Přežijí obojživelníci klimatické změny? Recept je v rozmanitosti

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. Možnosti obojživelníků, konkrétně čolků, zkoumají v unikátních experimentech vědci v Ústavu biologie obratlovců AV ČR ve Studenci u Třebíče. Výsledky nyní uveřejnil časopis Functional Ecology.

Tři roky testoval tým pod vedením Lumíra Gvoždíka, jak se čolek obecný (Lissotriton vulgaris) a čolek horský (Ichthyosaura alpestris) přizpůsobují sezonním výkyvům teploty prostředí. Zjistili, že jejich strategií je co největší rozmanitost v rámci populace.

Opakované přizpůsobování vzhledu (fenotypu) životním podmínkám v průběhu roku se označuje termínem sezonní plasticita. Studenokrevní živočichové, kam patří ryby, obojživelníci a plazi, v reakci na měnící se podmínky upravují své chování a fyziologické znaky (pohybovou aktivitu nebo rychlost metabolismu).

„Obecná představa je, že všichni jedinci v populaci budou přizpůsobovat svůj fenotyp lokálnímu optimu, tedy hodnotě, která za daných podmínek maximalizuje přežívání a reprodukční úspěšnost,“ říká Lumír Gvoždík. Podle takového předpokladu by se jedinci měli trvale lišit ve schopnosti přizpůsobovat se. Přírodní výběr by tak měl logicky upřednostnit jedince, kteří dokážou svůj fenotyp změnit co nejblíže k optimální hodnotě v daném roce. Možná je to ale jinak.

„Zjistili jsme, že individuální opakovatelnost sezonní plasticity byla mezi roky překvapivě nízká, což znamená, že jedinci v populaci mění svůj fenotyp každý rok jinak,“ vysvětluje Lumír Gvoždík.

Lumír Gvoždík v jedné z laboratoří Ústavu biologie obratlovců AV ČR ve Studenci

Na výkyvy teplot se nedá spolehnout

Za uplynulých zhruba čtyřicet let se sezonní teplotní změny staly nepředvídatelnými, což čolkům v podstatě znemožňuje se jim z roku na rok přizpůsobit. Pro celou populaci tak je výhodnější, když jsou jedinci co nejvíce rozmanití. „Rozmanitost sezonní plastické odpovědi snižuje riziko vyhynutí populace, protože alespoň část bude více nebo méně přizpůsobená aktuálním podmínkám,“ pokračuje Lumír Gvoždík.

Vůči klimatickým změnám mají obojživelníci v zásadě tři možnosti reakce: přizpůsobit se, přemístit se nebo vyhynout. Migrace se stává čím dál obtížnější, protože v krajině přibývá lidských sídel, silnic, dálnic, průmyslových zón nebo monokultur ošetřovaných pesticidy. Pokud obojživelníci nechtějí vyhynout, musejí se tedy nějak přizpůsobit.

Terária a akvária s hadičkami a přístroji

Jak se možnosti adaptace čolků na měnící se podmínky zkoumají? Odpověď se nabízí právě 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).

Jedním z experimentálních nástrojů je rozměrná mělká vana rozdělená na několik menších, vzájemně prostupných komůrek. V každé z nich se při pokusu udržuje trochu odlišná teplota a sleduje se, jaký ideál zvířata vyhledávají, za jak rychlou dobu se přemístí a kolik času ve které komůrce stráví.

V dalším experimentu badatelé zkoumají metabolické schopnosti čolků. Tedy kolik energie potřebují na to, aby udrželi své životní funkce. K určení standardního metabolismu se používá metoda zvaná respirometrie. Při ní se sleduje spotřeba kyslíku jak u jedinců, dýchajících vzdušný kyslík (dospělí), tak u larev (přijímají kyslík rozpuštěný ve vodě).    

Tzv. respirometrické komůrky slouží k měření rychlosti energetického metabolismu larev čolků.

Česká kotlina je poměrně bohatá, co se týče diverzity druhů – při velké troše štěstí bychom u nás mohli narazit na čolka obecného, horského, karpatského, hranatého i podunajského. Problém ovšem je, že jejich početnost se rok od roku dramaticky snižuje. Současné hospodaření s půdou a vodou v kombinaci s globálními klimatickými změnami moc naděje pro jejich budoucnosti (a budoucnost všech obojživelníků) nenabízejí.

Více si o výzkumu čolků v laboratořích Ústavu biologie obratlovců přečtete v článku v časopise A / Věda a výzkum 2/2019.

2/2019 (verze k listování)
2/2019 (verze ke stažení)

Připravila: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, úvodní foto čolka horského: Senka Baškiera, Ústav biologie obratlovců AV ČR

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