24 July 2015

Úvod do faunistického výskumu malakofauny

(alebo ako skúmať život suchozemských ulitníkov)


Metódy terénneho prieskumu

Inventarizácia malakofauny

Faunistický výskum sa v posledných rokoch podceňuje, resp. je odsúvaný na okraj tzv. veľkej vedy. O jeho význame som písal v predchádzajúcom článku. V oblasti ochrany prírody a výskumu biodiverzity je však inventarizácia bioty (vegetácie, fauny) základným výskumom chránených, alebo potenciálne chránených, či inak hodnotných častí krajiny. Cieľom inventarizácie je zachytiť maximum druhov, ktoré žijú v danej oblasti, čomu treba prispôsobiť aj metódy zberu.

Prieskum terénu
Pri prieskume oblasti, v ktorej chceme robiť faunistický prieskum, vychádzame najprv zo štúdia mapových podkladov, alebo, v ideálnom prípade, tiež zo štúdia leteckých snímok územia (Google Maps, mapy.cz, mapy.sk a pod.). Pomocou turistickej papierovej, alebo digitálnej online mapy (mapy.hiking.sk, mapy.cz) získame základný prehľad o geomorfológii terénu, miestnych názvoch, turistických značkách, orientačných bodoch a pod. Z leteckých snímok si spravíme prehľad o súčasnom vegetačnom kryte, na podrobnejších leteckých snímkach môžeme dokonca, po určitej skúsenosti, rozoznať konkrétny druh biotopu (napr. step, lesostep, lúka, vŕbovo-topoľový les a pod.) alebo dokonca porastu (topolina, vrbina, topoľová lignikultúra). Osvedčilo sa, založiť si na mapovom serveri (v súčasnosti na Google Maps) vlastnú mapu lokalít (My maps alebo ešte lepšie vo Fusion tables), ktoré chceme preskúmať, k jednotlivým lokalitám je možné pridať do poznámky typy biotopov, ktoré nájdeme na príslušných stránkach Štátnej ochrany prírody, ak ide o chránené územia alebo územia európskeho významu (SKÚEV), prípadne si údaje, ktoré nevieme dohľadať zistíme u pracovníkov konkrétnej správy Chráneného krajinného územia (CHKO).
Väčšie, biotopovo heterogénne územie, ktoré chceme preskúmať, je dobré si rozdeliť aspoň na základné typy biotopov (stanovíšť), napr. lúčne biotopy, lesostep, bukový les, dubový les, alúvium potoka, vodná nádrž, intravilán obce a pod. V každom type biotopu potom odoberieme zvlášť vzorku.

Priamo v teréne si potom overíme, či boli naše predstavy o teréne/krajine správne, prípadne do prieskumu zaradíme ďalšie typy stanovíšť či mikrostanovíšť (napr. lesná sutina, nakumulované rozkladajúce sa drevo). V jednotlivých typoch biotopov potom spravíme aspoň zjednodušený fytocenologický zápis a zapíšeme si podrobnosti o charaktere odberového miesta (napr: interiér lužného lesa s množstvom rozkladajúceho sa vŕbového a topoľového dreva, miestami zvyšky náplavov po vlaňajšej povodni, na stromoch kalové stopy vo výške cca 1,5 metra, pôda ílovito-piesočnatá, nie hrudkovitá, humusová vrstva chýba).

Suchozemské ulitníky získavame pomocou nasledujúcich metód:

Individuálny zber
Upravené podľa M. Horsáka
Individuálny zber (nesprávne ručný) je spolu s preosevom substrátu hlavnou metódou inventarizačného prieskumu. Používa sa na zachatenie výskytu väčších druhov, akými sú oká sita preosievadla, druhov bezulitnatých (napr. čeľ. Arionidae, Limacidae, Agriolimacidae) a druhov, ktoré sa vysyktujú v hrabanke zriedkavo, alebo len v podobe prázdnych ulít (napr. kortikolné či dendrofilné druhy z čeľade Clausiliidae a pod.). V rámci individuálneho zberu prehľadávame všetky typy mikrostanovíšť: ulitníky hľadáme najmä pod starým, rozkladajúcim sa drevom, v rastlinnom opade alebo priamo na povrchu pôdy. Zber je dobré časovo štandardizovať (napr. jedna či viac osôb zbierajú 1-2 hodiny). Kamene, prípadne zvyšky stavebného materiálu vyhľadávajú ulitníky zriedkavo, tento typ substrátu prehľadávame najmä v intravilánoch obcí, príp. na rôznych typoch ruderálnych stanovíšť. Drobné druhy, alebo druhy, ktoré sa nedajú určiť priamo v teréne, vkladáme do uzatvárateľných epruviet. Nahé ulitníky, ktoré možno bezpečne určiť len na základe neskoršej pitvy (najmä „bezdomovcov“ z rodov Deroceras, Arion, Lehmannia) utopíme v sýtenej vode, doma vodu vylejeme a živočíchy zalejeme 70% etanolom (liehom). Materiál, ktorý by mohol byť v budúcnosti využitý na analýzu DNA, treba konzervovať v chemicky čistom etanole; ak ho nemáme po ruke, výnimočne môžeme tkanivá mäkkýšov skladovať niekoľko dní (!) aj v denaturovanom etanole, alebo ich uschovať na nejaký čas v mraziacom boxe. Niektoré ulitnaté druhy treba kvôli spoľahlivej determinácii takisto pitvať (napr. druhy z čeľade Zonitidae), však musíme utopiť až doma v chladnej, ale prevarenej vode (teda zbavenej kyslíka). V sýtenej vode by sa totiž zatiahli do ulity, topili by sa dlho, prípadne by sa stiahli a po preložení do alkoholu by potom boli ťažko pitvateľné až nepoužiteľné. Metodický návod k pitve nájdete na tejto stránke (v angličtine).

Terénne pomôcky: malé záhradnícke hrabličky (kultivátor, kypridlo), kovové alebo zo skleného vlákna (vyrába napr. firma Fiskars), stredne tvrdá pinzeta, fľaštičky (epruvety), malé plátené plátené vrecúška (cca 13 x 8 cm), resp. zvyšky silonových pančúch, ktoré sa po naplnení zaviažu, sýtená voda (ulitníky možno zaliať až doma, v epruvete vydržia živé približne deň, ak ich nevystavíme prílišnému teplu) (Obr. 1).


Obr. 1 Niektoré pomôcky na zber materiálu a vzorkovanie.


Semikvantitatívne a kvantitatívne vzorkovanie malakocenóz
Aby sme zistili aj drobné druhy ulitníkov (niktoré druhy sú v dospelosti veľké len 2 milimetre), je nutné pre čo najkompletnejšiu inventarizáciu odobrať aj vzorku spoločenstva mäkkýšov, resp. vzorku substrátu, ktorý sa väčšinou skladá z rastlinných zvyškov (konárikov, listov, častí bylín, machov a pod.) a povrchových 3-5 cm pôdy, čo väčšinou zodpovedá humusovej vstve pôdy.

Veľkosť vzorky sa podľa hustoty populácií a distribúcie malakofauny pohybuje cca od 3 do 10 litrov preosiateho substrátu. Cameron & Pokryszko (2005) odporúčajú, aby bolo vo vzorke 10-násobne viac jedincov než je druhov, minimálne by však malo byť vo vzorke 200 kusov (tzn., že ak vo vzorke nájdeme 10-20 druhov, stačí ak bude celkový počet ulít 200, pri 30 druhoch by mal byť minimálny počet ulít už 300.

Pri podrobných druhových inventarizáciách je vhodné zistiť, či sme zachytili všetky druhy, ktoré by sa mohli v skúmanom území potenciálne vyskytovať. K tomu slúžia napr. akumulačné krivky druhového bohatstva (pozri aj heslo rarefaction curves, príp. tento text nižšie). Vypočítať sa dajú s pomocou softvéru EstimateS (Colwell 2013) alebo PAST (Hammer et al. 2001).

Terénne pomôcky: preosievadlo*), hrabličky (ev. lopatka), igelitové vrecká, príp. tašky (min. 6-7 litrové), plechový štvorcový rám v prípade, že chceme odoberať kvantitatívne vzorky.

Ako na to: na mieste, kde chceme odobrať vzorku spoločenstva ulitníkov si vytýčime plochu, prípadne líniu (transekt), na ktorej budeme odoberať jednotlivé časti vzorky. Na nami určenej ploche (napríklad 50 x 50 m) by sme mali odobrať približne 5 litrov preosiateho opadu. Postupujeme tak, že náhodne vyberáme menšie plôšky, odobratý substrát priebežne preosievame a po nakumulovaní dostatočného množstva materiálu (závisí na úživnosti stanovišťa) presypeme do igelitového vrecka. Dôležité je vložiť doň tzv. lokalitný štítok minimálne s týmito údajmi: názov najbližšej obce, názov, resp. č. lokality a dátum zberu. Veľmi dôležité je zapezpečiť lokalitný štítok pred vlhkosťou a najmä pred ulitníkmi, ktoré ho s obľubou skonzumujú. Riešení je niekoľko, napríklad preosiaty substrát vkladať do dvoch do seba vložených vreciek a lok. štítok dať medzi ne, lok. štítok vložiť do menšieho mikroténového vrecka a zaviazať, alebo vložiť do fľaštičky, ak sú v ňom len prázdne ulity z individuálneho zberu a pod. Metodicky sa líši odber vzoriek napr. vo vodou nasýtených substrátoch v prameniskách, rašeliniskách, slatinách či lužných lesoch. Podrobnejší návod na vzorkovanie v takýchto typoch biotopov nájdete v práci Horsáka (2003).
          _____________________
Pozn.: *) Preosievadlo (Obr. 2) je vlastne valec ušitý z látky (najlepšie silonovej). V jeho hornej tretine je sito s veľkosťou ôk napr. 1x1 cm, na ktorom sú primontované dve rúčky. Na dolnej časti vreca je prišitá stužka alebo povrázok, aby sa dalo vrece zaviazať a nevypadával z neho preosiaty materiál. Po napreosievaní dostatočného množstva materiálu sa dolná časť rozviaže, preosev sa opatrne premiestni do igelitového vrecka, do ktorého sa pridá lokalitný štítok.


Obr. 2 Práca s preosievadlom v teréne.


Práce v laboratóriu

Spracovanie preosevu

Vysušenie: V laboratóriu sa preosev rozprestrie (napr. na veľkú fotomisku) a vysuší sa na voľnom vzduchu (dva týždne až mesiac, podľa teploty okolia). Ak potrebujeme sušenie z časových dôvodov urýchliť, použijeme sušičku (Obr. 3). Donokalým vysušením vzorky sa živé mäkkýše zatiahnu do ulít a vyschnú, z prázdnych ulít sa odparí voda, takže budú po nasledujúcom vyplavovaní plávať na hladine.

Obr. 3 Sušička na menší objem materiálu.
Výplav ulít: Po dokonalom vysušení sa vzorka namočí do väčšej nádoby s vodou (kýbla, zaváracieho hrnca a pod.), dobre sa premieša. Anorganické časti (kamienky, piesok, íl a pod. klesnú na dno, pri hladine zostane plávať organická časť s ulitami). Kuchynským cedidlom (veľkosť ôk 1x1 mm) sa pozbiera plávajúca časť vzorky, ktorá sa dá opäť vysušiť (teraz stačí do tej miery, kým bude schopná preosiatia). Anorganická časť, ktorá zostala na dne nádoby sa vyhodí, prípadne premyje cez hrubšie sito (napr. 5 x 5 mm), tak získame aj fragmenty ulít. Ak sa rozhodneme využiť aj túto časť vzorky, treba modifikovanú metodiku, samozrejme, dodržať pri všetkých vzorkách.
Premytá a vysušená vzorka sa preoseje napr. na tri frakcie, z najjemnejšej frakcie vyberáme ulity pod binolukárnou alebo pomocou čelovej či klasickej lupy, z hrubších frakcií priamo (ulity je vidno voľným okom).


Mäkkýše ako modelová skupina

Mäkkýše majú oproti viacerým živočíšnym skupinám tú výhodu, že sú dobre známe ich ekologické nároky väčšiny druhov (pre podrobnejšie informácie pozri článok Načo sú nám mäkkýše?) a sú ľahko určiteľné do druhovej úrovne (často priamo v teréne). Bioindikačné schopnosti sú vďaka nízkej mobilite a tesnej väzbe na biotop podobné rastlinám (napr. dospelé jedince cihy Bulgarica cana prešli za deň od 10-150 cm, za mesiac max. 20 m). Výskyt jednotlivých spoločenstiev mäkkýšov, resp. pomer druhov v spoločenstve, dobre odráža ekologické pomery konkrétneho stanovišťa, príp. spoľahlivo indikujú jeho sukcesné štádium.

Limitujúcimi faktormi rozšírenia mäkkýšov sú najmä:

1. obsah dostupného vápnika v pôde, príp. listoch rastlín (prevažujúcim faktorom je len vtedy, ak nie je v nadbytku).

2. vlhkosť okolia (pôda, mikroklíma)

3. zachovalosť (resp. historická kontinuita) stanovišťa

Medzi najbohatšie biotopy patria sutinové pralesy na vápencovom podklade, ktoré môžu hostiť okolo 70 druhov (napr. pralesy v Bukovských vrchoch, Pieninách a pod.).

Réfúgiami a centrami druhovej diverzity sú vložky sutinových (čerstvý minerálny podklad), tiež vďaka prítomnosti javora horského (Acer pseudoplatanus), naopak extrémne druhovo chudobné sú všeobecne ihličnaté lesy a dubiny. Výnimkami sú pralesovité a pôvodné porasty týchto lesných ekosystémov, napr. vysokobylinné smrečiny.

Určovanie druhov, určovacie kľúče a atlasy
Základným určovacím kľúčom nielen pre terestrické ulitníky stále zostáva Ložekov (1956) kľúč. Bohužiaľ, chýbajú tu vyobrazenia a iné určovacie znaky nahých ulitníkov a viacerých druhov, ktoré sa v období vydania Ložekovho kľúča nerozlišovali alebo neboli ešte z územia bývalého Československa známe. Tie nájdete v atlasoch Horsák et al. (2013), Kerney et al. (1983) alebo v prácach Wiktora (1989, 2004). Všeobecným atlasom Európskych mäkkýšov je obsiahla publikácia Welter-Schultesa (2012). Mapky rozšírení však nie sú veľmi spoľahlivé, dojem kazia aj viac-menej nekvalitné fotografie. Podrobné opisy druhov, aj s ich ekológiou, rozšírením a pod., nájdete v monografii Pokryszko (1990).

Obrázkové publikácie a atlasy na internete:

Zoznam slovenských a českých druhov mäkkýšov s mapami rozšírenia a obrázkami druhov (zatiaľ nie je kompletný, ale pracuje sa na tom:) 
Komentovaný zoznam mäkkýšov Českej a Slovenskej republiky s fotografiami väčšiny druhov.
Suchozemské mäkkýše a determinačná literatúra (autor M. Horsák)
Vitrinidae a Limacidae (autor M. Horsák)

Praktické poznámky k určovaniu terestrických ulitníkov
Pred determináciou je potrebné osvojiť si aspoň základné morfologické a anatomické názvoslovie (Ložek 1956, Horsák 2013). Väčšinu ulitnatých druhov je možné bezpečne určiť podľa morfológie schránky, výnimky tvoria viaceré rody z čeľade Zonitidae (u nás najmä rod Aegopinella). Väčšinu bezulitnatých druhov (najmä rod Deroceras) je možné určiť len na základe pitvy a porovnania morfológie pohlavných orgánov. Podrobný návod na pitvu nájdete v tejto publikácii (v nemeckom jazyku).

Analýza faunistických dát


Vybrané učebnice prístupné na internete:

Literatúra

Cameron R.A.D. & Pokryszko B.M. 2005. Estimating the species richness and composition of land mollusc communities: problems, consequences and practical advice. Journal of Conchology 38: 529-547.

Colwell, R. K. 2013. EstimateS: Statistical estimation of species richness and shared species from samples, Version 9. http://viceroy.eeb.uconn.edu/estimates/

Hammer, Ø., Harper, D.A.T., Ryan, P.D. 2001. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica 4(1): 9. http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm

Horsák M. 2003: How to sample mollusc communities in mires easily - jak jednodušeji vzorkovat prameništní malakocenózy. Malacologica Bohemoslovaca 2: 11–14.

Horsák M., Juřičková L. & Picka J. 2013: Měkkýši České a Slovenské republiky. Molluscs of the Czech and Slovak Republics. Kabourek, Zlín, 264 pp.

Kerney, M. P. Cameron, R. A. D. & Jungbluth, J. H. 1983: Die Landschnecken Nord- und Mitteleuropas. Paul Parey, Hamburg u. Berlin, 384 pp. ISBN 3-490-17918-8.

Ložek V. 1956: Klíč československých měkkýšů. Vyd. Slov. Akad. Vied, Bratislava 436 pp.

Pokryszko B. M. 1990: The Vertiginidae of Poland (Gastropoda: Pulmonata: Pupilloidea) – a systematic monograph. Annales Zoologici 43: 133–257.

Welter-Schultes F. 2012: European non-marine molluscs, a guide for species identification. Planet Poster Editions, Göttingen, 679 pp.

Wiktor A. 1989: Limacoidea et Zonitoidea nuda. Ślimaki pomrowiokształtne (Gastropoda: Stylommatophora). PWN, Warszawa, 207 pp.

Wiktor A. 2004: Ślimaki lądowe Polski. Wydawnictwo MANTIS, Olsztyn, 302 ss.

No comments: