Výzkumná činnost

Invazní patogeny – staronové riziko pro přírodní prostředí ČR

Jednou z největších výzev v ochraně přírody a krajiny (ale i v dalších oblastech) je šíření nepůvodních invazních druhů organismů. Mezi nimi nenajdeme jen živočichy a rostliny, ale i méně nápadné organismy jako jsou patogenní houby a plísně. Překvapivě právě tyto nenápadné (mikroskopické) organismy mohou po zdomácnění způsobit problémy s dalekosáhlými a trvalými následky. Jedním z důvodů je i skutečnost, že ve srovnání s ostatními invazními druhy se jedná o organismy nenápadné a skrytě působící, jejichž důsledky působení často po dlouho dobu unikají pozornosti laické ale leckdy i odborné veřejnosti, anebo jsou přisuzovány i příčinám zcela jiným (sucho, podkorní hmyz).

Nepůvodní invazní patogeny a choroby, které způsobují (tzv. emerging infectious diseases, zkráceně EIDs), představují značná rizika pro citlivé taxony našich původních dřevin a jejich porosty i celá společenstva. Potenciální nebezpečí invadujících patogenů tkví zejména v tom, že domácí hostitelé často nemají vyvinuty dostatečně efektivní rozpoznávací a obranné mechanismy a v důsledku rozvoje chorob pak může dojít k rychlému rozvoji poškození a redukci početnosti jejich populací s následným rizikem eroze genofondu nebo dokonce i jejich kolapsu. V přírodním prostředí lze pak v některých případech očekávat i kaskádu dalších změn a reakcí v rámci celého společenstva jehož je invadovaný hostitel významnou či dokonce vůdčí složkou (např. změny mikroklimatických parametrů, změně toku energie a živin, pokles primární produkce, zvýšení eroze, změny v diverzitě společenstev závislých druhů atp.) a poškození ekosystémových služeb (např. snížení fixace CO2, redukce klimatizační funkce. Nejzávažnější rizika spočívající právě v narušení a poškození celého biotopu způsobují v současné době v ČR zejména voskovička jasanová a plíseň olšová. Zásadní škody v minulosti ale způsobila např. ofiostoma jilmová, které padlo jí za oběť cca 95 % populací našich jilmů; dnes však vyvolává obavy celá řada dalších organismů, např. plíseň buková pronikající dnes do našich bukových porostů nebo červená sypavka borovice pronikající do horských rašelinišť, ale i mnohé další druhy.

Počet a původ invazních druhů

První výskyty nepůvodních invazních patogenů rostlin na území Evropy i ČR byly dokladovány již od počátku 19. století, některé však, typicky patogeny zemědělských plodin, byly nepochybně zavlečeny podstatně dříve (např. již se svými hostiteli). Do současné doby byl na území ČR zjištěn výskyt více než 500 nepůvodních patogenů rostlin, z nichž u většiny disponujeme i údajem o prvním záchytu. Počet těchto záchytů po počátečním vzestupu způsobeném intenzivním rozvojem světového obchodu během tzv. „dlouhého století“ a samozřejmě i rozvojem vědy. Poté v důsledku válečných událostí došlo k poklesu počtu zaznamenaných invazí a tento trend se udržel i po další desetiletí v důsledku železné opony a izolace východního bloku. V posledních dvou desetiletích po otevření ekonomiky a globalizace obchodu se počet zjištěných invazí mnohonásobně zvýšil a jeho nárůst získal exponenciální ráz.

Průběh záchytů nepůvodních patogenů rostlin na území ČR od roku 1800

Drtivá většina patogenů byla do Evropy i na území ČR zavlečena jako nechtěná kontaminace rostlinného materiálu – nejčastěji přímo živých rostlin, jiné byly zavlečeny spolu s dřevní hmotou, případně semeny. Největší část nepůvodních invazních houbových patogenů v Evropě pochází ze Severní Ameriky (51 %), následované Asií (28 %) a dalšími světadíly, přičemž v poslední době významně narůstá podíl invazí z východní Asie. Původní areály mnoha invazních druhů se daří identifikovat jen pomalu a u mnoha druhů zůstáváme stále jen u předpokladů (např. ofiostoma jilmová) nebo je neznáme vůbec; některé invazní druhy jsou hybridogenního původu, přičemž právě hybridizace jim přinesla klíčovou výhodu (typickým příkladem je plíseň olšová). 

Situace na území ČR a výhled?

Podrobnější analýza výskytu nepůvodních patogenů na okrasných rostlinách a dřevinách za posledních 20 let potvrdila na území ČR exponenciální nárůstem počtu nově zaznamenaných nepůvodních patogenů rostlin. Byl potvrzen výskyt cca 80 nových druhů, plus bylo určeno dalších cca 120 druhů vyskytujících se na území Evropy, které by mohly být s větší či menší mírou pravděpodobnosti zjištěny i u nás. Z těchto cca 200 aktuálně zaznamenaných a šířících se organismů zhruba až 1/5 představuje či může představovat poměrně závažné riziko, největší rizika lze spatřovat u zástupců Oomycetes a Sordariomycetes. Nejméně prozkoumanou a zároveň nejvíce rizikovou skupinou (mj. i z hlediska hybridizace) jsou oomycety. Vzhledem k postupující globalizaci a dalším problémům (mj. nedostatečná efektivita fytosanitárních bariér) lze však předpokládat, že se mohou u nás (resp. v Evropě) objevit i taxony naprosto nové a neočekávané a se značným škodlivým potenciálem podobně náhle jako např. voskovička jasanová nebo některé druhy rodu Phytophthora (např. P. ramorum).

Zoosporangia druhu Phytophthora ramorum se šíří vzduchem. Patogen po zdomácnění může představovat např. značné riziko pro Jizerskohorské bučiny

Dnes jsme tedy svědky bezprecedentního nárůstu významu invazí patogenů majících za následek řadu závažných škod, a dokonce i trvalých změn v invadovaných systémech. Invaze patogenů v přírodním prostředí jsou tak stejně významným problémem jako invaze vyšších rostlin a živočichů. Hlavními používanými opatřeními, které by měly omezit šíření a vliv těchto organismů jsou mitigační a zejména adaptační opatření založená na expertních a statistických modelech a predikcích, evaluacích citlivosti invazibilních kultur, lesních typů, společenstev a biotopů, uchování a šlechtění rezistentních genotypů hostitelů a v tvorbě souborů více či méně jednoduchých a relativně snadno realizovatelných praktických opatření. Právě na vývoj těchto opatření se pracoviště specializuje.