Využití raků jako bioindikátorů kvality vody - Kuklina, Iryna (Jihočeská univerzita, 2014)
Ekologické postavení raků se během posledních desetiletí zásadně posunulo od vnímání raků jako senzitivních indikátorů vodního prostředí po dnešní rozšíření řady tolerantních druhů schopných přežívat v širokém rozpětí nepříznivých podmínek prostředí. I přes diskuze, zda je či není rak správný bioindikátor, jsou ale raci stále považováni za neodmyslitelnou a klíčovou součást vodního ekosystému. Bez ohledu na to, jak jsou jednotlivé druhy raků vnímavé ke kvalitě vodního prostředí, všechny druhy mohou být velmi dobře využity v různých studiích zaměřených na biomonitoring. Hlavním cílem disertační práce bylo vyvinutí a inovace systému pro kontinuální monitorování kvality vody s využitím raků jako bioindikátorů. Tím, že nejsou raci tak vývojově složití ve srovnání s obratlovci (např. rybami), ale dostatečně komplexní ve srovnání s ostatními bezobratlými s pevnou tělesnou schránkou (např. mlži), reprezentují užitečný objekt pro biomonitoring s dobrou možností manipulace s relativně snadným získáním, analýzou a interpretací dat. První část práce je věnována vyhodnocení raků jako vhodných bioindikátorů. Potvrdili jsme, že při zjišťování akumulace těžkých kovů ve vodním prostředí mohou raci poskytnout dostatečné množství vhodných tkání a orgánů. Pro tento účel jsme analyzovali žábra, svalovinu a hepatopancreas. Primárně se většina těžkých kovů akumuluje v hepatopankreatu (chrom, kadmium, měď, nikl, zinek). Pro větší relevanci výsledků biomonitoringu byla data porovnána se vzorky odebranými z ryb ze stejných nádrží. Zvláštní pozornost je v práci (druhá čast) věnována vyhodnocení etofyziologických charakteristik, pohybu a srdeční činnosti k vyhodnocení kvality vody. Testována byla reakce na chloramín, chloridy a dusitany a později i na různé přirozené podněty (pachy potravy, jedince jiného pohlaví, dravce atd.). Tento přístup se svým způsobem ukázal jako na jednu stranu jednoduchý, ale v zásadě komplexní a sofistikovaný. Jednoduchost tohoto přístupu spočívá v jeho rychlém využití a snadnějším vyhodnocení změn srdeční a pohybové aktivity přímo v reálném čase, oproti dlouhým a složitým analýzám. Jisté komplikace mohou souviset s nepředvídatelnou reakcí zvířat, protože se měřené parametry mohou často navzájem ovlivňovat, což musí být řádně sledováno a eliminováno. Jedinečnost našeho vyvinutého systému spočívá právě v kombinaci vyhodnocování chování a fyziologických parametrů, což poskytuje možnost relevantního vyhodnocení reakcí zvířat na změnu prostředí. Na vyvinutý systém byla podána patentová přihláška a senzor bude ochráněn jako užitný vzor. Tento systém je využitelný i pro ostatní korýše s dostatečnou velikostí krunýře, stejně tak jako pro vodní mlže. Jedinou slabinou systému může být to, že živý organismus je sice schopný přímé reakce na změnu prostředí, ale není schopný přesně specifikovat příčinu. Nicméně k tomuto účelu mohou být následně využity přesné chemické analytické metody schopné dnes detekovat široké spektrum látek. Ačkoli je srdeční tep druhově specifický a závislý na kondici jedince a nemůže být tudíž jednoduše aplikován na všechny druhy, může být vizuální analýza primárních křivek srdečního tepu využitelná pro stanovení referenčních hodnot pro určité fyziologické stavy raků. Tomuto problému je věnována závěrečná část práce. Závěrem lze říci, že vyvinutý systém pro biomonitoring je velmi dobře využitelná neinvazní metoda ke studiu reakcí raků na specifické podněty v kontrolovaných podmínkách, s možností další aplikace ve více vědních oborech i praxi.
Crayfish as bioindicators of water quality
Keywords: bioindikátor; biomonitoring; dlouhodobé sledování; dýchací činnost; etologie; invazní postup; neinvazní postup; ochrana vod; on-line přístup; reální čas; referenční skupina; srdeční činnost; Bioindicator; Biomonitoring; Cardiac activity; Continuous monitoring; Ethology; Invasive technique; Noninvasive technique; Real-time approach; Reference group; Ventilatory activity; Water protection