Aktuality výzkumu

A recent study published in BioInvasions Records by Lipták et al. (2024) documents the first occurrences of the invasive red swamp crayfish (Procambarus clarkii) in Slovakia. This species, native to the southern United States and northern Mexico, is the most widespread and invasive crayfish species globally. Known for its adaptability, it can outcompete native biota and disrupt local ecosystems.

Thanks to collaboration with Slovakian colleagues, solid data were gathered on its establishment in two natural localities, both fed by thermal springs. The first site is near Turčianske Teplice in Central Slovakia, downstream of a commercial facility for aquatic ornamentals (most likely the source of the population via escapes). This population is, so far, relatively restricted in its distribution. The second site is located approximately 150 km south, near Komárno, and recent findings suggest a rapid spread in the region, likely due to animal releases by aquarium enthusiasts.

Both populations are numerous and well-established. Since their discovery in spring 2023, monitoring and management efforts have been implemented to reduce their numbers and curb their spread. To date, tens of thousands of individuals have been caught, thanks to the coordinated efforts of local partners, including Veľká Fatra National Park and the Dunajské luhy Protected Landscape Area.

Detail information can be found in the original paper: Lipták, B., Prati, S., Oficialdegui, F.J., Apfelová, M., Pekárová, S., Kautman, J., Janský, V., Kouba, A., 2024. First populations of invasive red swamp crayfish flourish in Slovakia. BioInvasions Records 13: 825–841. https://doi.org/10.3391/bir.2024.13.3.20

Written by: Assoc. Prof. Antonín Kouba

When fishermen catch fish, they often catch birds instead... that's how one could describe one of the secondary, unfortunately often overlooked, negative impacts of anglers´s leisure activities on the banks of our waterways, ponds or sand pits. This is an often unwanted, but not exactly rare phenomenon.

This is the creation of "traps" in which wild animals (most often birds) inhabiting the area around our waters are caught. Unnecessary severe injuries then occur, often ending in permanent disability or death. In the case of the Czech Republic, there are hundreds of reported cases of injured animals per year. And what are the "traps"? These are the remains of fishing lines, including rigging material (lines, cords, cables) "decorated" with various jewelry, including rubber bands, beads, feeders, hooks, lures, spinners or wobblers. Everywhere around the waters we can observe kilometers of lines and cords hanging from the branches, roots of bushes and trees and grasses, or coiled in the bushes. And how many such luxurious "traps" for wild animals are located under the water surface, no one dares to guess.

The issue of "traps" can be divided into three areas of emerging problems. The first of them arises purely from the sloppiness, laziness, or indifference of the angler. This is the issue of rigging materials such as waste thrown on the shore, in bushes, reeds, grasses or straight into the water. When birds find such traps, strangulation, necrosis, or amputations occur. As a result, we can see around our waters birds without wings, legs, fingers or with a partially or completely missing beak. Of course, if these animals do not find adequate help, they logically die, often in great pain. And even if they survive, they spend the rest of their lives as severely handicapped individuals with no chance of returning to the wild. This type of "traps" can also be eaten by animals, swallowed when consuming natural food (plants). In this case, the result is clear - death.

The second range of problems lies in the natural curiosity of animals, most often when searching for food and its intake. That's when the animals encounter fishing rods and rigs, both those actively baited and those that have been torn off or cut off, which remain here as a memento of a failed hunt. The birds then swallow the fishing lines, including the jewelry and hooks, and a serious problem arises. As a rule, everything gets stuck in the esophagus and the digestive system and surrounding soft tissues are ruptured, and the hook often peeks out of the bird's throat. If the bird does not find adequate help from a veterinarian, it will die. Even worse than the hooks are the cords and lines themselves, because they can't be seen on an X-ray and the vet doesn't know exactly what's going on. A tangle of fishing line or cord clogs the digestive system and the bird then gradually dies of hunger.

The third group of problems consists of rigs and fishing rods torn off during unsuccessful casting or catching fish, which are suspended from coastal vegetation, most often trees. Related to this is the issue of birds hanging by their wings and legs on bushes and trees around water. If these birds do not find timely help, then logically, like decorations hung on a Christmas tree, they will perish.

The issue of dangerous "traps" does not only concern "ordinary, common" waterfowl, but also highly endangered species. The most common victims of "traps" are swans, then various types of herons (grey and white heron), ducks (mallards, pochards), grebes (great crested and little grebe), as well as cormorants, gulls, coots, terns, cormorants, grebes, storks (most often white stork) or sea eagle or kingfisher. However, primarily "non-aquatic" birds such as owls, ospreys and hawks often get caught in the traps.

More information on the issue of "fishing traps" can be found in the original article intended for the angling public: Drozd, B., 2023. Fishing lines, lines and hooks around the waters: deadly "traps" for birds. Fisheries 127(3): 58–61. (in Czech only)

Photo captions:

• 01: Bird trap: so who will get caught in it? (source: author's archive)
• 02: Drooping lower jaw of the beak due to strangulation, death of the jaw muscles and dislocation of both lower jaw bones in a swan with a line wrapped around the beak. Permanent handicap. (source: Archive DES OP Pilsen)
• 03: Muscle necrosis and near-complete amputation of a black coot's leg wrapped in a fishing line. Black coot did not survive. (source: Archive DES OP Pilsen)
• 04: A baby of stork with a leg amputated by a fishing line. Permanent handicap. (source: Archive DES OP Pilsen)
• 05: Not even a gray heron deserves such a horrible death. (source: ZO ČSOP Vlašim Archive)
• 06: A swallowed fishing rig with a hook and bijouterie caused perforation of the esophagus and soft tissues in a swan. Left: X-ray image. Right: It went well. The assembly was professionally removed, the wound was sutured and disinfected. The patient survived. (source: Archive DES OP Pilsen)
• 07: A cormorant with a broken fishing rig stuck in the esophagus. (source: Archive of Helena Tomšíková)
• 08: Removal of a swallowed coil of fishing line wrapped in plant food, which blocked the digestive system (source: Archive DES OP Pilsen)
• 09: Fishing feeder and rig with a hook stuck in the leg of a swan while wading through the coastal zone of the pond. (source: Archive DES OP Pilsen)
• 10: An exhausted long-eared owl caught in a bird trap (fishing rig with line and hook) on a tree. He survived only thanks to timely rescue. (source: Archive DES OP Pilsen)
• 11: Unfortunately, the black-head gull did not survive hanging on the reeds caught into the “bird trap” (source: Archive DES OP Pilsen)
• 12: Consequence of absence at the rod. A baby swan caught while fishing for carp on a float (source: Archive DES OP Pilsen)
• 13: A very rare "catch". A little grebe caught into the “bird trap” (source: Archive DES OP Plzeň)
• 14: Critically endangered “hang man”. A 15-year-old female of sea eagle originally from Poland found her death near the Kružberk water reservoir in December 2022, when a fishing line with lead wrapped around her neck and subsequently hung herself from a tree while flying through the forest and died (source: Archive of the ZO ČSOP Nový Jičín)

Written by: RNDr. Bořek Drozd, Ph.D.

Our waters are turning brown—with far-reaching consequences. Rising concentrations of humic substances put fish gills under stress, triggering inflammatory responses. In the long term, this threatens fish health, resilience, and entire populations.

The outlook for our freshwater systems is murky. Climate change and human activities are driving the accumulation of dissolved organic carbon (DOC) in lakes and rivers, a process known as "browning." This phenomenon leads to increasing water discoloration due to humic-rich compounds. But how does this affect aquatic organisms? In our recent study, we tackled this question by investigating the gill responses of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). To assess the effects of rising fulvic acid concentrations—a low-molecular-weight humic substance—we exposed juvenile rainbow trout to two environmentally relevant concentrations (5 mg C/L and 50 mg C/L) for four weeks. We then examined both histological (structural) changes and transcriptomic responses in the gills.

The picture in introduction shows the Atoleiro Lagoon in Restinga de Jurubatiba National Park (RJ, Brazil), where high concentrations of humic substances have turned the water a deep brown. These dissolved organic carbons (DOC) are washed out from surrounding soils, a process intensified by extreme weather events such as heatwaves and heavy rainfall. This browning effect alters not only water clarity but also impacts aquatic ecosystems and the organisms living within them.

Although the gills showed no major structural changes (yet), we detected clear molecular responses. While the lower fulvic acid concentration had little effect, the higher concentration led to significant changes in gene expression, with 27 genes upregulated and 7 downregulated. Particularly striking was the activation of detoxification pathways (xenobiotic metabolism), increased oxidative stress, and a pro-inflammatory immune response. Our findings reveal that fish actively adapt to these environmental changes and must mobilize protective mechanisms to cope with the exposure.

A key player in this response is the activation of the aryl hydrocarbon receptor (AhR) signaling pathway, which is crucial for detecting and processing environmental toxins. The observed stress responses and immune reactions suggest that elevated fulvic acid levels pose an underestimated threat to freshwater fish.

Due to climate change and increasing land use, more humic substances are being washed from soils into freshwater systems, intensifying the browning effect. A research team led by Dr. Thora Lieke (Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries & University of South Bohemia in České Budějovice), Dr. Verena Jung-Schroers (University of Veterinary Medicine Hannover), and Dr. Alexander Rebl (Leibniz Institute for Farm Animal Biology) has shown that fish gills experience increased oxidative stress under these conditions. This stress leads to heightened production of glycoproteins (mucus-producing proteins) and inflammatory reactions. In the long run, such stress may impair fish health, reduce their resilience to environmental challenges, and even disrupt population dynamics—potentially impacting entire ecosystems (fromLieke et al. (2025), Created with BioRender.com).

Our study highlights that "browning" is more than just a visual change—it has direct, measurable biological effects on fish. Future research should focus on the long-term consequences of this environmental shift to better understand its impact on aquatic ecosystems and develop effective conservation strategies.

Only by fully understanding the causes and effects of browning can we create sustainable solutions to protect our freshwater ecosystems and their inhabitants.

Detailed information can be found in the original article:
Lieke, T., Jung-Schroers, V., Rebl, A., 2025. Freshwater browning as a hidden threat – Transcriptomic responses in fish gills exposed to fulvic acid. Journal of Hazardous Materials 488: 137260. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137260

Written by: Thora Lieke

Obratlovci se vyznačují tím, že mají povrch těla tvořený pouze ektodermem (vnějším zárodečným listem), zatímco vnitřní výstelka prvostřeva je tvořena endodermem (vnitřním zárodečným listem).

Tyto dvě struktury se střetávají v přední části trávicí trubice, faryngu, neboli jícnu. Tým Roberta Černého s Martinem Minaříkem jako hlavním autorem (PřF UK) přišli s nálezem, který přepisuje současné mínění vývojové a evoluční biologie. Bazální paprskoploutvé ryby jako jsou bichiři, kostlíni a jeseteři, často považované za živoucí fosilie, mají obličejovou část hlavy tvořenou z endodermálních buněk předústní části střeva, což je velmi archaický znak, který se s evolučního hlediska očekával pouze u prapředků obratlovců.
Naše fakulta rybářství a ochrany vod doplnila tuto studii právě o zástupce jeseterů a se dvěma spoluautorskými pozicemi (Martin Pšenička a David Gela) a dalšími dvěma kolegy zmíněnými v poděkování (Marek Rodina a Martin Kahanec) se tak zapsala do prestižního časopisu Nature.
Další informace viz tisková zpráva: https://www.natur.cuni.cz/fakulta/aktuality/stara-tajemstvi-nove-hlavy-obratlovcu nebo článek na oficiálních webových stránkách Nature http://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature23008.html, případně ve veřejně přístupné verzi jen pro čtení http://rdcu.be/tXoa

Televizní rozhovor v ČT24 sledujte od 15:34 minuty:
http://www.ceskatelevize.cz/ivysilani/10101491767-studio-ct24/217411058290719

Reference: Minarik, M., Stundl, J., Fabian, P., Jandzik, D., Metscher, B.D., Psenicka, M., Gela, D., Osorio-Pérez, A., Arias-Rodriguez, L., Horácek, I., Cerny, R. Pre-oral gut contributes to facial structures in non-teleost fishes. Nature, 547: 209-212. doi:10.1038/nature23008 (IF=40.137)

Ryby jsou nejpočetnější a nejrozmanitější skupinou obratlovců. Obývají všechny typy vodních habitatů lišících se salinitou (od sladkých po mořské vody), hloubkou (od povrchových vod až po téměř osmikilometrové hloubky) a teplotou (od -2 do 44 °C). Struktura rozmnožovacích soustav ryb, stejně jako způsoby jejich reprodukce, jsou rovněž rozmanité. Oproti vnějšímu oplození u moderních paprskoploutvých ryb zůstalo u paryb po společném předku ryb, plazů, ptáků a savců zachováno vnitřní oplození. Stejný evoluční původ vnitřního oplození u do současné doby existujících paryb a dalších skupin obratlovců předpokládá společné rysy ve struktuře a funkci zárodečných buněk.

V rámci projektu Grantové agentury České republiky (16-03754S „Evoluce kapacitace spermií: průkopnická studie u taxonomicky izolovaných paryb“) výzkumníci naší fakulty v úzké spolupráci se členy Neotropické ichtyologické laboratoře, Univerzity Estadual Paulista “ Júlio de Mesquita Filho “(UNESP), Ilha Solteira, Brazílie, studovali některé aspekty biologie spermií říční trnuchy skvrnité Potamotrygon motoro (zástupce sladkovodních paryb, vizte obr. 1).

Vůbec poprvé byly u těchto paryb vyhodnoceny parametry motility spermií a bylo zjistěno, že spermie trnuchy se značně liší od spermií paprskoploutvých ryb z hlediska struktury, fyziologie a pohybové charakteristiky. Jedná se o neobvykle protáhlé buňky morfologicky více podobné spermiím ptáků a obojživelníků než paprskoploutvých ryb (vizte obr. 2). Spermie jsou pohyblivé už v samčím reprodukčním traktu a mohou zvyšovat svou rychlost pohybu stykem s děložní tekutinou v samičím reprodukčním traktu, což je proces podobný dozrávání epididymálních spermií a kapacitaci, dobře známý u savců, zatímco obsahem a složením lipidů jsou podobné zejména ptákům. 3D pohyb bičíku spermií, který vede k „šroubovitému“ způsobu pohybu této gigantické buňky, je také komplikovaný a věnujeme mu nyní velkou pozornost (vizte video). Všechny popsané vlastnosti jsou v živočišné říši velmi specifické. Tyto neobvyklé pohyblivé buňky nás fascinují a podnikneme další kroky v pochopení jejich fungování.

Detailní informace mohou být k nalezení v následnících článcích:

- Dzyuba, V., Shelton, W.L., Kholodnyy, V., Boryshpolets, S., Cosson, J., Dzyuba, B., 2019. Fish sperm biology in relation to urogenital system structure. Theriogenology 132: 153–163.
- Dzyuba, V., Ninhaus-Silveira, A., Kahanec, M., Veríssimo-Silveira, R., Rodina, M., Holt, W.V., Dzyuba, B., 2019. Sperm motility in ocellate river stingrays: evidence for post-testicular sperm maturation and capacitation in Chondrichthyes. Journal of Zoology 307: 9–16.
- Dzyuba, V., Sampels, S., Ninhaus-Silveira, A., Kahanec, M., Veríssimo-Silveira, R., Rodina, M., Cosson, J., Boryshpolets, S., Selinger, M., Sterba, J., Dzyuba, B., 2019. Sperm motility and lipid composition in internally fertilizing ocellate river stingray Potamotrygon motoro. Theriogenology 130: 26–35.

Většina ryb používá vnější rozmnožování ve vodě, které vyžaduje širokou řadu evolučních adaptací, jež podporují tento proces. Je jím například specifické uspořádání gamet nebo funkcí, které umožňují vývoj nového organizmu ve vodě. Tato přizpůsobení zahrnují zejména vývoj pevného ochranného obalu kolem vajíčka, který u většiny druhů ryb obsahuje pouze jeden drobný otvor, zvané mikropyle, jež umožňuje proniknutí spermie.

Rozmnožovaní ve vodě přispělo ke vzniku složitého systému iniciace pohybu spermií a dalších podpor přesunu pomocí „síly“ vnějších faktorů, např. iontů nebo osmolarity prostředí. Mnoho mořských bezobratlých uvolňujících sperma a vajíčka volně do prostoru aktivně používá šíření chemických signálů z vajíček k uchvácení samčích gamet, což jim umožňuje vzájemné vyhledávání. Vědci objevili unikátní systém receptorů, kanálů a dalších molekul nacházejících se v membráně pohlavních buněk, jež u těchto mořských bezobratlých umožnuje přesné vedení spermií na jejich cestě k vajíčku.

Sladkovodní ryby jsou mezi všemi druhy s vnějším rozmnožováním zcela jedinečné díky zvláštním podmínkám prostředí, ve kterém žijí a rozmnožují se. Jednou z těchto vlastností je extrémně nízká osmolarita vody, která působí velmi negativně na jejich pohlavní buňky. Tyto podmínky ještě více vyžadují specifickou podporu vzájemného objevování gamet. Vajíčka mnoha druhů sladkovodních ryb s vnějším oplozením se dostávají do vnějšího prostředí obalené vrstvou ovariální tekutiny, která obsahuje různé ionty, proteiny, aminokyseliny, cukry a další látky, a to v proporcích ideálních pro podporu a ochranu pohlavních buněk před škodlivými účinky sladké vody.

Existují údaje, které poukazují na pozitivní účinek ovariální tekutiny a dalších látek uvolněných z vajíček na chování samčích gamet a tím i na výsledek oplození. Výsledky výzkumu ukazují na relativní úspěch některých z otců, pravděpodobně způsobený přítomností ovariální tekutiny, jež například zvyšuje pohyblivost spermií samce s určitým genotypem. Specifické mechanizmy tohoto výběru u ryb s vnějším oplozením jsou stále nejasné, a nabízí tak prostor pro další výzkum v této oblasti.

Členové Laboratoře fyziologie reprodukce Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské university v Českých Budějovicích studují jevy samičího post-kopulativního vlivu na sbližování gamet a věří, že nové znalosti v této oblasti přispějí nejen k základní fyziologii reprodukce, ale také k optimalizaci technologií umělé reprodukce.

Jak ukazují celosvětové výzkumy, v komunálních odpadních vodách, které byly v minulosti považovány za poměrně snadno čistitelné, se ve stále větší míře objevují látky, které boří tyto zavedené mýty. Významnou skupinu těchto látek představují progestiny (či progestageny), které jsou obsaženy například v hormonální antikoncepci, ale i v jiných hormonálních preparátech, a to je předurčuje k velmi širokému terapeutickému využití. S tím potom souvisí i jejich zvyšující se výskyt v komunálních odpadních vodách. Jedná se o látky, které čistírnami odpadních vod mnohdy procházejí bez výraznějších změn a díky tomu dále přecházejí do povrchových vod. V povrchových vodách již také byly na mnoha místech v různých částech světa prokázány. V některých případech byl jejich výskyt zaznamenán v koncentracích, které v laboratorních podmínkách narušovaly reprodukci vodních živočichů. Přestože se zatím jedná o prvotní informace, nelze tato rizika v žádném případě podceňovat. Už jen proto, že se jedná o látky, které svou povahou napodobují přírodní hormony a jejich nekontrolovaný vstup do organismu může vážným způsobem narušit stávající hormonální rovnováhu v organismu, o dalších vedlejších účincích těchto preparátů nemluvě.

Z toho důvodu se vědci z Fakulty rybářství a ochrany vod JU ve Vodňanech zaměřují na mapování výskytu syntetických progestinů ve vodním prostředí a s tím souvisejících hormonálních (progestagenních) aktivit na vybraných lokalitách v České republice. Ve svém výzkumu se zaměřují na „rizikové“ lokality, ke kterým patří odtoky z čistíren komunálních odpadních vod a dále místa pod zaústěním vyčištěných odpadních vod, kde dochází k jejich naředění říční vodou. Souběžně s monitoringem výskytu těchto látek byly prováděny laboratorní pokusy, při kterých byla sledována i jejich hormonální aktivita. Díky tomuto výzkumu již dnes víme, že koncentrace sledovaných hormonů na odtoku z českých čistíren odpadních vod zatím nedosahují tak vysokých hodnot, jaké byly zaznamenány v jiných evropských či asijských státech. Ale vzhledem k neustále narůstající spotřebě hormonálních preparátů a k jejich rozšiřujícímu se spektru je třeba i nadále věnovat této problematice náležitou pozornost. Výsledky dosavadního bádání rovněž naznačily, které látky z široké skupiny progestinů lze v našich podmínkách označit jako nejvíce rizikové, a tudíž by jim bylo vhodné dát nejvyšší prioritu v dalším výzkumu. Jedná se o medroxyprogesteron acetát, megestrol acetát a progesteron, které byly na odtocích z čistíren odpadních vod detekovány nejčastěji a zároveň vykazují relativně velkou hormonální (progestagenní) aktivitu.

Tento výzkum probíhá již třetím rokem a je finančně podporován Grantovou agenturou ČR (16-09709Y). Vzorky odpadních vod byly poskytnuty společnostmi ČEVAK, a.s.; TSST Strakonice s.r.o., BVK, a.s. a STU Bratislava.

Výsledky, které byly v průběhu provedeného výzkumu získány, byly shrnuty v této publikaci: Šauer, P., Stará, A., Golovko, O., Valentová, O., Bořík, A., Grabic, R., Kocour Kroupová, H., 2018. Two synthetic progestins and natural progesterone are responsible for most of the progestagenic activities in municipal wastewater treatment plant effluents in the Czech and Slovak republics. Water Research 137: 64-71.

Ponds serving as passive additional treatment mediators for treated wastewater are used in aquaculture of cyprinids. We investigated how the metabolism of carp originating in clean water can adapt to water containing many residual pollutants, including pharmaceuticals, which are not completely removed at the wastewater treatment plant. In addition, we observed the activation of enzyme defense mechanisms during oxidative stress in the fish body. We also wanted to investigate the time needed for fish to get rid of undesirable metabolites, including drug residues, if they are cultured from early stages in treated wastewater and then restocked into clean water.

In the liver of carp kept in treated wastewater, we recorded a high number of various metabolites, which did not occur in fish originating from clean water. The transfer of fish from clean to treated wastewater caused immediately high oxidative stress. Seven days after the fish restocking, we measured the concentrations of drugs in the carp liver comparable to fish living in the treated wastewater throughout the year. After fish restocking from the treated wastewater to the clean water, fish were able to get rid of most of the monitored drugs within 14 days, but metabolic changes in the liver and antioxidant response in other tissues remained significantly increased for 2-6 months. This study contributed to elucidating the potential of treated wastewater use for aquaculture in biological ponds.

Detailed information can be found in the original article: Koubová, A., Van Nguyen, T., Grabicová, K., Burkina, V., Aydin, F.G., Grabic, R., Nováková, P., Švecová, H., Lepič, P., Fedorova, G., Randák, T., Žlábek, V., 2022. Metabolome adaptation and oxidative stress response of common carp (Cyprinus carpio) to altered water pollution levels. Environmental Pollution 303, 119117. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119117

• The alterations in the water pollution levels affect the metabolic profiles of restocked fish.

Written by: RNDr. Anna Koubová, Ph.D.

The importance of effective and efficient protection of endangered and protected animals is still relevant, and it can be assumed that with the undoubted success of efforts to return them to our nature, the importance of situations that today are inappropriately called conflict will also increase. Our aquaculture and fisheries, in general, are no exception in this respect. The losses caused by the protected (otter) or endangered (cormorant) fish-eating predators is partly compensated for fish farming entities based on the evaluation of the number of predators present according to the methodologies of the Nature Conservation Agency of the Czech Republic. The methods of determining cormorant and otter numbers on fish farms are defined in them in such a way as to minimize the influence of subjective factors (counting of cormorant individuals, evaluation of residence signs and their conversion to estimation of otter numbers) for the purposes of losses calculation. Nevertheless, these procedures are logically burdened with subjective error caused by different levels of expertise and experience of evaluators, instrumentation, or sampling frequency. For this reason, it is advisable to look for new options for monitoring, which would be more objective, conclusive and save the time required for monitoring. These advantages are brought about using camera systems in combination with modern computer image processing methods. As part of the project “Automation and objectification of piscivorous predator monitoring” (QK1920102), we created a solution for cormorant monitoring using drone photos, which is available to users via the website for free. The project was financially supported by the Ministry of Agriculture within the ZEMĚ program, mediated by the National Agency for Agricultural Research.

Currently, the number of cormorants in the Czech Republic is estimated at 813 breeding and 13,148 migrating and wintering birds in 2019 (RS ČR, internal data 2020), which caused a loss in aquaculture production of approximately CZK 100 million. While birds in nesting colonies contribute 13 million CZK to damages, losses caused by non-resident cormorants amount to 87 million CZK. Reimbursement of these losses to fishing enterprises, even if their extent does not fully correspond to real total extent, is based on the data reported by the monitoring of the applicants and the subsequent quantification carried out by the relevant experts. This undoubtedly increases the need to reduce subjective bias and methodological limits, which relate in particular to the difficulty in counting cormorant numbers in flocks exceeding 50–100 individuals.

The biggest weakness in monitoring the number of cormorants in the pond is the objective determination of their number. Two factors influence this: being there at the right time when the cormorants are on the pond and correctly counting the individuals that may overlap from the observer's point of view. To solve the first problem, an island system (Figure 1) was created, which is placed on a pond and can detect incoming cormorants. The system consists of a camera that can scan the entire sky (Figure 1) and a photovoltaic panel that recharges a battery that provides electricity for the camera. However, the processing of the video recording must be done on a computer, so the system is more suitable for determining the times when cormorants are present on the pond than for providing immediate information about their arrival.

To accurately determine the number of cormorants present on the pond, a system was created using an unmanned aircraft equipped with a so-called thermal camera. The drone operator will photograph the cormorants on the water, in the trees or on the island. After uploading the data to the web application, the software detects individual cormorants. Cormorants typically have a higher temperature than their surroundings, and because of this, they "glow" in the thermal camera recording. The software is thus able to determine their exact number with a success rate higher than 97 percent. The drone can photograph cormorants from a height of 30–130 meters without scaring them. Based on the detected cormorants, the web application can create an overview of the occurrence of cormorants on selected ponds and calculate losses based on the existing methodology.

Detailed information is available in the original article: Polenský, J., Regenda, J., Adámek, Z., Císař, P., 2022. Prospects for the monitoring of the great cormorant (Phalacrocorax carbo sinensis) using a drone and stationary cameras. Ecological Informatics 70, 101726. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2022.101726

Link to web interface: http://wat.frov.jcu.cz/ login: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript., password: Slun94koSv9t9.

Testing data are here.

Picture description (see below): Example drone picture of cormorants sitting on the water. A – picture in visible spectre, B – picture from thermal camera, C – result of automatic detection (green rectangles).

Written by: Dipl. - Ing. petr Císař, Ph.D.

In water chemical monitoring, grab sampling is commonly used, providing information on pollution only at the moment of sampling. However, passive sampling provides a representative time-weighted average concentration over the sampling period, better reflecting the exposure of aquatic organisms to chemical substances in water. A passive sampler is a small, simple device consisting of a sorbent separated from the water by a permeable barrier, such as a polymer membrane or a thin layer of hydrogel. The sorbent inside the sampler is capable of capturing chemical substances from the water that can pass through the barrier. This process of capturing (accumulating) chemical substances from the water occurs spontaneously, based solely on the difference in concentrations of the chemical substance in the sampled water and in the sampler. After a certain period, the passive sampler is retrieved from the water, processed, and analysed in the laboratory. From the results of the concentrations of chemical substances found in the sampler, we are then able to determine the concentration of these substances in the water. The advantage of a passive sampler is that it can be left in the water for several days to weeks, during which it captures chemical substances from the water, allowing us to determine their time-weighted average concentration.

In this study, we tested three types of passive samplers, which differed in construction, type of sorbent, diffusion barrier used, but also in the surface area of the sampler exposed to water. These three types of passive samplers were immersed for several weeks in treated water effluent from a wastewater treatment plant, which contains residues of pharmaceuticals, pesticides, and other chemical substances, as the existing purification technology cannot completely remove them. The aim of the study was to compare the three selected passive samplers according to several criteria, such as the range of identified chemical substances, the duration of time-integrative sampling (how long the concentration in the sampler increases linearly over time), and the resistance of the sampler to damage. It was found that all three samplers provide comparable results and are suitable for use in monitoring pharmaceuticals and pesticides in wastewater. However, one passive sampler (Speedisk) overcomes the others in some parameters, especially in the duration of time-integrative sampling and physical resistance to external conditions.

Detailed information is available in the original article:Fialová, P., Šverclová, K., Grabicová, K., Grabic, R., Švecová, H., Nováková, P., Vrana, B., 2024. Performance comparison of three passive samplers for monitoring of polar organic contaminants in treated municipal wastewater. Science of the Total Environment 907: 168153. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168153

Written by: Pavla Fialová

Intracytoplasmic sperm injection (ICSI) is a widely used method of assisted reproduction in mammals. However, it is not well established in non-mammalian species. In fish, ICSI has been successfully optimized in only a few model species. In this study, we used ICSI for the first time in critically endangered sturgeons. Using a combination of different species (beluga, sterlet, Siberian and Russian sturgeon), we optimized different types of ICSI. We then evaluated fertilization success and paternity of the resulting embryos and larvae. Using single, freshly collected, non-activated sperm, all combinations of crosses produced normal-shaped, food-accepting fish after ISCI. Molecular analysis showed genome integration of both parents in most of the individuals. It can be said that ICSI technology can be used as an assisted reproduction technology to rescue valuable paternal genomes of sturgeon.

Fatira, E., Havelka, M., Saito, T., Landeira, J., Rodina, M., Gela, D., Pšenička, M., 2022. Intracytoplasmic sperm injection in sturgeon species: A promising reproductive technology of selected genitors. Frontiers in Veterinary Science 9:1054345. doi.org/10.3389/fvets.2022.1054345

Written by: doc. Ing. Martin Pšenička, Ph.D.

Intracytoplazmatická injekce spermie (ICSI) je široce používanou metodou asistované reprodukce u savců. U nesavčích druhů však není dobře zavedena. U ryb byla doposud ICSI úspěšně optimalizována jen u několika málo modelových druhů. V této studii jsme poprvé použili ICSI u kriticky ohrožených jeseterů. Za použití kombinace různých druhů (vyza velká, jeseter malý, sibiřský a ruský) jsme provedli optimalizaci různých typů ICSI. Poté jsme hodnotili úspěšnost oplození a paternitu vzniklých embryí a larev. S použitím jednotlivých, čerstvě odebraných, neaktivovaných spermií vznikly po ISCI ve všech kombinacích křížení ryby normálního tvaru přijímající potravu. Molekulární analýza prokázala integraci genomu obou rodičů u většiny jedinců. Lze říci, že technologii ICSI lze využít jako technologii asistované reprodukce k záchraně cenných otcovských genomů jeseterů.

Fatira, E., Havelka, M., Saito, T., Landeira, J., Rodina, M., Gela, D., Pšenička, M., 2022. Intracytoplasmic sperm injection in sturgeon species: A promising reproductive technology of selected genitors. Frontiers in Veterinary Science 9:1054345. doi.org/10.3389/fvets.2022.1054345

Napsal: doc. Ing. Martin Pšenička, Ph.D.

Biological invasions by herpetofauna (i.e. amphibian and reptile species) are numerous and widespread. They have caused severe impacts on ecosystems, the economy, and human health. In the last decades, invasive herpetofauna has gained great interest on various platforms (e.g. social media, movies etc.) due to their diverse impacts on different sectors of society. Some of the most prominent impacts are (i) the extirpation or reduction of native species due to depredation, (ii) the spread of diseases such as chytridiomycosis caused by Batrachochytrium dendrobatidis and B. salamandrivoransand (iii) socio-economic (e.g. agricultural productivity declines) or healthcare costs. For example, the common coqui frog Eleutherodactylus coqui has led to declines in property values in areas infested due to its extremely loud mating song.

In our paper, we synthesised for the first time the economic costs of invasive herpetofauna worldwide between 1986–2020 using the most comprehensive database on the economic costs of invasive alien species worldwide (InvaCost). The cost of invasive herpetofauna totalled 17.0 billion US$ between 1986 and 2020, split into 6.3 billion US$ for amphibians, 10.4 billion US$ for reptiles and 334 million US$ for mixed classes (both amphibian and reptile species). However, these costs were associated predominantly with only two species (brown tree snake Boiga irregularis and American bullfrog Lithobates catesbeianus), with 10.3 and 6.0 billion US$ in costs, respectively. Costs for the remaining 19 reported species were relatively minor (< 0.6 billion US$). Geographically, Oceania and the Pacific Islands recorded 63% of total costs, followed by Europe (35%) and North America (2%). The activity sector most affected by amphibians was authorities-stakeholders (i.e. managers) through management (> 99%). For reptiles, the impact was reported mostly through damages to mixed sectors (65%).

Our results reveal worldwide the massive economic cost of herpetofauna invasion. While we recognise that not all herpetofauna species may cause economic costs, it is surprising that 94% of the non-native species did not have the economic costs reported, indicating a possible taxonomic bias. Geographically, also Africa had no reported costs. We propose the compilation of national lists for species facing import and selling bans, better screening for potentially harmful species and a more comprehensive effort to obtain information on the actual and species-specific costs. Our research highlights the importance of these measures to prevent future immense economic costs.

More detailed information can be found in the original article: Soto, I., Cuthbert, R. N., Kouba, A., Capinha, C., Turbelin, A., Hudgins, E. J.,... & Haubrock, P. J., 2022. Global economic costs of herpetofauna invasions. Scientific Reports 12(1), 10829. https://doi.org/10.1038/s41598-022-15079-9

Our contribution has already gained considerable attention in the media, are we are working on highlighting these issues even further (e.g. here).

Written by: M.Sc. Ismael Soto Almena

Nowadays, pond ecosystems face many negative effects – from eutrophication, through biodiversity loss, to biological invasions. Biological invasions have a negative impact on the functioning of ecosystems; additionally, invasions are costly. Topmouth gudgeon (Pseudorasbora parva), a small omnivorous fish introduced from Asia, is one of the invasive species that established stable populations throughout Europe and troubles both conservation authorities and fish farmers. Our study aimed to investigate the adverse ecosystem and production impacts that the presence of topmouth gudgeon in the pond ecosystem may cause.

Our results showed a significant top-down effect of topmouth gudgeon on planktonic crustaceans, especially large Daphnia, and other cladocerans, calanoids, and cyclopoids. Large daphnids are an important transformation link in lentic waters, utilizing the primary production of algae and microbial production of bacteria and protozoans. Therefore, in the absence of large daphnids, the flow of nutrients and energy to farmed fish is significantly reduced. Besides that, another consequence of the decreased filtering activity of planktonic crustaceans might be poor water quality. The low density of daphnids might bring about a reduced growth rate of common carp as well as an increased feeding pressure on food organisms inhabiting the pond bottom (zoobenthos). We assume that topmouth gudgeon has a considerable competitive pressure on commercially reared common carp – after eliminating planktonic crustaceans, the carp "switches" to other food sources, which is reflected in lower biomass and the density of bottom-dwelling invertebrates in ponds where topmouth gudgeon occurred.

More detailed information can be found in the original article: Kajgrová, L., Blabolil, P., Drozd, B., Roy, K., Regenda, J., Šorf, M., & Vrba, J. (2022). Negative effects of undesirable fish on common carp production and overall structure and functioning of fishpond ecosystems. Aquaculture 549, 737811. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.737811

Besides the publication mentioned above, we wrote a popularization article that provides information on topmouth gudgeon to the general public – briefly describes its appearance, distribution, negative impacts on aquatic ecosystems, and possible elimination options and legislative aspects. The article is available online here.

Napsala: Ing. Lenka Kajgrová

Biologické invaze způsobené plazy a obojživelníky jsou častým a rozšířeným fenoménem. Mají za následek ekologické a ekonomické škody, mohou ale negativně ovlivňovat i lidské zdraví. V posledních desetiletích zaznamenaly tyto invaze značný zájem na různých platformách (např. sociální média, filmy atd.) kvůli jejich rozličným dopadům na různé sektory společnosti. Některé z nejvýraznějších dopadů jsou (i) vyhubení nebo redukce původních druhů v důsledku predace těchto invazních druhů, (ii) šíření chorob, jako je chytridiomykóza způsobená Batrachochytrium dendrobatidis a B. salamandrivorans, a (iii) socioekonomické dopady (např. pokles zemědělské produkce nebo zvýšené náklady na zdravotní péči. Zajímavým příkladem může být invaze drobné žabky bezblanky koki (Eleutherodactylus coqui), jejíž přítomnost vede k poklesu hodnoty nemovitostí v oblastech, které obývá. Její hlasové projevy jsou totiž především v době páření extrémně hlasité.

V našem článku jsme díky využití database InvaCost poprvé shrnuli globální ekonomické škody způsobené invazivními plazy a obojživelníky v letech 1986–2020. Celkové škody dosáhly v těchto letech celkem 17 miliard amerických dolarů (USD). Na obojživelníky připadlo 6,3 miliardy USD, 10,4 miliard USD na plazy a 334 milionů USD pak bylo společných pro obě zmiňované skupiny. Tyto náklady však souvisely převážně jen se dvěma druhy – bojgou hnědou (Boiga irregularis) a skokanem volským (Lithobates catesbeianus) se škodami ve výši 10,3, resp. 6,0 miliard USD. Náklady na zbývajících 19 hlášených druhů byly relativně nízké (< 0,6 miliardy USD). Geograficky nesla největší břímě Oceánie a tichomořské ostrovy (63 % celkových nákladů), následované Evropou (35 %) a Severní Amerikou (2 %). Podchycené škody způsobené obojživelníky souvisely především s managementem jejich populací (sector “authorities-stakeholders”) a tvořily přes 99 % této částky. V případě plazů se pak jednalo o škody napříč různými sektory (65 %).

Naše výsledky odhalují celosvětově masivní ekonomické škody způsobené invazními plazy a obojživelníky. Žádné ekonomické škody překvapivě nevykazovalo 94 % nepůvodních invazních druhů. Získané informace tak mohou být do značné míry taxonomicky zkreslené. Rovněž z geografického hlediska nebyly doposud žádné škody hlášeny z afrického kontinentu. V reakci na tato zjištění navrhujeme sestavení národních seznamů importovaných a obchodovaných druhů, lepší screening potenciálně škodlivých druhů (a jejich případnou regulaci), stejně jako komplexnější úsilí o získání informací o skutečných a druhově specifických nákladech jednotlivých invazních druhů. Náš výzkum zdůrazňuje důležitost těchto opatření, aby bylo zabráněno budoucím, očekávatelně podstatně větším, ekonomickým škodám.

Podrobnější informace lze nalézt v původním článku: Soto, I., Cuthbert, R. N., Kouba, A., Capinha, C., Turbelin, A., Hudgins, E. J.,... & Haubrock, P. J., 2022. Global economic costs of herpetofauna invasions. Scientific Reports 12(1), 10829. https://doi.org/10.1038/s41598-022-15079-9

Náš příspěvek již zaznamenal značnou mediální pozornost, přesto pokračujeme ve zdůrazňování této problematiky (např. zde).

Napsal: M.Sc. Ismael Soto Almena

Potočnice (Branchiobdellida) jsou několik milimetrů dlouzí vodní kroužkovci symbioticky žijící na povrchu těla raků. Spolu s žížalami nebo pijavicemi patří do kmene kroužkovců (Annelida). Vzácněji se v Evropě vyskytují druhy potočnic parazitujících na racích, především na jejich žábrech. Většina našich druhů však s raky vytváří vzájemně prospěšný vztah, kdy z raka ožírají přebujelé nárosty mikroskopických organismů.

Při odlovech invazního severoamerického raka signálního v ČR jsme si všimli, že je tento rak zřídkakdy kolonizován původními evropskými potočnicemi. Provedli jsme experiment v terénu a zjistili jsme, že rak signální hostí o 81% až 91 % potočnic méně než původní rak říční ze stejné lokality. Počet kokonů s vajíčky byl ještě více zredukován. Na dalších lokalitách, kde byl rak říční již vytlačen, byl výskyt původních potočnic na raku signálním nulový.

Experiment v laboratoři ukázal podobné výsledky – přežití potočnic na raku signálním bylo statisticky významně nižší v porovnání s rakem říčním. Dle našich závěrů byla za tuto skutečnost zodpovědná zvýšená intenzita čištění těla klepítky u raka signálního. Nicméně nevíme, z jakého důvodu přesně je tento invazní rak netolerantní zrovna k těmto evropským druhům potočnic, přestože přinejmenším některé severoamerické druhy toleruje.

Je nepochybné, že invazní rak signální představuje ohrožení tohoto původního faunistického prvku v Evropě.

Podrobné informace lze nalézt v původním článku: Let, M., Ložek, F., Kouba, A., Buřič, M., Bláha, M., 2023. Signal crayfish as a threat for European ectosymbionts: overlooked biodiversity losses. Aquatic Sciences 85: 30. https://doi.org/10.1007/s00027-022-00932-w

Napsali: Marek Let a Filip Ložek

Rybniční ekosystémy v dnešní době čelí mnoha negativním vlivům – od eutrofizace, přes pokles biologické rozmanitosti, po biologické invaze. Biologické invaze mají negativní dopad na fungování ekosystémů, navíc jejich řešení je i finančně nákladné. Střevlička východní (Pseudorasbora parva), drobná všežravá kaprovitá rybka zavlečená z Asie, je jedním z invazních druhů, který dokázal vytvořit životaschopné populace napříč Evropou a je trnem v oku jak orgánům ochrany přírody, tak produkčním rybářům. Cílem naší studie bylo prozkoumat nepříznivé ekosystémové a produkční dopady, které může přítomnost střevličky východní v rybničním ekosystému způsobit.

Naše výsledky prokázaly významný vyžírací tlak shora (tzv. top-down efekt) střevličky východní na planktonní korýše, především velké hrotnatky rodu Daphnia, ale i na další druhy perlooček, vznášivek a buchanek. Právě velké hrotnatky jsou důležitým transformačním článkem stojatých vod, využívajícím primární produkci řas i mikrobiální produkci bakterií a prvoků. V případě jejich absence je tak významně omezen tok živin a energie do chovaných ryb. Dalším důsledkem snížené aktivity filtrujících planktonní korýšů je zhoršená kvalita vody. Eliminace perlooček pravděpodobně stála i za zhoršeným růstem kapra a zvýšeným vyžíracím tlakem na potravní organismy osidlující dno. Předpokládáme, že střevlička východní vytváří značný konkurenční tlak na kapra – po eliminaci planktonních korýšů kapr „přepne“ na jiné potravní zdroje, což se projevilo nižší biomasou i početností bezobratlých v sedimentu rybníků, kde se vyskytovala střevlička.

Podrobnější informace lze nalézt v původním článku: Kajgrová, L., Blabolil, P., Drozd, B., Roy, K., Regenda, J., Šorf, M., & Vrba, J. (2022). Negative effects of undesirable fish on common carp production and overall structure and functioning of fishpond ecosystems. Aquaculture 549, 737811. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.737811

Kromě výše uvedené publikace jsme sepsali i popularizační článek, který podává informace o střevličce východní pro širší veřejnost – stručně popisuje vzhled střevličky, její distribuci, negativní dopady jejího působení ve vodních ekosystémech, možnosti eliminace a dotýká se i legislativních aspektů. Článek je dostupný online zde.

Napsala: Ing. Lenka Kajgrová