VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Vliv světla na vodní organismy a zejména na ryby je významnější, než by se mohlo na první pohled zdát. Nejde přitom jen o intenzitu osvětlení, ale i o jeho kvalitu, tedy o vlnovou délku a také o periodicitu jeho kolísání (střídání časových úseků s nízkou a vysokou hladinou osvětlení). Společenstva ryb obývají prostředí od povrchových vrstev nejčistších vod, tedy s nejvyšší dotací světla, až po zcela a trvale tmavé biotopy nejhlubších vrstev moří a jezer nebo jeskynních systémů. A k životu v prostředí takto různorodém co do světelných požitků se u ryb během evoluce vyvinulo také bohaté spektrum nejrůznějších přizpůsobení.

Většina druhů ryb žije v dynamickém prostředí charakterizovaném denními, ročními, případně i lunárními rytmy fotoperiody určovanými rotací Země kolem své osy a kolem Slunce. Rytmus střídání dne a noci patří mezi nejsilnější ekologické faktory (časovače) regulující život na Zemi. A k těmto pravidelným a předvídatelným fotoperiodám se u živočichů, jak suchozemských, tak i vodních, vyvinula během evoluce patřičná morfologická přizpůsobení a odpovídající cirkadiální (cirkalunární, cirkanuální) rytmy metabolických, růstových, fyziologických a behaviorálních projevů synchronizovaných nejvýrazněji například se západem či východem slunce („biologické hodiny“). Podle převažujícího rozložení aktivní a odpočinkové fáze během dne rozlišujeme u ryb typy pohybové (a potravní) aktivity označované jako denní, soumračný, noční, jako jednovrcholový či dvouvrcholový, jako kontinuální či diskontinuální. Za určitých podmínek, např. když synchronizační role vnější fotoperiody zeslábne (např. v severnějších zeměpisných šířkách v období slunovratu), dochází u některých druhů ryb (mimo jiné u pstruha obecného, okouna říčního, střevle potoční a úhoře říčního) ke změnám v diurnálních rytmech aktivity, které počnou samovolně oscilovat v periodě poněkud odlišné (zpravidla delší) od 24hodinové periody, a teprve po úplném fázovém přesunu z denního na noční ráz aktivity (nebo naopak) nastane opět synchronizace fyziologických a behaviorálních rytmů s rytmikou vnějšího prostředí. Jde však o jevy velmi variabilní a podléhající změnám v průběhu ontogeneze i v průběhu sezonních, ročních a dlouhodobějších cyklů.

Rozsáhlý objem poznatků o vlivu světla na ryby umožňuje jejich praktické využívání. Chovatelé ryb, a čeští rybáři v tomto ohledu patří ke světové špičce, dokáží pomocí regulace světelného a teplotního režimu ovlivňovat rozmnožování, růst a vývoj ryb v potřebném směru. Pomocí takové fototermální stimulace lze docílit u generačních ryb pohlavní dozrání a výtěr pohlavních produktů v libovolném období roku, indukovat výtěr a odchovávat plůdek v klimaticky optimálním období roku a prodloužit tak období růstu i snížit úmrtnost. Pro naše specialisty již dnes není problém ani opakované rozmnožování značně náročných ryb jeseterovitých ani produkce kvalitního jeseteřího kaviáru. U tržních ryb určených ke konzumu lze úpravou světelného režimu naopak potlačit či zcela zastavit vývoj gonád, zlepšit tak výtěžnost rybího masa, zvýšit rentabilitu chovu a upravovat biochemické složení svaloviny v žádoucím směru.

Například u parmy obecné bylo zjištěno, že zvýšení podílu světelné části (L) a zmenšení temné části (D) 24hodinové denní periody z poměru 9L : 15D na 16L : 8D uspišuje zrání gonád, vede ke zvýšení pracovní plodnosti a vyšší individuální hmotnosti jiker. U jiných druhů, třeba u tresky, však prodloužení přirozené světelné části denní periody naopak vede ke zpomalování sexuálního dozrávání, současně ale podporuje somatický růst. Tohoto efektu se v průmyslovém chovu tresek záměrně využívá. Nezanedbatelný vliv hraje v umělém chovu ryb i vlnová délka světelného spektra. Larvy mořčáka evropského (Dicentrarchus labrax) a jazyka mořského (Solea solea) dosahovaly nejlepší kondici, nejrychlejší růst a nejnižší podíl morfologických deformit při osvětlení o kratší vlnové délce (modrým a zeleným světlem). Konstantní osvětlení či konstantní tma negativně ovlivnily vývoj a způsobily vysoký počet malformací a vysokou mortalitu larev.

Poznatky tohoto druhu významně přispívají k vytváření optimálního režimu na rybích líhních a odchovných farmách. Přesnější údaje o biotechnologii chovu jednotlivých druhů ryb nebývají z pochopitelných důvodů zveřejňovány a bývají často i patentově chráněny.

Pomocí regulace světelného režimu lze také zvyšovat účinnost průmyslových metod lovu, zejména v mořském rybolovu, pomocí přídatného solárního osvětlení lze zvyšovat průchodnost rybích přechodů, lze ale také zlepšit ochranu před nežádoucím vnikáním ryb do jímacích otvorů a potrubí hydroelektráren a podobně. Při klecovém odchovu lososů se úpravou osvětlení upravuje i hloubka, v níž se chovaní jedinci zdržují.

A jak je to s vlivem civilizačního světelného znečištění na ryby? S rozvojem lidských sídlišť a osvětlovacích technologií umělé světlo často výrazně mění a modifikuje režim přirozeného osvětlení, a to nejen v městském, ale v poslední době i ve venkovském prostředí. To má za následek prostorově, časově a spektrálně narušený světelný režim, jakož i redukci rozsahu vhodných úkrytů. Rozptyl na obloze efekt světelného znečištění zesiluje a to se může projevovat i několik kilometrů od zdrojů světla (jde o poznatek z okolí Berlína).

Obecně lze říci, že ve vodách silně ovlivněných nepřirozeným nočním osvětlením dochází k oslabení nebo narušení vlivu přirozených fotoperiodických cyklů, což ovlivňuje metabolismus a chování ryb. Vede to často k podpoře a zvyšování abundance (početnost jedinců - pozn. red.) hejnových druhů ryb, profitují ale také rybožravé, vizuálně se orientující druhy. Přirozené vzorce chování a využívání přírodních zdrojů tak mohou být významně narušené. To vše vytváří potenciál k přeměně struktury populací jednotlivých druhů a ke vzniku nepřirozených společenstev.

V zahraničí je tomuto problému věnována značná pozornost. Kupříkladu v anglické řece Itchen bylo zjištěno, že osvětlení silnic podél řeky výrazně narušilo denní migrační režim smoltů lososa a je to dáváno do souvislosti s jejich kondicí. V Polsku bylo při experimentálním výzkumu našich běžných říčních druhů ryb (okoun říční, plotice obecná, ouklej obecná, jelec tloušť) zjištěno, že noční osvětlení a s ním spojené oslabení synchronizačního efektu střídání dne a noci narušuje tření a následný embryonální a larvální vývoj. Výrazně je ovlivňováno už iniciální plnění plynového měchýře plůdku. V reakcích jednotlivých druhů však existují zřetelné druhově specifické rozdíly.

Závěrem je možno říct, že umělé civilizační osvětlení významně modifikuje přirozená ekologická schémata působení světelného faktoru i ve vodním prostředí, a to prostorově, časově a spektrálně. To následně ovlivňuje metabolismus, růst a chování vodních organismů, strukturu a funkci ekosystémů, tedy životní projevy na různých úrovních biologické organizace, od buněčné až po ekosystémovou. Na území České republiky nebyla zatím problému světelného znečištění povrchových vod věnována potřebná výzkumná pozornost a oproti poznatkům získaným v suchozemských ekosystémech se toho o vlivu světelného znečištění na vodní živočichy a na vodní a příbřežní ekosystémy ví dosud poměrně málo. A tak se možná neprávem zdá, že zde nějaké výraznější ohrožení ichtyofauny nehrozí. Žádoucí by bylo zejména získat další nové poznatky v oblastech disperze organismů, jejich populační genetiky, funkce ekosystémů, potenciálních interakcí s ostatními stresory, identifikace prahových hodnot ovlivňování a podobně. Je to velká výzva pro budoucí výzkum.

Článek vznikl za podpory ESF OPVK, projektu Věda všemi smysly, reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0026 (tento projekt je spolufinancován Evropskou unií a státním rozpočtem České republiky).

Ing. Milan Peňáz, DrSc., (1932) je náš přední ichtyolog, odborník na ekologii rozmnožování a raný vývoj ryb. Působil v zahraničí, je autorem řady vědeckých publikací a odborných knih.
Ing. Miroslav Prokeš, CSc., (1947) vědecký pracovník Ústavu biologie obratlovců AV ČR v Brně, odborník na ekologii ryb se zaměřením na biologii a chov ryb jeseterovitých. Je autorem mnoha vědeckých publikací.