Student World

Za invazní druhy obvykle považujeme místně nepůvodní druhy, které jsou neobvykle ekologicky úspěšné. To se projevuje tím, že se jejich nová oblast výskytu s postupujícím časem zvětšuje.

Invazní druh obvykle dokáže vytlačovat druhy původní, často dosahuje vysokých populačních hustot a v řadě případů dokáže i změnit celkový charakter příslušného biotopu (Sax and Brown, 2000, Roman and Darling, 2007). Typickým rostlinným invazním druhem je v České republice bolševník velkolepý (Heracleum mantegazzianum ) nebo křídlatka japonská (Reynoutria japonica ), v Americe třeba kosmatec olednatělý (Mesembryanthemum crystallinum ) či sveřep střešní (Bromus tectorum ).
Z živočišných druhů sem u nás patří norek americký (Mustela vison ) nebo plzák španělský (Arion lusitanicus ), v Americe třeba mravenec ohňový (Solenopsis invicta ). Velmi často se invazními stanou druhy, které byly zavlečeny člověkem na nové území, daleko od svého původního místa výskytu. Ve většině případů se takové zavlečení „nepovede“ a nový invazní druh nevznikne. Původní druhy totiž bývají místním podmínkám dlouhodobě přizpůsobené, a tak cizinec obvykle podlehne jejich konkurenci. V některých případech je však nově příchozí nečekaně úspěšný a začne se šířit na úkor místních druhů.

Úspěch zavlečených druhů na novém území bývá vysvětlován různě.

…

Nové vysvětlení úspěšnosti invazních druhů nabízí teorie zamrzlé evoluce (Flegr, 2013b). Podle ní by mohl být příčinou úspěchu invazního druhu jeho vyšší evoluční potenciál, který však není způsoben jeho vyšším, ale naopak nižším genetickým polymorfismem.Ten by za vhodných okolností mohl vést až k evolučnímu zplastičtění příslušného druhu. Plastický druh by mohl mít zásadní výhodu nad místními zamrzlými druhy, a to zejména v případě, že na daném území došlo v minulosti k výrazným změnám podmínek, například v důsledku podnebných změn nebo změn vyvolaných člověkem.
Dosti podobné vysvětlení založené na možné vyšší evoluční plasticitě bylo navrženo již dříve, autoři však předpokládali, že příčinou zvětšení evoluční plasticity u druhů, které během invaze prošly hrdlem láhve, byla přeměna neaditivní genetické variability na variabilitu
aditivní v důsledku snížení genetického polymorfismu, a tedy zvětšení té složky genetického polymorfismu, která se může stát předmětem evoluce (Prentis et al., 2008).
Nově navržený mechanismus by se mohl uplatňovat především v případech, kdy se druh šíří na pevnině či velkém ostrově s vysokou biodiversitou, kdy byla výchozí populace velmi malá, takže invazní druh vykazuje nízký genetický polymorfismus, a zejména kdy zároveň mezi vstupem druhu na nové území a začátkem jeho šíření uplynula delší doba.

Příchod budoucího invazního druhu na nové území totiž obvykle neznamená, že se ihned rozjede biologická invaze. Velmi často lze pozorovat, že příchod druhu na nové území a začátek jeho šíření (invaze) jsou dvě časově oddělené události (Kowarik, 1995). Příchozí druh se tedy musí na svou invazi teprve připravit, tj. Nasbírat příslušné adaptace, které mu následně šíření umožní. Tato čekací doba často trvá desítky let, během nichž populace nezřídka vymře, takže k žádnému šíření ani nedojde. Například je známo, že jelen evropský (Cervus elaphus ) byl na území Nového Zélandu vysazen minimálně 32krát. Teprve poslední vysazení bylo „úspěšné“ a jeleni se začali lavinovitě šířit po celém území jižního ostrova (Clarke, 1971). Podobně evropského špačka obecného (Sturnus vulgaris ) vysadili osadníci na území Severní Ameriky minimálně devětkrát, než se na svém novém území začal lavinovitě šířit a než se zde stal jedním z nejhojnějších ptačích druhů (Lever, 1985).

Obdobné příklady bychom našli i u rostlin. Bolševník velkolepý (Heracleum mantegazzianum ) býval vysazován v zámeckých parcích a později v zahradách. Ačkoli byly první exempláře dovezeny do západní Evropy již počátkem 19. století a do Čech někdy v polovině 19. století, jeho invaze začala teprve v polovině 20. století. U nás začal exponenciální nárůst počtu míst i velikost území, kde se vyskytuje, až v 60. letech minulého století (Pysek, 1991). Častý výskyt takového zpoždění není příliš v souladu s hypotézou vymanění se z dosahu přirozených nepřátel (ti by během čekací doby měli spíše postupně přibývat) ani s hypotézou preadaptací (zde bychom spíše očekávali, že se druh začne šířit ihned).
Naopak hypotéza vycházející z teorie zamrzlé evoluce výskyt delšího období předcházejícího začátku invaze přímo předpokládá. V průběhu zavlečení druh ztratí (v důsledku efektu průchodu hrdlem láhve) většinu vzácných alel. Aby však druh ztratil většinu středně hojných alel, které jsou v populaci udržované frekvenčně závislou selekcí, je třeba, aby delší dobu setrval v málo početném stavu, kdy na něj žádná z forem selekce nepůsobí, a postupně se zbavil (genetickým driftem) zbytku původního polymorfismu. Teprve poté, co si druh odbude dostatečně dlouhé období „bloudění po poušti“, může evolučně zplastičtět, a získat tak výhodu pro další evoluční zápasy s místními druhy
(evolučně zamrzlých, a tedy zastaralých) nepřátel (dravců a parazitů) a konkurentů.

Jestli výše popsaná hypotéza platí, potom by se evoluční plasticita invazních druhů měla projevit jejich nižším polymorfismem, konkrétně menším výskytem středně hojných alel, a tedy nižší mírou heterozygotnosti ve srovnání s druhy neinvazními či populacemi stejných druhů na mateřském území.
Vzácných nových alel by zde mohlo být stejně nebo dokonce více, protože v rostoucí populaci je nižší účinnost negativního výběru a mohou zde přetrvávat mírně škodlivé mutace, které by v nerostoucí populaci průběžně odstraňoval přirozený výběr.

…
Konec biologické invaze
Vedlejším efektem obnovení genetického polymorfismu je pochopitelně ztráta evoluční plasticity, která byla původně hlavní příčinou ekologické úspěšnosti invazního druhu. Druh se stane, především v důsledku selekčního tlaku parazitů, stejně evolučně zamrzlým jako jeho místní konkurenti. I v této situaci mu však zůstane zachována jedna velmi zásadní výhoda oproti místním druhům. Protože druh evolučně zamrzl později než druhy místní, lze očekávat, že vlastnosti jeho příslušníků budou lépe odpovídat současným podmínkám prostředí. Jak již bylo probíráno dříve (str. 122), toto přizpůsobení okamžitým podmínkám může být danajským darem v proměnlivém prostředí.

…

Jestliže jsou biologické invaze skutečně způsobeny evolučním zplastičtěním druhů procesem analogickým kolonizační speciaci, nabízí se nám určitá možnost boje s invazním druhem urychlením ztráty jeho evoluční plasticity. U druhů nepohlavních a samosprašných to pochopitelně nepřipadá v úvahu, ale u ostatních druhů bychom se mohli pokusit dosáhnout zamrznutí druhu vypuštěním dalších geneticky odlišných linií pocházejících z místa původního výskytu daného druhu. Aby se neuplatnil efekt arény a nevznikla nám kvůli němu obzvlášť nebezpečná invazní linie, je nutné získat geneticky odlišné linie pouze z jedné oblasti výskytu daného druhu, a ne s cílem urychlení procesu je nasbírat v různých oblastech výskytu.
Ostatně zastavení toku geneticky odlišných imigrantů patrně může stát při zrodu biologické invaze. Právě u našeho bolševníku velkokvětého mohla celá katastrofa začít tím, že byl vytvořen velký vojenský prostor, z něhož vymizely zahrádky s jednotlivými (geneticky odlišnými) rostlinami bolševníku. V důsledku přerušení genového toku tak v některém izolovaném místě mohlo dojít ke zplastičtění místní populace a následné evoluci invazní formy této rostliny (Sádlo, osobní sdělení).

Jiřího Šlitra (alias dr. Prokopa Matraci) prý málem umlátili, když navrhoval, aby se povodeň likvidovala hašením podobně jako požár. Tiše doufám, že se svým velmi podobným návrhem na boj s biologickými invazemi (vysazováním dalších zástupců invazního druhu na zasažené území) nedopadnu hůře. 

Tento text je úryvkem z knihy

Jaroslav Flegr: Evoluční tání aneb O původu rodů
Academia 2015
O knize na stránkách vydavatele

autor