PREŠOVSKÁ UNIVERZITA

Prepis

1 PREŠOVSKÁ UNIVERZITA V PREŠOVE FAKULTA HUMANITNÝCH A PRÍRODNÝCH VIED VPLYV VYBRANÝCH MEZOHABITATOVÝCH CHARAKTERISTÍK NA ROZŠÍRENIE DIPLOIDNÝCH A POLYPLOIDNÝCH FORIEM RÝB RODU COBITIS Diplomová práca 2017 Bc. Viktória Lapčáková

2 PREŠOVSKÁ UNIVERZITA V PREŠOVE FAKULTA HUMANITNÝCH A PRÍRODNÝCH VIED VPLYV VYBRANÝCH MEZOHABITATOVÝCH CHARAKTERISTÍK NA ROZŠÍRENIE DIPLOIDNÝCH A POLYPLOIDNÝCH FORIEM RÝB RODU COBITIS Diplomová práca Študijný program: Študijný odbor: Školiace pracovisko: Školiteľ: Konzultant: Ekológia Všeobecná ekológia a ekológia jedinca a populácií Katedra ekológie Mgr. Juraj Hajdú, PhD. PaedDr. Jakub Fedorĉák Prešov 2017 Bc. Viktória Lapčáková

3 Čestné vyhlásenie Ĉestne vyhlasujem, ţe som Diplomovú prácu,,vplyv vybraných mezohabitatových charakteristík na rozšírenie diploidných a polyploidných foriem rýb rodu Cobitisˮ vypracovala samostatne na základe svojich vedomostí s vyuţitím informaĉných zdrojov uvedených v zozname bibliografických odkazov. Prešov

4 Poďakovanie Touto cestou by som sa chcela poďakovať Mgr. Jurajovi Hajdú, PhD. za odborné a cenné rady v priebehu písania práce, za trpezlivosť a venovaný ĉas. Taktieţ by som sa chcela poďakovať môjmu konzultantovi PeadDr. Jakubovi Fedorĉákovi, ktorý si našiel ĉas a pomohol mi pri riešení problémov. Predloţená práca bola vypracovaná s podporou projektu: Projekt VEGA 1/0916/14 3

5 ABSTRAKT LAPĈÁKOVÁ, Viktória. Vplyv vybraných mezohabitatových charakteristík na rozšírenie diploidných a polyploidných foriem rýb rodu Cobitis [magisterská práca]. Prešovská univerzita v Prešove (Prešov, Slovensko). Fakulta humanitných a prírodných vied. Katedra ekológie. Školiteľ: Mgr. Juraj Hajdú, PhD. Stupeň odbornej kvalifikácie: magister. Prešov: FHPV PU, s. Cieľom diplomovej práce bolo zistiť, aký poĉet diploidných a polyploidných jedincov sa nachádza vo vybraných povodiach Dunaja a Tisy na území Slovenska a ĉi stúpa alebo klesá ich poĉet s rastúcou pripadne klesajúcou šírkou toku. Pre výskumnú aktivitu sme zvoli ĉasové obdobie rokov 2011 aţ V ĉiastkových povodiach Tisy sme vykonali odber vzoriek ichtyofauny za pomoci batériového elektrického agregátu na 51 lokalitách. Na základe metódy prietokovej cytometrie (flowcytometry-fmc) bola stanovená úroveň ploidie vybraných jedincov pĺţov. Vysvetľované premenné boli poĉetnosť diploidov a polyploidov a vysvetľujúca premenná šírka toku v metroch. Štatistické vyhodnotenie efektu šírky toku na ploidiu sme vykonali metódou lineárnej regresie. Na základe výsledkov uvedených povodiach sme dospeli k záveru, ţe ĉím je väĉšia šírka toku, tým väĉšia je poĉetnosť polyploidov, a ĉím menšia je šírka toku, tým viac diploidných jedincov sa tam nachádza. Kľúčové slová: ploidia, polyploid, diploid, C. elongatoides, povodie 4

6 ABSTRACT LAPĈÁKOVÁ, Viktória. The influence of selected mesohabitat characteristics on the distribution of diploid and polyploid fish species of genus Cobitis[Magister thesis]. Prešov University in Prešov (Prešov, Slovakia). Faculty of Humanities and Natural Sciences. Department of English Language and Literature. Supervisor: doc. PhDr. Jozef Hankovský, PhD. Degree of qualification: Magister. Prešov: FHNS PU, p. The aim of the diploma thesis was to find out how many diploid and polyploid individuals are located in selected Danube and Tisza basins in Slovakia and whether their number increases or decreases with increasing or decreasing width of flow. For the research activity, we chose the time period from 2011 to In the Tisza sub-basin, samyofaun samples were collected using a battery electrical aggregate in 51 localities. Based on the flow cytometry (FMC) method, the level of the ploidy of the selected lung individuals was determined. The variables explained were the number of diploids and polyploids and the variable width of flow in m. The statistical evaluation of the effect of the flow width on the ploidy was performed by the linear regression method. Based on the results of these river basins, we concluded that the larger the flow width, the greater the polyploid density, and the smaller the flow width, the more diploid individuals are there. Key words:ploidia, polyploid, diploid, C. elongatoides, basin 5

7 OBSAH ZOZNAM OBRÁZKOV... 8 ZOZNAM TABULIEK... 8 SLOVNÍK... 9 ÚVOD CHARAKTERISTIKA SKÚMANÝCH POVODÍ Ipeľ Bodva Bodrog Latorica Laborec Uh Okna Ĉierna voda Roňava Ondava Topľa Trnávka Chlmec Hornád Olšava Torysa LITERÁRNY PREHĽAD

8 2.1 Biologická a ekologická charakteristika pĺţa podunajského (Cobitis elongatoides) Súĉasný stav výskytu druhov rodu Cobitis na Slovensku Charakteristika ploidie CIEĽ PRÁCE METODIKA Odber vzoriek Laboratórne spracovanie vzoriek Štatistická analýza údajov Sumárne charakteristiky Overenie predpokladov normality rozdelenia Overenie predpokladov pouţitia jednoduchej lineárnej regresie Jednoduchá lineárna regresia Pásy spoľahlivosti a predikcie VÝSLEDKY Transformácia údajov na normálne rozdelenie DISKUSIA ZÁVER ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV ZDROJE OBRÁZKOV PRÍLOHY

9 ZOZNAM OBRÁZKOV Obr. č. 1: Povodie rieky Ipeľ Obr. č. 2: Povodie rieky Bodvy Obr. č. 3: Povodie rieky Bodrog Obr. č. 4: Povodie rieky Hornád Obr. č. 5: Kostra hydrografickej siete na Slovensku Obr. č. 6: Cobitis elongatoides...23 Obr. č. 7 : Cobitis taenia...23 Obr. č. 8: Cobitis tanaitica...23 Obr. č. 9: Súĉasný a historický výskyt ( ) a nové lokality Cobitis spp. na Slovensku Obr. č. 10: Laboratórna syntéza diploidných hybridov s klonálnou gynogenetickou reprodukciou a následná syntéza polyploidie Obr. č. 11: Vľavo výsledok FMC a IMC analýzy. Vľavo porovnanie veľkosti jadier erytrocytov diploidného a triploidného jedinca pĺţa (vlastné údaje) FMC. Vpravo výsledok IMC analýzy-veľkosť a deformácie erytrocytov diploidných a polyploidných rýb rodu Carassius Obr. č. 12: Diagnostický graf (diploidné jedince) Obr. č. 13: Diagnostický graf (polyploidné jedince) Obr. č. 15: Histogramy poĉetnosti (hore) a kvartilovo-kvantilové grafy (dole) logaritmicky (vľavo) a odmocninovo (vpravo) transformovaných údajov o poĉetnosti diploidných jedincov Obr. č. 18: Výsledky jednoduchej lineárnej regresie na dátach transformovaných logaritmickou transformáciou Obr. č. 19: Výsledky jednoduchej lineárnej regresia na dátach transformovaných odmocninovou transformáciou: a) polyplodiov, b) diploidov ZOZNAM TABULIEK Tab. č. 1: Data frame analyzovaných premenných

10 SLOVNÍK JZ: Juhozápad JV: Juhovýchod SV: Severovýchod 9

11 ÚVOD Predkladaná diplomová práca sa zaoberala vplyvom vybraných mezohabitatových charakteristík na rozšírenie diploidných a polyploidných foriem rýb rodu Cobitis. V teoretickej ĉasti práca opisuje jednotlivé skúmané povodia, biologickú a ekologickú charakteristiku pĺţa podunajského (Cobitis elongatoides Bacescu & Mayer, 1969). Z ekologickej stránky je pĺţ podunajský hodnotený ako reofilný, ikru neochraňujúci, fytofilný potamodrómny a zoobentofágny druh. Ţije v rôznych typoch vodných útvarov od malých potokov po veľké rieky, stojaté vody s bahnitým alebo piesoĉným dnom, pramene, jazerá a slepé ramena riek. Práca sa ĉiastoĉne zaoberá i súĉasným stavom výskytu rodu Cobitis na Slovensku. Veľmi podrobné historické dáta o výskyte druhu v slovenských riekach, ktoré umoţňujú porovnanie so súĉasným stavom sú k dispozícii z rokov Iba nedávno sa zistilo, ţe územie Slovenska zahŕňa populácie druhu, ktoré vykazujú hybridný diploidno-polyploidný charakter. Práca je súĉasťou rozsiahlejšieho výskumu, ktorý sa okrem iného zaoberá aj zisťovaním vzťahu ploidie skúmaného druhu C. elongatoides k vybraným parametrom prostredia. Na základe charakteristiky ploidie a stanovenia, ĉi sa jedná o jedince diploidné alebo polyploidné (triploidy, tetraploidy), boli údaje štatisticky testované s cieľom overiť vplyv vybraných faktorov prostredia (makrohabitatu). Cieľom diplomovej práce bolo zistiť aký poĉet diploidných a polyploidných jedincov sa nachádza v povodiach Tisy na území východného Slovenska a overenie hypotézy ĉi tento poĉet stúpa alebo klesá s rastúcou prípadne klesajúcou šírkou toku. V závere práce sme zostavili komparáciu s výsledkami publikovaných a nepublikovaných prác (napr. Janko a kol. 2012). 10

12 1. CHARAKTERISTIKA SKÚMANÝCH POVODÍ Povodie Dunaja 1.1 Ipeľ Pramení v podcelku Veporských vrchov Sihlianska planina, prameň leţí na juţnom svahu vrchu Ĉierťaţ (1 102 m n. m.) vo výške asi m n. m. Rieka teĉie od prameňa dolu svahom na juh a potom sa na dne údolia pribliţne v rkm 211,2 otáĉa na východ, prúdi na okraji lesa pozdĺţ juţného úboĉia údolia a ďalej, asi po 5 km sa dlhým oblúkom otáĉa na juhozápad. Vodný tok ďalej teĉie popri osadách Ipeľ a Ipeľský potok do vodnej nádrţe Málinec. Pri juhozápadnom okraji Zelenianskeho rybníka leţiaceho pri severozápadnom okraji mesta Poltár sa Ipeľ otáĉa na juhozápad a vo vzdialenosti 1 km smerom na východ od severného okraja intravilánu obce do rieky z pravej strany ústi prítok Poltarica, ktorá pramení neďaleko juhovýchodného okraja intravilánu Poltára. Pozdĺţ západného okraja miestnej ĉasti Kalinova Hrabovo sa trasa Ipľa otáĉa na juhovýchod, pozdĺţ juhozápadného okraja intravilánu míňa obec Pinciná a asi 0,5 km smerom na juh od východného okraja intravilánu Pincinej do rieky z ľavej strany ústi zo severu pritekajúci Petrovský Ipeľ od ústia Petrovského potoka prúdi smerom na juh, medzi poľami obteká z východu obec Boľkovce, teĉie cez obec Nitra nad Ipľom a oblúkom leţiacim pribliţne 1 km severozápadne od obce Fiľakovské Kľaĉany sa asi 0,35 km dlhým oblúkom otáĉa na juhozápad. Pribliţne 0,25 km pred zaĉiatkom oblúka do vodného toku zľava ústi prítok Suchá (Jakubis a kol. 2007). Adamec (1980) uvádza ţe pramení vo Veporských vrchoch v Slovneskom Rudohorí. Ústi do Dunaja v mieste, kde Dunaj odteká na územie Maďarska. Na znaĉnej ĉasti svojho toku tvorí štátnu hranicu s Maďarskom. Platia tu predpisy platné pri pobyte v pohraniĉnom pásme. Prístup k rieke je od ţeleznice v obciach Brezniĉka alebo Holiša (Sutóris 1987). Rieka prameniaca vo Veporskom Rudohorí pod vrchom Ipeľ a ústiaca do Dunaja pri rieĉnom km 1708 pri obci Chľaba. Za vyššieho stavu vody splavná v dĺţke 211,5 km do obce Brezniĉka, za stredného stavu vody od Rapoviec v dĺţke 182,3 km. Od Kolondy v dĺţke 173,6 km tvorí nepretrţite štátnu hranicu s MĽR. Niektoré úseky Ipľa sú krajinárky zaujímavé. Tesne pod ústím do Dunaja Ipeľ obtáĉa pohorie Burda. Vcelku sa však Ipeľ vodácky málo vyuţíva. 11

13 Obr. ĉ.1 : Povodie rieky Ipeľ(Jakubis a kol. 2002) Povodie Tisy 1.2 Bodva Ĉiastkové povodie Bodvy je vymedzené rozvodnicou, ktorá je na severe a východe rozvodnicou voĉi ĉiastkovému povodiu Hornádu. Táto prebieha po hrebeni Volovských vrchov a odtiaľ sa stáĉa na juhovýchod do Košickej kotliny, kde vedie po najvyšších miestach pahorkatinnej ĉasti Košickej kotliny na hranicu s Maďarskou republikou. Z juhu je slovenská ĉasť povodia Bodvy ohraniĉená štátnou hranicou s Maďarskou republikou. Západné ohraniĉenie povodia tvorí rozvodnica s povodím Slanej. Táto rozvodnica vedie po vrcholoch Slovenského krasu opäť smerom do Maďarskej republiky (Makovinská a kol. 2009). 12

14 Obr. ĉ. 2 : Povodie rieky Bodvy (Makovinská a kol. 2009) 1.3 Bodrog Severnú a severovýchodnú hranicu ĉiastkového povodia Bodrogu tvorí štátna hranica Slovenskej republiky s Poľskom. Západná hranica zaĉína na štátnej hranici s Poľskom pri obci Obruĉné a tiahne sa spoĉiatku na juh po kótu Minĉol (1 157 m n. m.) v pohorí Ĉergov. Odtiaľ pokraĉuje východným smerom, zo severu obchádza Šipolskú horu (557 m n. m.) v Ondavskej vrchovine a stáĉa sa na juhovýchod aţ juh. Prebieha po hlavnom chrbte Slanských vrchov a konĉí na štátnej hranici s Maďarskom pri kóte Veľký Miliĉ (895 m n. m.). Juţnú hranicu ĉiastkového povodia tvorí štátna hranica s Maďarskom a východnú štátna hranica s Ukrajinou. Na území Maďarska teĉie Bodrog ďalej smerom na juhozápad a preteká popri východnom okraji mesta Sárospatak. Pri obci Bodrogkisfalud sa trasa rieky otáĉa na juhovýchod a rieka Bodrog ústi do Tisy na juhovýchodnom okraji obce Tokaj (Holiĉová a kol. 2007). 13

15 Obr. ĉ. 3: Povodie rieky Bodrog(Holiĉová a kol. 2013) 1.4 Latorica Latorica je dlhá 188 km, priĉom na území Slovenska meria 31,6 km. Latorica pramení na Ukrajine, v geomorfologickom celku Poloninský chrbát patriaceho do Východných Karpát. Latorica priteká na územie Slovenska 3,6 km východne od obce Boťany a ihneď za štátnou hranicou sa otáĉa smerom na severozápad, ale 3 km juţne od obce Ĉiĉarovce sa opäť otáĉa na západ. Rieka ďalej preteká pozdĺţ juţného okraja poldra Beša a 3 km juhozápadne od obce Rad, 3,4 km juţne od obce Brehov, sútokom s Ondavou vytvárajú rieku Bodrog (Holiĉová a kol. 2007). 1.5 Laborec Laborec pramení v oblasti Nízke Beskydy, na východných svahoch Laboreckej vrchoviny, na svahu neďaleko slovensko-poľskej štátnej hranice, severozápadne od obce Ĉertiţné v okrese Medzilaborce, vo výške 682 m n. m. Laborec pokraĉuje z Michaloviec na juh, preteká východným okrajom obce Lastomír a ďalej, pribliţne 1,4 km východne od obce Drahňov prijíma svoj najväĉší prítok rieku Uh( Holiĉová a kol. 2007). Sutóris (1987) uvádza pramení v Nízkych Beskydách blízko hranice s PĽR. V hornej ĉasti je zaujímavá plavba s mnohými perejami. Dolný úsek je níţinný a meandrový. Prístup k rieke pri doprave autami je moţný vo všetkých východiskových miest. 14

16 Prítoky Laborca 1.6 Uh Pramení v oblasti Uţockého priesmyku, ktorý oddeľuje Zakarpatskú a Ľvovskú oblasť Ukrajiny. Prameň rieky leţí pribliţne vo výške 970 m n. m. a samotná rieka vzniká sútokom potokov Uh a Uţok. Na hornom úseku rieka teĉie cez horské údolia smerom na západ a severne od obce Zabriď sa otáĉa na juhojuhozápad ( Holiĉová a kol. 2007). 1.7 Okna Pramení v pohorí Vihorlatsko-gutinskej oblasti Vihorlatské vrchy. Potoky prameniace na svahoch vrchov Sninský kameň a Neţabec vtekajú do jazera Morské oko, z ktorého uţ vytekajú v jednom koryte ako rieĉka Okna. Z Morského oka teĉie Okna smerom na juh ďalej pokraĉuje smerom na juh cez obce Ruskovce a Niţná Rybnica, z východnej strany míňa Bunkovce a Blatné Remety, zo západnej strany Blatnú Polianku, od ktorej 1,8 km juţne sa otáĉa smerom na juhozápad a smeruje k obci Senné, pri ktorej ústi z ľavej strany do Ĉiernej vody( Holiĉová a kol. 2007). 1.8 Čierna voda Vyteká z vodnej nádrţe Zemplínska šírava 1,7 km severne od obce Lúĉky, teĉie smerom na juh, 1,9 km západne od obce Blatné Remety sa otáĉa na juhozápad a preteká popri severozápadnom okraji Senianskych rybníkov. Za Senianskymi rybníkmi, pri východnom okraji obce Senné do Ĉiernej vody z ľavej strany ústi Okna ( Holiĉová a kol. 2007). 1.9 Roňava Pramení v pohorí Slanské vrchy, prameň leţí pribliţne 0,5 km severovýchodne od obce Slanĉík. Od prameňa teĉie Roňava na rozhraní polí a lesa pribliţne smerom na juh, vstupuje do Podslanskej pahorkatiny a preteká popri východnom okraji obce Slanské Nové Mesto. Na juţnom okraji obce do Roňavy ústi pravostranný prítok. Trasa Roňavy sa za Slanským Novým Mestom pootáĉa na juhovýchod, otáĉa sa na juh a ďalej preteká medzi ţelezniĉnou traťou a obcou Kuzmice a na ďalšom úseku vedie popri západnom okraji obce Michaľany. Roňava vo vzdialenosti pribliţne 1,7 km severozápadným smerom od stredu 15

17 obce Luhyňa vchádza na slovensko-maďarskú štátnu hranicu. Po štátnej hranici priteká Roňava medzi Slovenské Nové Mesto a maďarské mesto Sátoraljaújhely a po jeho východnom okraji prechádza na územie Maďarska. Roňava ústi do Bodrogu 0,5 km juţne od obce Borša ( Holiĉová a kol. 2007) Ondava Rieka Ondava pramení pri Javorine v Nízkych Beskydách (Sútoris 1987), na svahu leţiacom severozápadne nad obcou Ondavka, pribliţne 0,5 km od slovensko-poľskej štátnej hranice. V hornom úseku je perejnatá, v dolnom úseku meandrovitá. Od prameňa teĉie Ondava smerom na juhovýchod a pri západnom okraji obce Niţná Polianka sa zatáĉa smerom na juh. Rieka Ondava na nasledujúcom úseku teĉie smerom na juh a na viacerých úsekoch jej koryto meandruje. Ondava poniţe ústia Tople teĉie na juh, na pravom brehu míňa obec Horovce a do rieky od obce Trhovište z ľavej strany priteká Trhovištský potok. Na ďalšom úseku preteká Ondava medzi poľami a pribliţne 0,8 km od juhovýchodného okraja obce Hraň do rieky z pravej strany ústi Trnávka (Holiĉová a kol. 2007). Prítoky Ondavy 1.11 Topľa Pramení v pohorí Ĉergov, v masíve jeho najvyššieho vrchu Minĉol, prameň leţí v lesoch rozprestierajúcich sa juhozápadne od obce Livovská Huta. Topľa teĉie prameňa pribliţne 1,5 km smerom na východ v doline, ktorá sa okolo vrchu Topoľky otáĉa na sever a má ústie nad obcou Livovská Huta. Topľa na hornom konci Livovskej Huty prijíma z ľavej strany Kríţovský potok a v mieste jeho vyústenia sa otáĉa na východ, preteká cez obec a pokraĉuje do obce Livov. V oblúku medzi obcami Kruţlov a Tarnov sa trasa Tople pootáĉa na juhovýchod a pri juţnom okraji Tarnova do rieky z ľavej strany ústi Kamenec. Rieka Topľa ďalej teĉie popri juţnom okraji obcí Rokytov a Mokroluh a preteká cez mesto Bardejov. Na východnom okraji intravilánu Bardejova do Tople z ľavej strany ústi zo severu pritekajúci Kamenec ( Holiĉová a kol. 2007). 16

18 1.12 Trnávka Tok pramení v podcelku Slanských vrchov Bogota. Trnávka na krátkom úseku od prameňa po štátnu cestu ĉ. 50 teĉie smerom na sever, ale pri štátnej ceste sa otáĉa na východ a teĉie do obce Dargov súĉasne vteká do podcelku Podslanská pahorkatina Východoslovenskej pahorkatiny. V Dargove teĉie Trnávka najskôr poza záhrady a na ďalšom úseku oddeľuje juhovýchodnú ĉasť obce. Na nasledujúcom úseku Trnávka smeruje na juh v upravenom napriamenom koryte a pribliţne 0,7 km severne od obce Vojĉice do rieky z ľavej strany ústi Manov kanál. Na nasledujúcom úseku Trnávka preteká po východnom okraji mesta Trebišov a 1,1 km juţne od intravilánu obce Zemplínske Hradište do rieky z pravej strany ústi Chlmec. Za vyústením Chlmca sa Trnávka otáĉa na juhovýchod, vedie popri severovýchodnom okraji obce Hraň, od ktorej pribliţne 0,8 km ústi z pravej strany do rieky Ondava ( Holiĉová a kol. 2007) Chlmec Pramení v Slanských vrchoch na východnom svahu vrchu Bogota v nadmorskej výške asi 696 m n. m. Rieĉka teĉie smerom na juh a z hôr vyteká v podcelku Podslanská pahorkatina do Východoslovenskej pahorkatiny juţne od obce Zemplínska Teplica. Chlmec v mieste vyústenia Ĉíţe prudko mení smer na juho-juhovýchod, preteká popri západnom okraji Ĉeľoviec, na severnom okraji obce Niţný Ţipov sa na úseku dlhom pribliţne 1,44 km otáĉa na juhozápad a pribliţne 1 km východne od obce do rieky z ľavej strany ústi Moĉiarny. Asi 0,04 km za vyústením Moĉiarneho potoka sa trasa Chlmca opäť otáĉa na juho-juhovýchod, preteká cez polia medzi obcami Stanĉa a Zemplínska Nová Ves, východne od obce Hrĉeľ sa prudko otáĉa na severovýchod, teĉie popri východnom okraji obce Zemplínsky Branĉ a juţne od obce Zemplínske Hradište ústi do Trnávky ( Holiĉová a kol. 2007) Hornád Hornád pramení na východnom svahu poniţe sedla Uhliská, ktoré leţí medzi vrchmi Krahulec a Jedlinská prameň sa nachádza v nadmorskej výške 1050 m n. m. smerom na západ od obce Vikartovce. Rieka na nasledujúcom úseku preteká cez obec Spišský Štiavnik, z ktorej pokraĉuje popri západnom okraji obce Betlanovce a pribliţne 1,1 17

19 km od juţného okraja intravilánu obce Hrabušice vchádza do hôr. Vodný tok najprv zo západu a potom z juhu obteká vrch Zelená hora, pod ktorým sa zatáĉa smerom na východ. Za vyústením Bieleho potoka zaĉína pribliţne 16 km dlhý úsek všeobecne známy ako prielom Hornádu, v ktorom vodný tok vytvoril úzke kaňonovité údolie so strmými svahmi spadajúcimi z okolitých vrchov, priĉom ich výška nad riekou miestami presahuje aţ 300 m. Za prielomom Hornádu rieka preteká juţne od obce Smiţany, v intraviláne mesta Spišská Nová Ves sa otáĉa. V nasledujúcom úseku Hornád teĉie popri ţelezniĉnej trati do obce Markušovce, v ktorej do neho zľava ústi Levoĉský potok (Malík a kol. 2007). Podľa Sutórisa(1987) pramení v Nízkych Tatrách v blízkosti Vikartoviec a poniţe obce Ĉaňa odteká na územie Maďarska. Pre vodákov je najzaujímavejší horný úsek, takzvaný Prielom Hornádu, kde kaňonom preteká v Slovenskom raji. Tento úsek sa pokladá za najkrajší úsek na slovenských riekach vôbec. Prístup k rieke je od cesty i od ţeleznice. Cesta ide pozdĺţ rieky s výnimkou Prielomu Hornádu. Na Východnom Slovensku priberá viaceré potoky a Košickou kotlinou odteká do Maďarska, kde sa vlieva do Slanej a s ňou do Tisy. Ak stav vody na vodomere v Harbušiciach ukazuje 60 cm, splavný po celej dĺţke aţ po štátne hranice, celkove 147,5 km. Hornád preteká kaňonovitým údolím, miestami širokým len m s brehmi vysokými 150 m. Najvyšší úsek takzvaný Ţelezné vráta lemujú z oboch strán strmé skalné steny vysoké aţ 250 m. Krajinársky veľmi zaujímavý je aj úsek od vodnej nádrţe Ruţín po Kysak, kde sa prediera pohorím Ĉierna hora (Adamec a kol. 1980). Obr. ĉ. 4: Povodie rieky Hornád (Remiašová a kol. 2010) 18

20 Prítoky Hornádu 1.15 Olšava Pramení v Matransko-slanskej oblasti, v podcelku Slanských vrchov Šimonka. Prameň Olšavy leţí asi 3 km severovýchodne od obce Lesíĉek. Rieka teĉie od prameňa najprv cez les a popri jeho okraji smerom na juhozápad. Pribliţne 2 km za Kecerovcami do Olšavy zľava ústi prítok a na nasledujúcom úseku, 0,3 km západne od obce Baĉkovík. Vo vzdialenosti asi 1,6 km juhozápadným smerom od obce Ĉakanovce, do Olšavy pri rkm 25,4 ústi zľava Herliansky potok. Olšava ďalej preteká pomedzi obce Ďurďošík a Bidovce a asi 0,55 km juţne od štátnej cesty ĉ. 50 do nej z pravej strany ústi potok Trstianka. Olšava z východnej strany míňa obec Olšovany a pribliţne 0,6 km severovýchodne od obce Vyšný Ĉaj do rieky z ľavej strany ústi Bystrý potok (Malík a kol. 2007) Torysa Pramení v Levoĉských vrchoch, prameň rieky leţí severozápadne od obce Torysky, na juhovýchodnom svahu pod hrebeňom medzi vrchmi Javorina a Javor. Od prameňa Torysa teĉie v doline medzi vrchmi Javoríĉka a Uhlisko smerom na juh, na konci doliny sa otáĉa juhozápadným smerom, preteká obcou Torysky a Niţné Repaše, v ktorej sa otáĉa na severovýchod. Torysa na úseku juţne od obce Krivany opisuje oblúk, od ktorého teĉie na juhovýchod a preteká mestom Lipany. Od Lipian Torysa pokraĉuje pozdĺţ severovýchodného okraja obce Roţkovany a medzi poľami, asi 0,6 km severovýchodne od obce do rieky z ľavej strany ústi Milpošský potok. Torysa ďalej preteká medzi obcami Jakubova Voľa a Ĉervenica pri Sabinove a pri západnom okraji obce Peĉovská Nová Ves. Na ďalšom úseku Torysa teĉie popri juhozápadnom okraji mesta Sabinov, v ktorom z ľavej strany, pozdĺţ Ovocinárskej ulice k rieke priteká Drienický potok. Torysa vteká do intravilánu mesta Prešov pri rkm64 a teĉie pribliţne smerom na juh. Na juhu Prešova, pribliţne pri rkm 56,6 do Torysy z ľavej strany ústi jej najvýznamnejší prítok Sekĉov (Malík a kol. 2007). 19

21 Obr. ĉ. 5 : Kostra hydrografickej siete na Slovensku (Lusková et al. 2004) 20

22 2. LITERÁRNY PREHĽAD 2.1 Biologická a ekologická charakteristika pĺža podunajského (Cobitis elongatoides) Frank (1989)XuvádzaXţeXĉeľaďXCobitidaeXzahŕňaXmaléXrybkyXsXtelomXholým aleboxpokrytýmxmalýmixšupinami.xokoloxústxmajúx6-12xfúzikovxa na paţerákovýchxkostiachxmnoţstvoxjednoradovýchxzubov.xprednáxĉasťxplynovéhome chúraxjexuzavretáxvxkostenejkapsule,xzadnáxĉasťxjexznaĉnexzmenšená. Ekologická charakteristika: reofilný, ikru neochraňujúci, fytofilný, potamodrómny, zoobentofágny (Hecker a kol. 2010). Stavba tela: Hecker a kol. (2010) uvádzajú ţe druh C. elongatoides má dĺţku tela do 118 mm. Je zelenkasto-ţlto sfarbený a na bokoch sa nachádzajú pozdĺţne rady tmavých škvŕn. Hlava je laterálne sploštená a plochá. Cez oko prebieha tmavý pruh a pod ním sa nachádza vztýĉiteľný tŕň. Hlava nesie 3 páry fúzikov. Na hornej báze chvosta je viditeľná jedna tmavá. Biológia a habitat: C. elongatoides ţije vo väĉšine vodných útvarov od malých potokov po veľké rieky, stojaté vody s bahnitým alebo piesoĉným dnom, pramene, jazerá a slepé ramena riek. V moĉiaroch sa nachádza len na miestach s tvrdším podkladom. Prudko teĉúcim vodám sa vyhýba. Neresí sa na rastlinný podklad (Hecker a kol. 2010). Správanie:XKesslerX(1864)Xpíše,XţeXsiXdokoncaXvyhrabávaXceléXchodbyXprípadne leţíxpodxkameňmi.xpoxvyrušeníxrýchloxopustíxúkrytxaxzahrabexsax2-4 mxďalej naxinomxmieste.xpoĉasxletaxsaxzdrţujexnaxmiestachxzarastenýchxvodnýmixrastli nami.x(vladykovx1926; BanarescuX1964; ŢukovX1965). RobothamX(1977)Xzistil,XţeXideXoXdruhXsXvýraznouXdennouXaktivitou. SedlárXa kolx(1989)xtvrdil,xţexjextypickouxrybouxdňa,xpretoţexcezxdeňxsa s obľubou zavrtáva doxpieskuxvxprehnutejxformexaxvidieťxmuxlenxhlavuxaxkus chvosta. AktívnyXjeXnajmäXzaXšera. 21

23 Potrava:XŢivýXsaXlarvamiXhmyzu.XPodľaXautoraXDykX(1956),XpotravuXnasáva spoluxsoxsubstrátom,xseparujexjuxaxobaľujexslizomxeštexvxústnej dutine, prehtĺa súĉasnexnestráviteľnéxĉastixvyvrhujexspodxţiabrovýchxvieĉokxvonx(robotham 1982).XTieţXsaXţivýXdrobnouXţivoĉíšnouXpotravou,XdetritomXaleboXriasami. Objekty,XktoréXkonzumuje,XväĉšinouXsvojimiXrozmermiXnepresahujúX1Xmm. PotravuXnasávaXsXbahnomXajXpieskom,XvXústachXjuXoddeľujeXaXnestrávené zloţkyxvyvrhujexspodxţiabrovýchxvieĉokx(frank 1989). Rozmnožovanie:XNeresíXsaXvXvodnejXvegetácieXvXapríliX Xjúli.XFrankX(1989)Xpri tomtoxdruhuxuvádza,xţexsaxneresíxvxapríli,xalexaţxvxjúni,xpravdepodobnexvo viacerýchxdávkachxaxikryxprilepujexnaxvodnéxrastlinstvo.xsamcexsúxvýrazne menšiexneţxsamicexaxvxpopuláciixichxjexvţdyxmenej.xautorkaxkochanová (1957)XpriXdĺţkeX19,1XmmXplodXpripomínaXuţXdospeléXryby,XajXkeďXmá zvyšky plutvovéhoxlemu.xpoxvyliahnutíxmáxplodxnaxprednejxĉastixhlavyxţľazu,xktorá vyluĉujúcixlepkavýxsekrét,xpomocouxktoréhoxsaxzachytávaxnaxrastliny,xneskôr leţíxnaxdne.xpohybxaxaktívnaxvýţivaxnastávaxprixdĺţkex7,5mm XvoXveku 7 dní. Rozmery a vek: SamiceXsaXdoţívajúXaţXdoX5XrokovXaXsamceXdoX3Xroky. maximálnaxdĺţkaxtelaxsamcovx7,5xcm,xsamícx13xcm.xfrankx(1989) uvádzaxc. elongatoidesxjexkrátkovekýxdruhxktorýxdospievaxaţxvxdruhomxrokuxţivota. ObvykleXsaXdoţívaX2-4XrokovXaXlenXvýnimoĉneXprekroĉíXdĺţkuX120Xmm. Rozšírenie na Slovensku: Podhorské a níţinné úseky malých tokov, ale aj plytšie ĉasti stredne veľkých a veľkých tokov, napr. Morava, Mláka, Dunaj, Hron, Ipeľ, Slaná, Topľa, Hornád, Ondava, Bodrog, Uh, Latorica a ich prítoky (Hecker a kol. 2010).XVXregiónoch, kdexzostalaxpopulácia zachovaná (Ondava,XVáh,XHron,XHornád,XaXLaborec rieky), zmiznutímxdevastaĉnýchxvplyvovx(napr. zneĉistenie vody),xbolxnáslednéxobnovený výskytxc. elongatoides. AvšakXvymiznutieXtohtoXdruhuXzXhornýchXtokovXjeXtrvalé (LuskXaXkol.X2000). 22

24 Obr. ĉ. 6 :Cobitis elongatoides(kottelat a Feryhof 2007) Obr. ĉ. 7: Cobitis taenia (Kottelat a Feryhof 2007) Obr. ĉ. 8: Cobitis tanaitica(kottelat a Feryhof 2007) 23

25 2.2. Súčasný stav výskytu druhov rodu Cobitis na Slovensku V posledných rokoch sa rod Cobitis stal predmetom intenzívneho výskumu, ako naznaĉuje aj skutoĉnosť, ţe tri druhy z tohto rodu boli témou troch medzinárodných konferencií (Brno 1999, Olsztyn 2002a Šibenik 2006). Získané dáta a aplikácie karyologických a genetických analýz zásadne zmenili doterajšie predstavy o taxonómii rodu (Bohlen & Ráb 2001, Perdice s et al. 2003, Lusková et al. 2004, Bartoňová et al. 2008, Papoušek et al. 2008). Podrobné údaje o rozdelení jednotlivých druhov v rámci rodu boli zaznamenané v posledných rokoch z viacerých krajín (napr. Lusk et al. 2000; Mrakovĉić et al. 2000; Povţ & Šumer 2000, 2003; Deliĉ et al. 2003; Erős et al. 2003). Veľmi podrobné historické dáta o výskyte týchto druhov v slovenských riekach, ktoré umoţňujú porovnanie so súĉasným stavom sú k dispozícii z rokov (Kux & Weis 1964, Kux 1964),Ĉiastkové údaje o distribúcii populácií a taxonomickom postavení rodu Cobitis uvádzajú Lusk a kol. (2003) a Lusková 2004). Košĉo et al. (2006) predstavujú aktuálne údaje o výskyte druhov ĉeľade Cobitidae v ĉiastkovom povodí rieky Tisa tieţ údaje o distribúcii Cobitis elongatoides, Sabanejewia balcanica a Misgurnus fossilis na Slovensku. Tu prezentované údaje boli tieţ vyuţité pri výbere lokalít Európskeho významu v rámci systému Natura 2000 na Slovensku, vrátane lokalít pouţitých v predloţenej diplomovej práci. Územie Slovenska zahŕňa populácie rodu Cobitis (Bacescu et Mayer 1969), ktoré vykazujú hybridný diploidno-polyploidný charakter. Podľa predchádzajúcich výskumov (Lusk et al. 2003, Lusková et al. 2004), ĉistá populácia C. elongatoides sa vyskytuje iba v povodí riek Slaná, Bodva a Hornád (v povodí Tisy). Východnú ĉasť Tisy a jej povodia obývajú hybridné diploidno-polyploidné komplexy vykazujúce základné zloţenie Cobitis elongatoides x Cobitis tanaitica. Študovaný druh C. elongatoides a jeho hybridné komplexy zaberajú pomerne široký areál. Ich súĉasný výskyt je sústredený hlavne v níţinných oblastiach na JZ a JV ĉasti Slovenska. V povodí rieky Tisy, sa C. elongatoides vyskytuje hlavne v níţinách SV Slovenska (ďalej len Bodrog, Latorica a povodie Tisy). Beţný je v malých potokoch, melioraĉných kanáloch, odpojených ramenách a materiálových jamách po ťaţbe zemín. Hlavne sa vyskytuje v tokoch ktoré obsahujú ílové usadeniny. 24

26 Výskyt druhu siaha aţ na sever povodia rieky Ondava a jej prameňom. Vytváranie vhodných stanovíšť umoţňuje hlavne nízky gradient rieky ktorý je pre výskyt druhu dôleţitý. Podobná situácia sa vyskytuje v níţinnej ĉasti povodia rieky Uh. Druh C. elongatoides sa tieţ vyskytuje na stanovištiach, ktoré sú znaĉne zneĉistené organickými zneĉistením hlavne z odpadových vôd komunálnych ĉistiarní napríklad Ondava pri Svidníku, Trnávka pod obcou Seĉovce a Topľa. V týchto lokalitách boli zistené vysoké poĉty populácie s relatívnym zastúpením aţ 40 %. Najniţšia poĉetnosť sa nachádza v západnej ĉastipovodia Tisy ( Hornád, Bodva a Slaná ) a najvyššia poĉetnosť výskytu sa uvádza vo východnej ĉasti povodia (Košĉo a kol. 2004). V povodí Dunaja sa C. elongatoides vyskytuje v jeho najvýchodnejšej ĉasti (Ipeľ) a menej ĉastý je v prítokoch Hron, Nitra a Váh. Tieţ je jeho výskyt poĉetný v rieke Morava (Lusk 2000, Lusková et al., 2004). Na Podunajskej níţine sa C. elongatoides vyskytuje vo veľkých tokoch predovšetkým v rôznych vodách nív a priľahlých níţin. Výskyt Cobitis spp., rovnako ako Sabanejewia balcanica a Misgurnus fossilis, nebol nikdy dokumentovaný vo vodách patriacich do systému Baltského mora (Dunajec, Poprad a ďalších malých vodných tokov), na severe Slovenska (Kux & Weis z 1960, Košĉo & Košuth 1999). Obr. ĉ. 9: Súĉasný a historický výskyt ( ) a nové lokality Cobitis spp. na Slovensku (Košĉo a kol. 2006) 25

27 V porovnaní s minulosťou, najmä obdobím medzi rokmi (Kux1964), môţeme pozorovať iba drobné zmeny v distribúcii C. elongatoides. Populácia tohto druhu vymizla z niektorých ĉastí tokov zatopených veľkými priehradami ( napr. Domaša, Zemplínska Šírava, Ruţín, Orava v severnej ĉasti povodia Dunaja). Lusk a kol. (2000) pozorovali podobnú situáciu v povodí Dyje a Moravy v Ĉeskej republike. Druh je chránený v zmysle Vyhlášky ĉ. 24/2003 Z. z., ktorou sa vykonáva zákon ĉ. 543/2002 Z. z. o ochrane prírody a krajiny v znení neskorších predpisov a je zaradený tieţ na zozname druhov európskeho významu podľa Prílohy ĉ. 4 vyššie citovanej vyhlášky. V pôvodnom ĉervenom zozname rýb Slovenska je druh uvedený ako Cobitis taenia a je hodnotený v kategórii "takmer ohrozený" (Hensel & Muţík 2001), resp. ako menej dotknutý - LC: Least Concern (Košĉo & Holĉík 2008 ). V aktualizovanom ĉervenom zozname rýb a mihúľ je druh pĺţ podunajský (Cobitis elongatoides ) hodnotený ako menej dotknutý - LC: Least Concern (Košĉo & Holĉík 2008 ) 26

28 2.3. Charakteristika ploidie Pohlavné rozmnoţovanie primárne vzniklo preto, aby bolo organizmom umoţnené tvoriť potomstvo s unikátnou genetickou výbavou (Pandian 2011). To je moţné dosiahnuť buď výmenou génov medzi dvoma organizmami, alebo (a to je ĉastejší prípad) spojením buniek dvoch organizmov, z ktorých kaţdý nesie svoje gény. Poĉet génov, ktoré, pokiaľ sú všetky funkĉné a pokrývajú všetky ţivotné funkcie organizmov, sa nazýva haploidný poĉet. Haploidný poĉet je minimálny poĉet génov, ktoré môţe ţivý organizmus vo svojich bunkách obsahovať. Väĉšina eukaryotických organizmov je však diploidných, ĉo znamená, ţe skrývajú vo svojich jadrách dve chromozómové sady. Je moţné jadre sa nachádzajú viac ako dve chromozómové sady, vtedy hovoríme o polyploidii (Pandian 2011). Polyploidia je však všeobecne neţiaduca, hoci k nej v prírode obĉas dochádza. Ak by sa však spojili dve bunky s najbeţnejšou, diploidnou sadou chromozómov, vzniknutý jedinec by bol tetraploidný, ĉiţe by mal aţ 4 sady chromozómov. Preto je dôleţité, aby spájajúce sa bunky mali len haploidnú sadu chromozómov a ich spojením by vznikol diploidný jedinec. Ploidia: je ĉíslo, ktoré vyjadruje poĉet úplných základných sád chromozómov v bunke. Oznaĉuje sa symbolom n (Padian 2011). Diploid: Kaţdý eukaryotický biologický druh má v jadre bunky charakteristický poĉet chromozómov. V nepohlavných bunkách sú to zvyĉajne dve sady, z kaţdého autozómu po jednom páre. Takáto bunka sa nazýva diploidná (2n). Haploid: bunky, v ktorých sa nachádza práve jedna sada chromozómov (z kaţdého páru jeden), sa nazývajú haploidné (n). Haploidné bunky vznikajú z diploidných procesom zvaným meióza. Haploidné sú najĉastejšie pohlavné bunky (gaméty). Pri spájaní spermie (n) a vajíĉka (n) vzniká opäť diploidná zygota (2n). Haplodiploid: termínom haplodiploid sa oznaĉuje biologický druh, v ktorom jedno pohlavie (najĉastejšie samiĉie) je diploidné a druhé (samĉie) je haploidné. Polyploid: bunka, ktorá obsahuje v jadre viacero úplných základných sád chromozómov, sa nazýva polyploidná (n > 2). Oznaĉujeme sa potom ako bunka triploidná (3n), tetraploidná (4n), atď. 27

29 Aneuploid a euploid: bunka (alebo organizmus), ktorá obsahuje nenormálny, respektíve neceloĉíselný poĉet sád chromozómov, sa nazýva aneuploid. Opakom je euploid bunka, ktorá obsahuje správny, celoĉíselný poĉet sád chromozómov. Autoploidia: je násobné zmnoţenie celej chromozómovej sady jadra bunky toho istého druhu. Ak sa polyploidný rad uberá nepárnymi ĉíslami hovoríme o anortoploidii, pri párnych ĉíslach o ortoploidii. Aloploidia: je násobné zmnoţenie chromozómovej sústavy rôzneho druhového pôvodu, nachádzajúcej sa v jednom jadre bunky. Obr. ĉ. 10 : Laboratórna syntéza diploidných hybridov s klonálnou gynogenetickou reprodukciou a následná syntéza polyploidie. (A) Párenie medzi sexuálnymi C. taenia a C. elongatoides produkovalo (B) neplodné F1 samce, ale plodné F1 samice, ak boli hybridy spätne skríţené na sexuálne druhy po 28

30 dosiahnutí zrelosti. (C) Neredukované nerekombinantné vajcia geneticky identické so somatickými bunkami diploidnej C. elongatoides-taenia F1 matky (D) sa vyvinuli buď na klony diploidných jedincov, ak spermie poskytované sexuálnymi samcami slúţia iba na stimuláciu vývoja a potom sa degradujú (Gynogenéza) alebo na triploidných jedincov po skutoĉnom oplodnení, takţe spermie boli zaĉlenené a samĉí gén bol exprimovaný v potomstve (hypotéza genómového prídavku). Rovné šípky oznaĉujú smer prechodu pokusov. Ĉierna šírka oznaĉuje kríţ, ktorý nebol testovaný súĉasnou štúdiou, ale pozoroval sa pri kríţených s mláďatami C. elongatoides-taenia zhromaţdenými vo voľnej prírode (Jankoet al., 2007). 29

31 3. CIEĽ PRÁCE Cieľom diplomovej práce bolo zistiť, aký poĉet diploidných a polyploidných jedincov sa nachádza vo vybraných povodiach Dunaja a Tisy na území Slovenska a ĉi stúpa alebo klesá ich poĉet s rastúcou pripadne klesajúcou šírkou toku. Pre výskumnú aktivitu sme zvoli ĉasové obdobie rokov 2011 aţ V ĉiastkových povodiach Tisy sme vykonali odber vzoriek ichtyofauny za pomoci batériového elektrického agregátu na 51 lokalitách. 30

32 4. METODIKA 4.1. Odber vzoriek Poĉas rokov 2011(X.), 2013(VII - VIII), 2014(VI, VIII, X), 2015 (V-VIII), 2016(V- VII, IX, XI) sme na 51 ĉiastkových lokalitách realizovali odber vzoriek ichtyofauny za pomoci batériového elektrického agregátu (LENA V, 95 Hz). Získané jedince boli po determinácii, stanovení pohlavia a odobraní vzoriek pre stanovenie ploidie (pozri kapitolu 4.2.) vypustené späť na mieste odberu vzoriek. Dĺţka skúmaných úsekov sa pohybovala v rozpätí m. Aktuálny ekosozologický status a názvoslovie rýb sme zadefinovali podľa ĉerveného zoznamu rýb a mihúľ (Košĉo et al. 2014). Ĉeľad Cobitidae bola zaradená do ekologických skupín podľa Holĉíka (1998). Získané jedince boli po determinácii, stanovení pohlavia a odobraní vzoriek pre stanovenie ploidie vypustené späť na mieste odberu vzoriek. Dĺţka skúmaných úsekov sa pohybovala v rozpätí 50 aţ 100 metrov 4.2. Laboratórne spracovanie vzoriek Stanovenie úrovne ploidie vybraných jedincov pĺţov bude prebiehať na základe metódy prietokovej cytometrie (flowcytometry-fmc), v prípade potreby kontrolnou metódou obrazovej cytometrie (image cytometry-imc). Pri IMC analýze sa pre pozorovanie erytrocytov vyhotoví krvný náter, farbený po dobu 10 min. Harrisovýmhematoxylínom (Sigma-Aldrich). Následne je náter snímaný CCD kamerou a spracovaný v programe OlympusMicroImage 4.0., kde budú zaznamenané referenĉné hodnoty maximálnej dĺţky a šírky erytrocytov a ich jadier (VETEŠNÍK 2005). Metóda FMC bude uskutoĉnená na prietokovom cytometry (Partec CCA I; Partec GmbH, Munster, Germany), spracované tkanivo je zafarbené florescenĉným farbivom 4,6-diamidino-2-phenylindol (DAPI). Následne sa stanovuje relatívny obsah DNA v jadrách erytrocytov. Ako krvný štandard bude pouţitá krv diploidnej formy karasa striebristého (C. auratus) voľne zakúpeného v predajni so ţivými zvieratami. Erytrocyty vybraných druhov pĺţov sa získajú neinvazívnou metódou a to: buď priamo odobratím krvi z chvostovej ţily, alebo z mechanicky spracovaného tkaniva z plutiev rýb (finclips) fixovaného v 70% roztoku etanolu. Ukáţku výsledkov FMC a IMC analýzy erytrocytov rýb uvádzame na obrázku ĉ

33 Obr. ĉ. 11: Vľavo výsledok FMC a IMC analýzy. Vľavo porovnanie veľkosti jadier erytrocytov diploidného a triploidného jedinca pĺţa (vlastné údaje) FMC. Vpravo výsledok IMC analýzy-veľkosť a deformácie erytrocytov diploidných a polyploidných rýb rodu Carassius podľa VETEŠNÍK (2005) 4.3. Štatistická analýza údajov Všetky štatistické analýzy boli vykonané v prostredí R, verzia (R Core Team 2015) s pouţitím beţne dostupných balíkov a funkcií vytvorili sme dátový súbor (data frame ) obsahujúci dve vysvetľované premenné (poĉetnosť diploidov a polyploidov) a 3 vysvetľujúce premenné: saba (prítomnosť jedincov Sabanejewia sp.), šírka toku (v m) a nadmorská výška (v mn.m) Sumárne charakteristiky Sumárne charakteristiky výberového súboru, ako minimálna hodnota (Min.), prvý (dolný) kvartil (1 st Qu), medián (Median), priemer (Mean), horný kvartil(3 rd Qu.) a maximálna hodnota (Max.). boli vypoĉítané pouţitím funkcie summary (). Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max

34 4.5. Overenie predpokladov normality rozdelenia Tradiĉné parametrické metódy vyţadujú aby údaje pochádzali zo základného súboru s normálnym rozdelením. Normalitu rozdelenia údajov vo vzorke sme overovali viacerými metódami. Jednoduchou metódou je histogram poĉetnosti(svitok 2012) Overenie predpokladov použitia jednoduchej lineárnej regresie Lineárna regresia, ako aplikácia lineárneho modelu, predpokladá ţe chybová zloţka modelu (ɛ) má normálne rozdelenie a homogénny rozptyl pre kaţdú hodnotu závislej premennej (Svitok 2012). Na výpoĉet reziduálnych hodnôt bola pouţitá funkcia residuals (). V prípade splnenia podmienky homogenity by mal výsledný graf vyzerať ako hviezda obloha bez náznaku akéhokoľvek trendu. Jednoduchšou moţnosťou ako overiť podmienky pre pouţitie lineárnej regresie sú prednastavené diagnostické grafy Obr. ĉ. 12: Diagnostický graf (diploidné jedince) 33

35 Obr. ĉ. 13: Diagnostický graf (polyploidné jedince) V ideálnom prípade by ĉervená krivka v prvom grafe mala prebiehať po nulovej hodnote. Mierne, nesystematické odchýlky od homogenity rozptylu však výsledky regresnej analýzy výrazne neovplyvňujú (Svitok 2012) Jednoduchá lineárna regresia Na vyhodnotenie vzťahu zastúpenia diploidných a polyploidných jedincov a skúmanej premennej (šírka toku) sme pouţili jednoduchú lineárnu regresiu. Táto metóda predpokladá, ţe vzťah medzi hodnotenými premennými je lineárny a teda je vhodné modelovať ho pomocou priamky (Svitok 2012). Tvar vzťahu dvoch premenných bol posúdený na základe bodového grafu. Bodový graf bol vytvorený pouţitím funkcie plot(). Pri tvorbe bodových grafov je zauţívané pravidlo, ţe nezávislá premenná sa zobrazuje na horizontálnej osi (x) a zvislá premenná na vertikálnej osi (y). Preto bola v argumentoch funkcie plot() najprv uvedená nezávislá premenná (širka toku) a potom závislá premenná (pocet diploidov, pocet polyploidov)(svitok 2012). 34

36 4.8. Pásy spoľahlivosti a predikcie Vypoĉítaný regresný model je odhadom vzťahu dvoch premenných v potenciálne nekoneĉnom základnom súbore. Spoľahlivosť tohto odhadu je moţné graficky zobraziť vynesením pásu spoľahlivosti pre regresnú líniu (Svitok 2012). Hodnota spodného a horného limitu spoľahlivosti odhadu závislej premennej pre jednotlivé hodnoty nezávislej premennej bola vypoĉíta ná pomocou funkcie predict (). Grafické zobrazenie pásu spoľahlivosti bolo vykonané pomocou funkcie matlines (). 35

37 5. VÝSLEDKY Celkovo bolo zhodnotených 51 lokalít v 10 povodiach (Tab ĉ. 1). Celkový poĉet diploidných jedincov bol 479 a polypoidných 355 jedincov. Priemerná šírka toku bola ±20,63 m (minimálna šírka toku bola ±1,37 m a maximálna ± 76,13 m). Nadmorská výška bola od 98 mn. m do 273 mn. m a v priemere 132 mn. m. Poĉet regulovaných lokalít bol 36 a neregulovaných 15 lokalít. Výskyt jedincov Sabanejewia sp. bol zistený na 10 lokalitách. Tab. ĉ. 1 : Data frame analyzovaných premenných 36

38 Transformácia údajov na normálne rozdelenie Na základe histogramov a QQ grafov sme zistili, ţe vysvetľované premenné (zastúpenie diploidných a zastúpenie polyploidných jedincov) nemajú normálne rozdelenie. Skúmané dáta boli preto transformované na normálne rozdelenie pomocou jednoduchých transformácií. V prípade pravostranne zošikmeného rozdelenia frekvencií venĉenia sú v biológií zvyĉajne vyuţívané logaritmické alebo odmocinové transformácie (Svitok 2012). Rozdelenie takto transformovaných údajov je uţ oveľa bliţšie normálnemu rozdeleniu (obr. ĉ. 14). Obr. ĉ. 14: Histogram poĉetnosti (vpravo) a kvartilovo-kvantilový graf (vľavo) poĉetnosti dioploidných jedincov v rámci analyzovaného súboru 37

39 Obr. ĉ. 15: Histogramy poĉetnosti (hore) a kvartilovo-kvantilové grafy (dole) logaritmicky (vľavo) a odmocninovo (vpravo) transformovaných údajov o poĉetnosti diploidných jedincov Obr. ĉ. 16: Histogramy poĉetnosti (hore) a kvartilovo-kvantilové grafy (dole) logaritmicky (vľavo) a odmocninovo (vpravo) transformovaných údajov o poĉetnosti polyploidných jedincov 38

40 5.1. Lineárna regresia Na základe prvého modelu (netransformované dáta poĉetnosti polyploidov) sme zistili, ţe ĉím väĉšia je šírka toku tým viac polyploidných jedincov sa tam nachádza (Obr. ĉ 17). Pri šírke toku 70 m sme zistili aţ 20 jedincov, kým pri šírke 2 m iba 4 kusy (Obr. 17a). Pri druhom modeli sme zistili, ţe ĉím je šírka toku menšia, tým je väĉší poĉet diploidov. Napríklad pri šírke toku 70 m bol ich poĉet 6 a pri šírke 5 m sme zistili poĉet aţ 23 jedincov (Obr. ĉ. 17b). a) b) Obr.ĉ. 17 : Výsledky jednoduchej lineárnej regresie na netransformovaných dátach: a) polyploidné (vľavo), b) diploidné jedince (vpravo) 39

41 Druhý model (logaritmicky transformované údaje) poukázal na pozitívnu závislosť poĉtu diploidných jedincov (Obr. 16b) na šírke toku, hoci štatistická významnosť sa nepotvrdila (DF=1, F=0.6644, P=0.4196). a) b) Obr. ĉ. 18 : Výsledky jednoduchej lineárnej regresie na dátach transformovaných logaritmickou transformáciou 40

42 Tretí model (odmocninovo transformované údaje) poukázal na negatívnu závislosť poĉtu diploidných jedincov na šírke toku (Obr. 17a) a pozitívny vzťah medzi poĉtom polyploidných jedincov a zväĉšujúcou sa šírkou toku (Obr. 17b). Štatistická významnosť sa však ani v jednom prípade nepotvrdila. a) b) Obr. ĉ. 19: Výsledky jednoduchej lineárnej regresia na dátach transformovaných odmocninovou transformáciou: a) polyplodiov, b) diploidov 41

43 Obr. ĉ. 20: Distribúcia a poĉetnosť diploidných a polyploidných jedincov hybridného komplexu Cobitis elongatoides a Cobis tanaitica v ĉiastkových povodiach Tisy na území východného Slovenska. 42

44 DISKUSIA Náš výskum bol realizovaný na povodí rieky Tisy na 51 ĉiastkových lokalitách poĉas rokov 2011 aţ Získané jedince boli po determinácii, stanovení pohlavia a odobraní vzoriek pre stanovenie ploidie vypustené späť na mieste odberu vzoriek. Dĺţka skúmaných úsekov sa pohybovala v rozpätí 50 aţ 100 metrov. V ĉiastkových povodiach Tisy boli hlásené jedince hybridného komplexu Cobitis elongatoides a Cobis tanaitica V ĉiastkových povodiach Tisy boli hlásené jedince hybridného komplexu C. elongatoides a C. tanaitica. Poĉas výskumu, ktorý realizoval Janko et al. (2012) v povodí strednej Odry, uvádzajú výskyt rodu Cobitis bolo celkom z 27 lokalít v rkm km nad ústím rieky Odry. V spodnej ĉasti povodia boli zatiaľ hlásené iba jedince hybridného komplexu C. taenia.poĉas nášho výskumu sme potvrdili výskyt hybridného diploidno-polyploidného komplexu C. elongatoides a C. tanaitica celkom na 51 lokalitách v sledovaných povodiach Dunaja a Tisy, ktoré poukazujú na prítomnosť vzťahu medzi ploidiou a hodnoteným parametrom prostredia šírku toku Pri modeli ĉ. 1 netransformované dáta sme mali podobné výsledky ako aj pri model ĉ. 3 transformované dáta na logaritmickú transformáciu ktorý nám poukázal na negatívnu závislosť poĉtu diploidných jedincov na šírke toku a pozitívny vzťah medzi poĉtom polyploidných jedincov a zväĉšujúcou sa šírkou toku. Štatistická významnosť sa však ani v jednom prípade nepotvrdila, avšak model ĉ. 2 nám poukázal na pozitívnu závislosť poĉtu diploidných jedincov na šírke toku, hoci štatistická významnosť sa nepotvrdila (DF=1, F=0.6644, P=0.4196). Janko et al. (2012) preskúmal genetické markery, ktorých kombinácia umoţňuje identifikáciu druhovo špecifických genómov v Strednej Európe a to konkrétne Cobitis taenia (diploidny genotyp: TT), C. elongatoides (EE), C. tanaitica (NN). Na identifikáciu genómov odobratých vzoriek, ktoré zahrňovali ĉisté druhy a hybridy, pouţil diagnotické allozymové lokusy Gpi-A (glukóza-6-fosfát izomerázu EC ), saat (aspartátaminotransferáza EC ), smdh -A (malát dehydrogenázu, EC ) a Pgm (fosfoglukomutáza, EC ). Sekvenoval prvý intón nukleárneho génu S7 na potvrdenie genómovej konštitúcie v nejasných prípadoch. Mohol teda definovať diploidné, triploidné a tetraplodiné hybridy, ktoré obsahovali rôzne kombinácie T,E, a N genómov. Tam, kde bolo moţné, pouţili tak ako aj my v našom výskume, metódu prietokovou cytometriou (FMC) na odhadnutie ploidie meraním erytrocytov, ktorá je vhodná na diferenciáciu medi diploidnými a triploidnými formami pĺţa. 43

45 ZÁVER Riešením diplomovej práce na tému Vplyv vybraných mezohabitatových charakteristík na rozšírenie diploidných a polyploidných foriem rýb rodu Cobitis sme dospeli prihliadnuc na stanovený cieľ Zistiť aký poĉet diploidných a polyploidných jedincov sa nachádza v povodiach Tisy na území východného Slovenska a ĉi stúpa alebo klesá ich poĉet s rastúcou pripadne klesajúcou šírkou toku, k nasledujúcim výsledkom: Poĉas rokov 2011 aţ 2016 na 51 ĉiastkových lokalitách sme realizovali odber vzoriek ichtyofauny za pomoci batériového elektrického agregátu. Na základe histogramov a QQ grafov sme zistili, ţe vysvetľované premenné (zastúpenie diploidných a zastúpenie polyploidných jedincov) nemajú normálne rozdelenie. Skúmané dáta boli preto transformované na normálne rozdelenie pomocou jednoduchých transformácií. V prípade pravostranne zošikmeného rozdelenia frekvencií venĉenia boli vyuţité logaritmické a odmocninové transformácie. Ďalej sme na základe jednoduchej lineárnej regresie na netrasfomovaných dátach zistili, ţe ĉím väĉšia je šírka toku tým viac polyploidných jedincov sa tam nachádza. Pri šírke toku 70 m sme zistili aţ 20 jedincov, kým pri šírke 2 m iba 4 kusy. Pri druhom modeli sme zistili, ţe ĉím je šírka toku menšia, tým je väĉší poĉet diploidov. Napríklad pri šírke toku 70 m bol ich poĉet 6 a pri šírke 5 m sme zistili poĉet aţ 23 jedincov. Pomocou jednoduchej lineárnej regresie na dátach transformovaných odmocninovou transformáciou sme zistili ţe model poukázal na negatívnu závislosť poĉtu diploidných jedincov na šírke toku a pozitívny vzťah medzi poĉtom polyploidných jedincov a zväĉšujúcou sa šírkou toku. Štatistická významnosť sa však ani v jednom prípade nepotvrdila. 44

46 ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV Analýza stavu protipovodňovej ochrany Slovenskej republiky vrátane stavu realizácie povodňového varovného a predpovedného systému, MŢP SR. Február, ANDERSON, B. G., RUTHEFURTH, I. D., WESTERN, A. W., 2006: An analysis of the influence of riparian vegetation on the propagation of flood waves. Melbbourne: University of Melbroune and the Cooperative Research Centre for Catchment Hydrology, 6 p. BANARESCU P., 1964: Pisces-Osteichthydes. Fauna Republicii Populare Romine 13. Ed. Acad. RPR, Bucuresti, 959 pp. BARA, M., 2009: Škálovanie krátkodobých zrážok na Slovensku. Dizert. práca. SvF STU v Bratislave, Bratislava. BARTOŇOVÁ E., PAPOUŠEK I., LUSKOVÁ V., KOŠĈO J., LUSK S., HALAĈKA K., ŠVÁTORA M. & VETEŠNÍK L. 2008: Geneticdiversity and taxonomy of Sabanejewia balcanica (Osteichthyes: Cobitidae) in the waters of the CzechRepublic and Slovakia. Folia Zool. 57 (1 2): BARUŠ, V., et al Mihulovci (Petromyzontes) a ryby (Osteichthyes) 1. Praha: Academia. BARUŠ, V., et al Mihulovci (Petromyzontes) a ryby (Osteichthyes) 2. Praha: Academia. BEVEN, K.J., 2001: Rainfall-Runoff Modelling. The Primer. John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, p.360. BÍBA, M., OCEÁNSKA, Z., VÍCHA, Z., JAŘABÁĈ, M., 2006: Forest - hydrological research in small experimental catchments in the Beskydy Mts. J. Hydrol. Hydromech., 54,(2), pp BLAAS G., BIELEK P., BOŢÍK M., 2010: Pôda a poľnohospodárstvo - Úvahy o budúcnosti. Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy, Bratislava, 40 s. 45