Laboratoř biodiverzity a ekologie vodního hmyzu
Zabýváme se biodiverzitou, životními cykly, populační ekologií a dynamikou společenstev vodního hmyzu a dalších vodních bezobratlých. Zároveň je používáme jako modelové skupiny pro studium obecných otázek zaměřených na vliv vybraných biotických a abiotických faktorů na interakce mezi jedinci a populacemi a na utváření společenstev.
Výzkum biodiverzity a fylogeneze vodního hmyzu je zaměřen především na žijící a fosilní zástupce jepic (Ephemeroptera) a pošvatek (Plecoptera) a založen na kombinaci klasické taxonomie využívající morfologické znaky a moderních biosystematických přístupů a molekulární taxonomie. Naším cílem je zmapovat druhovou diverzitu vybraných geografických oblastí, objasnit její vznik a přispět k její efektivní ochraně.
Náš ekologicky zaměřený výzkum je interdisciplinární a opírá se o kombinaci metod spojující práci v terénu s řízenými experimenty v terénu i v laboratoři a matematickým modelováním. Změny ve složení společenstev vodního hmyzu citlivě odrážejí změny ve stavu krajiny, proto se podílíme rovněž na dlouhodobém monitoringu výskytu vodního hmyzu v České republice a iniciovali jsme několik projektů zaměřených na výzkum společenstev vodních bezobratlých ve stojatých vodách v ČR.
Výsledky našich aplikovaných výzkumů poskytujeme institucím státní ochrany přírody, spolupracujeme například s AOPK ČR při inventarizaci druhů chráněných v rámci projektu Natura 2000, a kromě impaktových prací je publikujeme také v populárně naučných textech pro širší veřejnost.
| Vybrané publikace: |
|---|
|
Hrivniak Ľ.,
Sroka P.,
Godunko R. J., Manko P., Bojková J. (2022) Diversification in Caucasian Epeorus (Caucasiron) mayflies (Ephemeroptera: Heptageniidae) follows topographic deformation along the Greater Caucasus range. Systematic Entomology
47: 603-617. DOI: 10.1111/syen.12551 |
|
Dijoux S.,
Boukal D. (2021) Community structure and collapses in multichannel food webs: Role of consumer body sizes and mesohabitat productivities. Ecology Letters
24: 1607-1618. DOI: 10.1111/ele.13772 |
|
Mocq J.,
Soukup P., Näslund J.,
Boukal D. (2021) Disentangling the nonlinear effects of habitat complexity on functional responses. Journal of Animal Ecology
90: 1525-1537. DOI: 10.1111/1365-2656.13473 |
|
Pilotto F., Kühn I., Adrian R., Alber R., et al.,
Boukal D., Bretagnolle V., Camatti E., et al., Vorhauser S., Haase P. (2020) Meta-analysis of multidecadal biodiversity trends in Europe. Nature Communications
11: article number: 3486. DOI: 10.1038/s41467-020-17171-y |
|
Sentis A., Binzer Amrei,
Boukal D. (2017) Temperature-size responses alter food chain persistence across environmental gradients. Ecology Letters
20: 852-862. DOI: 10.1111/ele.12779 |
Řešené výzkumné projekty
Vliv kombinovaných stresorů na sladkovodní biotu
Cílem projektu je objasnit kombinovaný dopad antropogenního chemického znečištění a změny klimatu na sladkovodní ekosystémy za použití laboratorních a mesokosmových pokusů zaměřených na biotu malých stojatých vod s převahou vodních bezobratlých. V současnosti nemáme dostatek dat a ucelený koncept, pomocí kterého bychom mohli předvídat odezvy sladkovodních společenstev na tyto kombinované stresory. K zaplnění této mezery ve znalostech používáme laboratorní a mesokosmové pokusy, abychom ukázali, jak v malých stojatých vodách ovlivňují běžně používaná farmaka a pesticidy v kombinaci s oteplováním daný ekosystém od jedinců k tokům energie ve společenstvech.
Výzkumný tým: D. Boukal (PI), V. Kolář, A. Csercsa
Externí spolupráce: C. Duchet (PřF JU), T. Randák (FROV JU), K. Grabicová (FROV JU), R. Stoks (KU Leuven)
Společenstva vodního hmyzu a dalších bezobratlých stojatých vod ovlivněných člověkem
Pomocí srovnání společenstev nádrží na odkalištích popílku, v blízkých pískovnách a rybnících analyzujeme biodiverzitu sladkovodních bezobratlých a ochranářský potenciál umělých stanovišť. Ochranářskou hodnotu i ekologii společenstev na těchto stanovištích studujeme kombinací terénního výzkumu na krajinné škále, laboratorních a terénních experimentů a analýzou obsahu těžkých kovů napříč trofickými gildami a taxony. Tento přístup poskytne racionálně podložená doporučení pro obnovu a management umělých stanovišť včetně rybníků a přispěje k širšímu porozumění biodiverzitě antropogenních stanovišť.
Výzkumný tým: D. Boukal (PI), V. Kolář, B. Carreira
Externí spolupráce: R. Tropek, A. Landeira-Dabarca (ENTÚ), L. Vebrová, M. Poláková, O. Skácelová-Lepšová (PřF JU), R. Stoks (KU Leuven)
Studenokrevní sladkovodní živočichové a klimatická změna: vliv fenotypové plasticity na životní cykly a trofické interakce
Pochopení způsobů, jakými klimatická změna ovlivní ekosystémy, je jednou z velkých výzev současné ekologie a biologie ochrany přírody. Ohrožení řady sladkovodních ektotermů stoupajícími teplotami vzhledem k jejich omezeným schopnostem šíření může být alespoň částečně vyváženo jejich fenotypovou plasticitou. Její role v kontextu klimatické změny ale zatím není dostatečně objasněna. Pomocí laboratorních experimentů a počítačových simulací proto zkoumáme, jakou roli v životních cyklech a mezidruhových vztazích sladkovodních ektotermů vystavených předpokládané klimatické změně hrají teplotně závislá výkonnost jedinců a teplotně indukovaná fenotypová plasticita.
Výzkumný tým: D. Boukal (PI), A. Csercsa, S. Dijoux
Externí spolupráce: J. Mocq, J. Okrouhlík (PřF JU), L. Gvoždík (Ústav biologie obratlovců AV ČR), A. Sentis (University of Aix-Marseille)
Biogeografie a speciace jepic (Ephemeroptera) Nové Kaledonie
Nová Kaledonie je melanéské souostroví s mimořádnou rozmanitostí a endemismem, které je považováno za hotspot biologické rozmanitosti v globálním měřítku. Nejintenzivněji studovaným biologickým fenoménem na Nové Kaledonii je původ její bioty ve vztahu k její geologické historii, která zahrnuje oddělení od Gondwany, akrece teránů, i její dočasné ponoření pod hladinu oceánu. V rámci našeho projektu se zaměřujeme na procesy formující biodiverzitu sladkovodních ekosystémů Nové Kaledonie za použití jepic (Ephemeroptera) jako modelové skupiny. Jejich zdejší faunu tvoří pouze jediná čeleď (Leptophlebiidae), v rámci které se však vyvinula široká škála ekologických adaptací, podobně jako v případě známých Darwinových pěnkav na Galapágách. Hlavním cílem našeho výzkumu je zmapovat diverzitu jepic Nové Kaledonie, odhalit její geografický původ a evoluční historii.
Výzkumný tým: Ľ. Hrivniak (PI), P. Sroka, R. Godunko
Externí spolupráce: J. Bojková (Masarykova univerzita, Brno), M. Sartori a J-L. Gattolliat (Zoologické museum, Lausanne)
Larvální specializace, bionomie a habitatové přesuny u dvou vybraných řádů hmyzu v období mezozoika
Odlišné životní strategie u larev a dospělců hmyzu umožňují efektivní využití zdrojů a omezení vnitrodruhové kompetice. Tato evoluční výhoda umožnila hmyzu stát se druhově nejpočetnější skupinou organismů na Zemi. Adaptace larev fosilního hmyzu jsou ale doposud málo prozkoumány. Našim cílem je studium nového materiálu larválních stádií hmyzu z období mezozoika (druhohor), které je klíčové pro hmyzí evoluci, především ve vztahu k zrychlující se diverzifikaci v rámci některých linií související se změnami paleoklimatu a paleoekosystémů. Jako modelové skupiny budeme zkoumat vodní jepice a terestrické skupiny brouků z podřádu Polyphaga, které odrážejí široké spektrum paleohabitatů. Tento přístup umožní sledování habitatových přesunů a stází u larev v rámci jejich mezozoické evoluční historie.
Výzkumný tým: P. Sroka, R. Godunko
Externí spolupráce: J. Prokop (PI), J. Batelka, K. Rosová (Charles University, Prague), A. H. Staniczek (Stuttgart State Museum of Natural History)
Jepice Kavkazu
Sladkovodní biotopy na Kavkaze hostí výjimečně bohatá společenstva s velkým počtem endemitů. Jepice (Ephemeroptera) přitom představují důležitou složku této unikátní místní fauny. Za uplynulou dekádu jsme uskutečnili řadu cest do této oblasti a nashromáždili rozsáhlý materiál, který stále zpracováváme. Naším cílem je postupně poskytnout komplexní informace o druhové rozmanitosti, identifikaci a rozšíření kavkazských jepic, což umožní lepší využití této skupiny pro účely hydrobiologie, monitoringu kvality vod a jejich ochrany. Zároveň zkoumáme mechanismy vzniku a diverzifikace zdejších vývojových linií ve vztahu ke geologické historii oblasti. Tak bude možné porozumět evoluční historii a okolnostem vzniku zdejších endemických druhů.
Výzkumný tým: R. Godunko, Ľ. Hrivniak, P. Sroka
Externí spolupracovníci: J. Bojková (Masarykova Univerzitya, Brno), A.V. Martynov (National Museum of Natural History, Kiev), D.M. Palatov (Moscow State University)
