Gatunki obce. Przyczyny inwazyjnych zachowań i sposoby zwalczania

• Authors: Kamil Najberek , Wojciech Solarz

Title variants

EN

Alien species. Causes of invasiveness and control methods

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Podstawowym pytaniem badawczym z zakresu inwazji biologicznych jest zrozumienie mechanizmów, które odpowiadają za sukces gatunków obcych po ich introdukcji na nowe obszary. Pomimo intensywnych badań wciąż nie wyjaśniono od czego zależy szkodliwość części z nich. Znalezienie odpowiedzi na to pytanie pozwoliłoby uskutecznić działania zaradcze podejmowane przeciwko inwazyjnym gatunkom obcym oraz zwiększyć efektywność prognoz przyszłego wpływu gatunków obcych będących na wczesnym etapie inwazji.
W pracy opisano przyczyny wzrostu liczby gatunków obcych w Polsce i na świecie, zawarto również krótką historię inwazji biologicznych. Zaprezentowano najważniejsze hipotezy i pytania badawcze tej dziedziny nauki, ze szczególnym uwzględnieniem hipotezy Enemy Release Hypothesis. Praca zawiera ponadto objaśnienie metod kontroli gatunków obcych, z których metody biologiczne, wydają się jedyną alternatywą dla skutecznego zwalczenia gatunków szeroko rozpowszechnionych, w przypadku których zwalczanie mechaniczne lub chemiczne jest niewykonalne. Z kolei w przypadku gatunków obcych będących na początkowym etapie inwazji, bardziej efektywne jest zwalczanie mechaniczne, które niekiedy wspomaga się dodatkowo środkami chemicznymi.

EN

The major research question in biological invasions is understanding of the mechanisms governing invasive alien species success after introduction into new areas. Although alien species have been intensively studied, it is still unexplained what causes invasiveness in some of them. Answer to this question is crucial to improve invasive alien species control management and to more effective predicting of invasive abilities of recently introduced species.
We present causes of the increase in numbers of alien species in Poland and worldwide, and a brief history of the biological invasion science. Basic hypotheses and questions, as well as the proposed solutions, are briefly presented, with a particular reference to the Enemy Release Hypothesis. We also present methods of alien species management, including biological control, which may be the only effective solution to mitigate impacts from alien species that are too widely-distributed to be managed with mechanical or chemical methods. Mechanical control proves to be most effective at early stages of invasion, particularly when it is enhanced with chemical control.

Keywords

PL

inwazyjne gatunki obce; introdukcja; hipoteza uwolnienia od wrogów; metody zwalczania

• Journal: Kosmos
• Year: 2016
• Volume: 65
• Issue: 1
• Pages: 81-91

Dates

published

2016

Contributors

author

Kamil Najberek

• Instytut Ochrony Przyrody PAN, Mickiewicza 33, 31-120 Kraków, Polska
• Institute of Nature Conservation Polish Academy of Sciences, A. Mickiewicz Av. 33, 31-120 Krakow, Poland

author

Wojciech Solarz

• Instytut Ochrony Przyrody PAN, Mickiewicza 33, 31-120 Kraków, Polska
• Institute of Nature Conservation Polish Academy of Sciences, A. Mickiewicz Av. 33, 31-120 Krakow, Poland

References

• Agrawal A. A., Kotanen P. M., 2003. Herbivores and the success of exotic plants: a phylogenetically controlled experiment. Ecol. Lett. 6, 712-715.
• Agrawal A. A., Kotanen P. M., Mitchell C. E., Power A. G., Godsoe W., Klironomos J., 2005. Enemy release? An experiment with congeneric plant pairs and diverse above and belowground enemies. Ecology 86, 2979-2989.
• Bais H. P., Vepachedu R., Gilroy S., Callaway R. M., Vivanco J. M., 2003. Allelopathy and exotic plant invasion: from molecules and genes to species interactions. Science 301, 1377-1380.
• Bax N., Hayes K., Marshall A., Parry D., Thresher R., 2002. Man-made marinas as sheltered islands for alien marine organisms: establishment and eradication of an alien invasive marine species. [W]: Turning the Tide: The Eradication of Invasive Species, Proceedings of the International Conference on Eradication of Island Invasives. Veitch C. R., Clout M. N. (red.). The IUCN Species Survival Commission, Gland, Switzerland and Cambridge, UK, 26-39.
• Blaney C. S., Kotanen P. M., 2002. Persistence in the seed bank: the effects of fungi and invertebrates on seeds of native and exotic plants. Écoscience 9, 509-517.
• Briese D. T., 2005. Translating host-specificity test results into the real world: the need to harmonize the yin and yang of current testing procedures. Biol. Cont. 35, 208-14.
• Cadi A., Joly P., 2003. Competition for basking places between the endangered European pond turtle (Emys orbicularis galloitalica) and the introduced red-eared slider (Trachemys scripta elegans). Canad. J. Zool. 81, 1392-1398.
• Callaway R. M., Aschehoug E. T., 2000. Invasive plants versus their new and old neighbors: A mechanism for exotic invasion. Science 290, 521-523.
• Cappuccino N., Carpenter D., 2005. Invasive exotic plants suffer less herbivory than non-invasive exotic plants. Biol. Lett. 1, 435-438.
• Carlton J. T., 1996. Biological invasions and cryptogenic species. Ecology 77, 1653-1655.
• Carpenter D., Cappuccino N., 2005. Herbivory, time since introduction and the invasiveness of exotic plants. J. Ecol. 93, 315-321.
• Chew M. K., 2011. Invasion biology: historical precedents. [W]: Encyclopedia of Biological Invasions. Simberloff D., Rejmánek M. (red.).University of California Press, Berkeley, 369-378.
• Child L., Wade M., 2000. The Japanese Knotweed Manual. The Management and Control of an Invasive Alien Weed. Chichester, UK Packard.
• Cincotta C., Adams J. M., Holzapfel C., 2009. Testing the enemy release hypothesis: A comparison of foliar insect herbivory of the exotic Norway maple (Acer platanoides L.) and the native sugar maple (A. saccharum L.). Biol. Invas. 11, 379-388.
• Colautti R. I., Ricciardi A., Grigorovich I. A., MacIsaac H. J., 2004. Is invasion success explained by the enemy release hypothesis? Ecol. Lett. 7, 721-733.
• Comont R. F., Purse B. V., Phillips W., Kunin W. E., Hanson M., Lewis O. T., Harrington R., Shortall C. R., Rondoni G., Roy H. E., 2014. Escape from parasitism by the invasive alien ladybird, Harmonia axyridis. Insect Conserv. Divers. 7, 334-342.
• Cripps M. G., Edwards G. R., Bourdôt G. W., Saville D. J., Hinz H. L., Fowler S. V., 2010. Enemy release does not increase performance of Cirsium arvense in New Zealand. Plant Ecol. 209, 123-134.
• Davis M., 2011. Invasion biology. [W:] Encyclopedia of Biological Invasions. Simberloff D., Rejmánek M. (red.). University of California Press, Berkeley, 364-369.
• di Castri F., 1989. History of biological invasions with special emphasis on the Old World. [W:] Biological Invasions: A Global Perspective. Drake J. A., Mooney H. A., di Castri F., Groves R. H., Kruger F. J., Rejmánek M., Williamson M. (eds.). John Wiley and Sons, 1-26.
• Elton C. S., 1958. The ecology of invasions by animals and plants. Methuen, London.
• Fowler S. V., Harman H. M., Memmott J., Paynter Q., Shaw R., Sheppard A. W., Syrett P.,1996. Comparing the population dynamics of broom, Cytisus scoparius, as a native plant in the United Kingdom and France, and as an invasive alien weed in Australia and New Zealand. [W:] Proceedings of the Ninth International Symposium of Biological Control of Weeds. Moran V. C., Hoffmann J. H. (red.). University of Cape Town, 19-26.
• Genton B. J., Kotanen P. M., Cheptou P. O., Adolphe C., Shykoff J. A., 2005. Enemy release but no evolutionary loss of defence in a plant invasion: an inter-continental reciprocal transplant experiment. Oecologia 146, 404-414.
• Głowaciński Z., Pawłowski J., 2011. Podsumowanie i komentarz. [W]: Gatunki obce w faunie Polski. Tom 1. Głowaciński Z., Okarma H., Pawłowski J., Solarz W. (red.). Instytut Ochrony Przyrody PAN w Krakowie, 497-511.
• Głowaciński Z., Okarma H., Pawłowski J., Solarz W., 2011. Metodyka i terminologia. [W]: Gatunki obce w faunie Polski. Tom 1. Głowaciński Z., Okarma H., Pawłowski J., Solarz W. (red.). Instytut Ochrony Przyrody PAN w Krakowie, 24-28.
• Grimm B., 2002. Effect of the nematode Phasmarhabditis hermaphrodita on young stages of the pest slug Arion lusitanicus. J. Mollusc. Stud. 68, 25-28.
• Hajek A. E., 2004. Natural Enemies: An Introduction to Biological Control. Cambridge University Press.
• Hidalgo-Vila J., Diaz-Paniagua C., Ribas A., Florencio M., Perez-Santigosa N., Casanova J. C., 2009. Helminth communities of the exotic introduced turtle, Trachemys scripta elegans in southwestern Spain: Transmission from native turtles. Res. Veter. Sci. 86, 463-465.
• Holzmueller E. J., Jose S., 2011. Invasion success of cogongrass, an alien C4 perennial grass, in the southeastern United States: exploration of the ecological basis. Biol. Invas. 13, 435-442.
• Hulme P. E., Bacher S., Kenis M., Klotz S., Kühn I., Minchin D., Nentwig W., Olenin S., Panov V., Pergl J., Pyšek P., Roque A., Sol D., Solarz W., Vila M., 2008. Grasping at the routes of biological invasions: a framework for integrating pathways into policy. J. Appl. Ecol. 45, 403-414.
• Inderjit S., Dakshini K. M. M., 1991. Investigations on some aspects of chemical ecology of cogongrass, Imperta cylindrical (L.) Beauv. J. Chem. Ecol. 17, 343-352.
• ISI Web of Sciences., 2015. zatoka.icm.edu.pl/WoS/CIW.cgi.
• Jakobs G., Weber E., Edwards P. J., 2004. Introduced plants of the invasive Solidago gigantean (Asteraceae) are larger and grow denser than conspecifics in the native range. Divers. Distrib. 10, 11-19.
• Jaroszewicz B., 2011. Obcy w natarciu - mechanizmy i ekologiczne skutki inwazji biologicznych. [W]: Różnorodność biologiczna w wielu odsłonach. Kalinowska A. (red.). Uniwersyteckie Centrum Badań nad Środowiskiem Przyrodniczym UW, Warszawa, 149-158.
• Keane R. M., Crawley M. J., 2002. Exotic plant invasions and the enemy release hypothesis. Trends Ecol. Evol. 17, 164-170.
• Kettunen M., Genovesi P., Gollasch S., Pagad S., Starfinger U. ten Brink P., Shine C., 2008. Technical support to EU strategy on invasive species (IAS) Assessment of the impacts of IAS in Europe and the EU (final module report for the European Commission). Institute for European Environmental Policy, Brussels, Belgium.
• Konwencja o Różnorodności Biologicznej, 2002. www.cbd.int.
• Krzysztofiak L., 2009. Zwalczanie barszczu Sosnowskiego na Suwalszczyźnie. [W]: Inwazyjne gatunki roślin ekosystemów mokradłowych Polski. Dajdok Z., Pawlaczyk P. (red.). Wyd. Klubu Przyrodników, Świebodzin, 87-99.
• Kubisz D., 2011. Biedronka azjatycka Harmonia axyridis. [W]: Gatunki obce w faunie Polski. Tom 1. Głowaciński Z., Okarma H., Pawłowski J., Solarz W. (red.). Instytut Ochrony Przyrody PAN w Krakowie, 285-288.
• Liu H., Stiling P., 2006. Testing the enemy release hypothesis: a review and meta-analysis. Biological. Invas. 8, 1535-1545.
• Liu H., Stiling P., Pemberton R. W., 2007. Does enemy release matter for invasive plants? Evidence from a comparison of insect herbivore damage among invasive, non-invasive and native congeners. Biological. Invas. 9, 773-781.
• MacArthur R. H., 1970. Species packing and competitive equilibruium for many species. Theor. Popul. Biol. 1, 1-11.
• Maron J. L., Vilà M., 2001. When do herbivores affect plant invasion? Evidence for the natural enemies and biotic resistance hypotheses. Oikos 95, 361-373.
• Maron J. L., Vilà M., Bommarco R., Elmendorf S., Beardsley P., 2004. Rapid evolution of an invasive plant. Ecol. Monogr. 74, 261-280.
• Messing R. H., Wright M. G., 2006. Biological control of invasive species: solution or pollution? Front. Ecol. Environ. 4, 132-140.
• Mitchell C. E., Power A. G., 2003. Release of invasive plants from fungal and viral pathogens. Nature 421, 625-627.
• Mooney H. A., McNeely J. A., Nevile L., Schei P. J., Waage J. K., 2005. Invasive Alien Species: A New Synthesis. Island Press, Washington, D.C.
• Naddafi R., Rudstam L. G., 2014. Predation on invasive zebra mussel, Dreissena polymorpha, by pumpkinseed sunfish, rusty crayfish, and round goby. Hydrobiologia 721, 107-115.
• Nowak A., Kącki Z., 2009. Gatunki z rodzaju nawłoć - Solidago spp. [W]: Inwazyjne gatunki roślin ekosystemów mokradłowych Polski. Dajdok Z., Pawlaczyk P. (red.).Wyd. Klubu Przyrodników, Świebodzin, 80-86.
• Pearson R. G., Dawson T. P., 2005. Long-distance plant dispersal and habitat fragmentation: identifying conservation targets for spatial landscape planning under climate change. Biol. Cons. 123, 389-401.
• Pickart A. J., 2011. Mechanical control. [W:] Encyclopedia of Biological Invasions. Simberloff D., Rejmánek M. (red.). University of California Press, Berkeley, 449-452.
• Pimentel D., 2002. Biological invasions; economics and environmental costs of alien plant, animal, and microbe species. CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington DC.
• Pitcairn M.J., 2011. Biological control, of plants. [W:] Encyclopedia of Biological Invasions. Simberloff D., Rejmánek M. (red.). University of California Press, Berkeley, 63-70.
• Pizzatto L., Shine R., 2011. The effects of experimentally infecting Australian tree frogs with lungworms (Rhabdias pseudosphaerocephala) from invasive cane toads. Int. J. Parasitol. 41, 943-949.
• Pociecha A., Solarz W., Najberek K., Wilk-Woźniak E., 2016. Native, alien, cosmopolitan, or cryptogenic? A framework for clarifying the origin status of rotifers. Aquat. Biol. 24, 141-149.
• Przewoźny M., Barłożek T., Bunalski M., 2007. Harmonia axyridis (Pallas, 1773) (Coleoptera: Coccinellidae) New species of ladybird beetle for Polish fauna. Polish J. Entomol. 6, 177-182.
• Rejmánek M., 2011. Invasiveness. [W:] Encyclopedia of Biological Invasions. Simberloff D., Rejmánek M. (red.). University of California Press, Berkeley, 379-385.
• Rejmánek M., Richardson D. M., Higgins S. I., Pitcairn M. J., Grotkopp E., 2005. Ecology of invasive plants - state of the art. [W:] 2005. Invasive Alien Species: A New Synthesis. Mooney H. A., McNeely J. A., Nevile L., Schei P. J., Waage J. K. (red.). Island Press, Washington, D.C., 104-161.
• Richardson D. M., 2011. Fifty years of invasion ecology. The legacy of Charles Elton. Wiley-Blackwell, Oxford.
• Roy H. E., Wajnberg E., 2008. From biological control to invasion: the ladybird Harmonia axyridis as a model species. BioControl 53, 1-4.
• Roy H., Brown P., Majerus M., 2006. Harmonia axyridis: a successful biocontrol agent or an invasive threat? [W:] An ecological and societal approach to biological control. Hokkanen J., Eilenberg H. M. T. (red.). Springer, Dordrecht, Netherlands, 295-309.
• Rozporządzenie, 2011. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2011 r. w sprawie listy roślin i zwierząt gatunków obcych, które w przypadku uwolnienia do środowiska przyrodniczego mogą zagrozić gatunkom rodzimym lub siedliskom przyrodniczym. Dziennik Ustaw nr 210, poz. 1260.
• Sakai A. K., Allendorf F. W., Holt J. S., Lodge D. M., Molofsky J., With K. A., Baughman S., Cabin R. J., Cohen J. E., Ellstrand N. C., McCauley D. E., O'Neil P., Parker I. M., Thompson J. N., Weller S. G., 2001. The population biology of invasive species. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 32, 305-312.
• Schierenbeck K. A., Mack R. N., Sharitz R .R., 1994. Effects of herbivory on growth and biomass allocation in native and introduced species of Lonicera. Ecology 75, 1661-1672.
• Seipel T., Alexander J. M., Daehler C. C., Rew L. J., Edwards P. J., Dar P. A., McDougall K., Naylor B., Parks C., Pollnac F. W. Reshi, Z. A., Schroder M., Kueffer C., 2015. Performance of the herb Verbascum thapsus along environmental gradients in its native and non-native ranges. J. Biogeogr. 42, 132-143.
• Shea K., Chesson P., 2002. Community ecology theory as a framework for biological invasions. Trends Ecol. Evol. 17, 170-176.
• Shine R., 2010. The ecological impact of invasive cane toads (Bufo marinus) in Australia. Q. Rev. Biol. 85, 253-291.
• Simberloff D., Von Holle B., 1999. Positive interactions of nonindigenous species: invasional meltdown? Biol Invasions 1, 21-32.
• Simberloff D., Rejmánek M., 2011. Encyclopedia of Biological Invasions. University of California Press, Berkeley.
• Skou A. M. T., Markussen B., Sigsgaard L., Kollmann J. C., 2011. No evidence for enemy release during range expansion of an evergreen tree in northern Europe. Environ. Entomol. 40, 1183-1191.
• Stastny M., Schaffner U., Elle E., 2005. Do vigour of introduced populations and escape from specialist herbivores contribute to invasiveness? J. Ecol. 93, 27-37.
• Stworzewicz E., Kozłowski J., 2012. Ślinik luzytański Arion lusitanicus Mabille, 1868. [W]: Gatunki obce w faunie Polski. Głowaciński Z., Okarma H., Pawłowski J., Solarz W. (red.). Wyd. internetowe. Instytut Ochrony Przyrody PAN w Krakowie. www.iop.krakow.pl/gatunkiobce.
• Tokarska-Guzik B., Bzdęga K., Tarłowska S., Koszela K., 2009. Gatunki z rodzaju rdestowiec - Reynoutria Houtt. (= Fallopia). [W:] Inwazyjne gatunki roślin ekosystemów mokradłowych Polski. Dajdok Z., Pawlaczyk P. (red.). Wyd. Klubu Przyrodników, Świebodzin, 87-99.
• Tokarska-Guzik B., Dajdok Z., Zając M., Zając M., Urbisz Al., Danielewicz W., Hołdyński C., 2012. Rośliny obcego pochodzenia w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem gatunków inwazyjnych. Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.
• Ustawa, 2004. Ustawa o ochronie przyrody z dnia 16 kwietnia 2004 r. Dz.U. Nr 92 poz. 880.
• van Kleunen M., Weber E., Fischer M., 2010. A meta-analysis of trait differences between invasive and non-invasive plant species. Ecol. Lett. 13, 235-245.
• Vasquez E. C., Meyer G. A., 2011. Relationships among leaf damage, natural enemy release, and abundance in exotic and native prairie plants. Biol. Invas. 13, 621-633.
• Walther G. R., Roques A., Hulme P. E., Sykes M. T., Pysek P., Kuhn I., Zobel M., Bacher S., Bugmann H., Czucz B., Dauber J., Hickler T., Jarosik V., Kenis M., Klotz S., Minchin D., Moora M., Nentwig W., Ott J., Panov V. E., Reineking B., Robinet C., Semenchenko V., Solarz W., Thuiller W., Vila M., Vohland K., Settele J., 2009. Alien species in a warmer world: risks and opportunities. Trends Ecol. Evol. 24, 686-693.
• Westbrooks R. G., Eplee R. E., 2011. Early detection and rapid response. [W:] Encyclopedia of Biological Invasions. Simberloff D., Rejmánek M. (red.). University of California Press, Berkeley, 169-177.
• Wilk-Woźniak E., Najberek K., 2013. Towards clarifying the presence of alien algae in inland waters - can we predict places of their occurrence? Biologia 68, 838-844.
• Wilk-Woźniak E., Solarz W., Najberek K., Pociech A., 2016. Alien cyanobacteria: an unsolved part of the 'expansion and evolution' jigsaw puzzle? Hydrobiologia 764, 65-79.
• Williamson M., 1996. Biological invasions. Chapman & Hall, London.
• Wilson M. J., Glen D. M., Wiltshire C. W., George S. K., 1994. Mini-plot field experiments using the rhabditid nematode Phasmarhabditis hermaphrodita for biocontrol of slugs. Biocontr. Sci. Technol. 4, 103-113.
• Williamson M., Fitter A., 1996. The varying success of invaders. Ecology 77, 1661-1666.
• Wittenberg R., Cock M. J. W., 2005. Best Practices for the Prevention and Management of Invasive Alien Species. [W:] Invasive Alien Species: A New Synthesis. Mooney H. A., McNeely J. A., Nevile L., Schei P. J., Waage J. K. (red.). Island Press, Washington, D.C., 209-232.
• Wolfe L. M., 2002. Why alien invaders succeed: support for the escape-from-enemy hypothesis. Am. Nat. 160, 705-711.
• Wróbel I., 2008. Barszcz Sosnowskiego (Heracleum sosnowskyi Manden.) w Pieninach. Pieniny, Przyroda i Człowiek 10, 37-43.