Student World

***oznámení Tiskového odboru AV ČR

Představení závěru projektu Druhová diverzita a ekologie vybraných skupin obratlovců západní Afriky

Vzhledem k absenci aktuálních údajů se tento projekt zaměřil na výzkum druhového složení a rozšíření vybraných skupin obratlovců (hlodavci, netopýři, kopytníci) Národního parku Niokolo Koba. V případě drobných savců sledoval systematicky obtížné a dosud málo probádané skupiny druhů. Aplikací moderních metod vědci přispěli k poznání jejich systematické příslušnosti a postavení. Studium kopytníků zaměřili na výzkum jejich potravní ekologie. Zvláštní zřetel věnovali období sucha s doprovodnými velkoplošnými požáry, které je pro populační hustotu býložravců limitujícím faktorem. Ichtyologický výzkum byl zaměřen na společenstva periodických tůní a toků s cílem poznat dynamiku změn jejich početnosti, přežívání jednotlivých druhů a jejich migrační schopnosti. Všechny výzkumné aktivity doplnila také parazitologická vyšetření. Terénní část projektu byla ukončena, ale zpracování materiálu, který vědci za pět let nasbírali, pokračuje.

Důvodů, proč se místem českého výzkumu stal právě Senegal, bylo několik. V Senegalu probíhal projekt Ministerstva zahraničních věcí ČR, jehož řešitelem byl Institut tropů a subtropů České zemědělské univerzity v Praze. Národní park Niokolo Koba je největší (9 000 km čtverečních) biosférickou rezervací západní Afriky pod patronací UNESCO. Leží na rozhraní súdánské a guinejské savany, ze severu je ovlivňován postupující desertifikací projevující se všude v subsaharském pásmu. Tyto faktory dělají z NP vhodný model pro studium změn fauny drobných savců. Navíc bylo území NP při vyhlášení zcela vylidněno, vesnice vystěhovány za hranici parku, a tak se za poměrně krátkou dobu celé území revitalizovalo, čímž vznikla jedna z největších oblastí původní súdánské a guinejské savany se všemi typickými prvky fauny i flóry. V Senegalu, v bývalé francouzské kolonii, doposud nebyl žádný terénní systematický zoologický výzkum. Publikované informace byly jen kusé a především z míst navštěvovaných turisty.

„Spolupráce se Senegalci byla na všech úrovních velmi zvláštní. Zpočátku šlo o to, aby nás do parku vůbec pustili. Teprve když poznali, že opravdu v terénu pracujeme, spíme pod širákem, jíme a pijeme, co Senegalci, nestraníme se jich, pomáháme s léčbou různých neduhů atd., všechny problémy, až na ty úplatky, ustaly. Snahy o zapojení senegalských vědců či studentů ztroskotaly vždy na skutečnosti, že by museli opustit Dakar, spát v buši a měli by tak nízké diety jako my,“ vysvětluje vedoucí týmu doc. Petr Koubek z Ústavu biologie obratlovců AV ČR.

Při zpracování materiálu se čeští vědci nevyhýbali spolupráci a byli v kontaktu s kolegy z Německa, Francie, USA, Izraele, Indie, Mexika, Španělska. Každý rok se uskutečnily 2-3 měsíční mise čtyř až šesti účastníků. Obsazení misí se měnilo podle výzkumného záměru. Někteří specialisté byli v Senegalu jen jedenkrát, jiní opakovaně. Doc. Petr Koubek, řešitel projektu, strávil v Senegalu téměř 14 měsíců. Celkem se terénních expedic zúčastnilo 28 vědeckých pracovníků, doktorandů, diplomantů i techniků čtyř pracovišť: Ústavu biologie obratlovců AV ČR, v. v. i., Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně, Institutu tropů a subtropů ČZU v Praze, Národního muzea Praha, Vysoké školy veterinární a farmaceutické Brno.

Základní informace o výsledcích projektu

Ekologie velkých býložravců

Výzkum ekologie velkých býložravců v západní Africe byl zaměřen na tři základní témata:

1) monitoring struktury, hustoty a distribuce společenstva antilop;

2) ekologii, etologii a ochranu ohrožené antilopy Derbyho;

3) hodnocení životního prostředí antilop, zejména vegetace.

V letech 2004 až 2008 se uskutečnily v Senegalu terénní expedice zaměřené na sběr materiálu a dat týkající se výše uvedených témat, a to ve třech geograficky oddělených oblastech: v NP Niokolo Koba v jihovýchodním Senegalu, v rezervaci Bandia v západním Senegalu a v rezervaci Fathala v jihozápadním Senegalu v NP Delta du Saloum. Terénní práce probíhaly v souladu s vytčenými výzkumnými cíli zejména v různých obdobích sucha, méně pak v období dešťů. Vzhledem k povaze témat (nutnost brát v úvahu sezónnost vegetace, ekologických vztahů i značné meziroční výkyvy srážek zásadně ovlivňující studované ekologické vazby) bylo třeba dlouhodobého monitoringu a opakování sběru dat v rámci několika let.

Monitoring struktury, hustoty a distribuce společenstva antilop

Druhově nejbohatším a nejvýznamnějším územím v Senegalu z hlediska velkých býložravců je nepochybně NP Niokolo Koba. Je také nejstarším a nejrozsáhlejším národním parkem v Senegalu, ale zároveň zde v současnosti chybí aktuální informace a kontinuální monitoring velké zvěře. Výzkum se proto zaměřil na společenstvo antilop, a to zejména na vypracování metodiky pro hodnocení distribuce a hustoty velkých býložravců, na jejich potravní ekologii, stanovení základních faktorů ovlivňujících jejich životní podmínky a na praktický monitoring. Byla zvolena metoda monitorování distribuce zvířat na základě výskytu jejich trusu v prostředí. V reprezentativních biotopech a lokalitách v NP Niokolo Koba založili vědci stálé monitorovací plochy a dále prozkoumali dalších 16 lokalit v různých částech parku, a to v různých obdobích roku a opakovaně v různých letech. Sebrali data o distribuci velkých býložravců, struktuře vegetace a dalších faktorech prostředí (vzdálenost od vody apod.). Získali data z 532 ploch po 0,2 ha a sebrali přitom celkem asi 17 000 vzorků trusu antilop.

Tato metoda je založena na sčítání trusu býložravců v období sucha, kdy se trus v prostředí akumuluje v dostatečném množství. Při jejím použití je nutné přihlédnout k rychlosti, s jakou trus z prostředí mizí, zejména aktivitou termitů. Metodu sčítání trusu antilop hodnotí vědci vzhledem k podmínkám v málo přehledné savaně jako optimální pro sledování hustoty a distribuce velkých býložravců. Metoda může být využita pro hodnocení jejich populační dynamiky v prostředí stromové savany i pro vyjádření hustoty zvířat v různých typech prostředí.Struktura společenstva antilop byla stanovena na základě analýz trusu, respektive rozměrů pelet. Druhová identifikace sympatricky se vyskytujících druhů antilop s málo diferencovanou velikostí těla byla provedena unikátní kombinací morfometrie a mikroskopické analýzy zbytků potravy v trusu antilop. Soubor 17 000 vzorků trusu antilop je základem databáze, jež je připravena ke statistickému vyhodnocení. Data se právě vyhodnocují a připravuje se publikace o distribuci a hustotě velkých býložravců v NP Nikolo Koba ve vztahu k podmínkám prostředí i lidským aktivitám.

Ekologie, etologie a ochrana ohrožené antilopy Derbyho

Západní poddruh antilopy Derbyho (Taurotragus derbianus derbianus) se pravděpodobně ve volné přírodě nevyskytuje už nikde jinde na světě než právě v Národním parku Niokolo Koba v Senegalu. Podle posledního sčítání zvěře v roce 2006, na které byli čeští vědci díky výborné znalosti NP Niokolo Koba přizváni ke spolupráci s mezinárodní nadací „African Parks Foundation“, zbývá v NP Niokolo Koba méně než 200 jedinců. Antilopa Derbyho se tedy řadí mezi ohrožené a dosud neprostudované druhy. Vědecký výzkum je v takových případech zcela zásadním krokem k jeho úspěšné ochraně. Proto vědci využili možnost spolupráce s místními organizacemi a přístupu do dvou přírodních rezervací (Bandia, Fathala) a část výzkumu býložravců západní Afriky zaměřili na ekologii, etologii a ochranu této antilopy chované v těchto rezervacích ve speciálních reprodukčních oborách.

Významným hlediskem studií zaměřených na antilopu Derbyho byl management malých populací v zajetí i ve volnosti. V  oboře v rezervaci Bandia o rozloze 60 ha sledovali zoologové populační dynamiku stáda (natalitu, mortalitu, identifikaci příbuzenských vztahů), denní aktivity, prostorové preference a sociální interakce ve stádě a využití potravní nabídky v oboře. Podstatná část pozorování byla také zaměřena na mateřské chování antilop a jeho zhodnocení.

Byl vytvořen návrh záchranného managementu a Češi se zúčastnili převozu části stáda z rezervace Bandia do rezervace Fathala. Získali data o morfologii a růstových parametrech antilopy Derbyho, včetně vzorků ke genetickým analýzám a parazitologickému vyšetření. Zcela zásadním výsledkem byla analýza demografické struktury chovného stáda antilopy Derbyho a vytvoření plemenné knihy zaznamenávající veškeré údaje o každém jedinci ve stádě a o celkovém managementu populace antilopy Derbyho v záchovných oborách. Celkem bylo od roku 2000 (rok založení stáda z jednoho samce a pěti samic odchycených v NP Niokolo Koba) zaznamenáno 50 porodů. Stádo antilopy Derbyho čítá v současnosti celkem 49 žijících jedinců a je rozděleno do tří chovných stád a jednoho stáda subadultních samců; každé zvíře má svou identifikační kartu.

Pro pochopení případného vlivu chovu antilopy Derbyho, respektive přímého a častého kontaktu s lidmi na chování antilop, byly vybrané aspekty chování antilopy Derbyho porovnány s antilopou losí, nejbližším příbuzným druhem, chovanou v zajetí na Školním zemědělském podniku Lány, ČZU. Studované mateřské chování i reakce na kontakt s lidmi u antilop navyklých na přítomnost lidí a antilop odchovaných bezkontaktně se významně lišily. Antilopu Derbyho lze v reprodukčních oborách při dodržování zásad genetického managementu (nutnost nového, tj. nepříbuzného chovného samce) dlouhodobě chovat, lze ji i využít k prezentaci lidem v rámci safari v obou rezervacích. Nicméně při případné reintrodukci antilop do volnosti je třeba mít na zřeteli, že jejich dlouhodobé držení v úzkém kontaktu s lidmi by mohlo závažně narušit vybrané aspekty chování, a konkrétní jedince na zpětný návrat do volnosti je nutné řádně připravit.

Hodnocení životního prostředí antilop se zaměřením na vegetaci

Jedním z nejvýznamnějších aspektů ekologie savan je nepochybně vegetační pokryv. K ucelení představy o ekologii společenstev býložravců se uskutečnily základní analýzy struktury vegetace ve vybraných oblastech, a sice v NP Niokolo Koba, v rezervaci Bandia a rezervaci Fathala. Základní metodou bylo fytocenologické snímkování s vyhodnocením klasifikací a ordinačními metodami. V savaně NP Niokolo Koba, jež spadá do sudano-guinejském typu a kde je bylinné patro tvořeno převážně pouze několika vysokostébelnými druhy, se analýzy zaměřily na stromové patro savany. Výsledky ukázaly, že stromové patro je zásadním způsobem ovlivněno typem půd a geomorfologií terénu.

Africká savana je významně ovlivněna lidskou činností, a to i v oblastech chráněných území. Ke zhodnocení míry tohoto vlivu a schopnosti regenerace savany se využila rezervace Bandia, která byla vybudována (oplocena) v roce 1990 a postupně se rozšiřuje. Fytocenologické snímkování se provedlo na 30 plochách (20 x 20m) na třech stanovištích: v části rezervace s africkými býložravci oplocené 15 let, v části rezervace oplocené pět let a mimo rezervaci, kde se i nadále pase dobytek a sbírá palivové dřevo. Výsledky prokázaly významný rozdíl mezi vegetací chráněnou před antropogenními vlivy a vegetací na místech s intenzivní pastvou dobytka, která působí na dřeviny destruktivně a potlačuje přirozenou regeneraci porostů. Rozdíl ve struktuře a složení vegetace na plochách oplocených v různém časovém horizontu ukázal průběh přirozené sukcese v prostředí s eliminovanými destrukčními vlivy. Oplocení území umožnilo porostu přirozenou obnovu.

Výzkum ekologie býložravců v komplexním pojetí zahrnujícím nejen vlastní společenstva živočichů, ale i jejich habitat a antropogenní vlivy současně s návrhem managementu je pro danou oblast západní Afriky nepochybným přínosem. Pro Národní park Niokolo Koba, kde doposud není zaveden kontinuální monitoring, ani neprobíhá žádný jiný výzkum, představuje výzkum hustoty a distribuce antilop zcela zásadní vědecké poznání od 80. let, kdy skončil soubor průběžných publikací A. Dupuyho. Pro rezervace Bandia a Fathala je tento výzkum zdrojem poznatků aplikovatelných při zásadních rozhodováních, zejména z hlediska vegetačního porostu a zhodnocení antropogenních vlivů na biotopy, které obě rezervace chrání a využívají. Studium antilopy Derbyho přináší první vědecky podložené poznatky o západním poddruhu a využívá unikátního záchovného chovu v polozajetí. Zásadním způsobem se výsledky výzkumu promítají do řízení chovu a přispívají k záchraně ohrožené antilopy.

Druhová identifikace a faunistická data

V letech 2003 až 2008 se uskutečnilo celkem devět terénních expedic zaměřených na sběr materiálu drobných zemních savců v západní Africe. Aby bylo možné popsat sezónní populační dynamiku, byly opakovaně vzorkovány stejné lokality v jihovýchodním Senegalu v různých obdobích (periody dešťů i sucha). Celkem byl během terénního výzkumu v západní Africe v průběhu projektu získán materiál 11 jedinců hmyzožravců (pět druhů) a 672 hlodavců (25 druhů).

Rozlišit některé druhy hlodavců v terénu je velmi obtížné. Proto se pro přesné určení druhu použil molekulární a karyologický přístup. Pro rozlišení dvou kryptických druhů rodu Arvicanthis, vyskytujících se v Senegalu, se dosud používal pouze počet a tvar chromozomů. Jejich určení je však časově náročná metoda vyžadující živá zvířata.

Struktura společenstev

Odchyty na odlišných stanovištích (přirozená savana, antropizovaná savana, vlhké oblasti, galeriové lesy, vesnice) umožnily determinovat habitatové preference a lépe porozumět distribuci jednotlivých druhů v oblasti. Pro vyhodnocení vlivu člověka na společenstva drobných zemních savců byly při čtyřech terénních akcích prováděny standardní odchyty (360 tzv. pasťonocí za použití čtyř typů pastí) na dvou lokalitách uvnitř (přirozená savana) a dvou za hranicemi (antropizovaná savana) Národního parku Niokolo Koba. Na základě výsledků lze soudit, že mimo národní park je vyšší druhová bohatost i relativní abundance jednotlivých druhů.

Tuto skutečnost lze vysvětlit širší potravní nabídkou v tomto biotopu ve srovnání s homogenním porostem přirozené savany v parku. Zároveň není devastace prostředí ještě natolik intenzivní, aby vytlačila původní savanové druhy. Výsledky studie byly zaslány k publikaci do African Journal of Ecology. Díky komplexnímu přístupu zahrnujícímu analýzu struktury společenstev drobných zemních savců a genetické variability populací vybraných druhů bylo možné popsat nejen biodiverzitu této hospodářsky významné skupiny, ale také vliv člověka na krajinu sahelu, který se ve fauně hlodavců a hmyzožravců odráží.

Drobní savci – kaloni a netopýři

V letech 2003 až 2008 se konalo celkem devět terénních expedic zaměřených na sběr materiálu letounů v západní Africe. V průběhu tohoto terénního výzkumu byl získán materiál 1352 jedinců netopýrů a kaloňů. Materiál byl téměř kompletně zpracován a změřen. U vybraných skupin letounů byla provedena detailní morfologická analýza.

Netopýři západní Afriky patří mezi poměrně málo prozkoumané skupiny savců. Jejich druhová identifikace a od ní se odvíjející poznatky o složení fauny jsou stále založeny na několik desetiletí starých pracích, využívajících především morfologii. V posledních letech se ale ukazuje, že diverzita u netopýrů značně přesahuje původní představy. To se týká především fenoménu kryptických druhů, které je velmi obtížné až nemožné rozlišit podle morfologických znaků. Pro odhalení kryptické diverzity byly proto použity molekulárně-genetické metody. Tento přístup byl u afrických netopýrů zatím použit jenom omezeně. Z rozsáhlých sběrů získaných odchytem do sítí bylo pro detailní zpracování vybráno několik význačných skupin. Výzkumné aktivity ukázaly, že při výzkumu fauny letounů je nutné uplatnit nejen morfologický, ale též molekulárně-genetický přístup. Výzkum letounů Senegalu patří zároveň mezi první studie afrických netopýrů, které přinesly poznatky o systematice a složení fauny s použitím metod analýzy DNA.

Parazitologická část

V roce 2008 se uskutečnila poslední, v pořadí již pátá mise parazitologického týmu s cílem dokončit sběry biologického materiálu pocházejícího ze sladkovodních ryb Národního parku Niokolo Koba. K parazitologickému vyšetření bylo v roce 2008 získáno 124 kusů ryb 34 druhů, z nichž bylo izolováno a fixováno více než 1000 vzorků monogeneí. Celkový počet parazitologicky vyšetřených ryb získaných během let 2004 až 2008 dosáhl počtu 593 kusů, které náležely k 57 druhům, 40 rodům, 18 čeledím a devíti řádům. Z tohoto bylo 453 kusů napadeno mnohobuněčnými cizopasníky a 342 kusů hostitelských ryb bylo parazitováno. Celkem bylo pro stadium strukturální diverzity těchto cizopasníků získáno 6390 kusů monogeneí, 1892 z ploutví a povrchu těla, 4498 ze žáber.

Ichtyologická část

Pomocí zátahových a tenatních sítí bylo v letech 2004 až 2007 odebráno celkem 92 vzorků společenstev ryb. Vzorkované lokality je možno seskupit do 5 hlavních kategorií (hlavní tok, přítoky, odstavená říční ramena, sezónní tůně a pramenné oblasti). Celkem bylo na sledovaném území zjištěno 63 druhů ryb.

Mezi nejcennější výsledky tohoto vyhledávacího fauvistického výzkumu patří bezesporu nálezy druhů pro vědu nových a lze odhadnout, že celkem bude možné popsat 25 až 30 nových druhů. Podrobné studium strukturální diverzity cizopasníků vytvořilo vynikající podmínky pro její výzkum také na úrovni molekulární a ekologické. Doposud bylo získáno více než 100 originálních sekvencí z téměř 50 druhů cizopasníků, které budou uloženy v mezinárodní genetické bance. Nutno opět připomenout, že ve smyslu studia rybích cizopasníků nacházejících se na africkém kontinentě se jedná o originální a zcela prioritní informace.

Tyto výsledky budou po dokončení všech analýz sloužit např. ke zkoumání koevoluce cizopasníků a jejich hostitelů a budou využity pro studium evolučních procesů a mechanismů ovlivňujících diverzifikaci a speciaci modelových skupin cizopasníků. I zde lze očekávat řadu zcela originálních výsledků. Je nesporné, že data o druhovém složení cizopasníků na jednotlivých druzích hostitelských ryb umožní základní analýzy struktury a složení společenstev cizopasníků parazitujících u ekologicky odlišných skupin a druhů ryb a u ryb pocházejících z rozdílných typu habitatů. Také tyto údaje jsou mimořádně cenné a umožní vznik originálních studií ekologického charakteru, které jsou doposud ve smyslu studia materiálu z tropických oblastí spíše sporadické.

autor