained and predicted by comparative functional responses. Biol. Invasions 15, 837-846.
Dick, J.T.A., Alexander, M.E., Jeschke, J.M., Ricciardi, A., MacIsaac, H.J., Robinson, T.B., ? Paterson, R.A., 2014. Advancing impact prediction and hypothesis testing in invasion ecology using a comparative functional response approach. Biol. Invasions 16, 735-753.
Dick, J.T.A., Laverty, C., Lennon, J.J., Barrios?O'Neill, D., Mensink, P.J., Robert Britton, J., ? Dunn, A.M, 2017. Invader relative impact potential: a new metric to understand and predict the ecological impacts of existing, emerging and future invasive alien species. J. Appl. Ecol. 54, 1259-1267.
Dickey, J. W., Cuthbert, R. N., Rea, M., Laverty, C., Crane, K., South, J., Briski, E., Chang, X., Coughlan, N. E., MacIsaac, H. J., 2018. Assessing the relative potential ecological impacts and invasion risks of emerging and future invasive alien species. NeoBiota. 40, 1.
Holling, C.S., 1966. The functional response of invertebrate predators to prey density. Mem. Entomol. Soc. Can. 98, 5-86.
Charlebois, P.M., Cokrum, L.D., Jude, D.J., Knight, C., 2001. The round goby (Neogobius melanostomus) invasion: Current research and future needs. J. Great Lakes Res. 27, 263-266.
Chotkowski, M.A., Marsden, J.E., 1999. Round goby and mottled sculpin predation on lake trout eggs and fry: Field predictions from laboratory experiments. J. Great Lakes Res. 25, 26-35.
Iacarella, J.C., Dick, J.T.A., Alexander, M.E., Ricciardi, A., 2015. Ecological impacts of invasive alien species along temperature gradients: testing the role of environmental matching. Ecol. Appl. 25, 706-716.
Jeschke, J.M., Bacher, S., Blackburn, T.M., Dick, J.T.A., Essl, F., Evans, T., ? Pergl, J., 2014. Defining the impact of non-native species. Conserv. Biol. 28, 1188-1194.
Jude, D., Janssen, J., Crawford, G., Munawar, M., Edsall, T., Leach, J., 1995. Ecology, distribution, and impact of the newly introduced tubenose and round gobies in the biota of the St. Clair and Detroit Rivers. In: Munawar, M., Edsall, T., Leach, J., Ryder, R.A. (Eds.), The Lake Huron ecosystem: ecology, fisheries, and management, pp 447-470.
Kipp, R., Hébert, I., Lacharité, M., Ricciardi, A., 2012. Impacts of predation by the Eurasian round goby (Neogobius melanostomus) on molluscs in the upper St. Lawrence River. J. Great Lakes Res. 32, 78-89.
Kornis, M.S., Mercado-Silva, N., Vander Zanden, M.J., 2012. Twenty years of invasion: A review of round goby Neogobius melanostomus biology, spread and ecological implications. J. Fish Biol. 80, 235-285.
Laverty, C., Green, K.D., Dick, J.T.A., Barrios-O'Neill, D., Mensink, P.J., Médoc, V., ?Britton, J.R., 2017. Assessing the ecological impacts of invasive species based on their functional responses and abundances. Biol. invasions, 19, 1653-1665.
Parker, I.M., Simberloff, D., Lonsdale, W.M., Goodell, K., Wonham, M., Kareiva, P.M., ? Goldwasser, L
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, portréty, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student Jan Rytíř seznámil komisi se svou bakalářskou prací.
Tajemník komise, doc. Ing. Martin Kocour, Ph.D., seznámil komisi s posudkem vedoucího a oponenta bakalářské práce. Následně student zodpověděl doplňující otázky.
Proběhla diskuze na téma práce. Student adekvátně a správně reagoval na vznesené dotazy členů komise. Komise se při hodnocení vlastní práce ztotožnila s návrhem oponenta práce, neboť i přes nedostatky popsané vedoucím práce vykazovala kvality, které komise nakonec zohlednila a přiklonila se k hodnocení níže.