Sciencemag.cz
Doporučujeme
Co by se stalo, kdyby z lesů zmizeli ptáci? Takovou otázku si položil výzkumný tým vedený ekoložkou Kateřinou Sam z Biologického centra Akademie věd ČR a Jihočeské univerzity. Jejich rozsáhlá experimentální studie v pralesích na Papui-Nové Guineji, která sledovala fungování potravních sítí mezi hmyzem, ptáky a netopýry, přinesla znepokojivé odpovědi. Výsledky ukázaly, že dlouhodobý úbytek ptáků a netopýrů může mít vážné dopady na životní prostředí a fungování lesů. Tato zjištění jsou významná obzvlášť pro ty oblasti světa, kde dochází k masivní těžbě dřeva a tím i k velkému poklesu populací ptáků.
Tento unikátní výzkum prováděli vědci ve dvou půlročních pokusech na osmi lokalitách v nadmořských výškách od 200 do 3700 metrů nad mořem v pohoří Mt. Wilhelm na Papui-Nové Guineji. Tým se snažil zjistit, co se za různých podmínek prostředí stane, když vymizí hmyzožraví predátoři – ptáci, netopýři a mravenci. Výzkumníci se zajímali hlavně o to, jak se zvětší počet hmyzu, zejména toho, který se živí listy stromů, a jaký to bude mít vliv na les. V pokusech proto obehnali stovky stromů klecemi a sítěmi, aby zamezili přístupu hmyzožravců a mohli tak sledovat případný nárůst listožravého hmyzu.
„Když jsme odstranili ptáky a netopýry, množství hmyzu vzrostlo průměrně o neuvěřitelných 40 až 60 % za pouhých 6 měsíců! Na některých místech to bylo dokonce až o 90 procent hmyzu víc. To může mít dlouhodobě obrovský dopad na celý lesní ekosystém,“ říká Elise Sivault, doktorandka z Jihočeské univerzity a Biologického centra AV ČR, která se věnovala průzkumu predátorů: „Nicméně k našemu velkému údivu se tento efekt neměnil s rostoucí nadmořskou výškou a s ní spojenými změnami podmínek prostředí,” dodává Pita Amick, taktéž doktorand z Jihočeské Univerzity, který se na průzkumu predátorů podílel.
Výsledky ukazují, že netopýři a ptáci zaujímají klíčová místa v ekosystému ve všech nadmořských výškách. „Netopýři byli nejaktivnějšími predátory v nížinách a pak nečekaně i ve výšce 2700 m nad mořem. Oproti tomu ptáci byli nejpočetnější ve středních výškách kolem 1700 a 2200 metrů nad mořem. To nám ukazuje, jak se různé druhy přizpůsobují různým podmínkám. A zatímco se jejich relativní přispění k fungování ekosystému může lišit, přesto jejich celková funkce zůstává poměrně stabilní,” vysvětluje Elise Sivault.
Dopady na hmyz
Statistické analýzy dále potvrdily, že na množství uloveného hmyzu má vliv spíše počet hmyzožravých ptáků, než to, kolik druhů na dané lokalitě žije. „Toto zjištění nás ujišťuje v naší hypotéze, že hustota predátorů silně a přímo ovlivňuje predaci na nižších úrovních potravního řetězce,” říká Leonardo Ré Jorge z Biologického centra AV ČR, který statistické analýzy vedl. „Zjistili jsme také, že vyloučení predátorů z prostředí mělo dramatický vliv na velikost hmyzu. Hmyz sebraný z kontrolních stromků, ke kterým měli predátoři přístup, byl výrazně menší než ten ze stromků, ke kterým se predátoři dostat nemohli. Hmyz větší než 2,2 cm přežíval výhradně pod ochrannou klecí,” dodává badatel.
Další část pokusu se zaměřila na dravé mravence, kteří loví býložravý hmyz. Ukázalo se však, že na rozdíl od ptáků a netopýrů vyloučení mravenců významný efekt nemělo. „Toto zjištění poukazuje na komplexnost vztahů mezi predátory a kořistí v rámci celého ekosystému. Biomasa mravenců bývá v nížinném lese několikanásobně vyšší než biomasa hmyzožravých obratlovců, a mohli bychom tak předpokládat, že mravenci vyvíjejí mnohem vyšší tlak na přítomný hmyz než právě obratlovci. Není tomu ale tak,” poukazuje Kateřina Sam. Může to být způsobeno i tím, že když se z prostředí vyloučili mravenci, jejich místo zastoupili pavouci.
I další zjištění vědce velmi překvapila – vliv predátorů na hmyzí okus listů se v různých nadmořských výškách výrazně lišil. „Naše původní očekávání, že budeme pozorovat nejvyšší býložravý okus v oblastech s nejvyšším výskytem hmyzožravých ptáků, tedy ve středních polohách, se ukázalo jako nesprávné. Ve skutečnosti jsme zaznamenali největší vliv predátorů na býložravý okus v nejnižších a nejvyšších nadmořských výškách. Z toho vyplývá, že i samotné obranné mechanismy rostlin hrají klíčovou roli v potravních sítích, a mohou výrazně ovlivňovat výsledný efekt nepřítomnosti predátorů a chování býložravého hmyzu,” vysvětluje Kateřina Sam.
Tato odvážná studie si vyžádala velmi náročné provedení terénních experimentů. Vědci zamezili přístupu ptáků, netopýrů a mravenců k 560 stromkům ve dvou 6 měsíců dlouhých pokusech, které probíhaly jak v období sucha, tak v období dešťů. „Stromky jsme vybírali na 8 lokalitách nacházejících se 500 výškových metrů od sebe, podél úpatí hory mezi 200 a 3700 metry nad mořem. Celkem bylo použito 9 km vodovodních trubek na konstrukce a sítě o rozloze více než dvou fotbalových hřišť. Veškerý tento materiál jsme na lokality donesli ručně po velmi špatných cestách, sestavovali ho na místě a po roce zase uklidili,“ vzpomíná Bonny Koane, ornitolog a vědecký asistent z výzkumné stanice Binatang Research Centre na Papui-Nové Guineji.
Vědecká studie pod vedením Kateřiny Sam přinesla významné poznatky o vlivu létajících predátorů a mravenců na populace hmyzu a dalších členovců a otevírá nová vrátka k poznání komplexních vztahů v ekosystému lesa. Ačkoli se v pokusu simulovalo úplné vymizení predátorů, výsledky naznačují, že i jejich částečné vymizení může mít nečekaný dopad na životní prostředí a fungování lesů. Dlouhodobá nerovnováha mezi létajícími predátory a býložravým hmyzem může mít fatální dopady zejména na produkci semen a obnovu lesa kvůli zvýšenému poškození rostlin hmyzem. Tyto poznatky jsou velmi důležité pro ochranu přírody a zachování bohaté druhové diverzity naší planety, a to nejen v tropických končinách, ale i v naší přírodě.
Publikace:
Sam, K., Jorge, L. R., Koane, B., Amick, P. K., & Sivault, E. (2023). Vertebrates, but not ants, protect rainforest from herbivorous insects across elevations in Papua New Guinea. Journal of Biogeography, 00, 1– 14. https://doi.org/10.1111/jbi.14686 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jbi.14686
tisková zpráva AV ČR
