Nezastupitelnost živočišných druhů: Klíčové kameny přírodního chrámu

Biologové označují jako „ekosystémové inženýry“ druhy, které svou životní aktivitou významně proměňují krajinu a život, jenž je v ní přítomen. Na pacifickém pobřeží Severní Ameriky plní tuto roli přímo dokonale medvěd grizzly (Ursus arctos horribilis). Nic na tom nemění fakt, že se „inženýrství“ nevěnuje celoročně, ale jen v období tahu lososů z moře do trdlišť na horních tocích řek.

Lesní inženýr grizzly

Masa migrujících lososů představuje veletok živin, který „teče“ proti proudu řek – z oceánu do vnitrozemí. Dospělí pacifičtí lososi po vytření hynou a mnoho živin uvolněných z jejich těl se tak dostává přímo do vody. Dusík, síra, uhlík a fosfor by ovšem nedoputovaly daleko od říčního koryta, pokud by se u řek k rybím hodům nesešli grizzlyové, medvědi černí, vlci a další šelmy či draví ptáci.

TIP: Složitý úkol je nezaskočí aneb Tajemství jemného hmatu chobotnic

Významná role v koloběhu živin patří právě grizzlyům, zdatným lovcům ryb, kteří v době lososího tahu přicházejí k řekám, aby se vykrmili na zimu. V dobách hojnosti si medvědi vybírají z kořisti jen ty nejvýživnější části – hlavu a vnitřnosti. Zbytky po jejich hostinách vroubí břehy řek a obohacují je o živiny. Druhá polovina těchto látek putuje v medvědích útrobách do okolních lesů, kde se s trusem masožravců dostává do půdy. Medvědí „hnojení“ významně ovlivňuje druhové složení flóry především v okolí malých a na živiny chudých potoků.

Pokud by medvěd grizzly zmizel z krajiny, zůstával by zdroj živin v podobě táhnoucích lososů ladem a to by mělo dramatický dopad na okolí řek. Změnila by se vegetace a v návaznosti na to i druhové složení mnoha bezobratlých živočichů i drobných obratlovců. Zmizení jiných živočišných druhů by nevyvolalo tak dalekosáhlé změny. Proto je grizzly považován za klíčový druh.

Záhady lososích tahů

Díky nezastupitelné roli grizzlyho platí, že čím víc lososů každoročně táhne potoky a říčkami, tím více jsou pohnojeny jejich břehy. V okolí toků s mohutným tahem lososů jsou rostlinná společenstva druhově chudší. Z „vyhnojených“ lesů ustupují mnohé druhy rostlin, například keřovité menziesie (Menziesia) nebo brusnice (Vaccinium). Místo nich se šíří ostružiník (Rubus spectabilis) a meruzalka (Ribes bracteocum). Výrazně menší je vliv grizzlyů jako ekosystémových inženýrů v okolí toků v nižších nadmořských výškách. V tamějších porostech je hojně zastoupená olše červená (Alnus rubra), která na kořenech hostí vláknité bakterie z rodu Frankia. Tito půdní mikrobi jsou s to zachytit a zpracovat vzdušný dusík a obohacují tak půdu o dusíkaté látky využitelné rostlinami. Výpadek v přísunu živin vyvolaný oslabením tahů lososů proto není v těchto podmínkách tolik patrný.

V posledních desetiletích tahy pacifických lososů slábnou. Důvody poklesu jejich stavů jsou zřejmé – výstavba přehrad, znečištění řek a moří a v neposlední řadě i nadměrný rybolov. Slábne tak přísun živin nejen do řek ale i do jejich okolí. Grizzlyové přišli „o práci“, ale šance na nápravu zjevně existuje. Na podzim roku 2010 sledovali biologové i zástupy amatérských milovníků přírody nevěřícným pohledem vody amerických a kanadských řek, jež doslova zrudly těly táhnoucích lososů nerka (Oncorhynchus nerka). Tyto ryby podnikly nejsilnější tah za poslední století. Bylo by však předčasné jásat. Důvod rekordního tahu není jasný. Většina odborníků se domnívá, že migraci podnikla zcela výjimečná generace, která měla z pekla štěstí a setkávala se po celý život jen a jen s optimálními podmínkami. Do budoucna se nedá počítat s tím, že by se lososí příval brzy zase zopakoval. Vždyť o rok dříve zely vody severoamerických řek v úmoří Pacifiku v době tahu lososa nerky prázdnotou. Tah těchto ryb byl nejslabší za posledních padesát let.

Strážce mořských řas

Roli klíčových druhů stejně jako v předchozím případě často sehrávají predátoři. Zřejmě nejznámějším příkladem jsou vydry mořské čili kalani (Enhydra lutris). Tyto šelmy obývají pobřeží severního Pacifiku a dorůstají hmotnosti až 45 kilogramů. Jsou to největší lasicovité šelmy, ale zároveň i nejmenší mořští savci.

Kalan se sice dokáže pohybovat po souši, ale většinu života tráví ve vodním živlu. K tomu je dokonale uzpůsoben díky husté kožešině. Na jednom čtverečním centimetru kalaní kůže vyrůstá asi 160 000 chlupů. Žádný jiný savec nemá tak hustou kožešinu jako vydra mořská. Srst je přitom složena ze dvou vrstev. Spodní podsada je tvořena kratšími a jemnějšími chlupy, které zadržují vzduchové bublinky a přispívají k lepším izolačním vlastnostem kožešiny. Svrchní vrstvu srsti tvoří delší a hrubší chlupy zvané pesíky.

Právě kvalitní kožešina se stala kalanům bezmála osudnou. Bezohledný lov přivedl tyto tvory na pokraj vyhubení a v té chvíli se v plné síle ukázal význam kalanů jako klíčového druhu pobřežních ekosystémů. V severním Pacifiku vyrůstají z mořského dna mohutné stélky hnědých řas, mezi kterými patří k nejčetnějším čepelatky (Laminaria). Tyto řasy (kelpy) jsou ukotveny k mořskému dnu jen poměrně malými výběžky, jež nemají funkci kořenů vyšších rostlin. Řasa jimi nečerpá živiny z mořského dna, ale využívá je pouze jako kotvu. Množství řas tvoří takzvané kelpové lesy.

V nepřítomnosti vyder se přemnožily ježovky, jimiž se vybíjené vydry živily. Ježovky zkonzumovaly jen malou část biomasy kelpového lesa, ale šlo právě o tu část, kterou byla mnohametrová stélka přichycena ke dnu. Na rozsáhlých plochách byly řasy „odříznuty“ ode dna a zaneseny na volné moře. Kelpové lesy se rychle proměnily v pustinu, kde už nenacházelo potravu a úkryt pestré společenstvo dalších živočichů. Teprve přísný zákaz lovu mořských vyder a pomalý vzestup jejich populací dovolil redukci počtů ježovek a dal kelpovým lesům příležitost k obnově.

Druhé kolo vydří tragédie

Ochrana mořských vyder před lovem přinesla ovoce. Populace klíčového druhu se rozrostly a kelpové lesy přestaly být devastovány ježovkami. V poslední době ale začalo kalanů opět dramaticky ubývat. Vědci, kteří si dobře uvědomovali, co hrozí pobřežním ekosystémům kelpových lesů, zoufale pátrali po příčinách mizení mořských vyder. Ukázalo se, že je začaly ve velkém lovit kosatky dravé (Orcinus orca). Potvrdilo to i zjištění, že kalanů neubývá v mořských zátokách s mělkým ústím, kam kosatky za vydrami neproniknou.

Několikatunová velryba zkonzumuje za den běžně dva metráky masa. Pokud chce tuto potřebu pokrýt kalany o průměrné hmotnosti kolem 30 kilogramů, musí jich denně ulovit hned několik. Tak velkému tlaku nedokáže populace vyder mořských čelit a hroutí se.

Za změnou kosatčího jídelníčku stojí člověk. Kosatky původně lovily lachtany medvědí (Callorhinus ursinus), kteří představují mnohem vydatnější sousto. Samice lachtanů jsou nejméně dvakrát těžší než kalani a lachtaní samci váží 270 kilogramů, takže nasytí kosatku na celý den. Stavy lachtanů v oblastech severního Pacifiku ovšem klesají. Rybáři v nich vidí konkurenty a nemilosrdně je střílejí. Drancování rybích populací bezohledným rybolovem navíc připravilo lachtany o potravu a svou roli zřejmě sehrávají i neblahé vlivy klimatických změn.

Tandem z Austrálie

Některé ekosystémy stojí a padají se vzájemnou spoluprací klíčových druhů. V australské přírodě se v takový sehraný tandem spojili ptáci medosavky (Meliphaga) a rostliny z rodu Banksia. Banksie rostou jako keře nebo nižší stromy především na jihu západní Austrálie. Jejich drobné kvítky vytvářejí válcovitá květenství bohatá na nektar. Nabízejí tak vydatný zdroj potravy pro medosavky, které sehrávají v australské přírodě roli amerických kolibříků. Medosavky se při sání nektaru z květů nevznášejí na místě jako kolibřík. Australští pěvci volí taktiku poskakování po větvích a sají nektar z květů pevně usazeni na vegetaci. Jejich výkon opylovačů to ale nijak nepoznamenává a medosavky významně přispívají k opylení mnoha zástupců australské flóry.

V západní Austrálii, kde se rozmohlo zemědělství a rozsáhlé plochy byly přeměněny na obilná pole, zůstala Banksia prionotes jediným zdrojem potravy medosavek během kritického zimního období, kdy jiné rostliny bohaté na nektar nekvetou.

Pokud by tento strom s mohutnými šišticemi oranžových květů z krajiny zmizel, medosavky by tu nepřežily. To by vyvolalo kaskádu neblahých následků, protože na opylení medosavkami jsou existenčně závislé mnohé další druhy rostlin. Na těch následně závisí početné společenstvo živočichů. Už v polovině devadesátých let minulého století proto australský biolog Brian Walker volal po důsledné ochraně stromů Banksia prionotes v zemědělské krajině západní Austrálie. Tato banksie představuje spolu s medosavkami pro tamější ekosystém klíčový druh.
V jiných oblastech Austrálie není situace tak vyhrocená, protože tam roste hned několik různých druhů banksií, jež pomohou medosavkám kritické období nedostatku potravy překlenout. Zmizení jediného druhu banksie by tu pak nemělo tak drastické následky.

Efekt gotické klenby

Zvířata popsaná v tomto článku jsou považována za tzv. „klíčové druhy“. V anglicky psané odborné literatuře můžete narazit na termín „keystone species“. Role klíčových druhů je v tomto označení přirovnána k úloze svorníku (keystone) v gotické klenbě. Svorník je opracovaný kámen, který se nachází obvykle ve vrcholku oblouku klenby a nese její váhu. Pokud dojde k narušení svorníku nebo je tento kámen neprozřetelně vyjmut, ztrácí klenba stabilitu a hroutí se. Podobně se bortí ekosystém, pokud jsou výrazně oslabeny populace klíčového druhu nebo tento druh z ekosystému úplně zmizí.

Bobr – zakladatel rybníků a luk

K velmi výkonným ekosystémovým inženýrům patří bobři. Zvláště dobře je jejich role jako klíčového druhu prostudována u severoamerického bobra kanadského (Castor canadensis). Bobři si budují na potocích a řekách mohutné přehrady a zadržují za nimi vodu. Razantně tak zasahují do vodního režimu v krajině. Zadržená voda se hromadí v jezírcích a bažinách a vytváří tak například příhodné podmínky pro život mnoha obojživelníků. Také vegetace se v promáčeném okolí bobřího vodního díla mění.

Když bobři dílo opustí, neudržovaná hráz se nakonec prolomí a voda odteče. I potom je vliv bobřího osídlení v okolí řeky jasně patrný. Na dně bobří nádrže se nahromadila mohutná vrstva usazenin bohatých na živiny. Z okolí řeky osídlené bobry zmizelo mnoho stromů, které tito přičinliví hlodavci pokáceli a využili na stavbu hráze nebo zkonzumovali jako potravu. Na místě zaniklého bobřího „rybníku“ se proto vytvoří rozsáhlá louka, která přetrvává další půlstoletí. Rostou na ní druhy rostlin, které by se v lese nepoznamenaném činností bobrů nikdy neprosadily. Druhová pestrost vegetace „bobří louky“ naroste o třetinu.