Výzkum motolice velké v šumavském ekosystému

V rámci projektu z programu Interreg financovaného Evropskou unií s názvem "Hodnocení rizika infikování volně žijících zvířat invazivním parazitem motolicí obrovskou" bylo zkoumáno rozšíření a vliv této zavlečené motolice v šumavském ekosystému. Motolice velká (MV) parazituje na různých druzích kopytníků a mohou jí být napadena jak volně žijící, tak hospodářská zvířata. Zatímco některé z těchto hostitelských druhů napadení motolicí do značné míry tolerují, jiné reagují velmi citlivě. Bavorský státní ústav pro lesy a lesní hospodářství (LWF) společně s dalšími projektovými partnery, Správou Národního parku Bavorský les a Správou Národního parku Šumava (Česká republika), a s asociovaným partnerem, Lesní správou Neureichenau (Bavorské státní lesy, AöR), zkoumal situaci ohledně napadení přímo v terénu. Projektové území zahrnovalo dílčí plochy všech projektových partnerů a rozkládalo se podél hranice mezi Bavorskem a Českem.

Základní informace o projektu

Na rozdíl od svého příbuzného, motolice jaterní (Fasciola hepatica), je motolice velká (Fascioloides magna) introdukovaným druhem. To znamená, že je u nás nepůvodní a může mít potenciálně negativní dopad na zdejší ekosystém. MV byla na evropský kontinent zavlečena pravděpodobně v druhé polovině 19. století s dovozem zvěře ze Severní Ameriky do oborních chovů. Po prvním nálezu u Turína (Itálie) v roce 1875 se šířila dále. Kromě této první oblasti výskytu se jí podařilo založit dvě další stabilní populace, a to v dnešním Česku a jihozápadním Polsku a podél dunajských lužních lesů . Ačkoliv byly ojedinělé nálezy v Německu hlášeny již ve 30. letech 20. století, trvalý výskyt je dokumentován až o téměř století později. Oproti tomu nálezy z oblasti tehdejšího Československa byly opakovaně hlášeny od třicátých let minulého století a zejména z Čech . Po roce 2000 byl parazit opakovaně nalezen v jihozápadních Čechách (Česká republika) s možným přenosem do Bavorska. Výskyt MV byl v severovýchodním Bavorsku opakovaně potvrzen po roce 2010. Na bavorské straně šumavského ekosystému byla ale MV poprvé zjištěna až na podzim 2019 u zastřeleného jelena evropského.

Zatímco na americkém kontinentu jsou infikováni například jelenci běloocasí a jeleni wapiti, v Evropě motolice napadá zdejší původní druhy kopytníků – především jelena evropského. MV však parazituje i na velkém počtu dalších volně žijících druhů, včetně daňků a jelenů sika, srnců, kamzíků a prasat divokých. Postihuje také hospodářská zvířata, a infekcí je tak potenciálně ohrožen skot, koně, prasata, kozy a ovce. Někteří z těchto hostitelů jsou tzv. nespecifičtí definitivní hostitelé nebo netypičtí hostitelé. Motolicím, které napadnou takového hostitele, se obvykle nepodaří rozmnožit a uzavřít tak životní cyklus. Nákaza motolicí velkou nebyla u člověka doposud popsána. Životní cyklus MV je složitý, a kromě definitivního hostitele zahrnuje i vodní plže jako mezihostitele.

V rámci výzkumného projektu byla na základě výše popsaných skutečností zjišťována aktuální míra nakažení (tzv. prevalence) jelena evropského, srnce obecného a prasete divokého. Kromě toho bylo zkoumáno rozšíření mezihostitelů a definitivních hostitelů s cílem lokalizovat možná ohniska infekce. Stručně řečeno, projekt si kladl tyto cíle:

Na základě proměnných prostředí modelovat prostorové rozšíření mezihostitelů a definitivních hostitelů
Výzkum vztahu mezi MV a definitivním hostitelem
- Zjištění rozšíření a početnosti MV pomocí vyšetření jater definitivních hostitelů a vzorků trusu
- Zkoumání vlivu MV na stav a konstituci definitivních hostitelů
- Lokalizace ohnisek infekce pro definitivní hostitele

Vývojový cyklus motolice velké

Vývojový cyklus MV zahrnuje řadu larválních stadií, mezihostitele a definitivního hostitele (obrázek 1). Vývojový cyklus MV začíná vajíčky, která jsou vylučována s trusem specifickými definitivními hostiteli. Ve vlhkém prostředí se z nich uvolňují larvy, které se líhnou po několika týdnech v závislosti na okolní teplotě. Tyto volně plovoucí larvy se nazývají miracidia. Protože jsou velmi krátkověké, musí během několika hodin najít vhodného mezihostitele. V Evropě to jsou dva druhy akvatických plžů, kteří patří do čeledi plovatkovitých (Lymnaeidae): bahnatka malá (Galba truncatula) nebo vzácněji uchatka toulavá (Radix labiata).

Obrázek 1: Vývojový cyklus motolice velké.

Obrázek 1: Vývojový cyklus motolice velké. 1. dospělá motolice v játrech definitivního hostitele, 2. vajíčko, 3. miracidium, vývoj přes sporocystu k mateřské a dceřiné redii v mezihostiteli uchatce toulavé (Radix labiata, 4.) nebo bahnatce malé (Galba truncatula, 5.), 6. cerkárie, 7. metacerkárie.

Miracidia aktivně pronikají do mezihostitele. V plžích se miracidia vyvíjí ve sporocystu, z níž se může přes vývojová stádia mateřských a dceřiných redií vylíhnout více než 1 000 cerkarií. Poté, co tyto cerkárie plže opustí, vyhledávají vhodný podklad, na kterém se přichytí, zapouzdří a změní se na tzv. metacerkárie. Tato neaktivní stadia nejsou lidským okem viditelná, ale po pozření definitivním hostitelem se stávají zdrojem infekce. Metacerkárie přežívají zvláště dobře ve vlhkém prostředí, takže za příhodných podmínek mohou zůstat infekční po několik měsíců. Obecně má na vývojový cyklus MV vliv také teplota: nízké teploty zpomalují vývoj, ale nevedou vždy k úhynu parazita. Proto mohou vajíčka parazita nebo larvální stádia v plžích přežít zimu a pokračovat ve svém vývoji na jaře následujícího roku.

Definitivní hostitel, například jelen evropský, se může nakazit pozřením rostlin, na nichž jsou zachyceny metacerkárie. Ty se tak dostanou do trávicího traktu, kde ztrácejí svůj ochranný obal a pronikají střevní stěnou do břišní dutiny hostitele. Odtud obvykle putují do jater, v jejichž tkáni motolice migrují a tím dochází k poškození jater. Dospělé motolice velké mohou dosáhnout velikosti asi 3,5 x 10 cm (pro srovnání: původní motolice jaterní dosahuje velikosti asi tří centimetrů). Parazit obvykle přestane migrovat, jakmile se setká s jiným jedincem svého druhu. Imunitní systém hostitele začne motolice obklopovat vazivovou tkání zvanou pseudocysta. V pseudocystě dosáhnou motolice pohlavní dospělosti, a začnou uvolňovat velké množství vajíček . U specifických definitivních hostitelů jsou pseudocysty napojeny na žlučovody a spojeny s trávicí soustavou hostitele. Touto cestou, s trusem hostitele, se vajíčka parazita dostávají do okolního prostředí a stávají se tak zdrojem infekce.

Metody výzkumu volně žijících živočichů

K dosažení výše uvedených projektových cílů byly použity různé metody výzkumu volně žijících živočichů. Nejprve byly v létě 2021 na 865 lokalitách zmapovány dva druhy plžů, které MV využívá jako mezihostitele. Na lokalitách byly zaznamenány i parametry prostředí. Následně byl výskyt obou druhů modelován pro celou projektovou oblast s využitím parametrů prostředí. Rovněž bylo nutné odhadnout rozšíření definitivních hostitelů. K tomuto účelu byla opětovně využita data z monitoringu fotopastmi, získaná v rámci již ukončeného výzkumného projektu "Nové cesty k přeshraničnímu managementu jelení zvěře v době klimatické změny". Ta byla rovněž kombinována s proměnnými prostředí.

Vzhledem k tomu, že bylo třeba ve sledované oblasti zjistit také aktuální rozšíření nákazy MV, byly na přítomnost vajíček motolice vyšetřeny vzorky trusu z přezimovacích obůrek jelení zvěře ze zim 2020/21 a 2021/22. Předpokládá se, že přezimovací obůrky jsou možnými infekčními ohnisky, protože v nich musí být vodní zdroje, které jsou potenciálním stanovištěm mezihostitelů. Vysoká hustota jelení zvěře v obůrkách v zimních měsících také znamená, že se na malém prostoru hromadí velké množství trusu a infikovaná zvířata tak přinášejí do obůrek více vajíček MV. S rostoucími teplotami se na jaře z vajíček vyvíjejí miracidia. Jelikož ale jeleni částečně využívají obůrky i v létě, může v nich být vývojový cyklus MV dokončen. Podmínky v obůrkách tak mohou být pro MV obzvláště příznivé.

Jako další metoda detekce nákazy motolicí byla k dispozici játra ulovených kusů jelenů, srnců a divokých prasat z mysliveckého roku 2021/22. Vzorky srnců a prasat divokých byly odebrány pouze v Národním parku Šumava a na Lesní správě Neureichenau.

Obrázek 2: Oblasti se zvýšeným rizikem infekce (světle žlutě) pro jelena evropského. Mapa vznikla průnikem modelů pravděpodobností výskytu mezihostitelů a jelenů evropských .

Zoombild vorhanden

Obrázek 2 (© Marc Velling, NP Bayerischer Wald )

Nejdůležitější výsledky

Na základě propojení parametrů prostředí a shromážděných nálezů byly vytvořeny mapy rozšíření jelení, srnčí a černé zvěře, jakož i mezihostitelů v celé projektové oblasti. Využívání stanovišť hostiteli má rozhodující význam pro riziko jejich nákazy. Vzhledem k tomu, že MV využívá ke svému rozmnožování v projektové oblasti především jeleny evropské, byly průnikem rozšíření jelení zvěře a mezihostitelů určeny oblasti, kde se nacházejí pravděpodobná ohniska nákazy pro definitivní hostitele (obrázek 2).

Obrázek 3: Procento vzorků trusu z přezimovacích obůrek jelení zvěře, ve kterých bylo možné zjistit vajíčka motolice velké.

Zoombild vorhanden

Obrázek 3 (© Marc Velling, NP Bayerischer Wald)

Motolice velká byla zjištěna v devíti z 16 studovaných přezimovacích obůrek. Zvláště vysoká hustota pozitivních vzorků s MV (78 %) byla v obůrce "Zadní Chalupy" na severozápadě Národního parku Šumava (obr. 3). Při pohledu na mapu potenciálních ohnisek nákazy (obrázek 2) se tato obůrka nachází ve vysoce rizikové oblasti.

Obrázek 4: Procento vyšetřených jater jelenů evropských napadených motolicí velkou v jednotlivých částech projektového území (FBNR: Lesní správa Neureichenau, NPBW: Národní park Bavorský les, NPŠ: Národní park Šumava) rozdělené podle pohlaví a věkové třídy. V rámečcích na sloupcích je uveden celkový počet vyšetřených jater a také počet jater napadených motolicí velkou.

Zoombild vorhanden

Obrázek 4 (© Tomáš Peterka, NP Šumava)

MV byla poprvé potvrzena na bavorské straně šumavského ekosystému v roce 2019. Během doby trvání projektu, tedy dvou let, byla systematickým odběrem vzorků zjištěna na celém území. V Národním parku Šumava byla infekce parazitem prokázána u téměř 27 % odebraných vzorků jater dospělých jedinců jelení zvěře (obr. 4). O něco nižší míra infekce byla v Národním parku Bavorský les (kolem 21 %) a na Lesní správě Neureichenau (kolem 18 %). Nápadné byly rozdíly v míře infekce mezi pohlavími: samci zastřelení na bavorské straně projektové oblasti byli méně často infikováni, což může být způsobeno rozdíly v chování při využívání prostoru. Skupina, která vykazovala nejvyšší míru nakažení, byly dospělé laně s přibližně 36 % nakažených jedinců. Častěji byla infikována starší zvířata. Kolouši byli infikováni pouze ojediněle (méně než 4 %). MV byla zjištěna pouze u jednoho ze 155 vyšetřených jater srnců. Žádné ze 482 jater divokých prasat nebylo infikováno. Srnčí zvěř a prasata divoká tedy nehrají v současném výskytu infekce žádnou roli. Pokud jde o vliv nákazy MV na kondici a konstituci jelena evropského, doposud nemáme přesvědčivá data, která by významný vliv nákazy motolicí na jeleny potvrzovala.

Managementová doporučení a výhled

Popsaný projekt přinesl velmi cenné poznatky o situaci s nákazou MV v projektové oblasti a pomohl doplnit dosavadní mezery ve znalostech o rozšíření MV na bavorské a české straně. Projektové výsledky navíc představují pouze momentální situaci. Zjištěná prevalence zdůrazňuje nutnost sledování nákazy, protože můžeme předpokládat, že se míra napadení motolicí velkou může měnit a parazit se může dál šířit.

Možnosti jak potlačit výskyt MV jsou omezené a týkají se různých fází vývojového cyklu parazita. Jejich společným rysem je, že vyžadují úzkou spolupráci mezi místními orgány, zemědělci, myslivci a organizacemi zabývajícími se myslivostí a ochranou volně žijící zvěře. Ta by měla probíhat napříč státními hranicemi, protože jelení zvěř je při migraci překračuje, jak ukazují předchozí studie v šumavském ekosystému. Vzhledem k tomu, že na vývojový cyklus MV má vliv jak teplota, tak dostupnost podmáčených biotopů, je sledování dynamiky šíření parazita na pozadí měnícího se klimatu o to více důležité. V následujícím textu uvádíme v jednotlivých bodech možná managementová doporučení. Ochrana volně žijících zvířat

Pro pochopení dynamiky infekce v nadcházejících letech je nezbytný další monitoring infekce v populaci volně žijících zvířat. Doporučuje se provádět standardizovaný odběr vzorků na co největší ploše. Lovec by měl pečlivě prozkoumat játra každého uloveného kusu.
Léčba volně žijících zvířat je obecně nesnadná, protože dávkování je těžko kontrolovatelné a účinnost z důvodu opakovaných nákaz není často trvalá. Navíc z důvodů vlivu účinných látek na půdní ekosystém to není, zejména v chráněných územích, vhodné opatření.
Zamezit využívání podmáčených míst s potenciálním výskytem mezihostitelů jelení zvěří. Za tímto účelem se jako preventivní opatření doporučuje uzavření přezimovacích obůrek přes léto, kdy je možná nákaza definitivních hostitelů.

rozdělení definitivních hostitelů MV

Klasifikace definitivních hostitelů závisí na tom, zdali v nich MV dokáže dospět, dokončit vývojový cyklus a také na tom, zdali jsou z nich uvolňována vajíčka do okolí.

Specifičtí definitivní hostitelé:

Možnost reprodukce MV je možná
V Evropě zástupci čeledi Cervidae: jelen evropský (Cervus elaphus), daněk evropský (Dama dama), jelen sika (Cervus nippon)
Nákaza jednotlivými parazity je obvykle asymptomatická, v případě silného napadení je možný úbytek hmotnosti a u samců omezení tvorby paroží; úhyn pouze v případě extrémně masivní nákazy

Nespecifičtí definitivní hostitelé:

Imunitní systém vytváří v játrech pseudocysty, které jsou však silnostěnné a zřídkakdy jsou spojeny se střevem žlučovody; vyprodukovaná vajíčka parazitů proto nemohou pseudocystu opustit.
Příklady: tur domácí (Bos taurus), kůň domácí (Equus caballus), prase domácí (Sus scrofa f. domestica), prase divoké (Sus scrofa)
Podobné příznaky onemocnění jako u specifických definitivních hostitelů, infekce u skotu jsou téměř vždy klinicky nepozorovatelné

Netypičtí hostitelé:

Žádná tvorba pseudocyst
Srnec obecný (Capreolus capreolus), koza domácí (Capra aegagrus f. hircus), ovce domácí (Ovis gmelini f. aries), kamzík horský (Rupicapra rupicapra)
Obzvláště ohroženi nákazou, protože motolice v játrech bez ustání migrují a játra tak významně poškozují; i malé napadení může při neléčení vést k úhynu během několika měsíců

Projekt "Hodnocení rizika infikování volně žijících zvířat invazivním parazitem motolicí obrovskou" (doba trvání: duben 2021 - prosinec 2022) byl financován především z Programu přeshraniční spolupráce Bavorsko-Česká republika Cíl EÚS 2014-2020 (INTERREG V).

Projektpartner Leberegel Logos