Inwazje biologiczne. Karolina Bacela-Spychalska Katedra Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii

Transkrypt

1 Inwazje biologiczne Karolina Bacela-Spychalska Katedra Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii

2 był sobie ekosystem

3

4 ? I co dalej

5 Etapy inwazji Przybyć Przeżyć Rozmnożyć się Rozprzestrzenić

6 Zasada 1 z 10 przybyć A B

7 Zasada 1 z 10 przeżyć A B

8 rozmnożyć się Zasada 1 z 10 A B

9 rozprzestrzenić Zasada 1 z 10 A B

10 I co dalej? wytworzenie nowych zależności w ekosystemie A B

11 śmierć lub niewola transport nieudana introdukcja udana Etapy inwazji biologicznej Reguła 1 / 10 zasięg lokalny rozszerzanie zasięgu mały duży wpływ na środowisko ludzka percepcja

12 Zależność matematyczna E = I x S E = liczba gatunków na danym terenie I= liczba gatunków introdukowanych S = przeżywalność

13 Jaki jest wpływ gatunków inwazyjnych? pozytywny? negatywny? neutralny?

14 Wpływ gatunku inwazyjnego interakcje na poziomie osobników i populacji (cykl życiowy, etologia) zależności na poziomie dynamiki populacji (zagęszczenie, wzrost populacji) zmiany genetyczne (hybrydyzacje, dobór) wpływ na strukturę zespołu (różnorodność, sieć troficzna) wpływ na ekosystem (produkcja pierwotna, obieg biogenów)

15 Racicznica zmienna (Dreissena polymorpha) ~1825

16 Lough Key, Irlandia Przejrzystość - OT Chlorofil - OT Fosfor - MT 9 km 2 Lucy i in. 2005

17 Lough Key, Irlandia Przejrzystość - OT Chlorofil - OT Fosfor - MT 9 km 2 Racicznica 34 miliardy osobników Filtrowanie całej pojemności jeziora 10 dni Lucy i in. 2005

18

19

20

21 Dreissena polymorpha zagęszczenie nawet do os / m 2

22 pokarm dla wielu gatunków ryb, pijawek konkurencja z gąbkami, chruścikami osiedlanie się na żywych organizmach (Unionidae, Odonata) makrobentos nowe siedliska dla fauny pokarm dla detrytusożerców zooplanktonożercy fitoplanktonożercy fitoplankton przejrzystość wody makrofity perifiton śmiertelność detrytusożercy fauna ryb makrobentos

23 Dreissena polymorpha Larwy ważek Anodonta anatina

24 Dikerogammarus villosus

25 Zasięg występowania Dikerogammarus villosus w Europie

26 Dikerogammarus villosus wektor pasożytów np. mikrosporidów drapieżnictwo (inne Amphipoda, makrobezkręgowce, jaja ryb) konkurencja np. o kryjówki drapieżnictwa przez ryby na innych Amphipoda

27 Invasional meltdown

28 Procambarus clarkii

29 rodzime raki pokarm dla czapli, kormorana wektor pasożytów np. A. astaci ptaki ryby makrobezkręgowce makrofity związki biogenne drapieżnictwo fitoplankton ptaki makrobezkręgowce, płazy, ryby przejrzystość wody Rodriguez i in., 2005

30 Główne zmiany przed introdukcją po introdukcji pokrycie dna makrofitami makrobezkręgowce ptaki płazy 95% <3% Rodriguez i in., 2005

31 Hybrydazja i introgresja Orconectes rusticus x Orconectes propinquus stopniowa eliminacja genów O. propinquus z populacji Perry i in., 2001; 2002

32 Pasożyty w inwazji biologicznej

33 Przenoszenie infekcji transmisja horyzontalna transmisja wertykalna

34 jednożywicielowy Cykl rozwojowy z żywicielem pośrednim owsik motyliczka

35 Dunn, 2009

36 Enemy release hypothesis Utrata naturalnych wrogów większy sukces gatunku inwazyjnego (Torchin et al. 2003)

37 Enemy release hypothesis Utrata naturalnego wroga: pasożyta, drapieżnika, konkurenta 26 gatunków inwazyjnych (mięczaki, skorupiaki, ryby, ptaki, ssaki, płazy i gady) średnio 16 gatunków pasożytów w rodzimym obszarze średnio 7 gat. pasożytów na skolonizowanych terenach (Torchin et al. 2003)

38 Enemy release hypothesis Uwolnienie od naturalnych wrogów: pasozytów, drapiezników lub konkurentów 26 NIS: molluscs, crustaceans, fishes, birds, mammals, amphibians, reptiles Comparison between their native and introduced ranges: - on average, only 3 of 16 native parasites in introduced range - an average of 4 parasites from the new area was able to infect the introduced host. (Torchin et al. 2003)

39 Parasite release hypothesis Inwazyjna forma Melanoides tuberculata in Africa jest wolna od obcych i znanych pasożytów (Genner et al. 2008)

40 Parasite release w zależności od ekosystemu Enemy release = escape - accumulation (Torchin et al 2003)

41 Parasite release - dlaczego? Efekt rozmiaru próby Presja na osobniki zarażone Małe zagęszczenie żywicieli na początku inwazji (Colautti et al 2004)

42 Parasite release??? (Colautti et al 2004)

43 Invader is taking native parasite Dilution effect prevalence of Microphallus sp. in a single population of native Potamopyrgus antipodarum, 2 x > higher than in population co-occuring with invasive snail Lymnea stagnalis but the invasive does not develop infection Kopp and Jokela (2007)

44 Rodzimy pasożyt infekuje gatunek obcy Ale żywiciel inwazyjny jest mniej narażony na negatywny efekt ze strony pasozyta inwazyjny G. roeselii vs rodzimy G. pulex zainfekowany Polymorphus minutus Bauer et al. 2005

45 Prewalencja Microphallus sp. w rodzimym Potamopyrgus antipodarum, 2 x > niż w populacji współwystepującej z inwazyjnym gatunkiem ślimaka żywiciel alternatywny Kopp and Jokela (2007)

46 Pasożyt współintrodukowany z żywicielem

47

48 Effect I Zagrożenie dla lokalnej fauny Np. Aphanomyces astaci

49 Hatcher et al. 20

50 Efekt II Kontrola populacji gatunków obcych Simberloff i Rejmanek (2011): the introduction of a co-evolved and preferably highly specific natural enemy from the native range of an invasive species

51

52

53 What gifts? Pontogammarus robustoides 3 species Dikerogammarus haemobaphes Dikerogammarus villosus 3 species

54 Cucumispora dikerogammari Pasożyt wewnątrzkomórkowy Żywiciel typowy: Dikerogammarus villosus (Ovcharenko et al. 2013)

55 prewalencja Cucumispora dikerogammari PRH zdrowe zainfekowane Wattier et al ; own data

56 Proportion infected Jak pasożyt jest przenoszony? zdrowe D. villosus + zainfekowana tkanka (T); jedzenie za sporami (F) lub zdrowa tkanka (U) *** Kanibalizm! ** T F U D. villosus (Bacela-Spychalska et al. 2012)

57 prewalencja Prewalencja zależna od zagęszczenia żywiciela r s = 0.76, p = zagęszczenie D. villosus Pasożyt może regulować liczebność populacji żywiciela (Bacela et al. 2012)

58 Cumulative survival przeżywalność Wpływ na żywiciela Uninfected, n = 29 Asymptomatic Infected, n = Days Symptomatic Infected, n = 30 brak wpływu na płodność (Bącela et al. 2012)

59 Wpływ na żywiciela aktywność U niezainfekowane I NS zainfekowane bez symptomów I WS zainfekowane z symptomami (Bacela et al. 2013)

60 PREDATION Wpływ na żywiciela Zespół makrobezkręgowców U niezainfekowane I NS zainfekowane bez symptomów I WS zainfekowane z symptomami (Bacela et al. 2013)

61 Proportion infected Is the parasite transmitted to other hosts? Experimental infections potential emergent disease??? T U T U T U D. villosusg. pulexg. roeseli (Bacela-Spychalska et al. 2012)

62 Wpływ na relacje inwazyjny vs. rodzimy

63 ekosystem zdegradowany

64