izvirno znanstveno delo UD K 598(282 Osapska reka) 574.5:592(282 Osapska reka) VERTIKALNA RAZPOREDITEV INVERTEBRATOV V OSAPSKI REKI I. MIKROINVERTEBRATI Ciril KRUŠNIK mag. biol. znanosti, institut za biologijo Ljubljana, 61000 Ljubljana, Karlovška 19, SLO MSc., Istituto naztonale di biologia, 61000 Ljubljana, Karlovška 19, SLO Marjana HASENBICHEL prof. biol., Gimnazija Vič, 61000 Ljubljana, Tržaška 72, SLO prof. biol.. Gimnazija Vič, 61000 Lubiana, Tržaška 72, SLO IZVLEČEK VOsapski reki smo pri kraju Mlinarji raziskali vertikalno razporeditev mikroinvertebratov v rečnem dnu. Vzorčili smo v rečn//) usedlinah do globine 60 cm. Uporabili smo metodo "freezing core" (zmrzovanje sedimenta s tekočim dušikom) v kombinaciji z omrtvičenjem živali z izmeničnim električnim tokom. Ugotovili smo, da imajo pripadniki različnih m ikro in vertebra t ski h skupin v Osapski reki različno vertikalno razporeditev. Največje skupno število živali na prostorninsko enoto smo ugotovili v vrhnjem 10-centimetrskem sloju rečnega dna. Z naraščanjem globine je število živali na dm~1 upadalo. Ključne besede: vertikalna razporeditev, mikroinvertebrati, rečno dno Key vvords: vertical distribution, microinvertebrates, river bottom UVO D Na vertikalno razporeditev favne v usedlinah reč­nega dna vplivajo številni faktorji. Razporeditev favne je rezultat medsebojnega delovanja biotičnih in abiotičnih parametrov. Odvisna je od klimatskih razmer, lahko pa je tudi rezultat migracij sedimentne favne (Sretschko & Kiemens, 1986). ista avtorja navajata, da je Pecharski (1957) proučeval migracije larv višjih žuželk in ugotovil, da je njihovo gibanje odvisno od prisotnosti hrane v določenem predelu oziroma globini sedimenta. Poroznost sedimenta je pomemben fizikalni para­meter, ki vpliva na razporeditev živali, medtem ko ima temperatura intersticielne vode le majhno vlogo. Pozimi je za nekaj stopinj višja in poleti za nekaj stopinj nižja od površinske vode (Bretschko & Kiemens, 1986). Poleg navedenih dejavnikov vpliva na razporeditev favne tudi oblika organizmov (Williams & Hynes, 1974). Podolgovate in vitke živali z gibljivim telesom se lahko hitro premikajo med delci v intersticijskih prostorih sedimenta. Prav tako se lahko bolj ali manj neovirano gibljejo tudi živali drugačne oblike, le da morajo biti drobnejše, kot so npr. pripadniki nižjih rakov iz skupin Copepoda in Cladocera. Rezultat delovanja vseh dejavnikov je distribucijski oziroma razporeditveni vzorec favne, ki se zelo razli­kuje v času in prostoru. Namen naše raziskave je bil spoznati vertikalno raz­poreditev mikroinvertebratov v različnih globinah rečne­ga dna Osapske reke, njihovo številnost in pestrost nji­hove združbe. Povoda za raziskavo sta bila slabo po­znavanje favne Osapske reke in slaba raziskanost raz­poreditve živali v usedlinah rečnega dna. Pri raziskavah favne v dnu Osapske reke smo pri vzorčenju uporabljali metodo "freezing core", ki smo jo v Sloveniji uporabili prvič. Ciril KRUSNIK, Marjana HASENRICHEL: VERTIKALNA RAZPOREDITEV INVERTE BRATOV V OSAPSKI REKI 1. MIKROINVERTEBRAT1, 199-204 MATERIAL IN METODE MIKROINVERTEBRATI Mikroinvertebratski organizmi so živali, ki redko pre­segajo dolžino enega milimetra (Šansoni, 1988). K mi­kroinvertebratorn prištevamo pripadnike naslednjih sku-pin: Protozoa, Rotatoria, Nematoda, Gastrotricha, Tardi­grada, Ostracoda, Cladocera, Copepoda in Hydracarina. V tem članku pa kot mikroinvertebrate obravnavamo frakcijo živali, ki smo jih zbrali na situ s 100-mikro­metrskimi okenci pri spiranju vzorcev skozi sito z 25­mikrometrskimi okenci. Organizme, ki so ostali na mreži z 250-mikro­metrskimi okenci, smo obravnavali kot makroinver­tebrate (KruSnik & Korošec, 1995). OPIS LOKALITETE Material smo zbrali na petih odvzemnih točkah v Osapski reki. Vzorčenje je potekalo pri kraju Mlinarji, približno 15 metrov od mostu proti toku. Na tem mestu so rečno dno sestavljali večji in manjši prodniki ter pesek. Ob odvzemu vzorcev je bil nizek vodostaj. Pri določanju odvzemnih točk smo pazili, da je bila voda na odvzemnih točkah prisotna ves čas od postavljanja korerjev do odvzema vzorcev. Oddaljenost med posa­meznimi odvzemnimi točkami je bila le tolikšna, da nas postavljeni korerji niso ovirali pri kasnejšem odvzemu vzorcev. ODVZE M VZORCE V Korerje in elektrode smo na petih točkah zabili v rečno dno 27.6.1992. Na vseh petih eksperimentalnih mestih smo potisnili v ustrezno globino po dve ele­ktrodi, ki sta bili med seboj oddaljeni od 30 do 50 cm. Med elektrodama smo s kladivom zabili korer v sedi­ment. Korer je podolgovata cev s premerom 50 mm, dolga 1500 mm in z 2 mm debelo steno. Na spodnji strani je zapita (glej sliko 1). Zabijanje korerja v sediment je zelo grob poseg v življenjski prostor organizmov, ki povzroči beg živali. Za ponovno razporeditev prvotnega stanja favne v reč­nem dnu smo zato počakali z vzorčenjem 14 dni. To je dosti več kot dva dneva, ki sta po Pugsleyu in Hynesu (1983) potrebna za ponovno vzpostavitev razporeditve favne, kot je bila pred zabijanjem elektrod in korerjev v sediment (Kiemens, 1983). Vzorce smo odvzeli dne 12.7.1992 oziroma štirinajst dni po postavitvi korerjev. S korerji smo vzeli pet vzor­cev iz rečnega dna do 60 cm globoko. Pred vzorčenjem smo preko korerja postavili cilin­drični vzorčevalnik, da je sedel na sediment. V cilin­drični vzorčevalnik (valj iz trde plastike z mrežo s 100­mikrometrskimi okenci) so se ujeli organizmi, ki so mi­grirali iz zgornjega sloja sedimenta zaradi vpliva elek- Siika 1: A - shematski prikaz korerja, B - korer v sedi­mento, C - zmrznjen vzorec. Fig. 1: A- sampiing corer, B - corer in the sediment, C ­frozen sampie. tričnega toka in zmrzovanja. Pred zmrzovanjem s teko­čim dušikom smo živali električno poziciontrali oziroma omrtvičili z električnim poljem z napetostjo 650 V in s frekvenco 50 Hz. Električni tok smo spustili skozi elektrode za 10 minut, saj so laboratorijski eksperimenti pokazali, da takšno električno polje po desetih minutah prepreči kakršnokoli gibanje celotne favne za nadaljnjih 15 minut (Kiemens, 1983). Po izklopu električnega toka smo sediment zmrznili s tekočim dušikom. V korer smo počasi nalivali tekoči dušik, ki je povzročil, da je sediment v neposredni bližini korerja zmrznil. Za enakomerno zmrznjen sedi­ment smo nivo tekočega dušika v korerju uravnavali z razdelilnikom (slika 1). Del korerja nad rečnim dnom smo zavarovali z lesenim izolacijskim coklom, s čimer smo preprečili segrevanje korerja s površinsko vodo. Količina porabljenega tekočega dušika je odvisna od dolžine korerja, strukture sedimenta in temperature oko­lice korerja (Bretschko & Kiemens, 1986). Zaradi tople rečne vode smo za posamezen korer porabili približno 7 litrov tekočega dušika. Zmrznjen sediment smo skupaj s korerjem izvlekli na površino s posebnim dvigalom. Vzorec smo položili na mizo pokrito s PVC folijami in Ciril KRUŠNI K, Marjana HASEN6ICHR : VERTIKALNA RAZPOREDITEV INVERTEERATOV V OSAPSKI REKI I. MIKROINVERTE8RATI, 199-204 ga razsekali na 10-centimetrske plasti od površja reč­nega dna do globine 30 cm. Preostali del od 30 do 60 cm gioboko smo obravnavali kot celoto, ker pri neka­terih korerjth v tej globini ni bilo prisotnega raztop­ljenega kisika. Zaradi različne hitrosti zmrzovanja sedimenta v po­sameznih globinah je sediment neenakomerno primrznii na korer. Zato smo morali izmeriti prostornino posa­mezne plasti. Sediment iz posamezne plasti smo polo­žili v plastično merifno posodo, dolili toliko vode, da je prekrila vzorec, in odčitali prostornino. Potem smo od odčitane prostornine odšteli prostornino porabljene vo­de in dobili dejansko prostornino posameznega vzorca. Prostornine smo sproti beležifi. Zbrani material smo konzervirali v 4% formaldehidu in ga tako pripravili za sortiranje in pregledovanje v laboratoriju. Za lažje štetje m ikro invertebratov smo v laboratoriju s curkom vodovodne vode najprej sprali formaldehid iz vzorca. Ostanke živih organizmov smo pod lupo s 50-kratno povečavo ročno ločili od neživega materiala. Zbrane organizme smo razporedili po sistematskih kategorijah in jih določili do družin (familia), v nekaterih primerih do rodov (genus), Pri določanju smo uporabili naslednje ključe: Sket ef al, (1968), Bole (1969), Tachet ef al. (1980) Sivec & Rejic (1981), Belfiore (1983), Ke­rovec (1986), Bertrand (1954), Elliot ef al. (1988) in Šansoni (1988). Mikroinvertebrate smo prešteli in shra­nili v 70% alkoholu. Pri velikem številu vzorcev so bile živali zelo šte­vilne, zato smo si pri delu pomagali z razdelilnikom oziroma "splitterjem". Z razdelilnikom smo vzorec raz­delili na polovico, četrtino ali osmino tako, da je bilo v vsaki najmanjši frakciji vsaj sto organizmov. Če je bilo pripadnikov določene taksonomske skupine manj, smo jih iz vzorca pobrali in prešteli vse živali. Zaradi neenakomerno velikih vzorcev iz posa­meznih globin smo morali absolutno število posameznih taksonov preračunati na enotno prostornino oziroma na 1 dm3. To smo naredili po naslednji enačbi: .. ,. ,. , 1 ,debelina stoja (cm) 100 cm1 . Sleviio/dm «absolutno Število organizmov prostornina vzorca (cm3) K vrednostim iz prvega sloja oziroma iz globine od 0 do 10 cm smo prišteli še ustrezno preračunano število živali iz cilindričnih vzorcevalntkov, ki so se ujele vanje med elektropozicioniranjem in zmrzovanjem. REZULTATj Po pregledu vzorcev in določanju živali smo dobili v vzorcih iz Osapske reke skupno dvajset skupin orga­nizmov (tabela 1). Po obdelavi vzorcev iz korerjev smo dobili podatke o naseljenosti mikroinvertebratov v raziskanih globinah Hydrozoa Nematoda Gastropoda Oligochaeta Birudinea Ostracoda Cladocera Copepoda Amphipoda Isopoda Hydracarina Colletnbola Ephemeroptera Baetide Ephemeroptera Trihoptera Diptera Ceratopogonidae Diptera Chironomidae Diptera Empididae Diptera Coleóptera Legenda: z * so označeni pravi mikroinveitebratski organizmi po Sansoniju (1988). Legend: Real rnicroinvetebrates according to Šansoni (1988) are denoted with asterisk (*). Tabela 1: Skupine mikroinvertebratskih organizmov iz Osapske reke. Table 1: Microinvertebrates of the Osp river (*)• rečnega dna, ki so navedeni v tabeli 2. Zaradi asi­metrične razporeditve števila živali smo vrednosti transform i ral i z logaritemsko transformacijo in izračunali srednje vrednosti in 95% interval zaupanja. Globin a Povprečj e 95% interval zaupanja Spodnja meja zgornja meja 0 -10 2978.67 2364.9 37S1.7 10-20 1631.84 1077.8 2470.7 20 -30 714,31 547.7 931.6 30-6 0 125.07 74.7 209.5 Tabela 2: Skupno Število vseh mikroinvertebratskih živali na dm3 . Table 2: Total microinvertebrate ahudance (n/dm3). Razporeditev smo grafično prikazali tudi na sliki 2. Mikroinvertebrati so najbolj gosto naseljevali prvi sloj sedimenta oziroma globino od 0 do 10 cm. Z naraščajočo globino se je število živali opazno zmanj­šalo, tako da je bilo v spodnji, 30 cm debeli plasti petkrat manj živali kot v 10-centimetrski plasti nad njo. Takšno razporeditev je kazala večina mikroinverte­bratskih skupin. Med pravimi mikroinvertebratskini sku­pinami so bili najbolj številni kopepodi, nematodi, vod­ne pršice, ostrakodni raki in vodne bolhe. Cirit KRUŠNiK, Marjana HASENB1CHEI-. VERTIKALNA RAZPOREDITEV iNVF.RTEBRATOV V OSAPSKi REKI L M1KROÎNVERTE8RATI, 199-204 Število osebkov/dm3 Število osebkov / dm3 a 4M) 80D 1200 1600 2000 2400 2S00 3200 3600 4300 o 40 «O 120 180 200 240 280 320 360 400 440 460 C j i i < i « i • i t t t ! i I • i i i i I • I I • i • I • I • I • I ' i • I • i • i • ' Mikroinvertebrati Nematoda (skupaj) Slika 2.: Vertikalna razporeditev mikroinvertebratov v Slika 4: Vertikalna razporeditev glist (Nematoda) v Osapski reki dne 12.7.1992. Osapski reki dne 12.7.1992. Fig. 2: Vertical distribution of microinvertebrates in the Fig. 4: Vertical distribution of nematods in the Osp Osp river on July 12, 1992. river on July 12, 1992. Število osebkov / dm-' Število osebkov/dm^ 0 100 200 300 400 600 600 700 800 900 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 t I • i I > I i I i I • i • i i I i I i i • I . t • I • I . t Q S O Copepoda Hydracarin a Slika 3: Vertikalna razporeditev ceponožcev (Cope-Slika S: Vertikalna razporeditev vodnih pršic (Hydra­poda) v Osapski reki dne 12.7.1992. carina) v Osapski reki dne 12.7.1992. Fig. 3: Vertical distribution of copepods in the Osp Fig. 5: Vertical distribution of Hydracarina in the Osp river on July 12, 1992. river on July 12, 1992. Ciril KRUŠNIK, Marjana HASENBICHEL: VERTIKALNA RAZPOREDITEV 1NVERTEBRATOV V OSAPSKI REKI I. MIKROINVERTEBRATI, S99-204 Število osebkov / dm3 Slika 6: Vertikalna razporeditev rakov dvoklopnikov (Ostracoda) v Osapski reki dne 12.7.1992. Fig. 6: Vertical distribution of ostracods in the Osp river on July 12, 1992. Število osebkov / dm^ 12 J _ L5 Cladocera Slika 7: Vertikalna razporeditev vodnih bolh (Clado­cera) v Osapski reki dne 12.7.1992. Fig. 7: Vertical distribution of cladocerans in the Osp river on July 12, 1992. Najbolj številna prava mikroinvertebratska skupina so bili v sedimentu ceponožci (slika 3}. Po številnosti so jim sledile gliste (slika 4), ki so imele nekoliko drugačno vertikalno razporeditev. Naj­bolj množično so naseljevale drugi sloj sedimenta ozi­roma globino od 10 do 20 crn. o Hydrozoa Slika 8.: Vertikalna razporeditev trdoživnjakov (Hydro­zoa) v Osapski reki dne 12.7.1992, Fig. 8: Vertical distribution of Hydrozoa in the Osp river on fuly 12, 1992. Število osebKov t dm^ 0 100 200 30 3 400 500 60 0 700 800 300 1000 1100 1200 1300 i i i I i 1 i I i ! i I < I i I i I i I i I i I i I s o Chironomidae Slika 9.: Vertikalna razporeditev trzač (dvokrilcev iz družine Chironomidae) v Osapski reki dne 12.7.1992. Fig. 9: Vertical distribution of Chironomids in the Osp river on July 12, 1992. Tretja skupina po številnosti so bile vodne pršice slika S), ki jih v globini pod 30 cm praktično ne naj­demo več. Nekoliko manj je bilo rakov dvoklopnikov (slika 6), katerih število v posameznih slojih je naraščalo do globine 30 cm in nato upadlo. Ciril KRUŠNiK, Marjana HAS EN BIC H El : VERTIKALNA RAZPOREDITEV !NVERTE8RAT0V V OSAPSKS REK! I. MIKROINVERTEBRATl. 199-204 Zadnja bolj številna skupina mikroinvertebratov so ZAHVAL A bile vodne bolhe (slika 7). Najbolj številne so bile v Zahvaljujemo se prof. dr. Gernotu Bretschku in nje­prvem sloju sedimenta, v drugem sloju je njihovo število govim sodelavcem iz raziskovalne organizacije "institut močno upadlo in se potem povečevalo z naraščanjem für Limnologie" v Lunzu (Avstrija) za pomoč pri izvedbi globine. raziskav. Za pomoč se zahvaljujemo tudi prof. dr. Med pravimi mikroinvertebratskimi skupinami so bili Mihaelu j. Tomanu, dipl. foiol. iz Oddelka za biologijo najmanj številni trdoživnjaki (slika 8). BF, i rs Barbari Černač, dipl. biol. iz inštituta za biologijo V vseh raziskanih globinah so bili najbolj številni pri-Ljubljana. padniki dvokrilcev iz družine Chironomidae, ki sicer spa­dajo med makroinveitebrate. Njihovo število v rečnem dnu se je drastično znižalo pod 30 cm globoko (slika 9), RIASSUNTO Nell'estate del 1992, assieme a dei colleghi austriaci, abbiamo effettuato delle ricerche riguardanti la distri­buzione degli animali nei sedimenti del rio Ospo. Abbiamo prelevato dei campioni faunistici secondo i! metodo "freezing core" (congelamento con nitrogeno líquido), combínalo con l'intorpídimento degli anímalí mediante comente elettrica altérnala a 650 V e frequenza di 50 Hz. I campioni sono stati prelevati sino ad una profondita di 60 centimetri. Successívamente sono stati filtrad in laboratorio per mezzo di un setaccio con forí di 250 e 100 micron. Gli animali trattenuti dal setaccio a 250 micron sono stati classificati come macroinvertebratí (Krušnik & Korošec, 1995). QuelIi che sono passai/' al primo vaglio e sono stati trattenuti dal setaccio a 100 micron sono stati considerati microinvertebrati. Altraverso l'analisi dei campioni biologici abbiamo assodato che ne! rio Ospo i gruppi di microinvertebrati popo­lano soprattutto i sedimenti profondi sino a 10 centimetri. Con faumento délia profondita i! loro numero diminuisce. E' una distribuzione che e stala ríscontrata per la maggioranza dei gruppi di microinvertebrati. Tra gli invertebrati veri e propri, i piu numerosi sono risultatí i copepodi, i nematodi, gli idracarini, i crostacei ostracodi ed i cladoceri. A tutte le profondita esaminate, la famigiia piu numerosa e risultata quetla dei ditíeri ditteri del la famiglia Chironomidae, che tra l'altro appartengono ai macroinvertebratí. LITERATURA Belfiore, C. 1983. Efemerotteri. Consiglio nazionale delle ricerche. Guide per il riconosciamento delle specie ani­mali delle acque interne italiane, Verona, Museo Civico di Storia Naturale di Verona, n. 24 - AQ/1/201,113s. Bertrand, H. 1954. Les insectes aquatiques d'Europe (Ge­nres: larves, nymphes, imagos). Volume II. - Trichopte­res, Lépidopteres, Dipteres, Hyménopteres. Encyclopé­die entomologique XXXI, Paul Lechevalier, Paris, 547 s. Bole, J. 1969. Ključi za določevanje živali, IV. Meh­kužci - Mollusca. Ljubljana, Inštitut za biologijo Uni­verze v Ljubljani, Društvo biologov Slovenije, 115 s. Brctschko, G. & Klemens, W. F. 1986. Quantitative methods and aspects in the study of the interstitial fauna of running waters. Stygologia 2, 297-316 s. Elliott, j. M., Humpesch U. H. & Macan T.T. 1988. Larvae of the British Ephemeroptera: A key with Eco­logical Notes. FBA Scientific Publications No. 49, 145 s. Kerovec, M. 1986. Priručnik za upoznavanje beskra-Iješnjaka naših potoka i reka. SNL (Sveučilišna naklada Liber-Zagreb), 127 s. Klemens, W. E., 1983. Zur Problematik quantitativer Probennahmen in Bettsedimenten von Schotterbächem unter besonderer Berücksichtigung des Zoobenthos. Iber. Biol. Stat. Lunz 6, 25-47 Krušnik, C, & Korošec M. 1995. Vertikalna razporeditev invertebratov v Osapski reki - Makroînvertebrati. Anna­les (v tisku) Pugsley, C. W. & Hynes H. B. N. 1983. A Modified Freeze-Core Technique to Quantify the Depth Dis­tribution of Fauna in Stony Streambeds. Can, J. Fish, aquat. Sei. 40, 637-643 Šansoni G. 1988. Atlante per il riconoscimento dei macro invertebrati dei corsi d'aqua Italiani. Stazione Sperimentale Agraria Forestale, Servizio Protezione Ambiente di S. Michelle all'Adige, Trento, APR&B Editrice, 191 s. Sivec I. & Rejic M. 1981. Enodnevnice - Ephemeroptera. Raziskovanje celinskih voda v Sloveniji - Navodila za naravoslovne krožke, Ljubljana, Prirodoslovno društvo Slovenije, 23 s. Sket B., Tarman K., Brelih S. & Rakovec R. 1968. Ključi za določevanje živali, ML Mnogočienarji - Polymeria. Ljubljana, inštitut za biologijo Univerze v Ljubljani, Društvo biologov Slovenije, 83 s. Tachet, H., Bournaud M. & Rtchoux P. 1980. Introduction a l'étude des macro invertébrés des eaux douces (Systématique élémentaire et aperçu écolo­gique). Association Française de limnologie, Villeur­banne Cedex, Lyon, 155 s. Williams, D. D. & Hynes H. B. N. 1974. The occurrence of benthos deep in the substratum of a stream. Freshwat. Biol. 4, 233-256