GYMNÁZIUM DVŮR KRÁLOVÉ NAD LABEM Odborná práce přírodovědného kroužku Klubu NATURA se sídlem na Gymnáziu ve Dvoře Králové nad Labem IV. ročník soutěže Věda je zábava Téma: Životní prostředí, ochrana vod, ovzduší, půdy Název práce: Kdy přírodě pomáhat a kdy ne? Vypracovali: Členové přírodovědného kroužku Klubu NATURA se sídlem na Gymnáziu ve Dvoře Králové nad Labem. Ondřej Hajnyš, Hana Feistová, Kristýna Šormová, Adéla Blažková, Lucie Fléglová, Tobiáš Stodůlka, Jáchym Pojezdný, Alexej Medikus, Zdeněk Malík, Petr Zezulka. Pod vedením: RNDr. Jany Dobrorukové V rámci projektu ESF OPVK Přírodní jevy v 21. století vzdělávání středoškolských pedagogů a studentů středních škol jako nástroj ke zvyšování kvality výuky přírodovědných předmětů (CZ. 1. 07/1. 1. 00/14. 0016).
O autorech Práce Kdy přírodě pomáhat a kdy ne? vypracovali členové přírodovědného kroužku Klubu NATURA pod odborným vedením RNDr. Jany Dobrorukové. Klub NATURA je občanské sdružení se sídlem na Gymnáziu Dvůr Králové nad Labem. Sdružuje mládež i dospělé se zájmem o přírodu, pomáhá s přípravou na biologické a ekologické soutěže. Každou středu se v gymnáziu schází přírodovědný kroužek, který je určen hlavně dětem ze základních škol a nižších ročníků víceletých gymnázií. Každý měsíc jsou pořádány víkendové akce (přednášky, praktika, exkurze) a to jak pro členy Klubu NATURA, tak i pro další zájemce. Většinou v jarních měsících se koná expedice do zahraničí a v létě přírodovědný tábor.
Poděkování V první řadě bychom chtěli poděkovat PaedDr. Ing. Vladimíru Vinterovi za znovuotevření projektu Věda je zábava. Dále děkujeme RNDr. Janě Dobrorukové za vedení práce a za trpělivost. Děkujeme také Gymnáziu ve Dvoře Králové nad Labem za propůjčení binokulární lupy, mikroskopů, pomůcek pro mikroskopování a výpočetní techniky.
Obsah 1. Úvod... 1 2. Metodika... 1 3. Vlastní práce... 2 3.1 Teoretická část... 2 3.1.1 Klíněnka jírovcová... 2 3.1.2 Hálkotvorné organismy... 3 3.2 Praktická část... 6 3.2.1 Výzkum komůrek v listech jírovce maďalu a výzkum hálek... 6 3.2.2 Pozorování napadených dřevin... 9 4. Závěr... 10 5. Přehled literatury a dalších zdrojů... 10
1. Úvod Cílem práce bylo porovnat vliv klíněnky jírovcové na zdravotní stav jírovce maďalu a vliv hálek na zdravotní stav příslušných stromů v naší přírodě. Dále seznámit se s biologií klíněnky jírovcové a některých hálkotvorných organismů. Práce obsahuje popis a fotografie napadených listů, dále vypreparované kuklící komůrky klíněnky jírovcové a vypreparované hálky. 2. Metodika Členové kroužku se uvedené práci věnovali na pravidelných středečních schůzkách. Nejprve vypracovávali referáty na téma klíněnka jírovcová a různé druhy hálkotvorných organismů, se kterými seznamovali ostatní členy. Následně přinášeli listy jírovce maďalu, napadeného klíněnkou jírovcovou, listy a větvičky rostlin s hálkami. Přírodniny byly vyfotografovány, pouze fotografie listu buku lesního s hálkami je převzata z internetu, protože se nepovedla. Komůrky na listech jírovce maďalu a jednotlivé hálky byly vypreparovány, prohlédnuty pod binokulární lupou, popsány a pomocí přiložení objektivu fotoaparátu k okuláru binokulární lupy vyfotografovány. Byl sledován zdravotní stav napadených dřevin. 1
3. Vlastní práce 3.1 Teoretická část 3.1.1 Klíněnka jírovcová (Cameria ohridella) Klasifikace: Říše: Kmen: Třída: Podtřída: Řád: Čeleď: Rod: Druh. živočichové (Animalia) členovci (Arthropoda) hmyz (Insecta) křídlatí (Pterygota) motýli (Lepidoptera) vzpřímenkovití (Gracillariidae) klíněnka (Cameraria) klíněnka jírovcová (Cameria ohridella) Zjištění: Klíněnka jírovcová byla poprvé zaznamenána roku 1984 v Makedonii. Rozšíření klíněnky jírovcové až k nám trvalo přibližně 10 let, kdy sem přes jižní státy Evropy, Rakousko a Moravu doputovala. První kalamitní výskyt v Praze byl zaznamenán v roce 1995. Menší výskyt je ve vyšších nadmořských výškách. Zaznamenány byly i pokusy klíněnky využít ke svému množení i jiných druhů dřevin, které rostou v blízkosti jírovců - např. javorů, vrb a pod. Klíněnka se pokouší profitovat i na těchto jiných druzích dřevin, ale doposud (mimo prvních požerků na listech) větší škody netropí. Neumí se ve větším množství zakuklit v listech jiného druhu než jírovce maďálu, ani se vyvinout v dalšího dospělého motýlka. Hostitelské dřeviny: jírovec maďal, vzácně i javory Popis: Drobný, okrově hnědý motýl délky cca 4 mm (se složenými křídly) a rozpětím křídel 7 mm. Larva je dlouhá 4-6 mm a má tmavou hlavovou část. 2
Příznaky napadení listů klíněnkou: Od konce května se na listech objevují zpočátku bělavé až béžové, později hnědé, nepravidelné skvrny (miny) způsobené vykousáváním vnitřního pletiva listu housenkou klíněnky. Během léta jsou listy nejdříve dolní části koruny, později celého stromu vzhledem k množství min různým způsobem znetvořeny. Listy hnědnou, kroutí se a předčasně již od července opadávají. Vývoj: Samička klade na horní stranu listů vajíčka, z nichž se líhnou larvy, které napadají strukturu listů a vykousávají jeho vnitřní pletiva (minují). V takto připraveném prostoru se zakuklí a brzy líhnou, v každé komůrce jedna larva. Ve střední Evropě má druh většinou 3 generace. Larvy poslední z nich přezimují. První generace napadá převážně spodní větve stromu, další postupují směrem nahoru. Vliv na strom: Vzhledem k předčasnému červencovému opadu listí dochází často k opětovnému rašení. Dlouhodobým oslabením, stresem a napadením druhotnými patogeny může dojít až k odumírání celých stromů. Ochrana: Odstranění a likvidace spadaného listí v pozdním podzimu. Počátkem května - v době rojení motýlů 1. generace - ošetření horní strany listů insekticidy (Dimilin, Alsystin), nebo speciálními preparáty (Vektafíd). Zkouší se rovněž použití systémových insekticidů a biologické ochrany - parazitoidů. 3.1.2 Hálkotvorné organismy a) Bejlomorka buková (Mikiola fagi) Klasifikace: Říše: živočichové (Animalia) Kmen: Třída: členovci (Arthropoda) hmyz (Insecta) Podtřída: křídlatí (Pterygota) Řád: Čeleď: Rod: Druh: dvoukřídlí (Diptera) bejlomorkovití (Cecidomyiidae) bejlomorka (Mikiola) bejlomorka buková (Mikiola fagi) 3
Hostitelská dřevina: Popis: buk lesní Drobný dvoukřídlý hmyz, připomínající komára o velikosti několik mm. Příznaky napadení listů: Vývoj: Hálky na listech. V našich podmínkách bejlomorka buková zimuje převážně ve stadiu dorostlých larev (zřídka kukel) a to v hálkách opadlých na zem. Na jaře se larvy v hálkách kuklí a po 2 až 3 týdnech se obvykle v dubnu líhnou dospělci bejlomorky, kteří hálky opouštějí zavíčkovaným otvorem vzniklým po jejich opadu z listů. Samičky po spáření kladou vajíčka jednotlivě nebo v malých skupinách na kůru větévek při bázi pupenů a na ještě nevyrašené listové pupeny mladých buků nebo pupeny spodních větví starších buků. Stálým drážděním mladých pletiv rašících pupenů hálkotvorným sekretem, vylučovaným sající larvou, se na listové čepeli začne vytvářet zpočátku nenápadná oboustranná hálka, podobná drobným hrbolům. Koncem jara a začátkem léta hálky rychle rostou a začátkem podzimu jejich růst končí. Uvnitř hálek se v prostorné vnitřní dutině nalézá vždy jen jedna bíle zbarvená larva. Ta se v hálce během vývoje třikrát svléká a koncem vegetační doby dorůstá. Hálky s živou bejlomorkou jsou zpočátku bledozelené, později často žluté nebo načervenalé (hlavně z osluněné strany). Zralé hálky s dorostlou larvou bejlomorky jsou vejčité a na konci zašpičatělé, 5-12 mm vysoké a 3-6,5 mm široké, hladké a často lesklé. V hálkách bejlomorky bukové se vyvíjejí četní hmyzí parazitoidi, jimiž je často zlikvidována převážná část populace larev hostitelské bejlomorky.. b) Žlabatky Klasifikace: Říše: živočichové (Animalia) Kmen: Třída: členovci (Arthropoda) hmyz (Insecta) Podtřída: křídlatí (Pterygota) Řád: Čeleď: blanokřídlí (Hymenoptera) žlabatkovití (Cynipidae) 4
Popis: Žlabatky jsou drobné vosičky, žlutě až hnědě zbarvené. Žlabatka dubová (listová) (Cynipis quercus-folii) Hostitelská dřevina: dub zimní, dub letní Vývoj: Žlabatka dubová vytváří dvě generace - zimní a letní. Letní generace vyvolává vznik velkých, dužnatých, kulovitých, jednokomůrkových hálek, které jsou umístěny na spodní straně listů dubu, většinou na listových žilkách. Jsou známé jako "duběnky". Nejprve jsou zelené, později načervenalé nebo červeně skvrnité. V zimním období se z nich po opadu listů líhne zimní generace, pouze samičky, které kladou bez oplození vajíčka do pupenů dubů. Vzniknou malé, fialové hálky, ze kterých se na jaře vylíhnou samičky a samečkové letní generace. Oplozené samičky pak kladou vajíčka do blízkosti žilek na spodní straně listů dubů, kde se opět vyvíjejí kulovité hálky. Žlabatka růžová (Diplolepis rosae) Hostitelská dřevina růže šípková (Rosa canina) Vývoj Samičky kladou neoplozená vajíčka na jaře do pupenů růží. Rostlina na tom místě začne vytvářet velký chomáč zelenorůžových spletených vláken. Uvnitř tohoto útvaru, který se nazývá bedeguar, je několik komůrek, ve kterých se vyvíjejí larvy. Každá larva obývá uvnitř bedeguaru vlastní komůrku. Dospělé žlabatky se líhnou až na jaře příštího roku. Místo žlabatek se ale mohou ukázat lumčíci a jiný parazitický hmyz, živící se uvnitř hálek jejich larvami. 5
3.2 Praktická část 3.2.1 Výzkum komůrek v listech jírovce maďalu a výzkum hálek Během podzimu 2011 jsme na přírodovědném kroužku postupně zkoumali jednak listy jírovce maďalu, napadené klíněnkou jírovcovou, jednak hálky bejlomorky bukové, žlabatky listové a žlabatky růžové. Fotografovali jsme napadené listy a různé hálky a pak jsme "komůrky" na listech jírovce a hálky preparovali a obsah fotografovali. Klíněnka jírovcová: V "komůrkách" v listech jsme našli larvy i kukly, v každé jednu. Obr. 1: Napadené listy jírovce maďalu Obr. 2: Preparace komůrek v listech jírovce Obr. 3: Larva klíněnky a komůrka v listu Obr. 4: Kukla klíněnky v komůrce v listu 6
Obr. 5: Larvy klíněnky jírovcové Obr. 6. Kukly klíněnky jírovcové Bejlomorka buková: V hálkách jsme našli larvy, v každé jednu. Obr. 7: Hálky na listu buku lesního Obr. 8: Rozříznutá hálka s larvou Žlabatka listová: V hálkách jsme našli larvy, v každé jednu. Obr. 9: Hálky na listu dubu Obr. 10: Rozříznutá hálka s larvou 7
Obr. 11: Líhnoucí se žlabatka Obr. 12: Žlabatka listová Žlabatka růžová: V hálkách jsme našli více komůrek s larvami. Obr. 13: Hálka bedeguar na větvičce růže Obr. 14: Rozříznutá vícekomůrková hálka s larvami 8
3.2.2 Pozorování napadených dřevin: Jírovec maďal Sledovali jsme stromy, který se nacházejí v blízkosti gymnázia. Z kroniky Klubu NATURA jsme se dověděli, že členové Klubu NATURA se od roku 1993 zapojili do ochrany jírovců maďalů ve Dvoře Králové n/l, protože se v té době již i k nám rozšířila klíněnka jírovcová. Pomocí místního tisku šířili informace, jak mohou občané jírovcům pomáhat (hrabat a pálit, případně kompostovat listí). Ve spolupráci s Městem Dvůr Králové n/l zmapovali výskyt jírovců ve městě, aby bylo možné zajistit odstraňování listí. V místech, kde nebylo možné listí shrabat, byl použit na jaře chemický postřik na kmeny stromů v době, kdy se motýlci líhnou. Členové Klubu NATURA si vzali na starost několik jírovců v blízkosti gymnázia. Od té doby se postupně situace zlepšovala a to nejen vzhledem ke zmíněným opatřením, ale i proto, že se začali šířit i parazité klíněnky jírovcové (parazitoidi), kteří její stavy přirozenou cestou snižují. Při našich vycházkách jsme nepozorovali, že by byly napadené stromy klíněnkou výrazně oslabeny. Bohatě kvetou a vytvářejí plody. Buk lesní, dub zimní a letní, růže šípková Při vycházkách jsme sice viděli, že na těchto dřevinách jsou hálky, ale výrazné oslabení rostlin jsme nepozorovali. Hálkotvorné organismy, které podněcují na těchto dřevinách vznik hálek, jsou v naší přírodě již velmi dlouhou dobu a mají své parazity (parazitoidy), kteří jim nedovolí se přemnožit. Jen při velkém napadení by mohlo dojít k výraznému oslabení třeba mladého stromku. 9
4. Závěr Práce se zabývala některými parazity rostlin: klíněnkou jírovcovou a hálkotvornými organismy - bejlomorkou bukovou, žlabatkou listovou a žlabatkou růžovou. Byl sledován vývoj těchto parazitů a jejich vliv na hostitelské dřeviny. Autoři došli k závěru, že pokud dojde k rozšíření parazita na nové území, může dojít k ohrožení napadených rostlin a v tom případě je vhodné - pokud to lze - po určitou dobu přírodě pomoci, než se sama s příchodem nového organismu vyrovná. V případě dlouhodobě se vyskytujících parazitů není třeba ve zdravých společenstvech proti parazitům nijak zasahovat, jejich početnost je přirozeně snižována parazitoidy. 5. Literatura a další zdroje Hanzák, J., Moucha, J., Zahradník, J. Světem zvířat. Bezobratlí. Albatros, Praha 1973 Tomiczek, Ch. a kol. Atlas chorob a škůdců okrasných rostlin. Biocont Laboratory, Brno 2005 http://cs.wikipedia.org/wiki/klíněnka_jírovcová http://klinenka.unas.cz/klinenka.htm http://envis.prahamesto.cz/(ivhj03450yjhbu45ddblph55)/default.aspx?id=62839&ido=6088&sh=1056416408 http://www.sps-ul.cz http://michal-duda.euweb.cz/mikiola_fagi_1.jpg 10