Oddělení ekologie invazí

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace ׀ Web

 

Výzkumná témata

  • Faktory určující úspěšnost naturalizace a rozšíření nepůvodních druhů
  • Role vlastností druhů v rostlinných invazích
  • Invazivnost rostliných druhů a invazibilita rostlinných společenstev
  • Klasifikace dopadů invazních rostlin a živočichů
  • Globální databáze naturalizovaných nepůvodních rostlin (GloNAF)
  • Případové studie invazních druhů

 

Vybrané výsledky z posledních let 

1/ Fylogenetická příbuznost rostlin ovlivňuje jejich schopnot vytvářet půdní semennou banku

Pomocí globální databáze semenných bank (GloSSBank), která obsahuje údaje pro 2350 krytosemenných rostlin, jsme zkoumali, nakolik jsou délka přežívání semenné banky v půdě a její hustota určovány fylogenetickou příbuzností. Zjistili jsme významný fylogenetický signál, což dokazuje, že schopnost vytvářet vytrvávající semennou banku se neobjevuje ve fylogenezi náhodně. Schopnost přetrvávat v půdě je sice fylogeneticky korelována s produkcí dormantních a malých semen, ale hmotnost semen a dormance jsou samy o sobě špatnými prediktory přežívání semen v půdě. Je zajímavé, že proměnné odrážející vliv habitatu (hlavně míra narušení a pokryvnost vegetace), významně ovlivňují schopnost krytosemenných rostlin vytvářet trvalou semennou banku, ale klima takový vliv nemá. Jako první jsme v této studii ukázali, že fylogenetická příbuznost je důležitá pro pochopení funkce semenných bank a jejich vzniku, i toho jak souvisí s vlastnostmi rostlin, klimatem a charakterem biotopu. Tato zjištění poskytují důležité poznatky o chování rostlin v neprediktabilním prostředí a o tom, jaký vliv na rostlinné populace může mít globální změna.

  • Gioria M., Pyšek P., Baskin C. C. & Carta A. (2020) Phylogenetic relatedness mediates persistence and density of soil seed banks. Journal of Ecology 108: 2121–2131 (doi: 10.1111/1365-2745.13437)

 

2/ Socioekonomické aspekty biologických invazí: které rostliny pěstujeme a jak je vybíráme?

Sledovali jsme, jak ekonomické využívání semenných rostlin ovlivňuje pravděpodobnost naturalizace druhu v území mimo oblast jeho původní výskytu, kam jej přenesli lidé. Zjistili jsme, že pravděpodobnost naturalizace užitkových rostlin (které mají pro člověka ekonomickou hodnotou) je 18krát vyšší, než u rostlin bez ekonomického využití. Nejúspěšnější jsou v tomto ohledu rostliny pěstované jako krmivo pro zvířata a rostliny s environmentálním využitím (např. okrasné). Platí také, pravděpodobnost naturalizace vzrůstá s počtem různých způsobů využití. Mezi užitkovými rostlinami jsou nadměrně zastoupeny taxony ze severní polokoule a nejsnáze v nových územích zdomácňují užitkové rostliny z Asie (van Kleunen et al. 2020). Které rostliny a zvířata člověk vybírá pro kultivaci a chov, však částečně závisí na charismatu jednotlivých druhů, které je definováno jako soubor vlastností a jejich vnímání člověkem, jež ovlivňují postoje a chování lidí k dotyčnému druhu. Ukazujeme, že charisma může ovlivnit všechny fáze invazního procesu, od introdukce až po managementová opatření, protože se odráží ve veřejném mínění a přispívá k sociálním konfliktům souvisejícím s invazemi (Jaric et al. 2020).

  • van Kleunen M., Xu X., Yang Q., Maurel N., Zhang Z., Dawson W., Essl F., Kreft H., Pergl J., Pyšek P., Weigelt P., Moser D., Lenzner B. & Fristoe T. (2020): Economic use of plants is key to unravelling their naturalization success. – Nature Communications 11: 3201
  • Jarić I., Courchamp F., Correia R. A., Crowley S. L., Essl F., Fischer A., González-Moreno P., Kalinkat G., Lambin X., Lenzner B., Meinard Y., Mill A., Musseau C., Novoa A., Pergl J., Pyšek P., Pyšková K., Robertson P., von Schmalensee M., Shackleton R. T., Stefansson R. A., Štajerová K., Veríssimo D. & Jeschke J. M. (2020): The role of species charisma in biological invasions. – Frontiers in Ecology and the Environment 18: 345–353 (doi: 10.1002/fee.2195)

 

Obchod s rostlinami je jedním z hnacích motorem invazí. Foto M. Vilà

 

3/ Mykorhizní houby a ostatní symbionti ovlivňují rozšíření rostlin a jejich invazní potenciál

Ukázali jsme, že spojení rostlin s mykorhizními houbami je pro ně výhodné z hlediska invaze, ale funguje odlišně na ostrovech a na pevnině. Mezi původními rostlinami na ostrovech je méně mykorhizních než na pevnině, ale naturalizované flóry na ostrovech vykazují více mykorhizních asociací než na pevnině. Pravděpodobnost, že mykorhizní rostlina úspěšně zdomácní je vyšší než pro nemykorhizní, nejvýhodnější strategií je fakultativní mykorhiza, která umožňuje na rozdíl od obligátní větší flexibilitu. Význam mykorhiz pro globální biogeografii rostlin a jejich vliv na invaze není plně nedoceněn.

  • 1. Delavaux C. S., Weigelt P., Dawson W., Duchicela J., Ess F., van Kleunen M., König C., Pergl J., Pyšek P., Stein A., Winter M., Schultz P., Kreft H. & Bever J. D. Mycorrhizal fungi influence global plant geography. Nature Ecology and Evolution 2019, 3: 424–429.
  • 2. Pyšek P., Guo W.-Y., Štajerová K., Moora M., Bueno C. G., Dawson W., Essl F., Gerz M., Kreft H., Pergl J., van Kleunen M., Weigelt P., Winter M. & Zobel M. Facultative mycorrhizal associations promote plant naturalization worldwide. Ecosphere 2019, 10: e02937.
  • 3. Warrington S., Ellis A., Novoa A., Wandrag E. M., Hulme P. E., Duncan R. P., Valentine A. & Le Roux J. J. Cointroductions of Australian acacias and their rhizobial mutualists in the Southern Hemisphere. Journal of Biogeography 2019, 46: 1519–1531.

 

4/ Změny druhové bohatosti v Antropocénu: od globálních databází k teoretickým konceptům

První globální analýza vlivu biogeografických faktorů, environmentálních proměmných prostředí a socioekonomických faktorů na bohatost naturalizovaných a invazivních nepůvodních rostlin ukázala, že socioekonomické faktory jsou důležitější pro vysvětlení počtu invazních rostlin důležitější než jako prediktor počtu naturalizovaných (1). Analýza byla založena na letos zveřejněné databázi Global Naturalized Alien Flora (GloNAF), obsahující rozšíření 13 939 naturalizovaných taxonů v 1029 regionech světa (2). Zpracovali jsme také globální soupisy dvou funkčních skupin, nepůvodních kapradin (3) a naturalizovaných trav (4). Další analýza odhalila, že Severní a Jižní Amerika čelí odlišné hrozbě, pokud jde o ohrožení biodiverzity rostlinnými invazemi, a to z důvodu rozdílné historie a současné dynamiky invazí. V Severní Americe mají naturalizované druhy na původní flóře kontinentu mnohem vyší podíl (6,9% vs 1,4%) (5). Zpracovali jsme také teoretický koncept založený na tom, že je důležité rozlišovat druhy, které se šíří v důsledku člověkem způsobených změn prostředí, aniž by byly přímo zavlékány. Pro tyto taxony navrhujeme termín ‘neonative’ (6).

  • 1. Essl F., Dawson W., Kreft H., Pergl J., Pyšek P., van Kleunen M., Weigelt P. et al. (2019) Drivers of the relative richness of naturalized and invasive plant species on the Earth. AoB Plants 11: plz051.
  • 2. van Kleunen M., Pyšek P., Dawson W., Essl F., Kreft H., Pergl J., Weigelt P. et al. (2019) The Global Naturalized Alien Flora (GloNAF) database. – Ecology 100: e02542.
  • 3. Jones E. J., Kraaij T., Fritz H. & Moodley D. 2019. A global assessment of terrestrial alien ferns (Polypodiophyta): species’ traits as drivers of naturalisation and invasion. Biological Invasions 21:861-873.
  • 4. Canavan S., Meyerson L. A., Packer J. G., Pyšek P., Maurel N., Lozano V., Richardson D. M., Brundu G., Canavan K., Cicatelli A., Čuda J., Dawson W., Essl F., Guarino F., Guo W-Y, van Kleunen M., Kreft H., Lambertini C., Pergl J., Skálová H., Soreng R. J., Visser V., Vorontsova M. S., Weigelt P., Winter M. & Wilson J. R. U. 2019. Tall-statured grasses: a useful functional group for invasion science. Biological Invasions 21: 37-58.
  • 5. Pyšek P., Dawson W., Essl F., Kreft H., Pergl J., Seebens H., van Kleunen M., Weigelt P. & Winter M. (2019): Contrasting patterns of naturalized plant richness in Americas: numbers are higher in the North but expected to rise sharply in the South. Global Ecology and Biogeography 28: 779–783.
  • 6. Essl F., Dullinger S., Genovesi P., Hulme P. E., Jeschke J., Katsanevakis S., Kühn I., Lenzner B., Pauchard A., Pyšek P., Rabitsch W., Richardson D. M., Seebens H., van Kleunen M., van der Putten W., Vilà M. & Bacher S. (2019) A conceptual framework for range-expanding species that track human-induced environmental change. BioScience 69: 908–919

Dynamics over time of new species introductions to North and South America
Dynamika introdukcí nepůvodních rostlin do Severní a Jižní Ameriky, vyjádřená jako kumulativní počet (a), a počet později naturalizovaných druhů zavlečených v příslušném roce.