Čolky ohrožuje klimatická změna. Brání se různou rychlostí metabolismu

Podobně jako u lidí, také u čolků jsou jedinci, kteří rychleji „spalují“, co snědí. Individuální odlišnosti v rychlosti metabolismu nyní potvrdili vědci z Ústavu biologie obratlovců AV ČR. Zjistili, že čolci s rychlejším „spalováním“ jsou pohybově aktivnější a mají větší šanci sehnat potravu i partnera. Tato výhoda ale platí jen v prostředí s dostatkem zdrojů. Navíc má i své záporné stránky – například větší riziko odhalení predátory. Výzkum otiskl časopis Frontiers in Ecology and Evolution.

Čolek obecný, čolek horský nebo ropucha obecná. Ještě před pár desítkami let naprosto běžní obyvatelé českých lesů, okolí říček a tůní, a to i v blízkosti měst. Dnes jsou čím dál větší vzácností a je otázka, nakolik se jim podaří přizpůsobit se globálním klimatickým změnám. Jejich možnosti adaptace dlouhodobě studuje tým Lumíra Gvoždíka na pracovišti Ústavu biologie obratlovců AV ČR ve Studenci na Vysočině.

Tlustí budou hubení, hubení budou studení
Jedním z klíčových znaků, na který se u obojživelníků vědci zaměřují, je tzv. standardní metabolismus. Ten totiž zásadně ovlivňuje jejich schopnost přežít za určitých podmínek a úspěšně se rozmnožovat. K určení rychlosti metabolismu se používá mj. metoda zvaná respirometrie. Při ní se sleduje spotřeba kyslíku jak u živočichů dýchajících vzdušný kyslík (dospělí čolci), tak u organismů ve stádiích, v nichž přijímají kyslík rozpuštěný ve vodě (larvy). Získaná data odborníci dále analyzují a srovnávají.

„S použitím moderních statistických přístupů jsme prokázali, že v populaci čolků jsou jedinci s rychlejším metabolismem aktivnější, a naopak ti s pomalejším metabolismem jsou zároveň méně aktivní, čímž jsme konečně potvrdili jeden ze základních předpokladů modelu energetického řízení organismu,“ komentuje výsledky jedinečného výzkumu vedoucí skupiny Lumír Gvoždík.

Pokud je ale v prostředí málo zdrojů potravy, je výhodnější metabolismus pomalejší, takový, který šetří energii. Tedy, jak Lumír Gvožík připomíná staré přísloví „tlustí budou hubení, hubení budou studení“.

Lumír Gvoždík v laboratoři Ústavu biologie obratlovců AV ČR ve Studenci na Vysočině (CC)

Opakované experimenty
Výzkumníci měřili klidový metabolismus a pohybovou aktivitu u dvaašedesáti mláďat čolka horského celkem čtyřikrát. Vždy dvakrát ve dvou různých teplotách – při 12 °C a 22 °C. Právě teplota prostředí je totiž pro studenokrevné organismy velmi důležitá a do značné míry ovlivňuje jejich metabolismus a chování. „Získali jsme téměř pět set měření, což představuje naprosto jedinečný dataset,“ upřesňuje Senka Baškiera, doktorandská studentka, která se na výzkumu podílí.

„Opakovaná měření ve dvou teplotách se ukázala jako klíčová pro úspěch této studie, protože jsme jako první zjistili, že tělesná teplota ovlivňuje proporci individuální opakovatelné variability u každého znaku jinak,“ doplňuje Lumír Gvoždík. Vztah mezi metabolismem a pohybovou aktivitou bylo možné zjistit až při společné analýze výsledků z obou teplot.

Přizpůsobí se, nebo vyhynou
Vůči klimatickým změnám mají (nejen) obojživelníci v zásadě tři možnosti: přizpůsobit se, přemístit se jinam, nebo vyhynout. Migrace se ale stává čím dál obtížnější, protože v krajině přibývá překážek, například silnic a dálnic, průmyslových zón nebo monokultur ošetřovaných pesticidy. Pokud tedy nemají obojživelníci vyhynout, musejí se přizpůsobit.

Vědci zkoumají dospělé čolky i mláďata. (CC)

Individuální rozdíly v populaci jsou důležitou, ale dosud málo prostudovanou strategií, s jejíž pomocí se studenokrevní živočichové vyrovnávají s nepředvídatelnými změnami podmínek prostředí. Studium rozdílů je velmi významné ve všech oblastech výzkumu, kde se pracuje s flexibilními znaky na úrovni celého organismu (např. fyziologie, etologie nebo ekologie). U řady fyziologických a behaviorálních znaků jsou rozdíly překvapivě malé a většina hodnoty naměřených znaků je výsledkem okamžitého vlivu různých faktorů prostředí. Jejich přehlížení tak může snadno vést k zavádějícím závěrům.  

„Individuální variabilita, tedy odlišnost mezi jedinci v rámci populace, v metabolických a behaviorálních znacích může snižovat pravděpodobnost vyhynutí populace za nepředvídatelných změn podmínek prostředí. Další výzkum v této oblasti je proto důležitý pro pochopení vlivu klimatické změny na populace nejenom čolků, ale i jiných druhů studenokrevných živočichů,“ uzavírá Lumír Gvoždík.

Terária a akvária s hadičkami a přístroji
Možnosti adaptace čolků na měnící se podmínky vědci zkoumají ve Studenci, v laboratořích obývaných desítkami čolků. V jedné z místností stojí řada nádob naplněných vodou a akvarijními rostlinkami, druhou řadu tvoří terária. Ve vodě žijí čolci v době páření a ve stadiích vajíček a embryí, v teráriích na souši jsou pak mladí jedinci a dospělci.

Výzkum s čolky je šetrný. „Čolky neusmrcujeme ani nezasahujeme do jejich integrity, což je důležitá podmínka výzkumu na zákonem chráněných druzích,“ řekl nám již dříve Lumír Gvoždík (reportáž z návštěvy jeho laboratoře ve Studenci jsme otiskli v časopise A / Věda a výzkum 2/2019).

Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR; úvodní foto: Shutterstock
Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.

Odkaz na další fotografie ve vysokém rozlišení zde (Zonerama).
Odkaz na tiskovou zprávu včetně kontaktů zde.

Přečtěte si také

• Paraziti jsou podle mě nádherné organismy, říká Julius Lukeš
• O myších a lidech. Vědci zjistili souvislosti migračních tras člověka a myši
• Svůj svátek slaví i včely. Jaká je role opylovačů v krajině a co je ohrožuje?
• Evoluce věčně živá. V čem tkví podstata biologické rozmanitosti?
• Pozor na klíšťata v městských parcích, jsou nebezpečná, varují odborníci
• Unikátní rozmnožování skokanů z Moravy potvrdili vědci i u dalšího druhu žáby
• Embrya parazitických ryb hořavek se naučila přemet, který jim umožňuje přežít
• Na světě klesá počet velkých šelem – vymírání čelí například levharti
• Vědec chce rozlousknout záhadu rozmanitosti přírody za pomoci mušek octomilek
• Rostliny se mohou přizpůsobit klimatickým změnám, aniž by změnily svoji DNA