MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta

MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta Ivo PAPOUŠEK MOLEKULÁRNĚ-GENETICKÉ ANALÝZY DRUHŮ RODU CARASSIUS VE STŘEDNÍ EVROPĚ Disertační práce Školitel: prof. RNDr. Jiřina Relichová, CSc. Školitel-specialista: RNDr. Věra Lusková, CSc. Brno, 2008

Bibliografická identifikace Jméno a příjmení autora: Mgr. Ivo Papoušek Název disertační práce: Molekulárně-genetické analýzy druhů rodu Carassius ve střední Evropě Název disertační práce anglicky: Molecular-genetic analyses of Carassius species in the central Europe Studijní program: Biologie Studijní obor (směr), kombinace oborů: Obecná a molekulární genetika Školitel: prof. RNDr. Jiřina Relichová, CSc. Školitel-specialista: RNDr. Věra Lusková, CSc. Rok obhajoby: 2008 Klíčová slova v češtině: Klíčová slova v angličtině: Carassius, Carassius auratus, genetická diverzita, sekvencování, mtdna, kontrolní oblast, cytochrom b, mikrosatelity, hybridizace Carassius, Carassius auratus, genetic diversity, sequencing, mtdna, control region, cytochrome b, microsatellites, hybridization

Ivo Papoušek, Masarykova univerzita, 2008

Rád bych poděkoval své školitelce prof. RNDr. Jiřině Relichové, CSc., školitelcespecialistce RNDr. Věře Luskové, CSc., a doc. Ing. Stanislavu Luskovi, CSc. za vedení mé disertační práce a nesčetné podnětné rady, příspěvky a připomínky, trpělivost a ochotu. Dále děkuji všem svým spolupracovníkům z Ichtyologického oddělení Ústavu biologie obratlovců AV ČR, v. v. i., Karlu Halačkovi, Janu Mendelovi, Lukáši Vetešníkovi, Evě Bartoňové, Janu Kociánovi a Miroslavu Prokešovi, kteří prováděli sběry vzorků, morfometrické a karyologické analýzy, vytvářeli nedocenitelné pracovní prostředí a předávali mi své zkušenosti a cenné rady. Děkuji rovněž zahraničním kolegům Ladislavu Pekárikovi a Jánu Koščovi za poskytnuté vzorky a podněty, které přispěly k řešení studované problematiky. Největší díky patří mé rodině a přátelům za dlouhodobou podporu a porozumění, nejen při přípravě této práce, ale ve všech oblastech mého života.

Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracoval samostatně. Veškerou literaturu a ostatní prameny, z nichž jsem při přípravě práce čerpal, řádně cituji a uvádím v seznamu použité literatury.

Abstrakt V oblasti střední Evropy se vyskytují dva druhy rodu Carassius: nativní karas obecný (Carassius carassius Linnaeus 1758) a nepůvodní karas stříbřitý (Carassius auratus Linnaeus 1758), který je považován za jeden z nejúspěšnějších invazivních druhů ve vodách Evropy. V oblasti biologie a taxonomie forem, které jsou souhrnně označovány jako karas stříbřitý, však stále existuje mnoho nejasností. V předkládané práci byla studována genetická diverzita komplexu karasa stříbřitého (Carassius auratus) technikami přímého sekvencování dvou úseků mitochondriální DNA: kontrolní oblasti a genu pro cytochrom b. Molekulárně-genetické analýzy prokázaly ve vodách České republiky a Slovenska přítomnost čtyř oddělených fylogenetických linií, které odpovídají čtyřem formám komplexu karasa stříbřitého. Jsou to formy Carassius auratus gibelio, Carassius auratus auratus, Carassius auratus langsdorfii a čtvrtá forma neznámé identity. Zjištěná vysoká genetická diverzita může mít souvislost s vysokou invazivní úspěšností karasa stříbřitého. Analýza čtyř mikrosatelitových markerů potvrdila hybridizaci mezi karasem obecným a formou Carassius auratus gibelio v oblasti dolního toku řeky Dyje. Analýza mitochondriální DNA prokázala, že jde o produkty jednosměrného křížení samců C. carassius a samic formy C. a. gibelio. Jedná se o první záchyt těchto hybridů na území České republiky. Analýza šesti mikrosatelitových markerů a sekvencování mitochondriální DNA populace karasa stříbřitého z umělého mokřadu v zátopovém pásmu řeky Moravy prokázaly koexistenci dvou klonálních linií karasa stříbřitého, odpovídajících formám Carassius auratus gibelio a Carassius auratus langsdorfii.

Dissertation abstract Two species of the genus Carassius occur in the central Europe: the native crucian carp (Carassius carassius Linnaeus 1758) and the non-indigenous silver crucian carp (Carassius auratus Linnaeus 1758), which is considered to be one of the most successful invasive species in the waters of the Europe. However, there is still much confusion in the field of biology and taxonomy of forms, which are collectively labeled as the silver crucian carp. In the proposed thesis, genetic diversity of the silver crucian carp (Carassius auratus complex) has been studied by methods of direct sequencing of two segments of the mitochondrial DNA: the control region and the cytochrome b gene. Molecular-genetic analyses have proven existence of four distinct phylogenetic lineages, which correspond to four forms of the silver crucian carp complex, in the waters of the Czech Republic and Slovakia. Those forms are Carassius auratus gibelio, Carassius auratus auratus, Carassius auratus langsdorfii and a fourth form of unknown identity. Uncovered high genetic diversity could relate to the high level of invasive success of the silver crucian carp. Analysis of four microsatellite markers has confirmed hybridization between the crucian carp and the Carassius auratus gibelio form in the lower reach of the Dyje River. Analysis of the mitochondrial DNA proved that those hybrids resulted from unidirectional hybridization between C. carassius males and C. a. gibelio females. Such hybrids have been found on the territory of the Czech Republic for the first time. Analysis of six microsatellite markers together with sequencing of the mitochondrial DNA in a silver crucian carp population from an artificial wetland in the Morava River floodplain have proven a coexistence of two clonal lineages of the silver crucian carp in the wetland. Those two lineages correspond to the Carassius auratus gibelio and Carassius auratus langsdorfii forms.

OBSAH 1. Úvod... 10 2. Literární přehled... 12 2.1. Použité názvosloví... 12 2.2. Taxonomie a systematika karasa stříbřitého (Carassius auratus komplex)... 13 2.2.1. Formy Carassius auratus gibelio a Carassius auratus auratus... 13 2.2.2. Tzv. japonské formy... 15 2.3. Přehled šíření karasa stříbřitého s ohledem na oblasti střední Evropy... 16 2.4. Biologie karasa stříbřitého... 23 2.4.1. Popis... 23 2.4.2. Pohlaví, ploidie a rozmnožování... 24 2.5. Význam karasa stříbřitého a jeho vliv na ostatní ichtyofaunu... 26 2.6. Molekulárně-genetické markery diverzity ryb... 27 2.7. Využití mitochondriálních markerů... 32 2.7.1. Mitochondriální DNA... 32 2.7.2. Kontrolní oblast... 33 2.7.3. Gen pro cytochrom b... 34 3. Cíle disertační práce... 35 4. Materiál a metody... 36 4.1. Genetická diverzita komplexu Carassius auratus v ČR a na Slovensku... 36 4.1.1. Sběr vzorků a DNA extrakce... 36 4.1.2. Použité molekulární markery... 39 4.1.3. Statistické vyhodnocení... 41 4.2. Analýza hybridizace mezi karasem stříbřitým a karasem obecným... 42 4.3. Analýza mikrosatelitových markerů u populace karasa stříbřitého z umělého mokřadu Chomoutov... 43 5. Výsledky... 45 5.1. Genetická diverzita komplexu Carassius auratus v ČR a na Slovensku... 45 5.1.1. Analýza kontrolní oblasti... 45 5.1.1.1. Molekulární charakterizace... 45 5.1.1.2. Geografické rozložení haplotypů... 47 5.1.1.3. Vztah haplotypů, ploidie a pohlaví... 48 5.1.1.4. Fylogenetická analýza... 49 5.1.1.5. Haplotypová síť... 51 5.1.2. Analýza genu pro cytochrom b... 52 5.2. Analýza hybridizace mezi karasem stříbřitým a karasem obecným... 53 5.3. Analýza mikrosatelitových markerů u populace karasa stříbřitého z umělého mokřadu Chomoutov... 56 6. Diskuse... 58 6.1. Posouzení vhodnosti použitých technik a markerů... 58 6.2. Genetická diverzita komplexu Carassius auratus v ČR a na Slovensku... 59 6.3. Linie G forma Carassius auratus gibelio... 61 6.4. Linie L forma Carassius auratus langsdorfii... 63 6.5. Linie M... 66 6.6. Linie A forma Carassius auratus auratus... 67 6.7. Hybridizace mezi karasem stříbřitým a karasem obecným... 67 7. Závěr... 70 8. Seznam použité literatury... 71

9. Seznam použitých zkratek... 84 10. Přílohy soubor publikací... 85

1. ÚVOD Rod karas (Carassius) je významným rodem ryb z čeledi Cyprinidae, v současnosti celosvětově rozšířeným. Ornamentální formy karasa stříbřitého, tzv. zlatá rybka, jsou dokumentovány již od počátku vlády dynastie Sung v Číně mezi roky 968 a 975 n. l. (Balon 2004, 2006). Karas stříbřitý je využíván jako modelový organismus v biologii, v řadě zemí představuje významný objekt rybářství a tvoří i významnou část rybích společenstev v přírodních ekosystémech. Jednotlivé formy karasa stříbřitého patří k nejčastějším subjektům introdukce ryb ve světě s nejvyšší mírou úspěšnosti (García-Berthou et al. 2005). I přes tato fakta a výzkumnou pozornost, která je tomuto rodu věnována, existuje stále mnoho nejasností v oblasti biologie a taxonomie forem, které jsou souhrnně označovány jako karas stříbřitý (Lusková et al. 2004). V oblasti střední Evropy se v současnosti vyskytuje karas obecný (Carassius carassius Linnaeus 1758), který je zde původním taxonem. Karas obecný zde v minulosti patřil mezi obecně rozšířené druhy (Libosvárský 1963a,b), v současnosti je však považován za druh ohrožený (Lusk et al. 2004). Dalším zástupcem rodu Carassius je karas stříbřitý (Carassius auratus Linnaeus 1758), který je pro tuto oblast druhem nepůvodním. Vzhledem k negativnímu vlivu na původní diverzitu je tento nepůvodní taxon hodnocen jako invazivní. Termín karas stříbřitý je vzhledem k dosud nevyjasněné a nejednoznačné taxonomii v této práci používán jako souhrnný název pro několik forem. Karas stříbřitý je považován za jeden z nejúspěšnějších invazivních druhů ve vodách Evropy (Lusk et al. 1998a; Lusk & Lusková 2005). Od šedesátých let minulého století se začal postupně šířit v povodí Dunaje a pronikat do vod jednotlivých států. První nálezy ze slovenského povodí Dunaje pocházejí z roku 1961 (Balon 1962) a z povodí Tisy z roku 1963 (Žitňan 1965). V české části tehdejšího Československa byl karas stříbřitý poprvé zjištěn v oblasti soutoku Dyje a Moravy v roce 1976 (Lusk et al. 1977). Pronikl tam automigrací z Dunaje přes slovensko-rakouský úsek Moravy. Karas stříbřitý se plně naturalizoval, vytvořil stabilní populace a stal se trvalou součástí rybího osídlení většiny přírodních i umělých ekosystémů v České republice i na Slovensku (Lusk 1986, Lusk et al. 1996, Halačka et al. 2003, Lusková et al. 2004). Základní předpoklady vysoké úspěšnosti karasa stříbřitého v obsazování nových areálů v souvislosti s introdukčními aktivitami člověka nebo v důsledku vlastních migračních aktivit spočívají především v oblasti jeho specifických biologických vlastností. Tento taxon se 10

vyznačuje širokou ekologickou valencí, nenáročností. Specifická je jeho reprodukční variabilita a výkonnost, když se uplatňuje jak pohlavní tak i nepohlavní forma reprodukce spolu s vícedávkovým výtěrem. Výskyt jednopohlavních samičích populací zejména v prvních etapách okupace nového areálu významně zvyšuje reprodukční potenciál. Po stabilizaci osídlení nových biotopů proběhla postupně transformace na smíšený typ populací, kde se vyskytují samci i samice, vedle nepohlavní se tedy objevuje i pohlavní forma reprodukce. Zajímavý je i výskyt několika ploidních stavů: diploidních a triploidních, případně i víceploidních jedinců. Význam tohoto stavu nebyl dosud zcela objasněn. Tento stav je možno označit jako tzv. diploidně-polyploidní komplex (Vasil eva & Vasil ev 2000, Halačka et al. 2003; Lusková et al. 2004; Vetešník 2005). Významným činitelem, který ovlivňuje životaschopnost, je i genetická variabilita. V tomto směru jsou dosavadní znalosti o karasu stříbřitém nedostatečné, a proto se tato oblast stala i tématem předkládané disertační práce. Ichtyologické oddělení Ústavu biologie obratlovců Akademie věd ČR, v. v. i., jehož jsem od roku 2005 členem, se tématem biodiverzity ryb včetně problematiky nepůvodního taxonu karasa stříbřitého aktivně zabývalo v následujících projektech: Molecular and other genetic markers applied in the conservation of populations of endangered, rare, and vanishing fish species in the Czech Republic (2001-2005; IPS5045111). Intraspecific diversity in selected fish species (family: Cyprinidae, Cobitidae) in the conditions of Central Europe. Tento projekt byl podporován Evropskou unií (Improving Human Potential Programme Access to Research Infrastructures, 2005; HPRI-CT-2001-00180). Genetická diverzita ohrožených druhů ryb nezbytný základ efektivní ochrany biodiverzity (2005-2007; MŽP ČR VaV/SM/6/3/05). Genetická, populační a reprodukční variabilita invazní ryby, Carassius gibelio s alternujícím bisexuálně/asexuálním rozmnožováním ve střední Evropě (2005-2007; GA ČR 206/05/2159) Biodiverzita ryb v oblasti soutoku Moravy a Dyje podpora a stabilizace populací vzácných a ohrožených druhů (2007-2009; MŽP ČR VaV/SP/2d4/55/07). Primárním cílem doktorské práce bylo přispět k hlubšímu poznání komplexu Carassius auratus ve vodách České republiky a Slovenska z pohledu molekulární genetiky. 11

2. LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1. Použité názvosloví Vzhledem k problému taxonomické identity karasa stříbřitého v této podkapitole uvádím názvosloví ryb, jak jej používám v této práci. V citacích používám původní názvy autorů. Pro vlastní výsledky a závěry jsem použil následující klasifikaci: Pojem Carassius auratus chápu jako komplex většího počtu tzv. forem, přičemž jednotlivé formy označuji trinomickým systémem Carassius auratus xxx; nejedná se však o označení poddruhu ve smyslu bývalé i v současnosti užívané taxonomické kategorie. Tento komplex je pracovní taxonomickou skupinou zahrnující všechny ryby doposud popsané pod názvem Carassius auratus, včetně rozlišovaných poddruhů a polyploidních asexuálně se množících biotypů. V českém jazyce tento komplex nazývám karas stříbřitý. Jednotlivé formy v této práci označuji následovně: Formu taxonomicky v literatuře označovanou jako Carassius gibelio, Carassius auratus, Carassius auratus gibelio, anglicky jako gibel carp, German carp, Prussian carp, silver crucian carp aj., v jejíchž populacích se vyskytují diploidní i polyploidní jedinci, nazývám Carassius auratus gibelio. Formu v literatuře označovanou Carassius auratus, Carassius auratus auratus, anglicky goldfish, česky pracovně zlatá rybka či karas zlatý, která tvoří výlučně diploidní (sexuální) populace nebo je uměle chována v mnoha morfologických varietách pro okrasné účely, označuji Carassius auratus auratus. Formu taxonomicky v literatuře označovanou jako Carassius langsdorfii nebo Carassius auratus langsdorfii, japonsky ginbuna, jejíž populace jsou tvořeny diploidními a/nebo polyploidními jedinci, kteří se mohou rozmnožovat gynogeneticky či sexuálně, nazývám Carassius auratus langsdorfii. Další formy byly dosud nalezeny pouze v Japonsku: Carassius auratus buergeri, japonsky nagabuna, kinbuna nebo okinbuna, Carassius auratus grandoculis, japonsky nigorobuna. Tyto formy jsou někdy považovány za pouhé morfologické varianty C. a. langsdorfii. Mimo pracovní skupinu Carassius auratus komplex stojí diploidní druhy, které se množí sexuálně: karas obecný (Carassius carassius Linnaeus 1758), anglicky silver crucian carp, japonsky funa, a karas Cuvierův (Carassius cuvieri Temminck & Schlegel 1846), anglicky Japanese (white) crucian carp, japonsky gengorobuna. 12

2.2. Taxonomie a systematika karasa stříbřitého (Carassius auratus komplex) Taxonomické hodnocení a systematické názvosloví karasa stříbřitého je v současnosti velmi komplikované a matoucí. Vývojové vztahy mezi formami jsou nejasné, jednotlivé formy mají proměnlivé biologické vlastnosti (úroveň ploidie, sexuální či asexuální formy reprodukce, migrabilitu) a morfometricky a anatomicky jsou často obtížně rozlišitelné. V posledních letech problém dále komplikuje respektování či nerespektování kategorie poddruh (subspecies) a její povyšování na druhovou úroveň. Proto se lze setkat s přístupy, kdy někteří autoři komplex karasa stříbřitého chápou jako poddruhy druhu Carassius auratus (např. Berg 1949, Banarescu 1964, Pelz 1987, Baruš & Oliva 1995, Sczerbowski 2002) a používají označení Carassius auratus auratus a Carassius auratus gibelio, jiní (např. Kottelat 1997, Kottelat & Freyhof 2007) uvedené poddruhy označují jako samostatné druhy Carassius auratus a Carassius gibelio, případně Carassius langsdorfii (Kalous et al. 2007). 2.2.1. Formy Carassius auratus gibelio a Carassius auratus auratus Vědecký název formy Carassius auratus gibelio komplexu karasa stříbřitého je vztahován k taxonu Cyprinus gibelio (Bloch 1782). Marcus Elieser Bloch jako první v Evropě popsal druh Cyprinus gibela v roce 1780 v knize Oekonomische Naturgeschichte der Fischer in den Preußischen Staaten besonders der Märkischen Pommerschen Provinzen. Jako typovou lokalitu uvedl Churmark, Pomořansko a Magdebursko, oblasti v dnešním Německu a Polsku. V roce 1782 nebo 1783 Bloch změnil název Cyprinus gibela na Cyprinus gibelio, a pod tímto názvem je uveden v Blochově katalogu (Kalous 2002, 2005). Rok změny názvu je nejasný: Hensel (1971), Kottelat (1997) aj. uvádějí rok 1782, Banarescu (1964), Baruš & Oliva (1995), Szczerbowski (2002) aj. rok 1783. Pod názvem Cyprinus gibelio se nacházejí čtyři exempláře v Blochově sbírce muzea Museum für Naturkunde der Humbolt-Universität zu Berlin v Berlíně, v lahvi s označením ZMB 3203 (Paepke 1999). Podle Paepkeho (1999) však byly při prohlídce materiálu zjištěny dvě lahve se stejným označením ZMB3203. V jedné lahvi se nachází karas obecný a láhev je správně označena Cyprinus carassius (Carassius carassius). V druhé lahvi je také Carassius carassius, láhev je však označena Cyprinus gibelio. Omyl zjistil Paepke (1999) a uvádí možnost, že během 19. století došlo k záměně nebo ke špatné determinaci. Při studiu sbírkového materiálu záměnu potvrdil Kalous (2005). Zůstává nejasné, jaký druh ryby Bloch popsal. 13

Není pravděpodobné, že se jednalo o zdivočelou formu zlaté rybky. První umělý výtěr zlaté rybky byl proveden v Nizozemí až roku 1728 (Sterba 1972). Do té doby byly zlaté rybky do Evropy dováženy nákladně z Asie a nebyl důvod vypouštět je do volné přírody. Mohlo však docházet k náhodným únikům ze zahradních jezírek (Kottelat 1997). Bloch však v popisu uvádí, že ryba je obecně známá a uvádí i lokální názvy (Kalous 2005), což neodpovídá sporadickému výskytu v té době. Domestikovanou formu zlaté rybky Bloch znal, pět exemplářů se nachází v jeho sbírce pod jménem Cyprinus auratus (Paepke 1999). Bloch pravděpodobně popsal křížence mezi karasem obecným (Carassius carassius) a kaprem (Cyprinus carpio), což podporují údaje o dvou řadách požerákových zubů u popisovaného jedince (Kalous 2005). V novodobější literatuře byly jako Carassius gibelio často označovány morfologické varianty Carassius carassius (např. Jeitteles 1863). Berg (1932) publikoval zjištění Drjagina, podle kterého lze na základě počtu žaberních tyčinek bezpečně rozlišit C. carassius a C. gibelio. V uvedené studii Berg použil název C. auratus gibelio vedle C. auratus typ. V rámci C. a. gibelio zmiňuje i Carassius auratus (karas stříbřitý), jehož původní výskyt lokalizuje do oblasti Číny, s ruským označením zolotoj nebo kitajskij karas. Zolotaja rybka je podle něj domestikovaná forma C. auratus. Na základě publikovaných studií Berga (1932-1933, 1949) je název gibelio spojen se současným karasem stříbřitým v povodí Amuru. Hensel (1971) provedl srovnání meristických a plastických znaků vlastního materiálu s morfologickými informacemi z literatury týkající se ryb označených jako Carassius auratus auratus a Carassius auratus gibelio. Došel k závěru, že morfologicky nelze zmíněné poddruhy rozlišit a doporučil název C. auratus pro druh bez rozdělení na poddruhy. Pelz (1987) rozlišuje Carassius auratus na poddruhy na základě ploidie. Podle něj je třeba diploidní karasy západní Evropy považovat za poddruh Carassius auratus auratus a triploidní karasy za poddruh Carassius auratus gibelio. Vycházel přitom z předpokladu, že výskyt diploidních populací karasa stříbřitého ve vodách západní Evropy souvisí s rozšiřováním zlaté rybky, přičemž triploidní karasi migrují do západní Evropy z východních oblastí svého areálu. Vasil eva & Vasil ev (2000) se zabývali taxonomickým statutem triploidní formy Carassius auratus. Došli k závěru, že Carassius auratus gibelio není validním poddruhem druhu Carassius auratus, a jméno gibelio by mohlo být použito jako druhové pro triploidní populace v Evropě, na Sibiři a Dálném Východě případně v Číně, za dvou podmínek: 1) přiznání validity této triploidní formy jako samostatného druhu, tj. prokázání jediného 14

a ancestrálního původu v celém areálu výskytu, bez vzniku de novo, 2) pokud typové exempláře Cyprinus gibelio (Bloch 1782) prokazatelně zahrnují triploidní jedince. Tato podmínka však není splněna. Kalous (2005) vyjadřuje názor, že střední Evropu obývají dva diploidní, sexuálně se množící druhy, tj. původní karas obecný (Carassius carassius) a introdukovaný karas zlatý (Carassius auratus), který se na kontinent dostal v 17. století jako domestikovaná forma. Vedle těchto druhů se ve střední Evropě vyskytuje nepůvodní karas stříbřitý jako diploidně-polyploidní komplex hybridního původu, rozmnožující se dvojím způsobem, sexuálně nebo gynogeneticky. Do nalezení formálně správného názvu pro tento komplex doporučuje Kalous (2005) používat název Carassius 'gibelio' v jednoduchých uvozovkách. Tento názor však brzdí řada neznámých faktorů, které je třeba ověřit dalším vědeckým výzkumem: jednak jedince divokých populací C. a. auratus a C. a. gibelio často nelze vizuálně rozlišit a rovněž na základě dosavadních poznatků nelze odhadnout vývoj diploidních C. a. auratus v diploidní populaci C. a. gibelio a opačně. 2.2.2. Tzv. japonské formy V Japonsku autoři různých studií rozlišují vedle jednoznačně samostatného druhu Carassius carassius pomocí morfologických, karyologických a genetických analýz další taxony karasa stříbřitého různé hodnoty. Jsou posuzovány buď jako poddruhy v rámci jednoho druhu Carassius auratus nebo jako samostatné druhy rodu Carassius (Teitler & Fujita 1993). Temminck & Schlegel (1846) popsali čtyři nové druhy: Carassius langsdorfii, Carassius buergeri, Carassius cuvieri a Carassius grandoculis. Nakamura (1969) cit. v Takai & Ojima (1989) rozlišuje v rámci druhu Carassius auratus pět poddruhů: Carassius auratus cuvieri (japonsky gengorobuna), Carassius auratus langsdorfii (ginbuna), Carassius auratus grandoculis (nigorobuna), Carassius auratus buergeri (nagabuna), a Carassius auratus ssp. (kinbuna). Hosoya (2000) cit. v Iguchi et al. (2003) provedl revizi na základě meristických znaků a ploidie a dosavadní taxony rozdělil do dvou druhů: Carassius cuvieri, který je endemický pro jezero Biwa, a Carassius auratus se zbývajícími biotypy jako poddruhy, přičemž na rozdíl od Nakamury označuje biotyp nagabuna jako Carassius auratus ssp. 1, biotyp kinbuna jako Carassius auratus ssp. 2 a název Carassius auratus buergeri užívá pro (u Nakamury nezmíněný) biotyp okinbuna. Další autoři považují biotypy kinbuna a okinbuna za poddruhy druhu Carassius buergeri, přičemž o biotypu nagabuna se nezmiňují (Ohara et al. 2003). Murakami et al. (2001) zachovává stejné dělení jako Nakamura (1969), Carassius cuvieri však vyčleňuje na základě genetických analýz jako 15

samostatný druh. Ostatní tradičně rozlišované biotypy se podle Murakamiho et al. (2001) geneticky překrývají. Uvedení autoři se shodují na označení Carassius auratus langsdorfii biotypu ginbuna, Carassius auratus grandoculis biotypu nigorobuna a Carassius (auratus) cuvieri biotypu gengorobuna. Shodují se také v tom, že biotypy ginbuna a nagabuna jsou diploidně-polyploidní biotypy schopné sexuálního i gynogenetického rozmnožování, zatímco ostatní biotypy jsou diploidní a rozmnožují se sexuálně (Murakami et al. 2001, Iguchi et al. 2003). 2.3. Přehled šíření karasa stříbřitého s ohledem na oblasti střední Evropy Původ formy Carassius auratus auratus je nutno hledat v oblasti Číny. Chov zlaté rybky pro náboženské účely je zde poprvé zaznamenán koncem 10. století. Jednalo se o exempláře, které se od divoce žijící formy nazývané chi lišily pouze barvou. Cílený umělý odchov je poprvé dokumentován až ve 12. století. Do Japonska byla domestikovaná forma importována na počátku 16. století (Balon 2004, 2006). Do Evropy byl C. a. auratus poprvé dovezen v 17. století (udávány roky 1611 nebo 1691) z Číny přes Jávu a Jižní Afriku do Portugalska (Baruš & Oliva 1995). Postupně byl dovážen i do dalších zemí, např. Anglie, Francie, Dánsko, Nizozemsko, Německo, Itálie aj. (Baruš & Oliva 1995, Balon 2004). Roku 1728 byl v Nizozemí poprvé v Evropě rozmnožen i v zajetí. Stal se tak běžnějším a v důsledku úniků z rybníčků a záměrného vysazování do volných vod se na územích introdukce velmi brzy vyskytl i ve volných vodách (Pelz 1987, Kottelat 1997). V současnosti se ve volných vodách západní Evropy vyskytují především zdivočelí potomci těchto zlatých karasů. Příkladem mohou být karasi z Pyrenejského poloostrova (Collares-Pereira & da Costa 1999) či z Velké Británie (Hänfling et al. 2005). Na území současné České republiky byl C. a. auratus dovezen jako akvarijní rybka zřejmě v 18. nebo 19. století (Kalous 2005). V současnosti je chován ve velkém množství barevných i tvarových odchylek v akváriích, parkových bazénech či rybníčcích, odkud příležitostně může pronikat (nebo být přenášen) do volných vod, jeho výskyt je však ojedinělý a nikde netvoří ani dočasné populace (Baruš & Oliva 1995). Dominantní a téměř výlučný výskyt karasa stříbřitého v České republice a na Slovensku připadá na formu C. a. gibelio. V současnosti lze mít za prokázané, že původní areál této ryby se nachází na Dálném Východě, zejména zahrnuje povodí Amuru, Koreu a Čínu (Berg 1949, Raicu et al. 1981, Zhou et al. 2001). Současný výskyt a geografické 16

rozšíření zahrnuje vodní toky a nádrže od západní Evropy (Nizozemsko) přes střední a jihovýchodní Evropu, Rusko až po východosibiřskou řeku Kolymu, dále Mongolsko, Čínu a Japonsko (Baruš & Oliva 1995, Szczerbowski 2002, Hänfling et al. 2005, Tsoumani et al. 2006, Li & Gui 2008 aj.). Historický výskyt a původnost C. a. gibelio v Evropě jsou dlouhodobě předmětem diskusí. Hensel (1971) popisuje záznam a vyobrazení ryby nalezené Marsilim roku 1726 v Dunaji a klasifikované jako Cyprinus III. Podle Hensela je tato ryba velmi podobná Carassius auratus gibelio i v detailech jako počet šupin v postranní čáře, tvar a povrch operkula (žaberního víčka). Holčík & Žitňan (1978) dále zmiňují nález Heinricha z roku 1856 ve stojatých vodách Slezska, tento nález však nebyl dokumentován. Výskyt tzv. stříbrných karasů v Dunaji uvádí i Mahen (1931), opět bez dokladového materiálu. V rumunském úseku Dunaje byl C. a. gibelio poprvé pozorován kolem roku 1920 (Banarescu 1964). O původnosti C. a. gibelio v Evropě Balon (1962) soudil, že C. a. gibelio zjištěný v Dunaji reprezentuje autochtonní subspecii. Shodný názor vyjádřil Berg (1932, 1949), který považuje karasa stříbřitého za autochtonní prvek ichtyofauny Evropy. Gasowska (1936) považuje výskyt tohoto druhu v Evropě za důsledek přímého dovozu z Asie nebo za zpětný zvrat dovezeného zlatého karasa k původnímu typu. Rovněž podle Banarescu (1960) cit. Hensel (1971) všichni C. a. gibelio byli introdukováni do Evropy z Východní Asie a zde zdivočeli. Současné populace C. a. gibelio v povodí Dunaje pravděpodobně pocházejí z oblasti povodí Amuru. Při realizaci rozsáhlých introdukčních programů od konce 30. let do 60. let 20. století v bývalém Sovětském svazu docházelo k převozům ryb z Dálného Východu do západních oblastí Sovětského svazu. Karpevich & Bokova (1963) a Karpevich & Lokshina (1967) uvádějí přehled ryb introdukovaných v té době (celkem 43 druhů). Mezi prvními takto převáženými objekty byl i amurský C. auratus dovážený do oblastí východní Evropy (zejména do evropské části Sovětského svazu a do Bulharska) pro produkční účely. Zejména tyto dovozy se patrně staly výchozím zdrojem pro postupné rozšíření formy C. a. gibelio v Evropě. Karas stříbřitý byl převážen ve stádiu očních bodů, plůdku i dospělých jedinců a patřil mezi vůbec nejčastější objekty introdukcí v bývalém SSSR (Burmakin 1963). Přibližně až do poloviny 20. století byl C. a. gibelio pozorován pouze v oblasti delty Dunaje v Rumunsku (Holčík & Žitňan 1978). V jugoslávském úseku Dunaje byl poprvé zaznamenán v roce 1954 poblíž ústí řeky Tisy do Dunaje a v dolní části jugoslávského úseku Dunaje u Kladova v blízkosti bulharských hranic (Djisalov 1974). Podle Djisalova do střední části Dunaje v Jugoslávii pronikl z řeky Tisy. Tento názor je podle Holčíka & Žitňana (1978) 17

pravděpodobně správný, protože C. a. gibelio byl z Bulharska importován v roce 1954 na rybí farmu ve městě Szarvas v jihovýchodním Maďarsku, která je napájena z levostranného přítoku Tisy, řeky Körös. Z rybí farmy Szarvas C. a. gibelio pronikl do řeky Körös a poté řekou Tisou do Dunaje (Jászfalusi 1959 cit. Holčík & Žitňan 1978). Holčík & Žitňan (1978) předpokládají, že C. a. gibelio expandoval povodím Dunaje ze dvou až tří center. Prvním je zmiňovaná farma a tok řeky Körös, druhým centrem je delta a dolní tok Dunaje na území Rumunska, a třetím centrem mohly být některé bulharské přítoky Dunaje, do kterých se C. a. gibelio dostal z místních farem. Do bulharských vod se C. a. gibelio údajně dostal kolem roku 1949, kdy byl poprvé pozorován v jezeru Gebežnensko (později přejmenováno na Boleslawsko) poblíž Varny (Stojanov 1949 cit. Holčík & Žitňan 1978). Výskyt formy C. a. gibelio ve volných vodách tehdejšího Československa není prokázán před rokem 1960 na Slovensku a před rokem 1975 na území dnešní České republiky. Oliva & Hruška (1955) sice jeho výskyt u nás zcela nevylučují a tvrdí, že se mohl vyskytovat mozaikovitě, jak byl znám z polských, německých a ukrajinských vod, Libosvárský (1960-1961, 1962) je však přesvědčen, že výskyt tohoto karasa stříbřitého je v převážné části evropských vod sekundární. Na základě názoru většiny dalších studií včetně současných (Lusk et al. 1977, Holčík & Žitňan 1978, Lusk et al. 1980, Lusk et al. 1998, Lusková et al. 2004, aj.) lze mít za prokázané, že C. a. gibelio je pro Československo (potažmo pro Českou republiku a Slovensko) nepůvodní. Současný výskyt formy C. a. gibelio v České republice a na Slovensku souvisí s jejím expanzivním šířením v povodí Dunaje. Holčík & Žitňan (1978) odvozují původ československých populací C. a. gibelio z výše zmiňovaného importu karasa stříbřitého na maďarské farmy. Tyto populace zřejmě pronikly do země Tisou na východě a Dunajem na jihu a jihozápadě Slovenska a dále se šířily na sever a západ. Diskuzi o problematice karasa stříbřitého v návaznosti na jeho další postupné šíření v oblasti střední Evropy otevřel exemplář, který pocházel ze zatopeného opuštěného lomu u Horní Suché na Těšínsku. Tento jediný poškozený exemplář Mišík & Holčík (1962) získali od sportovních rybářů z ostravského regionu, kteří jej používali jako nástražní rybičku při lovu dravců na Oravské přehradě. Balon (1962) však následně na základě odlišností v počtu análních ploutevních paprsků a v počtu šupin v postranní čáře označil tuto klasifikaci za chybnou a tvrdil, že se pravděpodobně jednalo o zdivočelého potomka uměle vysazených zlatých karasů. 18

První nesporný, dokumentovaný nález C. a. gibelio na území bývalého Československa uvádí Balon (1962) z hlavního toku Dunaje pod Medveďovem, kde ulovil čtyři dospělé samice. První záznam výskytu ve slovenském úseku řeky Tisy poblíž vesnice Veľké Trakany pochází od Žitňana (1965). Další izolované nálezy byly zaznamenány ve slovenském úseku Dunaje u Radvaně nad Dunajom v letech 1968-1970 (Hensel 1971). V následujících letech se C. a. gibelio postupně šířil do ostatních částí východního a jihozápadního Slovenska, přičemž v mnoha případech šlo již o výskyt masový (Holčík & Žitňan 1978, Lusk et al. 1980). Na území dnešní České republiky pronikl C. a. gibelio přes slovensko-rakouský úsek řeky Moravy z Dunaje. Poprvé byl pozorován v dolním úseku řeky Dyje u jezu v Břeclavi (ř. km 26,7) na jaře roku 1976 (Lusk et al. 1977). Je pravděpodobné, že se v této oblasti ojediněle vyskytoval o jeden až dva roky dříve. V letech 1976 a 1977 byl dokumentován jeho výskyt v řece Dyji až po ř. km 40 a v dolních úsecích řeky Moravy (ř. km 70-150). Postupně obsadil aluviální vody dolních úseků obou zmiňovaných toků. Následně se rozšířil do celého povodí Moravy a Dyje na Moravě nechtěnými převozy s násadami kapra, záměrným vysazováním a také lokálně vlastními migracemi v rámci migrační prostupnosti (Lusk et al. 1980, Lusk 1986). V povodí Odry byl pozorován v rybnících od roku 1974. V povodí Labe byla jeho přítomnost prokázána až v roce 1980, kdy byl uloven jeden exemplář v Jevanském potoce (pravostranný přítok Sázavy, povodí Vltavy) (Lusk 1986), a v dalších letech pronikl i přímo do povodí Labe. Na podzim 1983 byl jeho výskyt zjištěn při výlovu Staronechanického rybníka u Hradce Králové, kam byl o rok dříve dovezen z jižní Moravy jako nechtěná příměs s násadami tolstolobika a kapra (Lusk 1986). Další záznamy pocházejí z oblasti soutoku Orlice a Labe nedaleko Hradce Králové. V následujících letech se tento druh rozšířil i do dolní části Vltavy, Labe a přilehlých stojatých vod (Lohniský 1985, Lusk 1986, Kubečka 1989). Časový postup šíření C. a. gibelio do roku 1990 je patrný z Obr. 1. 19

Obr. 1. Šíření karasa stříbřitého ve vodách České republiky do roku 1990 (Halačka et al. 2003). Lusk et al. (1980) uvádí dvě cesty, jimiž se v našich vodách C. a. gibelio šířil. První cestou je pronikání vodními toky a umělými kanály vlastními migračními aktivitami. Tímto způsobem se dostal na území ČR a SR přes Dunaj a Tisu a rozšířil svůj areál do většiny tekoucích vod. Z vodních toků a kanálů pronikl i do nádrží a rybníků při jejich napouštění nebo čerpání vody. Tah C. a. gibelio byl velmi agresivní, překonával i stupně a silný proud vody. Podle dalších pozorování podniká C. a. gibelio migrace zejména v období tření. V prvních letech byly tyto migrace nejvýraznější na jaře (Lusk et al. 1977). Podle Holčíka (1980a) byly dalším důvodem pozoruhodného rozšíření areálu C. a. gibelio také potravní migrace. Druhou cestou šíření je převoz a vysazování do vodních toků a nádrží, často s násadami kapra či v důsledku záměny s kaprem. Tímto způsobem se dostal i do uzavřených vodní nádrží, tůní, rybníků či rybničních soustav a překonal hranice povodí (Lusk et al. 1980). Do tohoto způsobu šíření spadá i těžko kontrolovatelné vysazování sportovními rybáři, kteří C. a. gibelio používají jako nástražní rybičku při lovu dravců. Podle Luska et al. (1980) jsou hlavní příčiny rychlého rozšíření a okupace nového areálu formou C. a. gibelio následující: 1) Biologické vlastnosti původní populace C. a. gibelio v našich vodách byly monosexuální, tvořené pouze samicemi. Tyto populace měly vysokou plodnost a dávkový typ výtěru (dvě až čtyři dávky). Gynogenetický typ rozmnožování, který se u této formy uplatnil, 20

výrazně zvýšil reprodukční efekt a potenciál C. a. gibelio tak, že předstihuje ostatní druhy ryb, které se v našich vodách vyskytují. 2) Ekologické vlastnosti C. a. gibelio je charakteristický širokou ekologickou valencí. Je schopen se přizpůsobit různým vodním biotopům: stojatým vodám (rybníky, nádrže, tůně, jezera) i vodám tekoucím (malé toky a kanály, ale i velké řeky). Je velmi odolný vůči nepříznivým podmínkám snáší bezkyslíkové stavy, silné znečištění vody (zejména organického charakteru), mechanické poškození či poranění. 3) Činnost člověka při rybářském obhospodařování tekoucích vod a rybníků byl C. a. gibelio často záměrně nebo neúmyslně či z neznalosti převážen a vysazován do dalších vodních biotopů. Tím člověk významným způsobem přispěl k jeho šíření v našich vodách. 4) Ostatní faktory pokles početnosti dravých druhů ryb ve volných vodách a značná odolnost proti nemocem. Holčík (1980a) a Holčík & Kmeť (1986) podrobněji uvádějí možné důvody expanzivního rozšíření areálu výskytu C. a. gibelio v povodí Dunaje, přičemž vycházejí ze statistické analýzy úlovků. Autoři našli blízký negativní vztah mezi úlovky piscivorních druhů (štika obecná Esox lucius, candát obecný Sander lucioperca, sumec velký Silurus glanis a bolen dravý Aspius aspius) a úlovky C. a. gibelio v dolním toku Dunaje. Expanzi a značný nárůst abundance C. a. gibelio odvozují z posunu rovnováhy populací ryb v důsledku úbytku početnosti dravých druhů. Na tento posun C. a. gibelio zareagoval díky svým biologickým vlastnostem (vysoká plodnost, prodloužené třecí období, vysoká životaschopnost atd.) nejrychleji. Úbytek dravých ryb vysvětluje Holčík (1980a) zejména nadměrným lovem, redukcí počtu vhodných výtěrových míst a celkovým zhoršením hydrologických podmínek v Dunaji. Lze konstatovat, že v současnosti se C. a. gibelio vyskytuje ve všech vhodných vodách v celé České republice. Je běžný ve všech velkých řekách a v jejich záplavových územích (Lusková et al. 2002, Halačka et al. 2003, Lusková et al. 2004). Seznam lokalit nálezů je podrobněji rozebírán v Hanel & Lusk (2005). Tyto lokality zachycuje mapka na Obr. 2. 21

Obr. 2. Evidovaný výskyt Carassius auratus gibelio v období 1982-2005 (Hanel & Lusk 2005). Černou barvou jsou vyznačeny údaje o lokalitách potvrzené ichtyologickými průzkumy, okrovou barvou údaje s nižší spolehlivostí, získané v anketě mezi členy Českého rybářského svazu a Moravského rybářského svazu. Obdobná situace je v současnosti na území Slovenska. Již koncem 70. let 20. století C. a. gibelio infiltroval povodí prakticky všech velkých slovenských řek s výjimkou povodí Popradu a řeky Slaná (Holčík & Žitňan 1978). V té době byl uváděn v povodí Bodrogu až po přehradu Zemplínska Šírava, po přehradu Ružín v povodí Hornádu, po Lučenec v povodí Ipeľu, po Novou Baňu v řece Hron, dále ve Váhu až po Trenčín a v celém slovenském úseku Dunaje a Moravy. V současnosti se vyskytuje i ve zmíněném povodí řeky Slané (Koščo et al. 2004) a v Popradu (Pekárik 2006, pers. comm.). Výskyt dalších forem karasa stříbřitého vedle C. a. auratus a C. a. gibelio na území České republiky a Slovenska nebyl zdokumentován až do konce 20. století. První záchyt formy Carassius auratus langsdorfii je datován do roku 2000, kdy byly při ichtyologickém výzkumu v řece Chrudimce v povodí Labe poblíž Bojanova chyceny dvě samice karasa stříbřitého poněkud neobvyklého vzhledu, se světlou břišní stranou a tmavou hřbetní stranou. Na základě morfologických, cytologických a molekulárně-genetických analýz byly tyto vzorky klasifikovány jako Carassius langsdorfii (Kalous et al. 2007). Autoři soudí, že se do našich vod dostaly náhodou s komerčně dováženými rybami z Japonska, například kapra koi. 22

2.4. Biologie karasa stříbřitého Tato podkapitola stručně shrnuje některé biologické vlastnosti karasa stříbřitého (Carassius auratus) s důrazem na formu Carassius auratus gibelio, která ve vodách České republiky a Slovenska tvoří stabilní populace. Obr. 3. Carassius auratus gibelio. Foto Karel Halačka. 2.4.1. Popis Karas stříbřitý je kaprovitá ryba střední velikosti, dorůstá velikosti až 50 cm a hmotnosti 3 kg, většinou jsou však nalézáni jedinci mnohem menší (Hanel & Lusk 2005). Tělo je pokryto velkými, lehce opadavými šupinami. Celkové zbarvení je stříbřitě šedé, s tmavší hřbetní částí těla, boky jsou světle stříbřité, šupiny jsou temně lemovány. Ústa jsou koncová, bez vousků. Horní linie hřbetní ploutve je mírně ventrálně vhloubena. Tělní dutina má černou výstelku s perleťovým leskem (Baruš & Oliva 1995, Szczerbowski 2002, Hanel & Lusk 2005). Z hlediska ekologických nároků jde o rybu bentopelagickou (obývající dno i otevřenou vodu), žijící ve sladkých i brakických vodách. Dává přednost větším vodám a zdržuje se i v korytech řek. Rozšířen je také ve slepých ramenech a melioračních kanálech zarostlých vodní vegetací, přizpůsobil se i životu ve stojatých vodách (rybníky, nádrže, jezera, tůně). Žije v hejnech. 23

Z potravního hlediska se jedná o všežravce, v jeho potravě se může nacházet zoobentos, zooplankton, sinice, řasy, suchozemský hmyz, detrit či úlomky rostlin (Lusk 1986). Je tak vážným potravním konkurentem hospodářsky významných druhů ryb, zejména kapra obecného, lína obecného a dalších druhů se shodným potravním spektrem. Délka jeho střeva nasvědčuje tomu, že je schopen využívat i rostlinnou potravu (Lusk & Baruš 1978). 2.4.2. Pohlaví, ploidie a rozmnožování Podle Baruše & Olivy (1995) není pohlavní dimorfismus u karasa stříbřitého podrobněji znám. Kux (1982) uvádí pro samce z dunajské delty jako spolehlivý rozlišovací znak zduřeninu na bázi prsních ploutví, která u samic chybí. Szczerbowski (2002) uvádí, že samci mají poněkud vyšší tělo a hřbetní ploutev. U formy karasa stříbřitého C. a. gibelio probíhá pohlavní i nepohlavní rozmnožování, v závislosti na ploidním statusu. Z hlediska ploidie a sexuality jedinců existují tři typy populací: unisexuální evropské populace karasa stříbřitého jsou tvořeny triploidními samicemi (3n = 135-160 chromozómů), bisexuální populace jsou diploidní (2n = 94-100) (Cherfas 1966, 1987). Morfologicky tyto populace nelze rozlišit (Golovinskaya et al. 1965). V některých biotopech se vyskytuje třetí druh populací, sestávající z jedinců obou pohlaví a různé ploidie, s pohlavní a nepohlavní reprodukcí. Tyto populace mají smíšený charakter a mohou být označovány jako diploidně-polyploidní komplex. Halačka et al. (2003) a Lusková et al. (2004) zjistili v populacích C. a. gibelio rovněž výskyt tetraploidních samic (4n = 200± chromozómů). S největší pravděpodobností lze na základě publikovaných prací (Peňáz et al. 1979, Lusk et al. 1980, Baruš & Oliva 1995) konstatovat, že první vlnu C. a. gibelio, která migrací pronikla v 60. a 70. letech 20. století na území dnešního Slovenska a České republiky, tvořily pouze triploidní samice, které se rozmnožovaly gynogeneticky. Analýza karyotypu byla však provedena pouze na několika jedincích a nelze tedy tvrdit s jistotou, že tehdejší samičí populace byly tvořeny pouze triploidními jedinci. Samci se začali v oblasti dolního toku řeky Dyje objevovat až začátkem 90. let 20. století, od druhé poloviny 90. let jsou v dolním toku řeky Dyje pozorováni pravidelně (Lusk et al. 1998a, Halačka & Lusková 2000, Halačka et al. 2003, Lusková et al. 2004). Populace tak získala charakter diploidně-polyploidního komplexu s dominancí triploidů. Obdobná postupná transformace původně jednopohlavních populací karasa stříbřitého na populace smíšené proběhla i na Slovensku (Černý & Sommer 1992, Lusková et al. 2004). 24

Jakým způsobem se v dosud unisexuálních populacích tvořených pouze samicemi objevili samci, zůstává dosud nejasné. Jednou možností je následná migrační vlna C. a. gibelio, která vedle triploidů obsahovala i diploidní jedince. Druhá alternativa naznačuje, že diploidní jedinci vznikli při reprodukci triploidů, přičemž stimulem k transformaci mohla být stabilizace populací v dané oblasti. Možnost, že malý počet diploidů byl již v první invazní vlně, která osídlila naše území, je extrémně nepravděpodobná (Halačka et al. 2003). Další možnost popisuje Goryunova (1962), podle níž výskyt samců může souviset se zhoršujícími se podmínkami prostředí, které způsobují vyhynutí ostatních druhů a tím absenci samců potřebných ke gynogenezi. Gynogenetické rozmnožování, ke kterému dochází u triploidních samic C. a. gibelio, je u obratlovců nezvyklým jevem. Výjimky z pohlavní reprodukce, mezi které gynogeneze spolu s hybridogenezí a partenogenezí u obratlovců patří, jsou zřejmě spojeny s hybridizací: kombinace dvou genomů určitých druhových párů vede k vychýlení poměru pohlaví u hybridů ve prospěch samic. Hybridní samice pak produkují vajíčka bez rekombinace a vznikají uniparentální linie (Dawley 1989). Tito jedinci hybridního původu jsou většinou charakterizováni diploidií či triploidií, vzácně tetraploidií. Ke vzniku triploidních jedinců vedla dvě stadia hybridizace. V prvním stadiu v důsledku hybridizace dvou bisexuálních diploidních druhů došlo ke vzniku diploidních unisexuálních (samičích) jedinců. V druhém stadiu pak při hybridizaci těchto diploidních samic se samci výchozích bisexuálních druhů (či třetího bisexuálního druhu) vznikli jedinci triploidní. Tetraploidní jedinci pak analogicky vznikají jako produkt hybridizace triploidních samic se samci diploidních bisexuálních druhů (Vasil eva & Vasil ev 2000). Obecně je při vlastní gynogenezi nedotčený genom matky přenesen do vajíčka, avšak pro jeho vývoj je nutná aktivace pomocí spermie samce stejného nebo jiného druhu ryb. Genetický materiál samce se na následném vývoji jedince nepodílí, výsledkem je potomstvo klonálního charakteru (Dawley 1989). U karasa stříbřitého gynogenezi poprvé popsali Golovinskaya & Romashov (1947, cit. Golovinskaya et al. 1965). Forma C. a. auratus (divoce žijící i v zajetí chované ornamentální biotypy) je výhradně diploidní a množí se bisexuálně. Pokud jde o japonské formy, u C. a. langsdorfii a u biotypu nagabuna je podobná situace jako u C. a. gibelio, populace jsou tvořeny jedinci diploidními, triploidními, případně tetraploidními, a rozmnožují se bisexuálně (diploidi) i gynogeneticky (polyploidi). Ostatní formy jsou diploidní a rozmnožují se pouze bisexuálně (Murakami & Fujitani 1997, Murakami et al. 2001, Iguchi et al. 2003). 25

2.5. Význam karasa stříbřitého a jeho vliv na ostatní ichtyofaunu Karas stříbřitý byl v minulém století v zemích bývalého Sovětského svazu jedním z nejčastějších objektů tzv. aklimatizačních aktivit za účelem zvýšení produkce ryb v minulém století. Tyto aktivity se dotkly i některých dalších evropských zemí (např. Bulharsko, Rumunsko). V řadě oblastí se tak stal běžnou hospodářskou a konzumní rybou (Rusko, Maďarsko a další) a chová se v rybnících jako hlavní druh nebo společně s obsádkou jiných kaprovitých ryb. U nás běžné tržní uplatnění nemá a jeho nežádoucí produkce v rybnících má asi 30% hodnotu v porovnání s finanční hodnotou produkce kapra. Ve volných vodách rybářských revírů je karas stříbřitý loven sportovními rybáři. V podmínkách České republiky je karas stříbřitý hodnocen jako nepůvodní invazivní druh a jeho výskyt a vliv na původní biodiverzitu je hodnocen výlučně negativně (Lusk & Lusková 2005). Nepůvodní druhy jsou obecně považovány za jedno z největších nebezpečí pro původní ichtyofaunu, neboť většina z nich přímo nebo nepřímo destruktivně působí na její složení a strukturu (Allendorf 1991, Holčík 1991). Specifické biologické vlastnosti karasa stříbřitého přispěly k velmi rychlému osídlení většiny vhodných biotopů a vedly k silnému konkurenčnímu tlaku na původní druhy s obdobnými nároky na biotop, např. karasa obecného (Carassius carassius), lína obecného (Tinca tinca) a slunku obecnou (Leucaspius delineatus). Důsledkem je vymizení či výrazné snížení početnosti populací uvedených i některých dalších druhů ryb (Lusk et al. 1998b, Halačka et al. 2003). Konkrétní údaje o antagonistických vztazích mezi populacemi karasa stříbřitého a ostatních kaprovitých ryb jsou známy z rybničních soustav, kde je karas stříbřitý potravním konkurentem kapra obecného a jiných hospodářsky cenných ryb. Přemnožení jeho populací vedlo k poklesu produkce kapra (Lusk et al. 1980, Lusková et al. 2002, Hanel & Lusk 2005). V aluviu řeky Dyje s nárůstem početnosti karasa stříbřitého nastal výrazný pokles populací lína obecného (Lusk et al. 1998b). Dalším negativním efektem je sexuální parazitismus, při kterém triploidní samice karasa stříbřitého využívají k aktivaci oocytů spermie samců jiných druhů kaprovitých ryb, např. jelce tlouště (Leuciscus idus), plotice obecné (Rutilus rutilus), cejna velkého (Abramis brama), cejnka malého (Abramis bjoerkna), lína obecného (Tinca tinca), karasa obecného (Carassius carassius) a kapra obecného (Cyprinus carpio). Tito samci se pak podílejí na rozmnožování vlastního druhu jen omezeně (Halačka et al. 2003, Lusková et al. 2004). Richardson et al. (1995) uvádí vliv karasa stříbřitého na kvalitu vody. Jeho působením dochází ke zvýšenému zákalu vody a také k poškozování a vykořeňování vodních rostlin. 26

Významný negativní vliv na populace nativních druhů ryb může mít i jejich hybridizace s karasem stříbřitým. Zprávy o takové hybridizaci však nejsou přes značné rozšíření karasa stříbřitého příliš početné. Výskyt hybridů karasa stříbřitého a karasa obecného v jezerech v Kazachstánu popsali Goryunova & Skakun (2002). Kux (1982) zmiňuje výskyt takových hybridů v deltě Dunaje. Několik hybridních jedinců nalezli také Mezhzherin & Liseckij (2004) ve vodách Polesí na Ukrajině. Hänfling & Harley (2003) a Hänfling et al. (2005) podávají zprávu o častém výskytu diploidních hybridů karasa stříbřitého s karasem obecným a kaprem obecným v přírodních podmínkách Velké Británie; podle autorů až 38 % britských populací karasa obecného obsahuje hybridy s karasem stříbřitým či kaprem obecným. Ojedinělý výskyt hybridů mezi kaprem obecným a karasem stříbřitým zjistili i Cherfas et al. (1994), Prokeš & Baruš (1996), Stráňai (1999) a Zhou et al. (2000). Výskyt životaschopných hybridů karasa stříbřitého s dalšími druhy cyprinidů je nepravděpodobný, jak naznačují výsledky experimentálních křížení s cejnem velkým, cejnkem malým a ploticí obecnou (Flajšhans et al. 2004, Vetešník 2008, pers. comm.). Výskyt hybridů s uvedenými druhy je podmíněn účastí diploidních jedinců karasa stříbřitého na reprodukci. 2.6. Molekulárně-genetické markery diverzity ryb Při mapování genetické diverzity ryb je v současnosti aplikován velký počet technik založených na využití molekulárních markerů, zejména proteinové analýzy allozymů nebo v současnosti převažujících DNA markerů, založených na existenci polymorfních variant DNA. Tyto varianty se navzájem liší délkou (např. mikrosatelity) nebo pořadím nukleotidů v DNA. Mezi vlastnosti molekulárních markerů, umožňující jejich využití, patří zejména (upraveno podle Weising et al. 2005): 1. střední až vysoký polymorfismus 2. kodominantní dědičnost (rozlišení homo- a heterozygotních stavů u diploidních organismů) 3. jednoznačná rozlišitelnost alel 4. častý výskyt v genomu 5. rovnoměrné rozložení v genomu 6. selektivně neutrální chování 7. snadná a rychlá dostupnost a testovatelnost (z hlediska náročnosti časové a materiální) 8. vysoká reprodukovatelnost výsledků 27