2006

Biogeografický přístup k rostlinným invazím a procesy podmiňující naturalizaci nepůvodních rostlin

Při studiu rostlinných invazí je třeba integrovat nezávisle formulované hypotézy a teorie, jež doposud vysvětlovaly schopnost rostlinných druhů invadovat a náchylnost regionů k invazím (Richardson & Pyšek 2006, Pyšek et al. 2006); k hledání principů naturalizace (tedy schopnosti zdomácnět v nové oblasti a volně se zde rozmnožovat bez přispění člověka) je velmi vhodný biogeografický přístup (Pyšek & Richardson 2006). Temperátní pevninské oblasti jsou více invadované než pevniny v tropech, ale tropické ostrovy jsou zasaženy invazemi stejně jako ostrovy mírného pásu. Úspěšnost naturalizace klesá se zeměpisnou šířkou, je tedy vyšší v klimaticky teplejších oblastech. Všechny dosavadní práce vyjadřovaly úspěšnost naturalizace v dané oblasti prostým počtem přítomných naturalizovaných druhů; v práci (Pyšek & Richardson 2006) jsme jako první použili relativní měřítko (procento naturalizovaných z celkového počtu zavlečených druhů), které umožnilo detekovat závislosti jinak skryté (obr. 1).

Vedle klimatu ovlivňuje úspěšnost naturalizace zásadním způsobem také tzv. tlak propagulí (tedy množství rozmnožovacích částic rostliny, které se dostávají do invadované oblasti). Současným zahrnutím obou těchto faktorů (klimatickým modelováním byla vyjádřena míra shody mezi klimatem zdrojového a cílového území a data o objemu obchodu a turistiky mezi zdrojovým a invadovaným regionem byla použita jako míra tlaku propagulí), se nám podařilo vysvětlit současný výskyt naturalizovaných druhů jihoafrického původu v ostatních částech světa Thriller at al. 2005).

Na regionální škále lze faktory podmiňující naturalizaci postihnout ještě přesněji. Dokumentuje to studie zahrnující vliv tlaku propagulí a tzv. residenční doby. Metodický přínos zde spočívá v tom, že jsme pracovali se známým zdrojovým souborem druhů; naprostá většina studií přistupuje k problému opačně, srovnává rostliny v cílovém území, kterým se podařilo zdomácnět, ale zdrojový soubor druhů nezná. Díky zaměření na dřeviny jsme navíc odfiltrovali rušivý vliv životní formy (Křivánek et al. 2006). Dřeviny introdukované do ČR pro lesnické účely před několika stoletími zplaňují a naturalizují s vyšší pravděpodobností než druhy introdukované později (obr. 2). Relativní význam residenční doby (délky pěstování) je přitom průkazně větší než význam rozsahu pěstování, tj. tlaku propagulí. Studie dokumentuje, že lesnictví je významným historickým zdrojem invazních druhů dřevin v temperátním pásu.V další práci na souboru 180 druhů dřevin pěstovaných v ČR (Křivánek & Pyšek 2006) jsme na základě znalosti vlastností studovaných druhů ověřili, zda je možnost předpovědět, které z nich se stanou invazními, a ukázali jsme, že predikční systém vyvinutý v Austrálii je možno úspěšně použít i v temperátní zóně střední Evropy.

C.4C

C.4D

Data z 27 oblastí celého světa ilustrují, že relativní úspěšnost naturalizace zavlečených rostlin (vyjádřená jako % naturalizovaných druhů z celkového počtu zavlečených) klesá se stoupající zeměpisnou šířkou. Vyneseme-li místo % úspěšnosti pouhý počet naturalizovaných druhů, závislost není patrná (Pyšek & Richardson 2006). Doba, po kterou je dřevina pěstována, má rozhodující vliv na pravděpodobnost zplanění, které je prvním krokem k naturalizaci. Pro druhy zavedené do lesnických kultur před rokem 1800 činí pravděpodobnost zplanění 95 % (Křivánek et al. 2006).

Pyšek P., Richardson D. M. 2006. The biogeography of naturalization in alien plants. J. Biogeogr. 33: 2040–2050.

Richardson D. M., Pyšek P. 2006. Plant invasions: Merging the concepts of species invasiveness and community invasibility. Progr. Phys. Geogr. 30: 409–431.

Pyšek P., Richardson D. M., Jarošík V. 2006. Who cites who in the invasion zoo: insights from an analysis of the most highly cited papers in invasion ecology. Preslia 78: 437–468.

Thuiller W., Richardson D. M., Pyšek P., Midgley G. F., Hughes G. O., Rouget M. 2005. Niche-based modelling as a tool for predicting the risk of alien plant invasions at a global scale. Global Change Biol. 11: 2234–2250.

Křivánek M., Pyšek P., Jarošík V. 2006. Planting history and propagule pressure as predictors of invasions by woody species in a temperate region. Conserv. Biol. 20: 1487–1498.

Křivánek M., Pyšek P. 2006. Predicting invasions by woody species in a temperate zone: a test of three risk assessment schemes in the Czech Republic (Central Europe). Diversity Distrib. 12: 319–327.

Úloha arbuskulárních mykorhiz v kontaminovaných a degradovaných půdách

Symbióza s arbuskulárními mykorhizními (AM) houbami přestavuje důležitý mechanismus, kterým se rostliny mohou vyrovnávat se stresem spojeným s nedostatkem minerálních živin a vody, nepříznivým pH půdy či vysokými koncentracemi těžkých kovů.

V sérii biotestů využívajících inhibici růstu kořenů salátu jako citlivého indikátoru toxicity kadmia byla zjištěna nižší toxicita Cd v substrátu, ve kterém byly pěstovány rostliny tabáku inokulované AM houbami než v substrátu pocházejícím od neinokulovaných rostlin (Janoušková et al. 2006). Rozdíl se zvyšoval se stoupající koncentrací Cd v substrátu (obr. 1). V návazném pokusu byl zjištěn deseti- až dvacetinásobný obsah Cd na jednotku biomasy mimokořenového houbového mycelia extrahovaného z kontaminovaného substrátu ve srovnání s kořeny. Hypotézu o imobilizaci těžkých kovů AM houbami potvrzují i výsledky experimentu provedeného v půdě kontaminované olovem, kde inokulace AM houbami vedla ke zvýšení koncentrací Pb v kořenech rostlin, pravděpodobně díky akumulaci kovu v houbovém myceliu (Sudová et al. 2007). Ze získaných výsledků lze usuzovat na potenciální uplatnění arbuskulární mykorhizy ve fytostabilizaci kontaminovaných půd.

AM houby ovlivňují také produkční charakteristiky rostlin a složení rostlinných společenstev. Různé druhy AM hub a délka jejich mimokořenového mycelia v nádobovém experimentu výrazně ovlivnily koexistenci 2 dominantních druhů rostlin spontánně osídlujících vysoce alkalický antropogenní substrát z odkaliště továrny na PVC v Portugalsku, dřeviny Salix atrocinerea a byliny Conyza bilboana, a to z hlediska produkce biomasy (obr. 2) a tvorby semen (Oliveira et al. 2006). V dalším experimentu zaměřeném na produkci biomasy v substrátu čerstvě rekultivované hnědouhelné výsypky bylo zjištěno, že současná inokulace kukuřice AM houbami a půdními kvasinkami vedla ke zvýšení produkce rostlinné biomasy v závislosti na kombinaci izolátu AM houby a kmene kvasinek (Gollner et al. 2006).

C.4E

C.4F

Vliv koncentrace kadmia v substrátu na růst kořene klíčícího salátu. Relativní délka kořene představuje procenta délky kořene při koncentraci Cd 0 mg.kg-1. Prázdné symboly: substrát z mykorhizní rhizosféry; plné symboly substrát z nemykorhizní rhizosféry. Koexistence mezi Conyza bilbaoana a Salix atrocinerea. Procentuální podíl Conyza bilbaoana na celkové biomase v kultivačním systému. Rostliny kontrolní neninokulované nebo inokulované G. intraradices BEG163, G. mosseae BEG198, G. claroideum BEG210, G. geosporum BEG199 nebo směsí těchto 4 izolátů AM hub.

Janoušková M., Pavlíková D., Vosátka M. 2006. Potential contribution of arbuscular mycorrhiza to cadmium immobilisation in soil. Chemosphere 65: 1959–1965.

Sudová R., Pavlíková D., Macek T., Vosátka M. 2007. The effect of EDDS chelate and inoculation with the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices on the efficacy of lead phytoextraction by two tobacco clones. Appl. Soil Ecol. 35: 163–173.

Oliveira R. S., Castro P.M.L., Dodd J.C., Vosátka M. 2006. Different native arbuscular mycorrhizal fungi influence the coexistence of two plant species in a highly alcaline anthropogenic sediment. Plant Soil 287: 209–221.

Gollner M.J., Püschel D., Rydlová J., Vosátka M. 2006. Effect of inoculation with soil yeasts on mycorrhizal symbiosis of maize. Pedobiologia 50: 341–345.