Autorky studijního textu: Mgr. Darina Mísařová, Ph.D., Mgr. Kateřina Mrázková

Počasí a podnebí

Jestliže chápeme počasí jako okamžitý stav ovzduší na určitém místě, jedná se o pojem krátkodobý a místní a může se změnit třeba i během hodiny. Je to dáno stavem všech atmosférických jevů pozorovaných na určitém místě a v určitém krátkém časovém úseku nebo okamžiku. Naproti tomu podnebí je dlouhodobý stav počasí podmíněný energetickou bilancí atmosférických jevů, cirkulací atmosféry, charakterem aktivního povrchu a dnes i člověkem   Změny probíhají v dlouhodobých časových úsecích, různých zeměpisných šířkách a nadmořských výškách. Proto se můžeme setkat s pojmy jako tropický, subtropický, mírný, subarktický či arktický klimatický pás.

Počasí i podnebí hodnotí stav atmosféry v určité oblasti na Zemi, a to včetně teploty, vlhkostí, srážek, větrnosti, oblačnosti a podobně. Pojem podnebí se vztahuje k širšímu území a k delšímu časovému období. Je to soubor různých každodenních povětrnostních podmínek, které v dotyčné oblasti budou pravděpodobně převládat.

V tomto přednáškovém bloku si zopakujete meteorologické prvky a dozvíte se:

• jak se dělá předpověď počasí
• lidové pranostiky
• jak vypadá meteorologická budka
• jaké nám hrozí živelné pohromy
• rozdíl mezi globálním a místním klimatem
• jaké rozlišujeme podnebné pásy a klimatické oblasti
• jak vytvořit klimadiagram
• jak se měnilo klima v historii Země

Jak se dělá předpověď počasí

Již naši dávní předkové pečlivě pozorovali všechny přírodní jevy včetně počasí a naučili se počasí předpovídat na několik dní dopředu, neboť na takové předpovědi mohla často záviset jejich existence.

Předpověď počasí vyjadřuje budoucí stav atmosféry nad sledovaným územím na základě znalosti jeho stavu v současnosti i v minulosti a znalosti zákonitostí, jimiž se atmosféra řídí při přechodu z jednoho stavu do druhého. Údaje, ze kterých vycházejí meteorologové, pocházejí z výsledků přízemních měření, údajů z vyšších vrstev atmosféry, družicových a radiolokačních měření, statistických údajů a výpočtů a důležitá je i vlastní zkušenost a intuice vědců.

Předpovědi počasí lze dělit podle několika hledisek, závislých na účelu, pro který jsou vydávány, podle metod zpracování, podle prostorové platnosti a doby platnosti. Všimněme si těch nejvýznamnějších z nich:

• Všeobecné předpovědi počasí jsou určeny široké veřejnosti a jsou rozšiřovány hromadnými sdělovacími prostředky. Obsahují předpověď oblačnosti, ranních minimálních a odpoledních maximálních teplot vzduchu, směru a rychlosti větru, výskytu atmosférických srážek, přízemních mrazíků, ranních mlh, náledí atd. Většinou jsou formulovány následovně: „Tlaková výše nad střední Evropou slábne“ nebo „Do střední Evropy nadále proudí tropický vzduch od jihu“ apod.
• Synoptická meteorologie se zabývá sledováním atmosférických dějů na rozsáhlých územích. Jedná se souhrn metod, činností a postupů, který prakticky umožňuje moderní předpověď počasí. V praxi funguje takto: po celém světě jsou rozmístěné meteorologické stanice, které provádějí pozorování a měření základních meteorologických prvků. Výsledky se co nejrychleji předávají do center, která dále provádějí výměnu dat s dalšími centry. Po schematickém zakreslení těchto údajů vznikne synoptická mapa, na které synoptik (meteorolog) provede analýzu: lokalizuje hlavní tlakové útvary (tlakové výše a níže) atmosférické fronty (teplé, studené, okluzní), srážkové oblasti apod. S pomocí diagnostických materiálů z dálkového průzkumu atmosféry a numerických předpovědních modelů vznikne množství tabulek, grafů a dat. Jejich vyhodnocení pak vede ke vzniku předpovědních synoptických map, které ukazují předpovídané počasí. Synoptické mapy si můžete stáhnout pod níže uvedeným odkazem. Na synoptickým mapách najdete tyto útvary:

Ukázka synoptické mapy:

• Místní předpověď pomocí přístrojů

Základními přístroji potřebnými pro předpověď počasí jsou tlakoměr, vlhkoměr a teploměr.

Tlakoměr, původně konstruovaný jako trubice naplněná rtutí, bývá nahrazován tzv. aneroidem, tj. vhodně geometricky tvarovanou nádobkou, v níž je vzduch o nižším tlaku, než je tlak atmosférický. Stupnice aneroidu bývá cejchovaná v hPa a bývají na ní uvedeny údaje typu „pěkné počasí“, „proměnlivo“, „déšť“ apod., které však nemusí být vždy směrodatné. Například při vysoké hodnotě tlaku (tlaková výše) bývá velmi často jasné a suché počasí. Může však být i zataženo a dokonce může pršet či sněžit.

Vlhkoměr s teploměrem mohou sloužit pro předpověď nočních mrazů vznikajících zvláště na jaře za jasných nocí, kdy zemský povrch vyzařuje teplo až pod bod mrazu. Důležitou roli přitom hraje teplota rosného bodu (rosný bod je teplota, při níž je vzduch vodní párou nasycen). Je-li vyšší, než 0 °C, mráz v noci pravděpodobně nebude. Jakmile totiž chladnoucí vzduch dosáhne teploty rosného bodu, začne vodní pára kondenzovat ve formě rosy a další ochlazování se v důsledku vysoké hodnoty kondenzačního tepla vody zastaví nebo silně zpomalí. Je-li však teplota rosného bodu nižší než 0 °C, lze očekávat noční mráz s poměrně velkou pravděpodobností.

Vybrané značky pro záznam počasí:

Místní předpověď pomocí pozorování meteorologických prvků a jevů

V tomto případě vycházíme z pozorování větru, oblačnosti, halových jevů, červánků atd. (Halové jevy – optické jevy, nejčastěji připomínající kola kolem Slunce a Měsíce, vznikající lomem paprsků v atmosféře Země). Uvedeme stručný přehled některých z nich:

Červánky

Už naši předkové si všimli, že různě zbarvená obloha před východem nebo západem slunce měla za následek různé změny v počasí. Pro odhad budoucího vývoje počasí je důležité pořadí barev, které určujeme od obzoru vzhůru. Jestliže jsou barvy v pořadí červená, oranžová, žlutá a zelená, přinášejí vždy ochlazení, v létě bouřky s přeháňkami a v zimě sníh. Zdola šedá, špinavá žluť a blankytná modř znamená oteplení. Purpurová červeň po západu slunce na jasné obloze je předzvěstí pěkného počasí. Zrovna tak je tomu, když se dlouho po západu slunce udržuje nad západním obzorem stříbřitá zář na jasné obloze.

Bude pěkné počasí, když: • je ráno velká rosa • je v lese tepleji než na louce • mravenci lezou kolem mraveniště a vynášejí kukly • jsou po dešti růžově načervenalé mraky • je v noci bezvětří a po východu slunce vzniká vánek, který k poledni zesílí a večer opět ochabne • je brzy ráno chladno, slunce vychází jasně a mlhy z lesů přitom nestoupají

Bude pršet, když: • se paří lesy (stoupají z nich mlhy) • jsou dálky čisté (průhledné) • je slyšet zvuk z velké dálky (např. houkání vlaku) • je po západu slunce hustá mlha • večer vítr zesílí - delší déšť • se zarosí kameny a vlhne sůl - nástup vlhkého teplého vzduchu • slepice sedí v hloučku a nehrabou; když se slepice neschovávají před deštěm, bude dlouho pršet • mravenci nevylézají ven • komáři štípají více než obvykle • bříza intenzívně voní

Vítr

Budete-li bedlivě pozorovat vítr, zjistíte, že během dne se jeho směr mění. V případě, že směrově stálý mírný nebo silný vítr začíná měnit směr, může to být znamením změny počasí. V tom případě stočení větru doleva, to znamená proti směru hodinových ručiček, například ze západního směru na jihozápadní, bývá velmi často předzvěstí změny počasí k horšímu. Určitě je tomu tak, když zároveň klesá tlak. Jestliže nastane stočení větru doprava, to znamená ve směru hodinových ručiček, k němuž dochází rychle a za silného větru, mění se prudce i počasí. Podle toho, jaká přešla fronta, bude tepleji nebo chladněji. Srážky buď ustanou nebo naopak zesílí. Příznaky změny počasí podle změny směru větru je však nutné spojovat také s oblačností. Z toho vidíme, že při předpovědi počasí nelze brát v úvahu pouze jednoho činitele, ale stav musíme posuzovat komplexně.

Rostliny

Svítí-li slunce a pampelišky se přesto zavírají, určitě přijde déšť. Je to však i obráceně: když je nebe zatažené mraky, ale pampelišky květy otvírají, znamená to, že z mraků pršet nebude. Půjdete-li na houby do lesa, všimněte si ostružin a kapradiny hasivky orličí. Předpovědí nám počasí na 15 – 20 hodin dopředu. Jejich listy se před špatným počasím otáčejí vzhůru, před pěkným se stáčejí dolů. Před pošmourným a deštivým počasím uzavírá své květy svlačec a málem až k zemi sklání kvítek sedmikráska.

Živočichové

Citlivost včel na počasí je odedávna známa. Včelaři vědí, že včela je před bouří neklidná a není dobře v této době včelky vyrušovat. Bodají. Když ráno včelky z úlů vyletují na pastvu, ale nevzdalují se daleko, je to znamením, že ten den přijde déšť. A jestliže se za pěkného počasí včelky hromadně vracejí do úlů, určitě přijde bouřka.

Vlaštovky - Na jarní přílet vlaštovek se těšíme, protože vlaštovky považujeme za symbol jara. Vlaštovka má načervenalé hrdlo a hlouběji vykrojený ocas než jiřička, se kterou si ji často pleteme. Vlaštovky jsou zvyklé na přítomnost člověka. Hnízda si staví uvnitř budov.

Říká se: „Vlaštovky létají nízko pře zemi, bude pršet.“. Vlaštovky létají za svou potravou, kterou je hmyz. Ten je citlivý na změnu tlaku. Při přechodu tlakových níží, v nichž tlak klesá, létá hmyz stále níže a za ním létají vlaštovky. Tlaková níže přináší obyčejně zhoršení počasí a někdy i déšť.

Pavouci - Za nejcitlivější proroky počasí jsou považováni pavouci. Když křížový pavouk = křižák venku rozpřádá pavučinu, bude teplo. Trvale pěkné počasí nám pavouk ukáže, když tká pavučinu zvolna, dávaje si na čas. Jakmile na něm zpozorujeme jakýsi spěch, bude určitě nejisté počasí. Kdykoliv pavučinu čistí, prohlíží a spravuje, nastane suché, parné počasí a bezvětrno. Stále pěkné počasí předpovídá tím, že pokojně sedí uprostřed pavučiny se skrčenýma nohama. Jestliže v této poloze vytrvá i když začalo mžít, určitě se brzo vyjasní, ať si oblaka hrozí, jak chtějí. Jakmile však nemá skrčeny nohy a je přichystán ke skoku, bude buď veliké parno anebo přijde bouřka. Obojí však bude trvat jen krátce. Jakmile má síť potrhanou nebo má na ní veliká oka a sám kdesi v koutečku sedí, můžeme čekat bouřky a lijavce.

V chladném podzimu, zimě a časném jaru zastupují úlohu křížových pavouků pavouci pokoutní. Jakmile pokoutník strhanou pavučinu opět na starém místě rozepne, můžeme počítat s mírným průběhem počasí. Když se však přestěhuje blíže ke kamnům nebo do jiných teplejších koutů, přijde tuhá zima. Nastávající oblevu nám ohlásí tím, že se přestěhuje blíže k oknu. Na špatné počasí ukazují také tím, že si dělají zásoby chycených much a zapřádají je do zásoby. Třeskutá zima přijde, jestliže pavoučci nepokojně přebíhají sem a tam.

Zdroj: http://metmladez.wz.cz/metdeti/

PRO ZAJÍMAVOST NĚCO MÁLO K LIDOVÝM PRANOSTIKÁM

Díky pozorovacímu talentu našich předků bývají tyto pranostiky často rýmované a předpovídají vývoj počasí v budoucím období na základě počasí v období předcházejícím. Uveďme ty nejznámější i ty méně známé.

Medardova kápě čtyřicet dní kape. (Medard 8.6.) Jedná se o převážně deštivé a chladné počasí s velkou oblačností v červnu a začátkem července ve střední Evropě, vyvolané dlouhotrvajícím přílivem chladného mořského polárního vzduchu z Atlantického oceánu nad přehřátou evropskou pevninu. Tento atmosférický jev se vyskytuje v 78 % let, přičemž průměrně trvá dva týdny.

Babí léto je období suchého, málo větrného a slunného počasí, vyskytujícího se v Evropě obvykle v září nebo v říjnu. Noci v té době bývají již většinou chladné a vytvářejí se v nich četné mlhy. Příčinou babího léta bývá rozsáhlá anticyklóna, která v té době setrvává nad střední a jihovýchodní Evropou. Podobný ráz počasí je v Severní Americe nazýván „Indiánské léto“.

Vánoční obleva je období teplého a vlhkého počasí, vyskytující se ve střední Evropě obvykle mezi Štědrým dnem a Novým rokem („Na Adama a Evu, čekejte oblevu.“).

Ledoví muži (Pankrác, Servác, Bonifác 12.5. – 14.5.) označují náhlé ochlazení ve střední Evropě, vyvolané vpádem studeného arktického vzduchu přes Baltské moře až po Alpy. Arktický vzduch je velmi čistý, obsahuje málo vodní páry a přináší s sebou jasné noci umožňující silné vyzařování tepla z povrchu Země. Tím vznikají pozdní mrazíky způsobující často značné škody na kvetoucích ovocných stromech a choulostivějších rostlinách. V některých letech se však toto období nevyskytuje (snad souvislost s oteplováním podnebí).

Z nepřeberného množství lidových pranostik uvedeme dále pouze ty, ve kterých se jedná o předpověď počasí:

Na svatou Lucii jasný den, urodí se konopí i len.

Jaký prosinec - takový červen.

Studený prosinec - brzké jaro.

Když na Mikuláše prší, zima lidi hodně zkruší.

Jaké počasí na svatou Barboru, takové bývá celý advent.

Když je Barbora ucouraná, bude svatý Štěpán na ledě.

Když mráz na prvního prosince, vyschne nejedna studnice.

Chodí-li se v adventu bez kožicha, bude se v postě jistě nosit.
Je-li v první týden adventní mrazivo, bude zima trvat osmnáct neděl.
Začne-li zima až s adventem, potrvá deset týdnů.

Když krtek v listopadu ryje, budou o Vánocích létat komáři.

Kateřina na ledě, Vánoce na blátě.

Na svatého Martina slunečno - dlouhá zima.
O Martině po ledu - o Vánocích po blátě.

Déšť na Havla, déšť na Vánoce.

Sucho -li na svatého Havla, bude budoucí rok suchý.

Sněží-li brzy v říjnu, bude mokrá zima.

Je-li déšť na sv. Diviše, bude mokrá zima.

Spadne-li v říjnu listí, bude mokrá zima.

Teplý říjen - studený únor.

Studený říjen - zelený leden.

Podzimek bohatý na mlhu věští v zimě mnoho sněhu.

Jaké počasí Jiljí ukazuje, takové po celý měsíc dodržuje.

Na den Jiljí hromy a blesky – čtyři týdny mokré stezky.

Pakli na Jakuba slunce svítí, pak má krutá zima býti.

Kolik mračen na Jakuba, tolik v zimě sněhu.
Jakub bez deště - tuhá zima.

Jaký červenec, takový leden.

Jak červen teplem září, takový bude i měsíc září.

Červen stálý - prosinec dokonalý.

Jestli únor honí mraky, staví březen sněhuláky.

Ryje-li krtek v lednu, končí zima v květnu.

Suchý leden, mokrý červen.

Leden jasný, roček krásný.

Je -li Zelený čtvrtek bílý, tak je léto teplé.

Pršívá -li 1. dubna, bývá mokrý máj.

Mrzne-li na svatou Gertrudu, jistě mrzne 40 dní.

Kolik mlh v březnu, tolik lijavců v roce.

Pěkně-li o Bartoloměji, na pěkný podzim máme naději.

Vavřinec ukazuje, jaký podzim nastupuje.

Jak Vavřinec navaří, tak se podzim podaří.

Když v srpnu moc hřímá, bude na sníh bohatá zima.

Když srpen z počátku hřeje, ledový vítr v zimě dlouho věje.

Je-li od Petra až do Vavřince parno, bývá v zimě dlouho studeno.

V lednu mráz - těší nás; v lednu voda - věčná škoda.

Suchý leden, mokrý červen.

Jaký leden, takový červenec.

Je-li na svatého Vincence pěkně a teplo, budou velká parna v létě a teplé noci v srpnu.

Když únor vodu spustí, ledem ji březen zahustí.

Když v únoru mráz ostro drží, to dlouho již nepodrží.

Chumelenice na Hromnice končí zimu tuhou; jestli pak jasný den, očekávej druhou.

Zelené Hromnice - bílé Velikonoce.

 

Meteorologická budka je místo kde jsou uloženy základní meteorologické přístroje. Její žaluziové stěny umožňují volné proudění vzduchu, chrání však vybavení před přímým slunečním světlem.

Umístění:
Meteorologická budka by měla být umístěna 2 metry nad travnatým povrchem, v dostatečné vzdálenosti od budov. Otevírací část budky je nutno umístit směrem na sever, aby při otevření budky do vnitřního prostoru nesvítilo slunce.

 

Vybavení:
-suchý teploměr
-vlhký teploměr
-vlhkoměr
-minimální teploměr
-maximální teploměr

 

Katastrofy způsobené extrémními výkyvy počasí jsou stále častější. Špatnému počasí jde na vrub až 65 procent všech katastrof. S nejhoršími důsledky se potýkají obyvatelé Asie. Na tento kontinent připadlo v minulém roce 83 procent obětí. Také hospodářské škody tam byly zdaleka největší. Klimatologové neočekávají, že bychom se v příštích desetiletích mohli dočkat nějakého zlepšení. Téměř všichni se domnívají, že počasí bude mít kvůli globálnímu oteplování stále extrémnější charakter a povede k ještě katastrofálnějším následkům než dosud.

Bouřky

Bouřky vznikají hlavně koncem jara a v létě během dne, kdy je zemský povrch ohříván intenzivním slunečním zářením. Od prohřáté země se otepluje přízemní vrstva atmosféry, od které se uvolňují "bubliny" teplého vzduchu stoupající vzhůru. Ochlazováním vystupujícího vzduchu ve výškách kondenzuje vodní pára, vzniká směs vodních kapiček a ledových krystalků postupně vytvářející vertikálně vyvinutou oblačnost. Je-li výstupný proud dostatečně silný, oblačnost se může vyvinout do bouřkového stádia (Cumulonimbus).

Bouřky mohou být dvojího druhu. Tzv. bouřky z tepla vznikají uvnitř jedné labilní vzduchové hmoty. Vznikají během odpoledne nebo večer, když zahřátí zemského povrchu dosahuje svého vrcholu. Druhý typ představují bouřky vyvolané přísunem relativně chladného vzduchu nad přehřátý zemský povrch. Takto vznikají bouřky frontální, které se vyskytují především na rozhraní vzduchových hmot různých fyzikálních vlastností (např. na rozhraní mezi teplou a studenou vzduchovou hmotou). Mohou se vyskytnout v kteroukoli denní dobu, přičemž zároveň přehřátý zemský povrch má na jejich rozvoj zesilující účinky. Proto se ničivé projevy bouřek častěji vyskytují ve druhé polovině dne (odpoledne, večer, první polovina noci). V České republice se nejvíce bouřkových dní (až 30 dní za rok) vyskytuje v severních horských oblastech. Nejméně (10 až 20 bouřkových dní) se vyskytuje v západních a středních Čechách a na jižní Moravě.

Vývojový cyklus bouřky může trvat asi od cca 15 minut do několika hodin. Před bouřkou bývá často až horko a dusno a bezvětří – pověstný „klid před bouří“, kdy se vytváří bouřkový mrak. Na již přicházející bouřku nás často upozorní silný a nárazový vítr, který náhle vystřídal bezvětří. Rychlost větru dosahuje v nárazech 15 až 30 m/s (cca 50 až 100 km/h), ojediněle i více. Zároveň nastupují přívalové srážky doprovázené výrazným zesílením výbojů blesků. Obvyklá intenzita srážek v bouřkách na území ČR je 10 až 40 mm/h, výjimečně však mohou srážkové úhrny dosáhnout více než 100 mm/h.

Bezpečnost během bouří

Za bouřky není žádné místo absolutně bezpečné - jsou jen místa poměrně bezpečná (například dobře uzemněné zděné, kamenné nebo železobetonové budovy) nebo automobily s uzavřenou plechovou karosérií, a naopak místa vysloveně riziková. Základní pravidlo je, že blesk si vždy hledá pro něj nejkratší a nejvodivější cestu do země. Proto nejčastěji zasáhne nejvyšší nebo nejlépe vodivé objekty v krajině. Nelze však na to absolutně spoléhat - často totiž nedokážeme odhadnout, jaká dráha je pro blesk nejvýhodnější. Obecně však platí, že za bouřky bychom se měli snažit vyvarovat situace, při níž se staneme doslova hromosvodem (ať již z důvodu nejvyšší polohy v okolí či zvyšováním své vodivosti). Nebezpečnou se situace stává v okamžiku, kdy již vidíme jednotlivé blesky, akutní nebezpečí hrozí, když již slyšíme i hřmění. Čím je doba mezi bleskem a zahřměním kratší (popřípadě čím je hřmění hlasitější), tím se riziko zvětšuje.

Co dělat?

• Pokud nás bouřka zastihne v otevřené krajině, pokusíme se vyhledat co nejnižší polohy (údolí, úvozy, aj.) - musíme však zvážit riziko nečekaného přívalu vody (zejména v soutěsce nebo uzavřené rokli). Na vyvýšených místech se pokusíme zaujmout co nejnižší polohu, nikoliv však vleže; zároveň se také snažíme o co nejmenší kontakt našeho těla se zemí. Z tohoto důvodu je obecně doporučována poloha v podřepu. A pokud možno na špičkách bot (otázkou ovšem je, kdo z nás je schopen tuto polohu vydržet delší dobu). Jsme-li ve skupině, pro jistotu se rozdělíme a hlavně se nedržíme za ruce. Pokud by totiž byl někdo ze skupiny zasažen bleskem, je tak větší naděje, že v okolí bude osoba schopná poskytnout raněnému první pomoc. Budeme-li pohromadě, obzvláště v těsné blízkosti, je velice pravděpodobné, že v případě zásahu bleskem budou zasaženi nejspíše všichni!
• Bezpečnostní pravidla bychom měli zachovat po dobu alespoň 20 až 30 minut od posledního blesku či zahřmění.
• V případě zásahu bleskem a následného zranění člověka, bývá nadějí pro zasaženého včasná první pomoc - zpravidla je nutná masáž srdce a umělé dýchání.

Krupobití

Krupobití je běžným jevem doprovázejícím bouřky, ale nebezpečným začíná být tehdy, když se vyskytují kroupy o průměru větším než cca 2 cm. Výjimečně se mohou vyskytnout kroupy o průměru nad 5 cm (rekord v ČR je cca 12 cm), které pak mohou způsobit vážná zranění či značné hmotné škody. V případě počínajícího krupobití, zvláště při výskytu krup větších velikostí, se doporučuje okamžitě vyhledat bezpečný úkryt, případně poskytnout pomoc osobám, které byly zastiženy na otevřeném prostranství. V případě řízení automobilu je vhodné okamžitě zastavit na bezpečném místě. Vzhledem ke skutečnosti, že největší kroupy se zpravidla vyskytují až v závěru krupobití, je vhodné setrvat v úkrytu až do jeho naprostého odeznění.

Přívalové deště

V letním období dochází často k bouřkám, které jsou doprovázeny silným, obvykle však krátkým deštěm. Některé bouřkové buňky jsou mimořádně aktivní, extrémní srážky, které z takové bouřky dopadají na povrch rychle stékají a nebezpečně plní koryta toků. V situaci, kdy se bouřky s velkými srážkami opakují, hrozí nebezpečí vzniku přívalových povodní. Právě rychlost a prudkost proměny mnohdy nevinně vyhlížejících toků v běsnící živly jsou příčinou lidských tragedií. Přívalové povodně jsou nejnebezpečnější v horách, kde se vlivem výrazně sklonitého terénu zvyšuje jejich rychlost a ničivost, přičemž současně dochází k sesuvům bahna a kamení.

Český hydrometeorologický ústav monitoruje situaci nad Českou republikou a Evropou a varovná služba se stále zkvalitňuje. Místo a čas bleskové povodně předpovědět nelze, situaci, která k přívalovým dešťům může vést, ano. Proto je stále pravděpodobnější, že na možné nebezpečí přívalových srážek budete předběžně upozorněni sdělovacími prostředky.

Nebezpečí přívalových srážek je tím větší, čím níže jsou mraky nad terénem („těžké mraky plné vody“). Také chybějící hřmění po „rozmazaných“ blescích může indikovat mohutný bouřkový mrak, z něhož vypadávají silné srážky tlumící šíření zvuku.

Povodeň

Povodeň je výrazný přechodný vzestup hladiny toku, způsobený náhlým zvýšením průtoku nebo dočasným zmenšením koryta zejména při výskytu ledových jevů.

Mezi nejdůležitější faktory vzniku povodní patří:

• Vydatnost srážek + počasí: rozhodující je intenzita a délka trvání srážek. Běžně se na našem území vyskytují srážky od 400 do 1 300 mm ročně. Denní průměrný úhrn tak činí asi 1 až 4 mm.
• Vlastnosti povodí: promítají se v jeho schopnost zadržet vodu, tzv. retenční schopnosti.

• Kapacita koryt: po naplnění retenční kapacity povodí je kapacita koryt rozhodující pro odvedení zvýšených průtoků bez nežádoucího vylití z břehů či poškození koryt. Přirozené rozlivy v nivách řek postup povodňové vlny i její ničivou sílu výrazně zpomalují.
• Povrchový odtok: nezachycená voda stéká po vyplnění terénních nerovností po svahu rovnoměrně dolů, tzv. nesoustředěný povrchový odtok. Při překročení určité rychlosti se z nesoustředěného odtoku stává tzv. odtok soustředěný, který nevsakuje a má velkou vymílací a unášecí schopnost, takže způsobuje erozi půdního krytu i koryt. Rychlost odtoku výrazně urychluje např. hustá síť polních a lesních cest.

Co dělat, když hrozí povodně?

Jsou stanoveny tři stupně povodňové aktivity:

I. Stupeň povodňové aktivity = STAV BDĚLOSTI (nastává nebezpečí povodně, orgány samosprávy obcí a orgány okresních orgánů organizují hlídkovou službu na vodních tocích, je organizována povodňová hlásná služba).

II. Stupeň povodňové aktivity = STAV POHOTOVOSTI (vyhlašuje příslušný povodňový orgán, je zajištěna trvalá pohotovost, zasedá povodňová komise, jsou přijímána opatření ke zmírnění průběhu povodně).

III. Stupeň povodňové aktivity = STAV OHROŽENÍ (vyhlašuje příslušný povodňový orgán při bezprostředním nebezpečí a vzniku větších škod, ohrožení majetku a životů v zaplaveném území, podle plánů se realizují technická opatření, vyprošťovací a záchranné práce).

Bleskové povodně

„Katastrofického rázu mohou dosáhnout tzv. bleskové povodně, což jsou povodně způsobené rychlým stoupnutím hladiny v korytech malých toků, ať již stálých nebo občasných, s malými povodími o rozměrech od několika km² do několika desítek a s větším spádem. Takové povodně vznikají náhle a rychle odeznívají. Mohou však způsobit značné škody na majetku a výjimkou nejsou lidské oběti. Nejtypičtější jsou bleskové povodně v aridních a semiaridních oblastech Severní Ameriky, Afriky a jv. Asie, kde mohou mít značné geologické důsledky. Proud vody totiž mohutně eroduje, vymílá stružky a koryta a naplavuje velké objemy materiálu do vyústění toků. V českých klimatických podmínkách jsou takové události též poměrně hojné a nebezpečné. Kromě mohutných a rychlých srážek za krátkou dobu (např. desítky mm za hodinu) je viníkem i malá možnost vsakování vody. Rizikové jsou odlesněné plochy bez vegetace, nejhorší pak holé hlinité plochy s vyschlým povrchem“.

Nárazový vítr

Vítr je výsledkem snahy o vyrovnání tlakových rozdílů v atmosféře. Nejsilnější náraz větru byl zaznamenán na Sněžce, kde dosáhl až 60 m.s^-1 a překonal tak dosavadní maximum naměřené na Lysé Hoře 7. května 2002, a to 53 m.s^-1 . I jinde na našem území pak Kyrill dosáhl extrémních hodnot přes 40 m.s^-1 .

Nárazový vítr doprovází bouřky - vyskytuje se na počátku bouřky. Nebezpečí z toho plynoucí představují vyvrácené stromy, padající větve, střešní tašky.

Orkán

Orkán je termín označující sílu větru, jako orkán označujeme vítr o rychlosti minimálně 118 km/h (asi 33 m.s^-1 ). Jak víme, kinetická energie roste s druhou mocninou rychlosti. Energie koncentrovaná v rychle se pohybujícím vzduchu dokáže poničit lesní porosty, nebo dokonce stavby. Prudké zimní větry, spojené s letícím a padajícím sněhem a nízkými teplotami, jsou nebezpečné v lesích, horách a v dopravě. Nárazy větru ničí domy, shazují mosty, ohrožují lidi, způsobují polomy v lesích. Tlaková níže způsobující orkán je typická značnými rozdíly v tlaku vzduchu na malou vzdálenost. Na meteorologických mapách jsou tyto níže viditelné díky nahuštění izobar.

 

Podnebím - klimatem rozumíme dlouhodobý stav a roční chod povětrnosti. Klima se formuje v krajinné sféře Země. Na vzniku klimatu se podílejí klimatotvorné faktory, kterými jsou jak vlastnosti Země jako kosmického tělesa, rozložení pevnin a oceánů, tak charakter mořského a atmosférického proudění, vlastnosti reliéfu a nakonec také všechny ostatní složky krajinné sféry, tedy disponibilní energie (99,98 % pochází ze Slunce), voda, horniny, půdy a biota a jejich prostorové rozmístění. Výsledkem spolupůsobení všech faktorů je konkrétní vláhově energetická bilance v daném místě, od níž se odvíjí charakter podnebí a všech ostatních vlastností krajiny. Význam, role a intenzita působení těchto složek se od místa k místu, od regionu k regionu mění, jejich vzájemný poměr je proměnlivý v prostoru a v čase.

Oblasti blízko rovníku bývají horké a vlhké, na pólech bývá chladno a poměrně sucho. Ve středních šířkách zase panuje mírné podnebí, chladnější než na rovníku a teplejší než na pólech. Tyto obecně platné modely ovšem ovlivňuje mnoho faktorů. Britské ostrovy například leží ve stejné zeměpisné šířce jako Labrador, jejich podnebí se ale výrazně liší. Teplý Severoatlantský proud, který směřuje z tropů na sever, přináší Britům poměrně mírné a vlhké klima. Podnebí ve vnitrozemí všech světadílů bývá v průměru v zimě obvykle chladnější než v přímořských oblastech. Moře totiž vyrovnává klimatické výkyvy. Protože voda v létě absorbuje teplo pomaleji než souš a v zimě ho pomaleji uvolňuje, přímořská pobřeží mívají mírnější podnebí. Významnou úlohu hraje i nadmořská výška. Nejvyšší africká hora Uhuru (Kilimandžáro) leží například jen kousek na jih od rovníku, ale její vrcholek je pokryt věčným sněhem. Stejně tak platí, že všude ve vyšších polohách panuje chladnější a často i vlhčí podnebí než v okolních nížinách.

Studiem podnebí (klimatu) se zabývá klimatologie. Tato věda bývá řazena mezi geografické vědy a zabývá se klimatem na Zemi, podmínkami a příčinami jeho utváření a také působením klimatu na činnost člověka i na různé přírodní děje a naopak.

 

Globální klima charakterizuje přerozdělování sluneční energie, zejména přímého slunečního záření, podle úhlů dopadu slunečních paprsků na vodorovnou plochu. V závislosti na úhlu dopadu se více či méně slunečního záření přeměňuje na teplo. Čím více se úhel dopadu paprsků na vodorovný povrch blíží 90^o, tím dochází k intenzivnější přeměně slunečního záření na teplo. Zatímco v rovníkových oblastech je úhel dopadu kolmý, s rostoucí zeměpisnou šířkou k oběma pólům klesá. Množství přijaté sluneční energie se mění také v závislosti na roční době, tedy na výšce slunce nad obzorem a trvání slunečního svitu. Takto vznikají klimatické pásy Země, jejichž tvar a průběh v krajinné sféře Země je dán významnými rovnoběžkami.

Regionální úroveň přerozdělování tepla je důsledkem atmosférického a mořského (oceánického) proudění, přičemž intenzita vlivu slábne od hladiny světového oceánu – tedy od pobřeží do vnitrozemí, od nížiny po vrcholky hor. Směrem do vnitrozemí vliv oceánu na podnebí slábne, což se týká jak teplotních, tak srážkových poměrů. Světový oceán je hlavním zdrojem vláhy, která je formou srážek distribuována po zemském povrchu. Oceán a pevnina představují dva velmi odlišné povrchy. Pevniny se zahřívají rychleji, vznikají nad nimi výstupné atmosférické proudy a tím oblasti nízkého tlaku vzduchu, jež nasávají vzduch z okolí, v optimálních případech vlhký vzduch nad oceány, zejména z prostorů ohřívaných teplými mořskými proudy. Probíhá-li naproti tomu mezi zdrojnicí oceánického vlhkého vzduchu a zahřívanou pevninou studený mořský proud, srážky vypadnou po ochlazení nad mořským prostorem a nad pevninu se jich dostane už málo. Tento jev je obzvláště typický pro oblast rovníku a tropický pás. V mírném pásu s převládajícím západním prouděním vzduchu je teplo a vláha od oceánu přenášena na východ hluboko do nitra kontinentů, pokud překážku netvoří poledníkové horské řetězy. Takto vznikají klimatická pásma s charakteristickým makroklimatem.

Území České republiky leží v přechodném pásmu mezi typickým oceánickým a typickým kontinentálním podnebím. Podle konkrétní povětrnostní situace se zde projevují vlivy obou typických pásem v jednotlivých ročních obdobích.

 

Přestože se podnebí v různých koutech naší Země liší, najdeme i taková, kde je podobné. Velice jednoduše bychom na základě vzdálenosti od rovníku mohli na zemi vymezit 4 základní (3 přechodné) podnebné pásy. Na severní i jižní polokouli by to byl rovníkový (subrovníkový), tropický (subtropický), mírný (subpolární) a polární pás.

Jak bylo výše napsáno, podnebí je ale ovlivňováno i dalšími faktory, než je jen vzdálenost od rovníku. Mezi významné činitele ovlivňující podnebí dále patří vzdálenost od oceánu a nadmořská výška. Proto již v minulosti vznikaly nejrůznější klasifikace podnebí, které na zemi vymezovaly několik podnebných oblastí. Tyto oblasti se pak vyznačovaly podobným chodem počasí – především ročním chodem teplot a srážek.

Köppenova klasifikace podnebných oblastí

Klimatické klasifikace souhrnně vyjadřují klimatické poměry s přihlédnutím ke vzájemným vazbám mezi meteorologickými prvky, případně k převládajícím typům atmosférické cirkulace. Autorem nejpoužívanější klasifikace podnebí je německý klimatolog Wladimir Köppen. Tato klasifikace, která vznikla již v roce 1884, je utvořena podle rozložení ročního průběhu teplot vzduchu a srážek ve vztahu k vegetaci. Poslední aktualizace této klasifikace byla provedena v roce 1936 ve spolupráci s německým klimatologem Rudolfem Geigerem a je založena na teplotním a srážkovém režimu a jeho vlivu na biotu krajiny. Na základě této klasifikace je země rozdělena na pět klimatických pásem A – E, v nichž rozlišujeme 11 typů a další podtypy:

Köppenova - Geigerova klimatická klasifikace

Vysvětlení:

Podnebné oblasti podle Quita:

Většina území České republiky spadá do vlhkého, mírně teplého podnebí se suchou zimou, střední a vyšší polohy do vlhkého, mírně chladného podnebí se studenou zimou a na hřebenech Krkonoš a Jeseníků se vyskytuje studené pásmo. Z podtypů podnebí se v Česku vyskytuje podnebí listnatých lesů mírného pásma, boreální klima a na hřebenech Krkonoš a Jeseníků i tundra.

Quittova klasifikace podnebných oblastí

Pro podnebné oblasti České republiky nejčastěji používáme Quittovu klasifikaci klimatu, která ve třech oblastech (teplá, mírně teplá a chladná) rozlišuje celkem 23 jednotek. Tyto jednotky jsou definovány určitými kombinacemi hodnot 14 klimatických charakteristik (počet letních, mrazových a ledových dnů; počet zamračených a jasných dní; počet dní se sněhovou pokrývkou; počet dní se srážkami 1 mm a více; průměrná teplota vzduchu v lednu, dubnu, červenci a v říjnu; srážkový úhrn za vegetační období (duben až září) a v zimním období (říjen až březen); počet dní s průměrnou teplotou 10°C a více). ČR tak podle této klasifikace spadá do tří částí - nížiny spadají do oblasti teplé, střední polohy do oblasti mírně teplé a vyšší polohy do oblasti chladné.

Mapa ČR podle Quittovy klasifikace - viz příloha.

 

Klimadiagram (nebo také klimagram nebo Walterův klimagram) znázorňuje průměrné měsíční teploty a měsíční úhrny srážek na vybraných meteorologických stanicích. Nejvěrohodnější zobrazení vztahu teploty a srážek podává klimadiagram podle Waltera – Leitha. Tento klimadiagram znázorňuje na ose x jednotlivé měsíce, pomocí spojnicového grafu na ose y vlevo roční chod teplot a vpravo roční chod srážek.

Důležitým pravidlem pro odlišení klimadiagramu a grafu ročního chody teploty a srážek je to, že stupnice teplot a srážek jsou v poměru 1:2, eventuálně 1:3.

Ukázka: Vlevo klimadigram, vpravo graf ročního chodu srážek a teplot:

 

Změny podnebí jsou projevem dlouhodobé nestálosti klimatického systému a rozumíme jimi změnu hodnot meteorologických prvků, při které dochází například k oteplení nebo ochlazení. Podnebí Země se v minulosti výrazně měnilo z přirozených příčin, které můžeme rozdělit na astronomické, terestrické, cirkulační a antropogenní.

Astronomické faktory jsou dány především změnou parametrů oběžné dráhy Země, změnou sluneční aktivity, slapovými vlivy Slunce a Měsíce a dalšími. Významné vysvětlení v rámci těchto faktorů podal Milutin Milankovič, který v rámci své hypotézy (známé jako Milankovičovy cykly) popisuje periodické změny klimatu a střídání dob ledových a meziledových. Hlavními příčinami střídání teplých a chladných period jsou pohyb osy, kolem které se Země otáčí, náklon zemské osy vůči oběžné dráze a excentricita oběžné dráhy (tedy jak moc se dráha Země kolem Slunce liší od kružnice). Velké doby ledové se tak opakují asi každých sto tisíc let, doby meziledové trvají asi dvacet tisíc let.

Terestrické faktory zahrnují odlišnosti v rámci planety Země, které se týkají změny magnetického pole, pohybů kontinentů a s tím spojenou změnou rozložení kontinentů a oceánů. Nezanedbatelnou roli hraje také vznik horských systémů, zvětrávání, eroze a sedimentace. Významná je také sopečná činnost, během níž se dostává do troposféry velké množství plynů. Výbuchy sopek v letech 1815 (Tambora) a 1883 (Krakatoa) uvolnily do atmosféry takové množství plynů a prachu, že došlo k poklesu průměrné roční teploty až o 1,2 °C.

Cirkulační faktory představují příčiny související se změnami všeobecné cirkulace atmosféry.

Posledně zmiňované antropogenní faktory přispívají ke změnám podnebí především s nárůstem koncentrace skleníkových plynů, úbytkem ozónu a znečišťováním atmosféry.

Z analýzy klimatu za posledních 10 000 let (tedy v geologickém období zvaném holocén, spojeném s vznikem a vývojem člověka) vyplývá poměrně výrazná přirozená proměnlivost podnebí. Ve středním holocénu panovaly na Zemi průměrné roční teploty o 1,5 – 1,8 °C vyšší než dnes a úhrn srážek byl dvojnásobný. Následně pak během tzv. malé doby ledové byla průměrná roční teplota o 1,5 °C nižší než dnes. V současnosti dochází opět ke zvyšování teploty. Hlavní obavy související se změnami klimatu plynou především z toho, že by antropogenní vlivy mohly tyto přirozené změny podnebí urychlit nebo zvýraznit.

Jak se mění podnebí dnes?

Současné změny podnebí představují pro lidstvo velké riziko, neboť neustále vzrůstá počet obyvatel a hustota zalidnění v nejzranitelnějších částech světa, rozrůstá se plocha staveb a délka infrastruktury a především množství našich potřeb. Dlouhodobější změny mohou mít řadu důsledků, jak primárních (škody na zemědělských plodinách, polomy, záplavy apod.), tak zejména sekundárních (dopady na ekonomiku, či nezaměstnanost). Klimatické změny v minulosti zatím neohrozily samotnou existenci člověka, ale vedly k zániku mnoha starověkých civilizací.

Od 18. století roste vliv lidské činnosti na životní prostředí. Od druhé poloviny 19. století se začalo výrazněji projevovat oteplování a s výjimkou ochlazení po roce 1940 pokračuje dodnes. Průměrná roční globální teplota na Zemi se v letech 2001 – 2005 zvýšila až o 0,76 °C, v roce 2010 byla změřena hodnota 14,53 °C, což je o 0,53 °C více, než byl průměr v 60.-90. let. Průměrná roční teplota na Zemi je dnes nejvyšší za posledních 1300 let. Vzhledem k tomu, že od poloviny 50. let poklesla sluneční aktivita, sopečná činnost je mnohem aktivnější a přesto pokračuje nárůst teploty, klade se příčina oteplování za vinu právě činnosti člověka.

Změny podnebí souvisí také s častějším výskytem tropických cyklon, nárůstem výskytu bouří s vyšší intenzitou, častěji se mohou vyskytovat vlny veder a lze očekávat, že se změní rozložení srážek. Další hrozbou je i stoupající mořská hladina a úbytek biodiverzity v důsledku oteplení mořské vody, která ztrácí schopnost poutat CO₂.

Jak člověk ovlivňuje změny klimatu?

Mezi odborníky dnes převládá názor, že hlavní podíl na změnách klimatu a nárůstu teplot má rostoucí koncentrace skleníkových plynů v atmosféře, což způsobuje zesílení skleníkového efektu. Skleníkový efekt jako takový je pro planetu důležitý, neboť bez něho by průměrná teplota na Zemi byla -15 °C. Nejvýznamnějšími skleníkovými plyny jsou vodní pára, oxid uhličitý, metan a oxid dusný.

Koncentrace oxidu uhličitého narůstají především při spalování fosilních paliv. Ke zvýšení přispívají také změny ve využití krajiny, zejména odlesňování. Rostliny totiž při fotosyntéze vážou oxid uhličitý z atmosféry a uhlík zabudovávají do svých těl. Fosilní paliva (uhlí, ropa, zemní plyn), představují vlastně pozměněnou biomasu rostlinných a živočišných těl. Jsou to tedy energetické konzervy uhlíku nasbírané v dřívějších dobách. Uvolňováním uhlíku z těchto konzerv vracíme atmosféru do těchto období. Už nyní odpovídá koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře období třetihor. Skleníkový efekt ještě výrazněji posiluje metan, který vzniká při zpracování ropy a zemního plynu, při zemědělské výrobě, odpadovém hospodářství a z tání permafrostu.

 

Autoři: doc. RNDr. Boris Rychnovský, CSc., Mgr. Iva Frýzová

Zpracováno s využitím publikace Integrovaná přírodověda 4 - Počasí a podnebí (SVATOŇOVÁ, Hana, Irena PLUCKOVÁ, Eduard HOFMANN, Jaromír KOLEJKA, Libor LNĚNIČKA, Darina MÍSAŘOVÁ, Vladislav NAVRÁTIL, Aleš RUDA, Boris RYCHNOVSKÝ a Jindřiška SVOBODOVÁ. Integrovaná přírodověda 4 – Počasí a podnebí. Materiál pro učitele. 1. dotisk 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2012. 86 s. ISBN 978-80-210-5545-2.)

 

Skutečnost, že se na naší planetě objevil život je mimo jiné dána unikátními podmínkami, které na naší planetě panují. Tyto podmínky určují nejen skutečnost, že na Zemi život je, ale také rozmanitost podob, v jakých se život na Zemi nachází.

V tomto přednáškovém bloku se seznámíte:

- s podmínkami života na Zemi

- charakteristikou jednotlivých zonálních biomů na Zemi

- adaptacemi organismů mírného pásu na měnící se podmínky během roku

Zda a jaký život najdeme na určitém místě na Zemi ovlivňují abiotické podmínky, které se zde vyskytují. Mezi základní podmínky pro život na Zemi patří SVĚTLO, TEPLO, VODA, VZDUCH a MINERÁLNÍ LÁTKY.

Země je svým tvarem geoid stále nakloněný jedním směrem obíhající kolem Slunce. Vzhledem ke vzdálenosti od Slunce dopadají paprsky slunečního záření na povrch Země v témže čase pod rozdílným úhlem. (Viz. I. přednášková blok, I. ročník). Proto jsou různá místa na Zemi osvětlována různě intenzivně a různá místa na Zemi se nestejně zahřívají. Tím se vytváří rozdílné primární podmínky pro klimatické, neboli podnebné pásy – viz. Přednáškový blok č.I. Množství dopadající energie je také ovlivněno různou nadmořskou výškou a strukturou zemského povrchu.

Denní rotace Země nedovolí přehřátí ani ochlazení povrchu až do tepelných podmínek absolutně nepřijatelných pro živé organismy. Ve dne směřuje tok tepla z povrchu dovnitř, v noci opačně. Tyto denní teplotní toky podpořené teplotní setrvačností v důsledku přirozeného skleníkového jevu a roční teplotní změny určují teplotní režim Země. Jsou navíc příčinou i dalších jevů. S úbytkem teploty od rovníku k pólům je patrný ještě výraznější úbytek směrem vzhůru – kromě klimatických pásem rozlišujeme i pásma vertikální.

Významným faktorem pro růst rostlin jsou půdní poměry, složení a množství minerálních látek v půdě. Výskyt rostlin druhotně ovlivňuje i výskyt živočichů.

Denní a roční pravidelnosti v teplotním režimu zapříčiňují tvorbu větrných systémů (pasátových v rovníkové a setrvačných v mírné oblasti). Ty jsou zesilovány nebo zeslabovány rozložením pevnin a oceánů a jejich rozdílným ohřevem – výsledkem jsou sezónní tlakové proudění (monzuny). Větrné proudění následně vyvolává mořské proudy. Větrné i mořské proudění a proudy výrazně ovlivňují sycení vodními parami a vypadávající srážky – deště.

Teplota a množství srážek jsou nejvýraznějšími faktory, na nichž závisí vhodnost podmínek pro život organismů. Každé místo na Zemi i celé oblasti lze charakterizovat ročním průběhem a kolísáním těchto veličin. Při záznamu ročního průběhu teploty a srážek obdržíme tzv. klimadiagram – viz. Přednáškový blok č.I.

Všechny biologické jevy jsou realizovány prostřednictvím nejrůznějších živých organismů. Ty jsou závislé jednak na podmínkách daných abiotickými (neživými) složkami přírody, ale také na vzájemných vztazích mezi jednotlivými organismy. Vyrovnaný průběh biologických jevů vyžaduje prostor obtížně definované velikosti, která zajistí funkční rovnováhu. Takové jednotky označujeme jako ekosystémy. Velkoplošné ekosystémy označujeme jako biomy. (Často se zjednodušeně uvádí, že biomy představují pouze organismy s jejich vztahy mezi sebou navzájem).

Charakter a podoba biomů jsou podmíněny makroklimatem, tj. v hlavní míře teplotou prostředí a množstvím srážek. Obecně lze říci, že v oblastech s dostatečným množstvím srážek se nachází stromové (lesní) biomy. S ubývajícím množstvím srážek přechází lesní biomy ve stepní a tam, kde je minimálně srážek nebo jsou organismům nedostupné (díky teplotám pod bodem mrazu) vznikají pouště a polární pustiny.

Odpovídajícímu rozložení biomů podle klimatických faktorů odpovídají tzv. zonální biomy (zonobiomy). Pokud jsou formovány ve vyšší míře jiným faktorem než makroklimatem, (hladina vody, půda, nadmořská výška aj.), jedná se o azonální biomy (azonobiomy).

2.1 Tropický deštný les

Tropické klima je charakterizováno stálou průměrnou denní teplotou (asi 25 °C), stálou délkou světelné části dne (12 h). Od rovníku zahrnuje asi 10° severní i jižní šířky. Biom tropického deštného lesa se vyznačuje vysokým úhrnem měsíčních a tím i ročních srážek (nad 2 000 mm).

V denním rozložení převládají odpolední srážky. Mikroklimatické poměry se výrazně liší od makroklimatu: dopolední sluneční svit přehřívá povrch pralesní vegetace až o 15 °C. S tím se snižuje vlhkost vzduchu. Podmiňuje zvyšování výparu vody z povrchu (evaporace) a výdej vody rostlinami (transpirace). Na tyto pravidelné změny se mnohé rostliny adaptovaly zesílením kutikulárního pokryvu listů (voskové vrstvy na povrchu). Rostliny v interiéru lesa naopak trpí nedostatkem světla a přebytkem vlhkosti. Určující růstovou formou jsou různě vysoké stromy. Tak jejich koruny leží v několika výškových patrech s maximem až 70 m. Výškám a rozloze koruny musí být přizpůsobeny i přiměřeně silným kmenem nejen u země. Další výraznou formou jsou liány (např. rotan, monstera, filodendron) a epifyty (mnohé kapradiny, orchideje, bromélie). Podobně jako u rostlin jsou i u živočichů výraznější životní projevy soustředěny do korunových pater (opice, kaloni, ptáci, žáby aj.). Kořenující adaptace (pilíře či deskovité kořeny) nejvzrůstnějších stromů tropického lesa.

Obr. č.1 Biom tropický deštný les

Tropické deštné lesy nacházíme ve třech oblastech: jihoamerické (s přesahem do střední Ameriky), africké a východoasijské s přesahem do Austrálie.

Amazonie je nejrozsáhlejší území porostlé deštným lesem (2,5 mil. km2). Přestože lesní území se zmenšilo asi na polovinu, vyznačuje se obrovskou diverzitou (různorodostí) jak stromů, tak i dalších rostlin i živočichů. Podstatná část korunového patra leží ve výškách si 30 m. Vyšší koruny vyčnívají do 50 m a na příhodných stanovištích i do dvojnásobné výše. Častým životním prostředím jsou i nižší stromová, případně keřová patra. Podobně je rozvrstvena i fauna. Mezi významné stromy jihoamerické oblasti patří sapany, citlivky a zapoty. Na nich často rostou bromélie. Z oblasti pochází kaučukovník a kakaovník. Fauna horních stromových pater se vyznačuje extrémně barevnými ptáky (z papoušků arové, amazoňani, kolibříci, velkozobí tukani, ale i leskovci, lenivky a klouzálci) a adaptovanými savci (lenochody, chápavými opicemi jako chápani a vřešťani), ale i velkými plazy (leguán zelený, hroznýš královský).

Z africké oblasti pochází např. kávovník, kola a palma olejná. Centrum afrického tropického deštného lesa leží v povodí Konga. I jeho rozlohu člověk výrazně redukoval. Korunový rozsah činí až 30 m. Plody, květy i hmyz korunového patra využívají kaloni, z opic kočkodani, mangabejové, guerézy. Pozemní býložravci jsou adaptovaní na konzumaci listí (okapi, lesní antilopa bongo, lesoň, ale i pralesní sloni). Řadíme k nim i gorily a šimpanzy. Ze sekundárních konzumentů jsou významní levhart, mnohé cibetky a další. Ptáky z korun afrického deštného lesa charakterizují papoušci (žako), kukačky a zoborožci. Na zemi žije páv konžský a skokan obrovský. Z bezobratlých jsou nápadní plži achatiny, velké mnohonožky a všudypřítomní stěhovaví mravenci.

Tropické lesy jihovýchodní Asie jsou rozlohou nejmenší. Mezi charakteristické stromy patří dvojkřídláče a fíkovníky. Na píscích roste pandán. Výraznými epifyty jsou orchideje. Unikátními zástupci jsou masožravé rostliny (např. láčkovky), které si lovem hmyzu zlepšují dusíkovou bilanci. Mravenci tkalci si sešívají hnízda. Pohybu v korunách stromů se mnozí živočichové přizpůsobili plachtivým pohybem (žáby létavky, ještěři a hadi – gekoni, dráčci a zlatobojga, savci poletušky a letuchy). Z opic žijí v korunách stromů outloň, nártoun, gibon a orangutan. Oblast je domovinou muškátovníku, skořicovníku, mangovníku, pepřovníků aj. Společným prvkem jihoasijských a australských lesů jsou mimo jiné blahočety, kasuár přílbový a rajky, ale i papája, banánovník a z palem kokosovník a areka.

V australském deštném lese dominují blahovičníky. V podrostu se setkáme se stromovými kapradinami.

Pokud v tropickém klimatu nastává pravidelné kolísání srážek a charakteristickými dvěma obdobími sucha (a dešťů), dochází k přeměně lesů na poloopadavé až opadavé ledy tropického podnebného pásu. S dalším úbytkem srážek a jedním obdobím sucha (a dešťů) okolo 20° zeměpiské šířky se krajina proměňuje přes stromové a keřové savany do travnatých biomů tropického pásu.

 

2.2 Stepi tropického podnebného pásu – savany

Pro stepní oblasti tropického podnebného pásu je charakteristické střídání období sucha a dešťů a průměrnou teplotou neklesající pod 15 °C. Hranice mezi 400 a 300 mm srážek ročně je limitní pro růst stromů. Ve srážkově příznivějších biomech se vyvinula typická stromová savana, která přechází v keřovou a dalším snížením ročních srážek (pod 300 mm) v travnatou podobu savany. Při ještě nižším úhrnu ročních srážek přechází v polopoušť.

Obr. č.2 Biom savana

Symbolem afrických savan jsou baobaby. Častým obranným přizpůsobením je trnitost, např. akácií. (Trny dorůstají až 10 cm délky.) Vhodně adaptovanou růstovou formou na suchá období jsou trávy. Další adaptací na ještě sušší podmínky je vývoj sukulentnosti.

Sezónnosti biomů se v Africe extrémně adaptovali velcí býložravci (licho- i sudokopytníci). I oni se specializovali na rozdílné potravní zdroje: travinofágní antilopy, gazely, pakoně, buvolci, nosorožec tuponosý, zebry, dřevinofágní žirafy, některé antilopy, nosorožec dvourohý). Významnými regulátory stromových porostů savany jsou sloni. Žije zde i největší současný pták – pštros. Diverzita velkých býložravců (90 druhů kopytníků) s trávicími adaptacemi se vyvinula v těsné návaznosti na travinný charakter biomu. Na býložravce jsou navázaní predátoři – nejen šelmy, ale i dravci. Výrazné je zastoupení nekrofágů – populárních supů a nepopulárních hyen a dalších, včetně hmyzích zástupců jako brouci mrchožrouti a mouchy masařky. V některých letech jsou ještě významnějšími herbivory zástupci hmyzu (sarančata). Všechny potravní vztahy musí být uzavřeny rozkladači – zde hlavně termity a žížalami.

V Jižní Americe jsou stromovokeřové biomy charakterizovány nadbytkem vody na povrchu i pod ním díky propustné vrstvě. Zaplavování je zde výraznějším regulátorem než velcí býložravci (20 druhů kopytníků, z hlodavců mara stepní).

Specifičnost australské podoby stromovo-keřového biomu spočívá v převaze blahovičníků. Funkci býložravců naplňují klokani a introdukovaní konzumenti (králíci, kozy, ovce, skot a velbloudi).

 

2.3 Pouště a polopouště

Pouště a polopouště jsou ztotožňovány s řídkým až nepravidelným rostlinným porostem. Roční úhrn srážek – 200 - 100 mm v polopouštích se na pouštích snižuje pod 100 mm. Vyskytují se v oblastech jednak obratníků na územích sestupu pasátových vzdušných mas k zemi, jednak hlubokého vnitrozemí s minimem přinesených srážek, často ve srážkových stínech mohutných pohoří. Specifické pouště vznikly na rozhraní horké pevniny a chladného moře Afriky i Jižní Ameriky (Namib, resp. Atacama). Důvodem je, že studený a vlhký vzduch z moře se nad teplou pevninou rychle ohřeje, vzdálí se rosnému bodu a srážky nevypadávají.

V horkých (obratníkových) pouštích neklesá teplota pod bod mrazu, v chladných (kontinentálních) pouštích mohou být teploty velmi nízké. V různých pouštích se srážky vyskytují v různou dobu. Liší se i rozložení srážek. Srážkový úhrn na některých afrických polopouštích (500 mm) odpovídá sušším našim oblastem. Někde naopak neprší i několik let. V pouštních oblastech je jedním z určujících faktorů i aridní substrát - specifická půda. Schopností rychlého zahřátí na relativně vysokou teplotu (až 70 °C) a naopak zmrznutí vede k silné erozi. Vytvořily se tři základní typy pouští: písčité, štěrkovité a kamenité.

Obr. č.3 Biom pouště a polopouště

S ariditou souvisí zasolení. To snáší pouze adaptované rostliny – halofyty. Další adaptace rostlin k aridním podmínkám jsou např. dočasné vyschnutí, omezení transpirace zmenšením listů a bohatý rozvoj kořenového systému, zrychlení životního cyklu aj. K tomu se vyvinuly mnohé morfologické adaptace (různé orgánové sukulenty, tvarově i stavebně modifikované listy a další). Živočichové se adaptovali jednak migracemi (horizontálními z a do biomu, vertikálními do substrátu), aktivací pouze v příhodném období, a hlavně úsporným hospodařením vodou a termoregulací.

Pro saharsko-arabské pouště (horké) jsou typické tamaryšky a chvojníky. Živočišstvem jsou blízké savanám, což dokazuje jejich nedávný vznik. I nadále se výrazně rozšiřují.

Obdobné rostliny nalézáme i ve středoasijských chladných pouštích. V jihoafrických pouštích (Namib) a polopouštích (Kalahari a Karoo) často rostou pryšcovité, kosmatcovité a tlusticovité sukulenty. Vývojově významnou rostlinou je welwitchia podivná. Živočichové pochází z navazujících biomů.

Pouště Ameriky charakterizují velké kaktusy a bromélie, v horkých rostou agáve a juky, v chladných pelyňky a lebedy.

V australských polopouštích dominují blahovičníky a přesličníky, endemické trávy a z malého počtu sukulentů kosmatce. Na zasolených místech rostou typické halofyty jako lebeda, merlík a slanorožec.

 

2.4 Tvrdolistá vegetace subtropického podnebného pásu

Poloha tohoto biomu je lokalizována okolo 40° severní nebo jižní šířky v pěti nesouvislých oblastech: středozemní (evropský mediterán), kalifornské, chilské, jihoafrické a australské. Terminologie porostů se oblastně výrazně liší. Rozlohou patří k nejmenším. Charakteristická je sezónnost klimatu: jarní hlavní a slabší podzimní vegetační vrchol se suchými horkými léty a relativně mírnými zimami. Roční průměrná teplota obvykle kolísá mezi 10 až 30 °C.

Obr. č.4 Biom tvrdolisté vegetace

Klimatu se rostliny adaptovaly stálezelenými tvrdolisty s cílem snížení výdeje vody. Výhodou je okamžitý nástup fotosyntetických procesů. V extrémních hraničních podmínkách s polopouštěmi mohou být listy shazovány. Produkce aromatických těkavých látek je zvláštní adaptací ke snížení vodních ztrát ochlazováním povrchu listů a zvýšením parciálních tlaků par v okolním vzduchu. S tím souvisí jejich hořlavost – časté požáry byly a jsou výrazným ekologickým faktorem. Původní druhy jsou na ně adaptované pokryvem, stimulací počátečního růstu a schopností regenerace.

I když druhově nejbohatší je evropský mediterán, asi nejvýznamnější je jihoafrická oblast – její význam a neopakovatelnost dokladuje odlišení samostatné květenné říše s mnoha endemity – Kapensis. Jihoevropské tvrdolisté křoviny nazýváme makchie, bylinno-křovinné formace ve východní Evropě frygana. Z evropského mediteránu pochází mnoho kulturních rostlin, např. olivovník, fíkovník, marhaník – granátové jablko, vavřín. Na zamokřených místech roste velmi nápadné arundo rákosovité. Prostředí nízké a husté vegetace je příhodné pro výskyt plazů ptáků a malých až středních savců v biomu. Většinou chybí velcí savci.

Hlavně evropský mediterán se od starověku výrazně změnil působením lidské civilizace.

 

2.5 Opadavé lesy mírného pásu

Biom má těžiště výskytu na severní polokouli ve třech oblastech: Evropa bez mediteránu a Skandinávie, východ Severní Ameriky a východní Asie včetně severního Japonska. Menší oblast leží i na jižní polokouli v Chile.

Charakteristickým podnebím jsou průměrné teploty kolísající v zimě mírně pod 0°C a v létě okolo 20 °C, srážky jsou rozloženy během celého roku s maximem v letních měsících.

Na hnědých lesních půdách rostou stromy a keře s opadavými listy a obnovovacími pupeny, které musí být dobře chráněny (fanerofyty). Energeticky náročná opakovaná tvorba listů vyžaduje dostatečnou zásobu látek z předchozí sezóny. Selekčním faktorem jsou mrazivé teploty s rizikem zmrznutí vody ve tkáních a následnou destrukcí buňky.

Obr. č.5 Biom listnatý opadavý les

V lesích jsou na měnící se světelné podmínky adaptovány mnohé druhy bylinného patra kvetoucí brzy z jara jako jsou jaterníky, sasanky, prvosenky a konvalinky. U živočichů rozlišujeme různé adaptace na zimní prostředí.

Všechny výše uvedené charakteristiky jsou naplňovány i na našem území v evropské oblasti. Charakteristickými lesy jsou v nižších polohách doubravy (do 500 m n.m.) a nad touto hranicí bučiny. Do biomu zasahují i konkurenčně slabší jehličnany (některé borovice, tisy, jedle bělokorá a tsuga).

Ekologicky významnými býložravci jsou jelen lesní, srnec, ale i norník a myšice, někteří ptáci a hmyz. Všežravce zastupuje prase divoké. Predátoři jsou velikostně rozrůznění (medvědi, liška, kuny), včetně hmyzožravých ptáků.

V severoamerickém opadavém lese rostou další známé (pro nás parkové) stromy (trnovník, jírovec, zmarlika), duby se vyznačují druhovou pestrostí. Býložravce zastupuje jelenec virginský. I ve východoasijské oblasti rostou stromové rody jako v evropských podmínkách (buky, javory, jasany, břízy, vrby a topoly) další pro nás parkové (šácholán, morušovník, břestovec). Bylinný podrost často tvoří rody známé i u nás (okrasné či zplaňující).

Výrazný vliv člověka na biom se datuje od neolitického zemědělství. Vedl k přeměně na zemědělskou půdu nebo k náhradě přirozeného stromového porostu jehličnany.

Obr. č.6 Stupňovitost lesa na území ČR a změněná krajina po zásazích člověkem

 

Na území České republiky se stýká typická oblast opadavých listnatých lesů s lesostepní oblastí, zasahující z východních stepí. Většinu území středních teplot zahrnuje oblast opadavého listnatého lesa. V závislosti na nadmořské výšce rozlišíme chladné podhorské a horské oblasti s podobou blízkou tajze. Pouze na nejteplejších místech jižní Moravy nalezneme stepní prvky.

 

2.6 Stepi

Určující abiotické faktory výrazně sezónního prostředí jsou velká teplotní denní i roční rozpětí s kontinentálními srážkovými poměry. Letní období je suché s průměrnými teplotami okolo 20°C, zimní období chladné až velmi chladné (až -20°C). Vhodná území leží uvnitř kontinentů, kam dospěje málo oceánických srážek. Stepi se vyvíjí převážně na černozemních půdách.

Stepí označujeme všechny travnaté biomy mírného pásu obecně. V užším vymezení nesou pojmenování step pouze euroasijské biomy, pro odpovídající severoamerické se užívá označení prérie, pro jihoamerické pampy. Plošně málo rozlehlá stepní formace v jižní Africe nemá vlastní označení.

Obr. č. 7 Biom step

Trávy a cibuloviny jsou nejčastější růstovou formou stepí. Dřeviny se v důsledku srážkového rozložení a celkového úhrnu neuplatní již od semenáčků. Na výraznou rostlinnou diverzitu navazuje fauna (půdní bezobratlí, býložravý hmyz a drobní obratlovci). Velcí býložravci byli nahrazeni domestikovanými zvířaty.

Nejrozsáhlejší oblast je euroasijská s travinnými (kavyl, kostřava, smělek) i bylinnými (šalvěj, kosatec, tulipán a další) zástupci. Se zvyšujícím se suchem přibývá na hlubších půdách kavylů, na mělčích půdách pelyňků. Velcí býložravci (koně a sajga) byli z velké míry eliminováni, relativně častí zůstali drobní savci (z hlodavců sysel, křeček a hraboši), dále sarančata a křísi.

Na severoamerických prériích byla obdobně vybita obrovská stáda bizonů a vidlorohů. Hlavními býložravci se tak stali bezobratlí (sarančata).

Jihoamerické pampy jsou obdobně jako lesy pod výrazným vlivem zamokření. Nacházíme zde obdobné již zmiňované americké trsnaté trávy. Na ně byli z býložravců navázáni především lamy (guanaco), jelenci pampoví a hlodavci rodu tukotuko.

Původních, nerozoraných a nedegradovaných dlouhostébelných stepních porostů nalezneme v celém biomu velmi málo. Dlouhodobý tlak člověka na produkci obilovin je nevratně poznamenal. Krátkostébelné stepi jsou plošně rozsáhlejší.

 

2.7 Boreální jehličnaté lesy

Boreální jehličnaté lesy jsou rozšířeny v kruhu na sverní polokouli. Na jižní polokouli jsou zastoupeny jen nepatrně. Klimatické podmínky jsou velmi různorodé – srážky leží v rozsahu 200 až 2 500 mm, průměrné roční teploty mezi – 10 až + 8 °C - v letních měsících 15 °C, v zimních pod -20°C. Dnů s průměrnou denní teplotou vyšší jak 10 °C je minimálně třicet. V zimním období jsou srážky v podobě sněhu kumulované a s jarním táním dochází k jejich masivnímu uvolnění a zatopení rozsáhlých oblastí. Toto příspívá k okyselování půdy a růstu kyselomilných rostlin jako jsou jehličnany. Obecný název pro biom je tajga.

Obr. č. 8 Biom Boreální jehličnatý les

Nachází se zde nejchladnější místo na Zemi (mimo Antarktidu) – Omjakon (– 71 oC, s výraznou kontinentalitou: v lednu průměrně – 50 °C, v červenci + 15 °C).

Na popsané extrémy prostředí jsou vhodněji adaptovány jehličnaté stromy než listnaté. Rostou na podzolových půdách s pomalým rozkladem mrtvé biomasy. Podmínkám permafrostu (trvale zmrzlé půdy) jsou adaptovány i kořenové systémy (mělce kořenující smrk). Mezi další adaptace řadíme vyšší odolnost kutikulou krytých jehlic proti mrazu se specifickými průduchy a proměnlivými chloroplasty, růstové upřednostňování hlavního vrcholu a nižší potřeba živin. Přesto výrazná živinová kompetice často potlačuje bylinný podrost. Obranou proti téměř úplnému využití semen a plodů semenožravými konzumenty jsou tzv. semenné roky s nadprodukcí semen a výrazným zvýšením šance na uchycení nové generace dřevin.

Mezi dominujícími jehličnany (smrky, borovice, modříny, jedle) na narušených místech rostou z listnáčů břízy, olše, vrby a topoly.

Mezi adaptace živočichů patří potravní nevybíravost býložravců i masožravců, sezónní změna barvy srsti, trend zvětšování těla (objemu na úkor obvodu).

Evropský boreální les (smrk, borovice) se na Sibiři rozrůzňuje (modřínová, borová a smrková tajga).

V americkém regionu roste více druhů základních rodů, navíc např. cypřišek, tsuga, douglaska a zerav. V suchých oblastech jsou výrazným přirozeným ekologickým faktorem požáry.

Boreální les je dosud nejméně ovlivněn lidskou činností.

 

2.8. Tundra

Tundra má na severní polokouli také kruhovité rozšíření v návaznosti na tajgu, stejně tak i v minimu na jižní polokouli. Liší se od ní ani ne tak nízkými zimními teplotami, ale kratší délkou vegetační periody: méně než třiceti dny s průměrnou denní teplotou nad 10 °C, v zimě běžně kolem - 30°C. K tomu přistupují další klimatické poměry jako krátké léto (s kompenzací dlouhého dne), míra roztátí povrchu permafrostu a nízký výpar s malými srážkami. To vše podmiňuje i velmi pomalé půdní procesy.

Obr. č.9

Extrémní klimatické podmínky snáší nejlépe nízkovzrůstné polštářkovité a plazivé až keříčkovité druhy rostlin s obnovovacími pupeny nevysoko nad povrchem půdy. Příznivé podmínky se snaží organismy explozivně využít. Diverzita rostlin i živočichů není vysoká, extremitu podmínek nejlépe zvládají mobilní ptáci.

V Arktidě tvoří vegetační kryt nízké keříky vřesovců a brusnic, bříz, ale i ostřice a lišejníky. Naproti tomu je Antarktida jak na producenty, tak i konzumenty velmi chudá.

 

Jak již bylo řečeno v kapitole 2.5, území České republiky se nachází v mírném podnebném pásu v biomu listnatých opadavých lesů. Pro tuto oblast je charakteristické střídání čtyř ročních období s výraznými teplotními rozdíly v zimě a v létě, ale jen mírnější kolísání srážek v průběhu roku. Těmto podmínkám se přizpůsobily organismy žijící v tomto biomu.

 

3.1 Přizpůsobení rostlin

Byliny víceleté (uživatelsky trvalky) s příchodem mrazivého období přijdou o všechny nadzemní části a přežívají v částech ukrytých pod zemí jako jsou cibule, hlízy, oddenky nebo přízemní pupeny chráněné odumřelými zbytky rostliny. Zde je ukryto velké množství živin a vytvořený kořenový systém, proto tyto rostliny začínají růst brzy z jara a kvetou mezi prvními. I tyto rostliny se mohou množit pomocí semen. Jsou to například sněženky, prvosenky, orseje, jaterníky, konvalinky, ale i původně stepní tulipány a narcisy.

Přechodem od víceletých rostlin k jednoletým jsou rostliny dvouleté (uživatelsky dvouletky). Tyto rostliny první rok vyklíčí ze semen, vytvoří vegetativní části (zelené listy) a po celý první rok pouze shromažďují živiny do podzemních částí. V těch přežijí do dalšího roku a na brzy z jara začínají opět růst a vytváří květy a semena. Příkladem je mrkev, petržel, ale také divizna.

Byliny jednoleté (uživatelsky letničky) přežívají výhradně ve svých semenech, u travin a obilovin pak i plodech obilkách. Semena obsahují dostatek živin pro klíčení a jen málo vody, která by při promrznutí mohla způsobit poškození. Rostliny jednoleté potřebují čas, aby vyklíčily a vytvořily květy, proto začínají kvést až počátkem léta – odtud jejich uživatelský název letničky. Jsou to např. slunečnice, afrikány, jednoleté plevele jako chrpa, vlčí mák, pěťour a další.

Opadavé listnaté dřeviny každoročně s příchodem podzimu zbarvují a shazují své listy. Impulsem k tomu je snížení teploty blízko k 0°C, což zapříčiní rozklad zeleného barviva chlorofylu. Díky tomu vyniknou další barviva přítomná v listech, a v některých případech také rozkladu cukrů, a listy se pestře zbarví. Dojde k vytvoření odlučné plochy mezi stonkem a listem a listy opadávají. Tím, že se rostliny zbaví listů se zastaví fotosyntéza a tím se výrazně sníží spotřeba vody rostlinou. Voda v kapalném skupenství je pro rostliny v zimním období špatně dostupná.

Stálezelené listnaté dřeviny nejsou v našich oblastech původní, většinou mají svůj původ v tvrdolisté vegetaci subtropického podnebného pásu. Zimní období přežívají díky silné voskové vrstvě na listech podobně jako jehličnaté neopadavé dřeviny.

Doplňující informace viz. https://is.muni.cz/auth/el/1441/jaro2015/ZS1BK_IVZ2/um/46882794/rostliny_KS.doc

 

3.2 Přizpůsobení živočichů

Živočichové, kteří mají teplotu těla proměnlivou v závislosti na vnějším prostředí upadají s příchodem zimy do stavu strnulosti. Pro obratlovce jako jsou ryby, obojživelníci a plazi to znamená, že se výrazně zpomalí jejich metabolismus – zpomalí se tepová frekvence, dýchání, přestanou přijímat potravu. K obnovení jejich aktivity dochází opět až s oteplením.

U bezobratlých živočichů dochází také ke stavu strnulosti. Mnoho druhů ve stádiu dospělce však však zimu nepřežije, často zimují pouze vajíčka nebo larvy a kukly.

Živočichové a teplotou těla stálou dovedou udržet stále stejnou teplotu těla navzdory měnící se teplotě vnějšího prostředí. V zimním období však udržení tělesné teploty vyžaduje velké množství energie, kterou je nutno získat z potravy. Pokud živočichům hrozí nedostatek potravy, adaptovali se na tuto situaci migrací nebo zimním spánkem.

Ptáci migrují většinou v severojižním směru. V zimním období k nám přilétají velká hejna havranů, méně často pak brkoslavů a křivek. Již brzy na podzim, když se začne zkracovat délka dne odlétají hmyzožraví ptáci jako jsou vlaštovky, jiřičky, rorýsi, ťuhýci, kukačky ale také masožraví čápi. Všežraví ptáci jako rehek, skřivan, špaček, ale také část populace červenek, kosů nebo káňat odlétají až s příchodem mrazivých dnů na jih Evropy. Celoročně pak u nás zůstávají ty druhy ptáků, kteří jsou schopni přejít na semena a bobule, kterých je v zimě relativně dostatek. Jsou to např. datel, strakapoud, straka, sojka, sýkory, stehlíci, vrabci, brhlíci, křepelky, bažanti a další.

Převážná většina savců je po celou zimu aktivní. K tomu jim pomáhají tukové zásoby, hustá srst a u některých také aktivní budování úkrytů.

U savců je jednou z adaptací na zimní období zimní spánek. Je to způsob, jak šetřit energii, které mají živočichové díky omezenému množství potravy nedostatek.

ZIMNÍ SPÁNEK PRAVÝ – neboli hibernace je stav, kdy se výrazně sníží tělesná teplota živočicha (okolo 3 až 5°C), zpomalí se srdeční tep na několik úderů za minutu i celý metabolismus živočicha. V období zimního spánku využívají energii uloženou v tukových zásobách. Dostatečné zásoby energie jsou důležité především pro fázi probouzení. K zimnímu spánku se živočichové ukládají v určitém období řízeni svými vnitřními biologickými hodinami bez ohledu na vnější teplotu.

Mezi pravé zimní spáče patří např. ježek, netopýr, plch, sysel, svišť nebo křeček.

Ježci se v průběhu roku živí žížalami, plži, hmyzem, žábami, plazy, výjimečně i vajíčky. S příchodem podzimu si vytváří tukové zásoby, aby měli dostatek energie na dobu, kdy spí zimním spánkem .

Netopýr se přes léto ukrývá v dutinách stromů, na půdách a různých příhodných úkrytech. Potrava se u jednotlivých druhů netopýrů liší, ale u většiny z nich převažuje hmyz. S příchodem podzimu netopýři vyhledávají jeskyně, kde společně zimují zavěšeni u stropu zabaleni do svých létacích blan. Mohou se však ze zimního spánku poměrně rychle probudit, proletět a poté opět usnout.

Plši jsou noční živočichové žijící v lesích. Potravou plchů jsou hlavně semena, oříšky, mladé větvičky a pupeny rostlin, zřídka pak hmyz a vajíčka ptáků. S příchodem zimy si plši vytváří v těle zásoby energie ve formě tuků, jsou schopni svou hmotnost až zdvojnásobit. Zimním spánkem spí plši půl roku, v některých oblastech i déle.

NEPRAVÝ ZIMNÍ SPÁNEK je adaptací na zimní období některých šelem. Při zimním spánku nepravém živočichové nepřijímají potravu a žijí ze svých tukových zásob. Nemusí dokonce ani vylučovat. Na rozdíl od zimního spánku pravého se ani výrazně nesnižuje jejich tělesná teplota, jen tepová frekvence a dýchání. Živočichové se mohou v průběhu zimy probouzet. Nepravým zimním spánkem spí medvědi, jezevci a skunkové.

Medvědi tráví zimu ukryti v brlozích, a to přibližně od poloviny listopadu do poloviny března. Jejich tělesná teplota klesá jen minimálně, avšak tepová frekvence se může zpomalit velmi výrazně (až o 75%). Během zimního spánku medvědi vnímají podněty z okolí, především zvuky. Samice dokonce v tomto období rodí svá mláďata. V případě oteplení nebo vyrušení mohou medvědi vylézat ze svých brlohů i v zimním období.

Jezevci jsou živočichy s převážně noční aktivitou. Živí se slimáky, žížalami, hmyzem, žábami, mršinami, ale také lesními plody, hlízy, kořínky, houbami. Mohou také vyjídat plástve včel. Zimu tráví nepravým zimním spánkem, jsou však aktivní a mohou občas vylézat ze své nory.

Doplňující informace viz. https://is.muni.cz/auth/el/1441/jaro2015/ZS1BK_IVZ2/um/46882794/zivocichove_KS.doc

KOMANOVÁ, Eva a Václav ZIEGLER. Přírodověda pro 5. ročník základní školy. 1. vyd. Praha: Scientia, 1997, 125 s. ISBN 8071831069.

SVATOŇOVÁ, Hana. Integrovaná přírodověda: učitelův námětovník, metodické a pracovní listy. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2011, 1 CD-ROM. ISBN 9788021055520.

PODROUŽEK, Ladislav. Didaktika prvouky a přírodovědy pro primární školu. 1. vyd. Dobrá Voda: Aleš Čeněk, 2003, 156 s. ISBN 8086473376.

PRACH, Karel, Milan ŠTECH a Pavel ŘÍHA. Ekologie a rozšíření biomů na Zemi. 1. vyd. Praha: Scientia, 2009, 151 s., [36] s. příl. ISBN 9788086960463.

 

Zdroje obrázů:

obr. č. Česká republika: sešitový atlas pro základní školy a víceletá gymnázia. 2. vyd. Praha: Kartografie Praha, 2008, 1 atlas (32 s.). ISBN 9788073930417.

všechny ostatní obrázky: http://www.all-creatures.org/hope/gw/01_temperate.htm

 

Autoři textu: Mgr. Jiří Šibor, PhD., Mgr. Irena Plucková, PhD.

 

Přírodu, tedy vše, co nevytvořil člověk, můžeme rozdělit podle jednoduchého kritéria na přírodu živou a neživou. (Neživé přírodě byl věnován celý zimní semestr i předchozí přednáškový blok). Abychom mohli nazvat přírodninou živou – organismem, musí splňovat určitá kritéria.

Za živé organismy považujeme všechny jedince (živé soustavy), kteří mají určité společné vlastnosti, a to jak na úrovni jednotlivých buněk, tak i celku. Jsou to

• složení z organických látek
• buněčná stavba
• výměna látek a energií s okolím (příjem a vylučování) a jejich přeměna (metabolismus)
• rozmnožování a dědičnost
• vývoj a růst
• autoregulace a dráždivost (reakce na podněty)

 

V přednáškovém bloku se dozvíte:

- jaké je chemické složení živých organismů

- odkud berou organismy látky a energii pro svůj život a co se děje v organismech se získanou energií a látkami

 

Anorganické sloučeniny – látky složené ze dvou nebo více různých chemických prvků; ze sloučenin obsahujících uhlík do anorganických sloučenin patří oxid uhličitý, oxid uhelnatý, soli kyseliny uhličité, kyselina kyanovodíková a kyanatá spolu s jejich solemi a také sirouhlík

 Organické sloučeniny

– přírodní látky, které tvoří těla organismů, vznikají v nich, přeměňují se a odbourávají

- látky uměle připravené (plasty, syntetická vlákna, rozpouštědla, ředidla, barviva a léčiva)

 Základní rozdíly mezi anorganickými a organickými sloučeninami jsou jejich odlišné vlastnosti a rozdílné postupy při jejich výrobě, reakcích a zkoumání.

 Surovinové zdroje organické chemie:

Fosilní látky (dávnověké) – uhlí, ropa, zemní plyn

Recentní látky (obnovitelné) – dřevo, rostlinné + živočišné tuky,…

Organické látky mající původ jak v živé přírodě tak většina organických látek uměle připravených (95 %) obsahují uhlík C.

 

1.1 ŽIVINY

obrázek č.1 Podíl látek organických a anorganických v lidském těle

 

Živiny jsou chemicky definovatelné látky potřebné k výživě. Nemusí však jít vždy o složky potřebné pro vlastní organismus. Každé potravina se skládá z živin, které jsou ale v jednotlivých potravinách různě procentuálně zastoupeny. Jak živiny rozdělujeme podle jejich chemické stavby, ukazuje následující schéma:

 

obrázek č.2 Živiny

 

Podle jejich funkce v organismu můžeme živiny dělit na:

1. Látky stavební – patří sem zejména bílkoviny a většina minerálních látek u živočichů, u rostlin jsou to pak především sacharidy. Z látek stavebních buduje mladé organismus své tělo, tedy novou živou hmotu. Dospělí z těchto látek vytváří nové tělní (somatické) buňky náhradou za buňky odumřelé nebo opotřebované nebo jimi nahrazuje ztrátu tělní hmoty po určitém strádání (hladovění, nemoc apod.).
2. Látky spotřební – sem patří zejména cukry, tuky a v některých případech i aminokyseliny. Látky spotřební slouží jako zdroj okamžité energie pro zajištění základních životních funkcí organismu, např. tělesné teploty, dýchání, trávení, pohybu a ke všem dalších životním projevům.
3. Látky zásobní – do této skupiny patří především lipidy (tuky), dále některé minerální látky (např. Ca) a v případě nouze i bílkoviny. Látky zásobní slouží jako depo pro případ nouze. Nejčastěji se jedná o tuk, který se ukládá především v podkožní vrstvě (tuk na jiných místech má i další funkce). Podobně se ukládají v kostech i minerální látky. Pokud dojde ke karenci (nedostatečnosti), jsou tyto depotní živiny uvolňovány podle potřeby organismu. Podobně je tomu i u bílkovin, které jsou ale spotřebovávány až v době nouze (hlad, nemoc) a převáděny na energetické živiny. Bílkoviny jsou odbourávány především ze svalové hmoty.
4. Látky katalytické – patří sem především vitaminy a řada minerálních látek. Katalytické (řídící) látky usměrňují a řídí metabolismus (látkovou výměnu) v těle organismu. Podobně, jako hormony a enzymy, které ale jsou vlastním produktem organismu. Tyto katalytické látky (vitamíny a minerálie) si organismy neumí sami vyrábět a musí je proto dostávat pravidelně v potravě. To platí především u některých vitaminů, protože ty si, na rozdíl od některých minerálií, organismus nemůže ukládat.

 

 

obrázek č.3 Potravinová pyramida

 

Energetická hodnota základních živin: (zdroj: http://www.danone.cz/cs/nutricni-udaje/)

1 g bílkovin = 4 kcal = 17 kJ

1 g sacharidů = 4 kcal = 17 kJ

1 g tuku = 9 kcal = 37 kJ

 

Požadavky na denní příjem energie se pohybují v rozmezí: (zdroj: http://www.danone.cz/cs/nutricni-udaje/)

2200 až 2400 kcal (9240 až 11 340 kJ) pro dospělého muže

1800 až 2200 kcal (7560 až 9240 kJ) pro dospělou ženu

1500 až 2000 kcal (6300 až 8400 kJ) pro děti

 

Odborníci na zdravou výživu doporučují jíst vyváženou stravu obsahující: (zdroj: http://www.danone.cz/cs/nutricni-udaje/)

50-55 % celkové energie ze sacharidů včetně cukrů

30-35 % celkové energie z tuků včetně nasycených mastných kyselin

10-15 % celkové energie z bílkovin

 

1.2 MAKROELEMENTY a MIKROELEMENTY (minerální látky)

Makroelementy a mikroelementy (makrobiogenní a mikrobiogenní prvky) jsou prvky obsažené ve sloučeninách, z nichž jsou tvořena těla organismů.

 Makrobiogenní prvky se vyskytují v tělech organismů ve velkém množství a tvoří někdy až 99 % jejich hmotnosti. Nejvíce zastoupenými prvky v tělech organismů jsou uhlík C, vodík H, kyslík O, dusík N, síra S, fosfor P. V menším množství se pak vyskytují sodík Na, draslík K, hořčík Mg, vápník Ca a chlor Cl.

 

Mikrobiogenní prvky se vyskytují v tělech organismů pouze v nepatrném množství, ale přesto jsou pro jeho správnou činnost naprosto nezbytné. Mezi mikrobiogenní prvky patří např. Fe, Si, F, Zn, Se, I)

 

1. 3 CUKRY (Sacharidy)

Sacharidy jsou přírodní látky většinou rostlinného původu. V rostlinách tvoří buněčné stěny a ukládají se v nich jako zásobní látky. Pro živočichy jsou hlavním zdrojem energie. Sacharidy neboli cukry jsou nejrozšířenější přírodní látky.

Sacharidy tvoří zhruba 15 % živé hmoty člověka. V jejich molekulách jsou obsaženy tři základní prvky – uhlík, vodík a kyslík. Jejich molekula obsahuje vždy jednu karbonylovou skupinu a několik skupin hydroxylových - OH.

obrázek č.4 Vzorec glukózy

Základní funkce sacharidů jsou:

• Zásobárna a přenašeč energie
• Zdroj uhlíku pro heterotrofní organismy
• Strukturní složka buněk a tkání
• Složka DNA
• Složka některých bílkovin, vitaminů apod.

 Sacharidy dělíme podle počtu atomů uhlíku na monosacharidy, disacharidy (oligosacharidy) a polysacharidy. Monosacharidy a disacharidy často označujeme jako cukry, protože mají sladkou chuť.

 

MONOSACHARIDY

Jsou to jednoduché sacharidy, které mají 3 až 6 atomů uhlíku v molekule a obsahují hydroxylové a karbonylové charakteristické skupiny.

Základní představitelé:

 GLUKOSA (hroznový cukr)

 

obrázek č.5 Chemický vzorec glukózy

 Vlastnosti: bílá krystalická ve vodě rozpustná látka sladké chuti

Význam: významný zdroj energie pro organismy, podílí se na stavbě většiny významných disacharidů i polysacharidů (sacharosy, laktosy, celulosy, ..). Používá se v lékařství, k výrobě mnoha organických sloučenin (ethanolu, kyseliny citronové, vitaminu C) a při přípravě cukrovinek. Protože je lehce stravitelná používá se v lékařství jako umělá výživa

Výskyt: v ovoci (např. v hroznech vinné révy), medu, v rostlinných šťávách a v krvi.

Chemické vlastnosti:

Např. Kvašení glukosy:
C6H12O6 --> 2 CH3-CH2OH + 2 CO2
glukosa                 ethanol          oxid uhličitý

 FRUKTOSA (ovocný cukr)

 

obrázek č.6 Chemický vzorec fruktózy

Vlastnosti: bílá krystalická látka, nejsladší ze všech sacharidů

Význam: jeji molekuly se podílejí na stavbě disacharidu sacharosy a polysacharidu inulinu. Používá se především jako sladidlo při onemocnění cukrovkou.

Výskyt: společně s glukosou se vyskytují v medu a ovoci.

 DALŠÍ MONOSACHARIDY jsou třeba ribosa a deoxyribosa, které se vyskytují v nukleových kyselinách a galaktosa, kterou najdeme ve mléce.

 

DISACHARIDY

Disacharidy mají své molekuly složeny ze dvou molekul monosacharidů. Nejvýznamnější z nich jsou disacharidy, jejichž molekuly jsou tvořeny dvěma stejnými či různými molekulami monosacharidů. Z disacharidů jsou nejrozšířenější sacharosa, maltosa a laktosa.

C6H12O6 + C6H12O6 ---- > C12H22O11 + H2O

Základní představitelé:

Sacharosa, maltosa a laktosa mají shodný sumární vzorec C12H22O11.

SACHAROSA (řepný cukr)

 - skládá se z molekuly glukosy a molekuly fruktosy, které se spojily za současného uvolnění molekuly vody

Vlastnosti: bílá krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě, s výrazně sladkou chutí

Využití: používá se jako běžné sladidlo v potravinářství; silným zahřátím přechází v karamel, který se používá jako potravinářské barvivo tzv. kulér, např. při výrobě černého piva, octa či rumu.

Výskyt: sacharosa je obsažena v množství až 20% v kořenech cukrové řepy, ve stéblech cukrové třtiny, ve sladkém ovoci a v dalších rostlinných šťávách. Zpracovává se v cukrovarech.

Je nejběžnější sladidlo známé jako cukr. Formy cukru jsou krystal, krupice, moučka a kostky. Kostkový cukr – český vynález poprvé vyroben v Dačicích.

 MALTOSA (sladový cukr)

• je složena ze dvou glukosových jednotek, které se spojily za současného uvolnění molekuly vody. Maltosa se volně v přírodě nevyskytuje.

Vznik: vzniká rozkladem škrobu účinkem kyselin nebo enzymů

Výskyt: je obsažen v sladu, naklíčeném ječmenu - jedné ze surovin pro výrobu piva. Kvašením sladu s chmelovými výtažky, kvasinkami a jinými přísadami se v pivovarech vyrábí pivo. Podle množství maltosy v mladém pivě se určuje stupňovitost piva.

 LAKTOSA (mléčný cukr)

• je složena z molekuly glukosy a molekuly galaktosy, které se spojily za současného uvolnění molekuly vody.

Výskyt: je obsažen v množství 3 až 5 % v mléce savců
Využití: uplatňuje se zejména při výrobě potravy pro kojence
Vznik: vyrábí se ze syrovátky

 

POLYSACHARIDY

Polysacharidy jsou složeny z velkého množství monosacharidů (více než 10). Nejznámější jsou škrob a celulosa, ve které se skládají až z 30 000 molekul glukosy.

 Dělí se na:

a) zásobní - škrob a glykogen

b) stavební - celulosa

 ŠKROB

• patří biologicky a hospodářsky mezi nejdůležitější polysacharidy.

Vlastnosti: bílá krystalická látka vytvářena rostlinami

Vlastnosti: bílý prášek, obvykle se vodě nerozpouští, pouze rozptýlí, jodovou tinkturou se barví modře (důkaz škrobu), v teplé vodě se rozpouští na tzv. škrobový maz

Výskyt: v rostlinách (brambory, zrna obilí, různé plody i listy rostlin a v potravinách, které se z nich připravují) jako zásobní látka.

Využití: výroba dextrinu, lepidla a plnidla pro výrobu papíru, používá se ke škrobení prádla a v potravinářství. Je důležitou složkou potravy člověka, je zdrojem energie.

 GLYKOGEN (živočišný škrob)

Význam: pro živočichy má podobný význam jako škrob pro rostliny, neboť plní funkci zásobní látky. Jodem se barví červenohnědě.

Výskyt: je uložen především v játrech (až 20 %) a ve svalech (do 7 %). Při hladovění nebo tělesné námaze se glykogen z tkání odčerpává a jeho obsah klesá.

 INULIN

Je to zásobní polysacharid, jehož makromolekula je sestavena z molekul fruktosy.

Výskyt: obsažený v zelenině (např. v topinamburu, artyčoku), pampeliškách a čekance.
Využití: používá se k výrobě fruktosy a jako přísada do pečiva pro diabetiky.

 CELULOSA

Polysacharid vyskytující se v přírodě, nejhojnější organická sloučenina. Vzorec je (C6H10O5)n, kde n může být až 10 000. Čistou celulosou je bavlna. Dále se vyskytuje ve dřevě, z kterého se průmyslově vyrábí. Je nerozpustná ve vodě, jodem se nebarví.

Význam: je hlavním stavebním materiálem cévnatých rostlin, ale i bakterií, mořských rostlin a živočichů, tvoří podstatnou část membrán rostlinných buněk. Pro člověka je nestravitelnou, ale důležitou složkou potravy (podporuje peristaltiku střev).

Využití: používá se pro výrobu speciálních papírů (zejm. filtračních) nebo je dále chemický zpracovávána, např. při výrobě viskosových vláken, acetátových vláken, nitrocelulos, aj. Používá se na výrobu papíru, vaty, umělého hedvábí, celuloidu, výbušnin a jako textilní surovina.

 

1.4 TUKY (Lipidy)

Tuky jsou estery karboxylových kyselin s glycerolem.

• Pevné tuky (lůj, máslo, sádlo) jsou především estery palmitové a stearové kyseliny.
• Kapalné tuky (slunečnicový, olivový a jiné rostlinné oleje, rybí tuk) obsahují též estery kyseliny olejové.

 Základní funkce tuků jsou:

• chrání organismy před ztrátou tělesné teploty,
• jsou ochranou pro vnitřní orgány
• jsou důležitou složkou potravy - jsou zásobní látkou a podílejí se i na stavbě buněk.

 Při trávení je tuk rozkládán na glycerol a příslušné karboxylové kyseliny. Tyto látky organismus využívá buď jako zdroj energie, nebo z nich vytváří svůj vlastní tuk jako zásobní látku. U živočichů se tuky vyskytují v podkožní tkáni, u rostlin především v semenech.

 Vlastností tuků:

- nízká teplota tání

- nerozpustné ve vodě a rozpustné v organických rozpouštědlech

- jsou lehčí než voda a hydrofóbní (vodu odpuzující)

- žluknou = rozkládají se na glycerol a mastné kyseliny, změna barvy tuku a zápachu

- jsou schopny tzv. zmýdelňování: tuk + hydroxid sodný ---> glycerol + mýdlo

 Tuky můžeme rozdělit též na rostlinné a živočišné:

 Rostlinné tuky se získávají lisováním nebo vyluhováním semen a plodů olejnatých rostlin. Získaný surový produkt se dále rafinuje. K nejvýznamnějším rostlinným tukům patří zejména olej olivový, podzemnicový, řepkový, sójový, slunečnicový, konopný, lněný a ricínový, kokosový tuk.

Živočišné tuky se připravují škvařením, lisováním nebo vytavováním živočišných tkání bohatých na tuky. Řadí se k nim především vepřové sádlo, hovězí lůj, rybí tuk a kostní tuk.

 

1.5 BÍLKOVINY (Proteiny)

Bílkoviny jsou makromolekulární látky, které vznikají vzájemnou vazbou mnoha set molekul různých aminokyselin. Bílkoviny obsahují vázané atomy uhlíku (50 až 55%), vodíku (6 až 7%), kyslíku (20 až 23%), dusíku (12 až 17%), někdy též síru, fosfor a jod.

 Většina bílkovin je rozpustná ve vodě a ve zředěných roztocích solí. V organických rozpouštědlech se bílkoviny nerozpouštějí. Za zvýšené teploty se jejich struktura porušuje, což se projeví jejich vysrážením z roztoku.

 Bílkoviny jsou nepostradatelnou složkou potravy živočichů. Organismy živočichů nejsou schopny vytvářet bílkoviny z minerálních látek tak dlouho jako rostliny, a proto je musí přijímat v potravě. Z rostlinné potravy obsahují nejvíce bílkovin luštěniny (čočka, fazole, hrách), méně již obiloviny a brambory. Zdrojem živočišných bílkovin je zejména maso, vejce, mléko a sýr. Při trávení lidský i živočišný organismus nejprve bílkoviny přijaté potravou rozloží na jednodušší látky (popř. až na aminokyseliny) a z nich potom vytváří bílkoviny jiného, sobě vlastního složení. Každý druh organismu vytváří bílkoviny charakteristického složení.

 Pro tvorbu bílkovin a přenos dědičných vlastností mají základní význam nukleové kyseliny, které se v organismu vyskytují zároveň s bílkovinami. Nukleové kyseliny jsou složité makromolekulární látky, které dostaly jméno podle svého výskytu v buněčných jádrech (latinsky nucleus = jádro).

 Vlastnosti bílkovin:

- srážení bílkovin varem - bílkoviny ztrácejí varem svou biologickou aktivitu

nositelky života

- složka potravy, člověk si je nedovede vytvořit z minerálních látek

 Důkaz bílkovin (viz laboratorní cvičení):

bílkovina + HNO3 ---> žluté zbarvení

bílkovina + 10% NaOH + 1% CuSO4 ---> modrofialové zbarvení ( biuretová reakce)

 

1. 5. 1 Biokatalyzátory

Biokatalyzátory jsou přírodní organické sloučeniny, které svým katalytickým působením umožňují, ovlivňují a usměrňují průběh chemických dějů v živém organismu.

Některé biokatalyzátory jsou poměrně jednoduché organické sloučeniny, jiné jsou naopak složité makromolekulární látky bílkovinného či jiného charakteru. Podle funkce v organismu se rozlišují vitaminy, hormony a enzymy.

 Enzymy jsou biokatalyzátory, které z hlediska chemického složení se řadí mezi bílkoviny. Katalyzují většinu významných chemických reakcí, které probíhají v živém organismu. Enzymy jsou nepostradatelné především při metabolických procesech, při nichž vznikají nebo naopak rozkládají lipidy, sacharidy a bílkoviny.

Enzymy působí specificky, neboť uskutečňují pouze určitý typ reakce. V buňkách jsou enzymy buď volné v cytoplazmě, nebo vázané na buněčné struktury (membrány). K svému účinku vyžadují určitou optimální teplotu (obvykle 37°C) a většinou neutrální prostředí. Některé žaludeční enzymy jsou však aktivní i v silně kyselém prostředí. Za vyšších teplot a v přítomnosti těžkých kovů (olovo, rtuť aj.) se enzymy znehodnocují. Enzymů je známo několik tisíc.

Příklady: Ptyalin (obsažen ve slinách), pepsin a trypsin (obsaženy v žaludeční šťávě)

 Enzymy se používají v kvasném, textilním, koželužském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. V poslední době se užívají též při výrobě enzymatických pracích prostředků.

 Hormony jsou biokatalyzátory, které vytvářejí endokrinní žlázy, tj. žlázy s vnitřní sekrecí jako jsou: hypofýza (podvěsek mozkový), štítná žláza, příštítná tělíska, nadledvinky, slinivka břišní (pankreas), pohlavní žlázy, epifýza a thymus (brzlík)

Přehled nejdůležitějších hormonů je uveden v tabulce:

Název hormonu	Žláza	Funkce hormonu
somatotropin	hypofýza	reguluje růst těla; jeho nedostatek způsobuje zakrslý růst, nadbytek - gigantismus
vasopresin	hypofýza	má vliv na krevní tlak
insulin	pankreas	má vliv na hladinu cukru v krvi
thyroxin	štítná žláza	reguluje rychlost látkové přeměny
adrenalin	nadledvinky	zvyšuje krevní tlak

 Vitaminy jsou organické sloučeniny, které již v malých koncentracích ovlivňují průběh některých chemických dějů v živém organismu.

 Význam vitamínů spočívá v tom, že tvoří nezbytnou součást enzymů. Z hlediska chemického složení netvoří vitamíny sourodou skupinu látek. Některé z nich patří mezi deriváty, jiné jsou odvozeny od sacharidů apod.

 Podle rozpustnosti vitamíny dělíme na dvě skupiny:

a) rozpustné ve vodě

b) rozpustné v tucích

Vitamín	Hlavní zdroje	Projevy avitaminózy (viz níže)
Vitamíny rozpustné ve vodě
B1	kvasnice, obilné slupky, vnitřnosti	záněty nervů, obrna
B2	kvasnice, vnitřnosti, vejce, mléko	očni choroby, zdrsnění pokožky
B12	vnitřnosti, maso	zastavení růstu, zhoubná anemie (chudokrevnost)
C	čerstvé ovoce, zelenina, brambory	únava, malátnost, zduření dásní
Vitamíny rozpustné v tucích
A	játra, rybí tuk, máslo, mléko, špenát, salát	poruchy zraku a nervového systému
D	rybí tuk, máslo, vejce, mléko, špenát, rajčata	deformace kostí, křivice (rachitis)
E	kukuřice, máslo, vejce, rostlinné oleje	neplodnost

 Vitaminy si živočišný organismus nedovede připravit, takže lidé i ostatní živočichové jsou odkázání na jejich příjem v potravě. Přítomnost a vhodná koncentrace vitaminů v těle jsou nezbytné především pro správný růst a vývoj každého jedince. Nepřítomnost některého vitaminu v těle se projevuje vážnými fyziologickými poruchami a onemocněním, které se obecně označuje jako avitaminóza. Typická avitaminóza se vyskytuje v našich podmínkách poměrně vzácně; častěji jsou onemocnění z nedostatečného množství vitaminu, tzv. hypovitaminóza, která má pochopitelně mírnější průběh než avitaminóza. Naopak nadbytečné množství některého vitamínu v těle může způsobit hypervitaminózu.

 

(zpracováno dle: ŠIBOR, Jiří, PLUCKOVÁ ,Irena, MACH, Josef. Úvod do obecné a organické chemie, biochemie a dalších chemických oborů. 1. vyd. Brno: NOVÁ ŠKOLA, s.r.o., 2011. 131 s. ISBN 978-80-7289-282-2.)

 

Autoři textu: Mgr. Iva Frýzová a Mgr. Natálie Čeplová

Přírodu, tedy vše, co nevytvořil člověk, můžeme rozdělit podle jednoduchého kritéria na přírodu živou a neživou. Abychom mohli nazvat přírodninou živou – organismem, musí splňovat určitá kritéria.

Za živé organismy považujeme všechny jedince (živé soustavy), kteří mají určité společné vlastnosti, a to jak na úrovni jednotlivých buněk, tak i celku. Jsou to

• složení z organických látek
• buněčná stavba
• výměna látek a energií s okolím (příjem a vylučování) a jejich přeměna (metabolismus)
• rozmnožování a dědičnost
• vývoj a růst
• autoregulace a dráždivost (reakce na podněty)

 

V přednáškovém bloku se dozvíte:

- které organely nacházíme v buňkách, jakou funkci mají jednotlivé organely

- v čem se od sebe liší buňky živočišná a rostlinná

- proč a jak se organismy rozmnožují

- jak se organismy mohou vyvíjet během svého života

- jakým způsobem řídí organismy samy sebe

 

2.1 Získávání energie

Producenti

Jediným využitelným zdrojem energie pro naprostou většinu organismů na Zemi je Slunce, přesněni světelná energie ze Slunce. Jedinými organismy na Zemi, které dovedou tuto světelnou energii zachytávat a přeměňovat na energii chemickou jsou rostliny, konkrétně zelené části rostlin. Tento děj se nazývá fotosyntéza a dochází při ní za pomoci světelné energie k přeměně energeticky chudých látek, jako jsou voda a oxid uhličitý, na látky energeticky bohaté (glukózu). Odpadem při tomto procesu je kyslík a voda. Podstatou fotosyntézy tedy je ukládání energie v podobě organických látek. Pro svou jedinečnou schopnost získávat a ukládat energii ze Slunce označujeme zelené rostliny jako PRODUCENTY.

Rovnice fotosyntézy:

12 H2O + 6 CO2 + světelná energie  --->   C6H10O6 + 6O2+ 6 H2O

Pro proces fotosyntézy rostliny získávají vodu skrze své kořeny a oxid uhličitý do nich vniká skrze průduchy na listech. Odpadní kyslík a voda ve formě vodní páry z rostlin odchází opět skrze průduchy na listech.

Obrázek č. 5  Průduchy

Rostliny mohou cukr, podobně jako kyslík vzniklý při fotosyntéze, využít jako zdroj energie pro metabolické procesy svého těla, jako stavební látky svého těla, ale také látky zásobní, které ukládají v různých částech svého těla. Tyto látky jsou transportovány do zásobních orgánů, které pomáhají rostlinám přežít v zimním či suchém období – např. cibule, hlízy, zásobní kořeny, případně do semen, kde zajistí energii pro klíčení nové rostliny.

Samotná energie a látky vzniklé při fotosyntéze rostlinám k životu nestačí. Další důležitou složkou rostlinného těla jsou minerální látky, které získávají z půdy rozpuštěné ve vodě. Tímto způsobem se do rostlin dostávají např. vápník, železo, hořčím a mnohé další.

 

Konzumenti

Většina organismů, především živočichů, potřebuje získat energie a minerální látky v chemických vazbách jako svou potravu. Za potravu jim mohou sloužit jako těla rostlin, tak těla hub a živočichů. Díky trávicím enzymům dochází k rozložení potravy na co nejjednodušší látky, které mohou být transportovány po těle na místo budoucího využití. Zde tyto látky (cukry, tuky a bílkoviny) slouží jako okamžitý zdroj energie, látky stavební a látky zásobní. Pro svou neschopnost získávat energii jinak než konzumací jiných organismů označujeme tyto organismy jako KONZUMENTY.

Živočichy můžeme dělit podle přijímané potravy do tří skupin – na býložravce, masožravce a všežravce.

Býložravci (a živočichové převážně býložraví) se živí rostlinnou potravou. Jejich trávicí trubice bývají relativně dlouhé, protože k rozložení rostlinné potravy je potřeba delšího působení trávicích enzymů. V některých případech jsou trávicí enzymy natolik specifické, že živočich může konzumovat pouze jeden nebo omezený počet rostlin (např. koala eukalyptové listy apod.) Jako příklady býložravců lze uvézt např. srnce, jelena, daňka, králíka, zajíce, bobra, ale také motýli, včely, ruměnice, mšice apod.

Masožravci (a živočichové převážně masožraví) se živo potravou živočišného původu. Může se jednat o maso, ale také srst a kůži jiných živočichů, vajíčka, kosti, krev, med a podobně. Trávicí trakt těchto živočichů bývá relativně krátký, protože k trávení živočišných bílkovin dochází rychleji. Jako příklady lze uvézt např. kočku, psa, krtka, ježka, většinu druhů netopýrů, všechny naše obojživelníky, plazy mimo suchozemské želvy, z hmyzu střevlíka, slunéčko sedmitečné, vážky apod.

Všežravci jsou živočichové, kteří jsou schopni konzumace jak rostlinné, tak i živočišné potravy. Pokud mají příležitost, dávají přednost živočišné potravě, případně střídají živočišnou a rostlinnou potravu podle dostupnosti v průběhu roku. Např. mnozí ptáci v období kladení vajec a krmení mláďat vyhledávají potravu živočišnou, v zimním období pak přechází na potravu rostlinnou. Mezi všežravce lze zařadit většinu u nás žijících ptáků a savců. Jsou to například hraboši, myši, verky, lasice, prase divoké, medvěd, strakapoud, sýkory, kosi, bažanti, koroptve, a další.

 

Dekompozitoři

Ne všechny organismy jsou schopny živit se jinými živými organismy, ale jako zdroj potravy a energie využívají těla již odumřelých rostlin, hub, živočichů, nebo jejich části. Rozkladem těchto mrtvých těl získávají energii i potřebné minerální látky. Mezi DEMKPOZITORY, nebo také česky ROZKLADAČE patří především bakterie, mnohé houby a někteří živočichové jako např. mnohonožka, hrobařík, žížala apod.

 

2.2 Využívání energie

Skutečnost, že organismus získal energii potřebnou ke svému životu (ať již při fotosyntéze nebo v potravě) mu nezaručuje, že ji bude moci využít. Organické látky bohaté na energii jsou transportovány do buněk organismů, kde jsou rozloženy na látky anorganické, energeticky chudé za pomoci kyslíku během buněčného dýchání. Takto získaná energie je využita pro funkci jednotlivých organel, tedy i celého organismu.

Pokud je energeticky bohatých látek více, než organismus nezbytně potřebuje pro pokrytí všech svých potřeb, energie se ukládá v různých částech těla organismu opět ve formě organických látek, pro daný organismus specifických.

Rostliny nejčastěji ukládají energii do rozmnožovacích orgánů (semen, plodů) a zásobních orgánů (zásobní kořen, cibule, hlíza), které také slouží k přežití rostliny během nepříznivých období. Nejčastěji jsou tímto způsobem ukládány tuky a sacharidy.

Živočichové ukládají energii nejčastěji ve svých tělech v podobě tukových zásob, ze kterých mohou čerpat v případě nedostatku. Většinou se však snaží pokrýt zvýšenou potřebu energie zvýšením příjmu potravy. S tím souvisí např. načasování nové generace na jarní měsíce, kdy se postupně zvyšuje množství využitelné potravy, snížení aktivity během zimních měsíců díky zimnímu spánku, migrace za potravou apod.

Původně světelnou energii ze Slunce najdeme na Zemi dlouhodobě uloženou také v uhlí, ropě a zemním plynu. Původně těla živých organismů se přeměnila na tyto suroviny a energie, kterou získaly původní organismy při fotosyntéze nebo z potravy tak byla uchována.

 

Potravní vztahy

Mezi složkami neživé přírody (vodou, vzduchem, energií, minerálními látkami) a živými organismy žijícími na určitém místě v daném čase dochází ke koloběhu prvků a toku energie. Tento vzájemně provázaný systém označujeme jako EKOSYSTÉM.

Nejjednodušeji můžeme vyjádřit vzájemné vztahy jako POTRAVNÍ ŘETĚZCE.

Obrázek č.6 Potravní řetězec

Na počátku potravního řetězce pastevně kořistnického musí být zdroj energie, tedy producent, který dovede energii Slunce přeměnit na organické látky. Následuje býložravec, za ním v dalším sledu masožravci, kteří se jim živí. (Speciálními příklady jsou potravní řetězce paraziticky – první je „oběť, následuje parazit, a dekompoziční – první je rozkládaný organismus a následuje rozkladač)

Vztahy v ekosystémech jsou ovšem mnohem komplikovanější. Až na úzce specializované druhy, které konzumují výhradně jeden druh nebo úzkou skupinu druhů (např. mandelinka bramborová, kterou díky její jedovatosti hned tak něco nesežere) jsou rostliny a živočichové potravou pro více druhů živočichů. To nám nejpřesněji znázorní potravní síť.

Obrázek č. 7 Potravní síť

(U potravního řetězce i potravní sítě vždy směřuje šipka ve směru toku energie, tedy od požíraného k žeroucímu).

Pro znázornění poměru mezi producenty a jednotlivými konzumenty se využívá potravní pyramida. V nejširším místě potravní pyramidy jsou znázornění producenti, nad nimi v jednotlivých zužujících se patrech konzumenti I.řádů – býložravci, nad nimi konzumenti II. řádu – všežravci a masožravci a ne vrcholu vrcholoví predátoři.

Obrázek č.8 Potravní pyramida

 

V každé buňce je uložená kompletní informace o tom, jak má celý organismus vypadat a jakým způsobem má správně fungovat. Tato informace je uložená ve formě genů složených z molekul DNA a proteinů v útvarech zvaných chromozomy. Každý z genů je kódován úsekem DNA o různé délce a je umístěn na různých částech konkrétního chromozomu. Počet a tvar chromozomů je charakteristický pro různé druhy organismů. Platí pravidlo, ž čím jsou organismy příbuznější, tím více shod lze najít jejich genech.

Obrázek č. 9 Chromozom a DNA

Soubor všech genů organismu označujeme pojmem genotyp. Pro genotyp člověka je typické, že se skládá z 23 párů chromozomů, u jiných organismů se tento počet liší. 22 párů je shodných, 23. pár můžeme v genotypu najít ve dvou variantách (na základě tvaru označujeme různé varianty 23. páru jako XX nebo XY.) Pouze 23 pár chromozomů v sobě nese informaci určující pohlaví budoucího potomka.

Tato zákonitost neplatí u všech organismů. Některé skupiny živočichů mají ve svém genotypu pro samičí pohlaví 2 nestejné chromozmy a pro samčí pohlaví 2 stejné chromozomy, případně pohlaví nemusí být vůbec dáno geneticky a odvíjí se od vnějších podmínek v období vývoje nebo i během života jedince.

Obrázek č. 10 Mužský a ženský genotyp.

 

 

Soubor genů - genotyp obsahuje určité informace, které se ve výsledku projeví pozorovatelnými vlastnostmi organismu, např. barvou kůže, výškou, krevní skupinou, pohlavím a mnoha dalšími. Soubor těchto vlastností označujeme jako fenotyp.

Ve všech tělních buňkách najdeme vždy dva stejné chromozomy, po jednom od každého rodiče. Každý z páru chromozomů nese stejnou genetickou informaci, ale ta může mít jinou kvalitu. Tyto dvě části obsahující stejné geny označujeme jako alely a zjednodušeně lze říci, že nesou informaci PROJEVÍM SE nebo NEPROJEVÍM SE. Z toho vyplývá, že pro určitou vlastnost může mít jedinec ve svém genotypu informaci PROJEVÍM SE, PROJEVÍM SE – tedy vlastnost se jistě projeví, PROJEVÍM SE, NEPROJEVÍM – podle charakteru informace se vlastnost projeví kompletně nebo alespoň částečně a NEPROJEVÍM SE, NEPROJEVÍM SE – u organismu bude tato vlastnost zcela chybět.

Ještě před objevením DNA a genetiky jako takové si lidé všímali právě fenotypu, tedy vlastností určitých organismů, které se projevovaly nebo naopak neprojevovaly u příbuzných jedinců téhož druhu. Největší pozornost byla věnována člověku, hospodářským plodinám a živočichům.

Právě šlechtění stálo za objevem Mendelových zákonů dědičnosti. Johan Gregor Mendel (1822 – 1884) po mnoha pokusech zvolil jako modelový organismus pro své studium hrách, neboť potomky – semena získal již během jednoho roku, bylo jich dostatečné množství a hned v následujícím roce je mohl opět křížit mezi sebou. Svou pozornost věnoval hned dvěma znakům – tvaru semen hrachu (kulatý, hrbolatý), barvě semen (zelené žluté) a barvě květu (bílá růžová). Vzájemným křížením a statickým porovnáním výsledků přišel k závěru, které dnes známe jako

1. Mendlův zákon: Křížením dvou různých homozygotů získáme pouze heterozygoty. Tedy pokud má jeden z rodičů 2 alely, které nesou informaci PROJEVÍM SE, PROJEVÍM SE (odborně označujeme jako homozygota dominantního) a druhý 2 alely, které nesou informaci NEPROJEVÍM SE, NEPROJEVÍM SE (odborně homozygot recesivní), tak všichni jejich potomci budou mít ve svém genotypu informaci PROJEVÍM SE, NEPROJEVÍM SE (odborně heterozygot).

2. Mendlův zákon: Křížením dvou heterozygotů získáme jak homozygoty, tak i heterozygoty. To znamená, že pokud mezi sebou budeme křížit 2 organismy s informací PROJEVÍM SE, NEPROJEVÍM SE, tak se jejich potomci mohou lišit, protože mohou ve svých genech nést jak informaci PROJEVÍM SE, PROJEVÍM SE nebo NEPROJEVÍM SE, NEPROJEVÍM SE, ale také PROJEVÍM SE, NEPOJEVÍM SE přesně jako rodiče.

Na fenotyp však nemá vliv pouze kvalita genů, některé vlastnosti jsou výsledkem hned několika genů současně, přičemž se jejich účinek může sčítat, tlumit nebo i jinak vzájemně ovlivňovat. V neposlední řadě hraje svou roli také prostředí, ve kterém se organismus vyvíjí. Pokud bude mít určitý člověk díky svému genotypu předpoklad být vysoký a silný, ale od mládí bude trpět podvýživou, jistě nedoroste 190 cm. Genotyp tedy obsahuje jisté předpoklady pro určité vlastnosti, které mohou být vnějšími podmínkami výrazněji ovlivněny – geny malého účinku. Jiné vlastnosti však nijak ovlivnit nelze, jako například krevní skupina – geny velkého účinku.

 

Podstatou rozmnožování je zachování druhu. Žádný z organismů není nesmrtelný a jedinou možností je přežívání ve svých potomcích. Protože se však v horizontu stovek a tisíců let mohou měnit podmínky na území obývaném určitým organismem, nemohou přežít všichni jedinci jednoho druhu. Největší šanci na přežití mají ti s nejvýhodnějšími vlastnostmi v měnícím se prostředí. Toto přizpůsobení se změnám může jit až tak daleko, že dá vzniknout novým druhům organismů. V tomto případě hovoříme o fylogenetickém vývoji a touto cestou pravděpodobně vznikly dnešní i vyhynulé druhy organismů na naší planetě.

Obrázek č.11 Pravděpodobný vývoj druhů

Určitým znaků příbuznosti mezi organismy z různých míst si poprvé všimnul Charles Darwin (1809 – 1882) při své cestě po Galapágách. Na základě svých poznatků formuloval teorii o vývoji druhů přirozeným výběrem. Tedy že přežívají jen ty organismy, které jsou lépe přizpůsobeny prostředí. Tím dal základ studiu evolučních teorií o vývoji druhů.

2.2 Pohlavní rozmnožování

Ke kombinování vlastností uvnitř jednoho druhu organismu dochází u pohlavního rozmnožování. Jeho podstatou je, že rodičovské organismy vytvoří pohlavní buňky, které obsahují pouze jednu sadu chromozomů a spojením pohlavních buněk dvou jedinců vznikne nový - dceřiný organismus, který v sobě kombinuje vlastnosti obou rodičů. Výhodou tohoto typu rozmnožování je právě možný vznik nových vlastností vhodnějších pro přežití.

Pohlavní orgány produkují samčí nebo samičí buňky, nikdy obojí najednou. U živočichů se nejčastěji setkáváme s odděleným pohlavím, kdy má samičí pohlavní orgány vaječníky část populace – samice a druhá část samčí pohlavní orgány varlata – samci. Toto rozdělení nemusí být vždy v poměru 50% na 50%, v populaci mohou převládat samci (např. u žab), jindy zase samice (např. kopytníci). Živočichy s odděleným pohlavím označujeme jako gonochoristy. U některých druhů jsou dokonce jedinci opačného pohlaví natolik tvarově či barevně rozdílní, že je můžeme rozlišit již při prvním pohledu. Hovoříme tedy o pohlavním dimorfismu. Jako typické příklady lze uvézt kur domácí (slepice a kohout), kachna divoká (kačena a kačer) srnec obecný (srnec a srna) a mnozí další.

Obrázek č. 12 Pohlavní dimorfismus

Méně často se u živočichů setkáváme se situací, kdy jsou u jednoho živočicha přítomny jak samčí, tak samičí pohlavní orgány, tedy varlata i vaječníky. Pro rozmnožování tak stačí, když se potkají dva libovolní jedinci jednoho druhu. Ti si vzájemně vymění spermie, které oplodní vajíčka. Nikdy však nedochází k oplození vajíček vlastními spermiemi. Tyto organismy označujeme jako hermafrodity. Modelovými hermafrodity jsou např. hlemýžď zahradní a žížala obecná.

U kvetoucích rostlin slouží k rozmnožování orgány nazývané květy. Za vznik samčích pohlavních buněk odpovídají tyčinky vytvářející pyl, samičí pohlavní buňky vajíčka vznikají v pestíku. Pokud se tyčinky i pestíky nachází v jednom květu, hovoříme o květech oboupohlavných, jak to známe u většiny rostlin. U určité části rostlin nacházíme na jedné rostlině květy nesoucí pouze tyčinky a květy nesoucí pouze pestíky. Květy těchto rostlin označujeme jako jednopohlavní a mají je např. jehličnany, ale také líska.

Obrázek č. 13 Líska (jednopohlavní květy) Obrázek č. 14 Lilie (oboupohlavní květ)

2.3 Nepohlavní rozmnožování

Druhou možností rozmnožování, kterou využívají jen některé druhy organismů, je rozmnožování nepohlavní. Nově vzniklý jedinec je přesnou genetickou kopií rodičovského organismu a má přesně stejné vlastnosti. (Pokud nedojde k náhodné mutaci nebo takové změně v prostředí, která by vlastnosti organismu přímo pozměnila). Nevýhodou je, že organismy vzniklé nepohlavnímu rozmnožování se hůře přizpůsobují případným změnám, celou populaci (jedince určitého druhu na daném místě v daném čase) např. snadno zlikviduje nějaká choroba. Výhodou naopak je ve většině rychlejší obnovení populace a zachování vlastností, což je preferováno především v pěstitelství.

Mezi možnosti nepohlavního rozmnožování u rostlin patří např. množení cibulemi, hlízami, stonkovými nebo listovými řízky. Některé sukulenty si dokonce samy vytváří na svých listech mladé rostlinky po oddělení schopné samostatného života - tzv. viviparie.

Obrázek č. 15 Viviparie u rostlin

Od okamžiku spojení dvou pohlavních buněk dochází k vývoji jedince – ontogenetickému vývoji. Počet buněk zárodku se zvětšuje a jednotlivé skupiny buněk se specializují na různé funkce, které budou v organismu zastávat. K vývoji zárodku dochází v chráněném prostředí – u rostlin ve specializovaných orgánech – šiškách, plodech, u živočichů ve vajíčku nebo těle matky. Vždy je snahou organismů zajistit ochranu zárodku a dostatek živin pro vývoj zárodku do doby, než je dceřiný organismus schopen samostatně získávat energii z fotosyntézy nebo potravy.

Obrázek č. 16 Vývoj zárodku (ryba, mlok, želva, pták, prase, kráva, králík, člověk)

Pokud hrozí během vývoje organismů velké ztráty na potomstvu (často jsou potravo jiných organismů), bývá počet nových jedinců významně velký (např. obojživelníci). Čím více péče a ochrany věnují rodiče svým potomkům, tím bývá potomků méně. U ptáků a savců rozlišujeme navíc mláďata krmivá a nekrmivá. Nekrmivá mláďata se rodí opeřená nebo osrstěná a jsou schopna již několik hodin po narození následovat svého rodiče a v případě ptáků si samostatně nacházet potravu. U savců pak velmi brzy přechází z mateřského mléka na stravu rodičů. (Např. koroptev, kachna, srnec). Naopak mláďata krmivá se rodí slepá, holá a jsou závislá na rodičovské péči. Samostatnosti nabývají až po různě dlouhé době (např. kos, sokol, králík, člověk).

Pokud se (v případě živočichů) potomek hned od narození podobá dospělci, je jen jeho zmenšeninou, hovoříme o vývoji přímém. U takového potomka nemusí plně fungovat všechny orgány (např. rozmnožovací), ale jsou již přítomny. Naopak při vývoji nepřímém se rodí stádium zvané larva, které se od svého rodiče liší – může žít v jiném prostředí (např. larva vážky ve vodě, dospělá vážka na souši), může mít jinou stavbu těla (např. housenka motýla, dospělý motýl) a vnitřní organy jsou jiné (např. pulec dýchá žábrami, dospělá žába plícemi a pokožkou). V některých případech se mohou střídat generace pohlavní a nepohlavní tzv. rodozměna (např. pohlavní stádium medúza a nepohlavní polyp).

Obrázek č. 17 Vývoj nepřímý u žáby

Rodozměnu známe také u rostlin, kdy se střídají stádia s jednou a dvěma sadami chromozomů (např. u mechů, kapraďorostů, přesliček a plavuní.)

 

Autoři: Mgr. natálie Čeplová, Mgr. Iva Frýzová

 

Všechny organismy na zemi třídíme na základě shod a rozdílů do různých skupin. Jednotlivé skupiny organismů jsou charakteristické svými životními projevy.

V tomto přednáškovém bloku se seznámíte s různými skupinami organismů, které se objevují v učivu žáků 1. stuního stupně ZŠ.

V případě, že budete pro svou výuku potřebovat informace o konkrétních druzích hub, rostlin a živočichů, doporučujeme webovou stránku www.biolib.cz Zde jsou uvedeny jak charakteristiky nejrůznějších organismů, jejich zařazení do systému a u mnohých také fotografie.

 

 

Všechny organismy kolem nás včetně člověka můžeme pojmenovat druhovým názvem. Pro organismy jednoho druhu je typické, že mají stejné vlastnosti, především ty umožňující rozeznat rozmnožovacího partnera a neschopnost rozmnožovat se jedinci jiného druhu.

Na základě vnější a vnitřní podobnosti a dnes už také podobnosti genotypu sdružujeme organismy do taxonů – např. rodů, čeledí, řádů, tříd, kmenů. Toto třídění je přísně hierarchické, jeden organismus může patřit pouze do jednoho z nadřazených taxonů. Naopak do jednoho nadřazeného taxonu můžeme zařadit všechny organismy, které splňují kritéria daného taxonu.

 

říše: živočichové ® kmen: strunatci ® třída: savci ® řád: primáti (do třídy savců patří také řády šelmy, kopytníci, hmyzožravci, hlodavci, ...)® čeleď: hominidi ® rod: člověk (do řádu primáti patří také rody orangutan, šimpanz, gorila, ...)® druh: člověk moudrý

 

Viry jsou nebuněčné organismy, které nemají vlastní metabolismus. Skládají se z nukleové kyseliny (DNA nebo RNA), která nese jejich genetickou informaci, a z bílkovinného obalu tzv. kapsidu. Své životní funkce realizují v buňce hostitele. Jednotlivá částice viru, která je schopná infikovat buňku se nazývá virion.

obr. č.1 Stavba viru

Průběh virové infekce: Virion přilne k povrchu hostitelské buňky. Dovnitř buňky proniká buď jen nukleová kyselina, nebo celý virion i s bílkovinným obalem. Napadená buňka replikuje DNA nebo RNA viru a syntetizuje kapsid. Namnožené zkompletované viriony se hromadí v buňce, která odumírá (dochází k lýze buňky). Viriony se dostávají ven a napadají okolní buňky, průběh infekce se opakuje. Ve tkáních vznikají nekrotická ložiska odumřelých buněk.

 

Formy virových infekcí

- akutní virová infekce – dochází k intenzivnímu množení viru (např. chřipka, plané neštovice)

- chronická virová infekce – virus se dostává do buněk, kde se dále nemnoží, časem může docházet k závažným zdravotním komplikacím (např. chronická forma hepatitidy B – vznik cirhózy jater)

- latentní virová infekce – virus je přítomen v buňce, může se zapojit do její genetické struktury, nemnoží se vůbec nebo jen velmi pomalu. Může se přenášet i mezi generacemi. Působením vnějších faktorů (stres, hormonální nerovnováha) se může začít množit, infekce přejde do akutního stádia (např. herpes virus – opar)

 

Zástupci

- bakteriální viry – bakteriofágy – napadají pouze bakterie

- rostlinné viry – fytoviry – napadené rostliny zastavují růst, odumírají, tvoří se na nich deformace a skvrny. Fytoviry jsou přenášeny hmyzem, háďátky, infikovaným osivem; např. virus tabákové mozaiky, žlutá zakrslost brambor. Mezi parazity rostlinných buněk řadíme ještě tzv. viroidy, které jsou menší a jednodušší než viry. Jsou to krátké úseky RNA bez bílkovinné kapsidy. Způsobují např. bledost okurek.

- viry hub – mykoviry

- živočišné viry – zooviry

o virová onemocnění zvířat – myxomatóza králíků, vzteklina, drůbeží mor

o virová onemocnění člověka – rýma, chřipka, virová hepatitida, HIV, příušnice, zarděnky, ...

o priony (tzv. infekční bílkovina) je název pro vadnou formu tzv. prionové bílkoviny vyskytující se v nervových buňkách savců. Jsou původci řady nemocí nervové soustavy lidí i zvířat např. BSE (nemoc šílených krav)

 

Viry se mohou přenášet vzduchem, vodou, potravinami, kontaktem s nakaženým jedincem. Virová onemocnění nelze léčit antibiotiky, při léčbě je důležité posílení imunitního systému organismu. Některým virovým onemocněním lze předcházet očkováním (např. tetanus, virová encefalitida, u zvířat vzteklina).

obr. č. 2 Příklady nejznámějších virů (způsobují následující obemocnění: žloutenka typu C, SARS ale také běžná nachlazení, opar, ptačí chřipku, neštovice, chřipku

Bakterie jsou jednoduché jednobuněčné, tzv. prokaryotické organismy. Genetickou informaci v jejich buňce nese kruhová molekula DNA, která je volně uložena v cytoplazmě a tvoří nukleoid; jádro nemají. Na povrchu mají buněčnou stěnu, někdy zde nalezneme i pohybový aparát tvořený bičíky. V buňce nejsou mitochondrie ani plastidy, ribozomy jsou drobnější než u buněk eukaryotických. Rozmnožují se nepohlavně dělením nebo pučením. Najdeme mezi nimi organismy heterotrofní (nefotosyntetizující) i autotrofní (fotosyntetizující). Jsou všudypřítomné, díky velké schopnosti adaptace je najdeme i v extrémních podmínkách. Z ekologického hlediska řadíme většinu bakterií mezi dekompozitory – rozkladače – vrací do koloběhu dusík, uhlík a síru (výjimku tvoří např. sinice – viz dále). Řada bakterií je patogenních.

obr. č. 3 Stavba bakteriální buňky

 

Řadit bakterie můžeme z hlediska pozorovaných vlastností do několika základních skupin:

- podle prostředí, kde žijí (v půdě, ve vodě, ve vzduchu,...)

- podle způsobu získávání energie a podle látek, které produkují při metabolismu (saprofyté – rozkládají mrtvé organismy, parazité – získávají živiny ze živých organismů, autotrofní bakterie (fotosyntetizující), nitrifikační bakterie – oxidují dusitany za vzniku dusičnanů, bakterie produkující metan,...)

- podle typu barvení

 Gramovo barvení je jednoduchá metoda barvení bakterií, která odliší dvě základní skupiny – gramnegativní a grampozitivní bakterie – liší se složením buněčné stěny, a tedy jinak reagují na barvící látky. Existují ještě další metody barvení bakterií.

 - podle tvaru bakterie

 koky – kulovité bakterie (sdružené po dvou se nazývají diplokoky, v řetízcích streptokoky, v hroznech stafylokoky), tyčinkovité bakterie, zakřivené bakterie (vibria – zakřivené, spirily – zvlněné, spirochety – spirálovité), vláknité, větvené

 

Patogenní bakterie

Způsobují bakteriální infekce lidí, živočichů i rostlin. Na počátku infekce bakterie vstupuje do organismu. K nákaze dochází buď přímo (u člověka např. polibkem, pohlavním stykem, kousnutí nakaženým živočichem) nebo nepřímo (kapénky, výkaly, moč, předměty používané nakaženým jedincem). V napadeném organismu se bakterie množí – probíhá tzv. inkubační doba (doba potřebná k dostatečnému namnožení bakterií a propuknutí infekce). Bakterie produkují toxiny, které se postupně dostávají do celého napadeného organismu a poškozují jeho tkáně. Dochází k přenosu infekce na další hostitele.

Bakterie jsou citlivé na antibiotika (různé druhy bakterií na různá antibiotika), řadu bakteriálních infekcí lze antibiotiky úspěšně léčit. V některých případech postupně vzniká rezistence na antibiotika – bakterie ve své genetické informaci kódují tvorbu enzymu, který antibiotikum ničí – léčba se stává neúspěšnou.

 

Příklady bakteriálních onemocnění

- rostlin – měkká hniloba brambor

- živočichů (může se přenést i na člověka) – antrax (sněť slezinná, uhlák), brucelóza

- člověka – angína, tuberkulóza, borelióza, mor, tetanus, syfilis, kapavka, tyfus, cholera, bronchitidy,...

Užitečné bakterie

- v půdě – nitrogenní bakterie (vážou vzdušný dusík do organických sloučenin využitelných pro rostliny)

- bakterie jako zdroj antibiotik – např. streptomycin, tetracyklin

- symbiotické bakterie ve střevech – Escherichia coli – kvasí některé cukry, produkuje vitamíny skupiny B

- bakterie využívané v potravinářství – výroba kvašených mléčných výrobků (jogurt)

 

obr. č. 4 Ukázky známých bakterií (salmonelóza, streptokok, E coli)

obr.č.5 Příklad symbiózy rostlin a bakterií (ve zduřelých místech do tvaru kuličky se nalézají nitrogenní bakterie)

 

Sinice

Specifickou skupinou bakterií jsou sinice (cyanobakterie). Jsou to autotrofní organismy. Ve svých buňkách obsahují ploché membránové váčky (tylakoidy), které obsahují chlorofyl. Jsou to vývojově velmi staré organismy schopné žít téměř ve všech biotopech na Zemi. Snáší i extrémní podmínky (termální prameny, pouště, skály v Antarktidě). Při nadbytku živin ve vodě vytváří některé druhy tzv. vodní květ. Mnohé druhy jsou navíc jedovaté, produkují toxiny, které mohou vyvolat alergické reakce. Z ekologického hlediska řadíme sinice mezi primární producenty.

obr. č.6 Ukázky různých sinic

Sinice také vstupují do symbiózy s houbami (vytváří některé lišejníky). Nezanedbatelná je i funkce sinic jako geologického činitele. Sinice žijící v minerálních vodách díky fotosyntéze snižují obsah CO₂ ve vodě, to umožní vysrážení vápenatých a železitých solí, vzniká hornina travertin.

Houby jsou eukaryotické organismy představující samostatnou říši, neřadíme je ani mezi rostliny ani mezi živočichy. Neobsahují chlorofyl a nejsou tedy schopny fotosyntetizovat, na povrchu jejich těl najdeme buněčnou stěnu. Tělo hub se nazývá stélka, většinou má vláknitý tvar (výjimku tvoří např. jednobuněčné kvasinky). Jednotlivá vlákna nazýváme hyfy. Ty se větví a proplétají, vzniklý soubor hyf nazýváme mycelium (podhoubí). Mnoho druhů hub může za určitých podmínek vytvářet plodnice. Plodnici tvoří hustě propletené a druhotně srostlé hyfy. V plodnicích vznikají výtrusy (spory), pomocí kterých se houby rozmnožují a šíří.

Výživa hub je heterotrofní, živiny přijímají ve formě organických látek. Mnoho druhů hub roste na zetlelých rostlinných či živočišných zbytcích, jsou to tzv. saprofyté. Další skupinu tvoří houby parazitické, které přijímají živiny z živých těl svých hostitelů (rostlin nebo živočichů). Častá je i kombinace obou typů výživy dohromady (část života saprofyté, část parazité), pak mluvíme o tzv. saproparazitech. Dalším častým jevem je přítomnost symbiózy (oboustranně prospěšného soužití s dalším organismem). U hub to může být buď mykorrhiza – soužití mycelia s kořeny cévnatých rostlin) nebo lichenismus (těsné soužití houby s řasou nebo sinicí, vzniká morfologicky a ekologicky specifický organismus – lišejník). Příjem potravy realizují absorpcí roztoků z prostředí celým povrchem těla.

Z ekologického hlediska řadíme houby mezi destruenty (rozkladače), převádějí organické sloučeniny na anorganické.

 

Dále jsou uvedeny jen nejdůležitější skupiny hub. Celý systém hub je složitý, založený na celé řadě znaků a vlastností a neustále se vyvíjí.

 

Houby spájivé

Nejznámějším zástupcem je kropidlovec černavý, který vytváří husté šedé porosty na substrátech bohatých na cukry – např. na špatně uskladněném pečivu. Podhoubí je bohatě větvené, výtrusy se vytváří na černé kulovité výtrusnici. Po dozrání se dostávají do vzduchu a snadno se šíří, jsou běžnou součástí prachu.

 

Houby vřeckovýtrusné

Výtrusy těchto hub se vytváří v podlouhlé výtrusnici zvláštního typu – tzv. vřecku (odtud český název této skupiny). Vřecka jsou velmi často uložena v plodnicích, které se vytváří na myceliu. Jde o druhově nejpočetnější skupinu hub.

zástupci, kteří nevytváří plodnice:

- kvasinky (kvasinka pivní – k výrobě droždí, kvašení pivního sladu, k výrobě lihu z brambor; kvasinka vinná – výroba vína)

- štětičkovec (Penicillium – některé druhy se používají k výrobě sýrů – hermelín, niva – jiné k výrobě penicilínu)

- padlí – parazitické houby, vytváří bělavý moučnatý poprašek na povrchu rostlin

zástupci s plodnicemi

- smrž

- lanýž

 

Houby stopkovýtrusné

Spory těchto hub vznikají na povrchu specializovaných buněk tzv. bazidií (každá spora vyrůstá na krátké stopce – odtud český název). Velká většina těchto hub vytváří plodnice. Rozlišujeme dva základní typy plodnic:

- břichatkovité plodnice – bazidie jsou umístěny uvnitř plodnice, spory se uvolní po zestárnutí a rozpadu plodnice (např. pýchavka)

- rouškaté plodnice – bazidie jsou uspořádány do souvislé vrstvy – rouška. Plodnice je rozlišena na třeň a klobouk, rouško je umístěno na spodní straně klobouku (např. hřib, bedla, holubinka)

 

Obr. č.7 Plodnice rouškatá a plodnice břichatkovitá

Ve dříve užívaném systému byly houby děleny do skupin podle typu plodnice, na základě novějších výzkumů nemá typ plodnice na zařazení do systému vliv – i blízce příbuzné houby mohou mít plodnice odlišného typu.

 

Mnohé plodnice stopkovýtrusných hub jsou jedlé a bývají předmětem sběru (hřiby, bedly, některé holubinky, václavka...). Najdeme mezi nimi ale také celou řadu jedovatých zástupců (většina muchomůrek, některé holubinky, vláknice, pavučinec, závojenka...).

 

Některé stopkovýtrusné houby plodnice netvoří, žijí paraziticky na cévnatých rostlinách a to i hospodářsky významných – jsou to rzi a sněti.

 

Lichenizované houby – lišejníky

Hlavní složkou lišejníku je houba, proto lišejníky řadíme do systému hub. Jsou to podvojné organismy, jejichž stélku tvoří z větší části houba (a určuje tak tvar lišejníku), druhá složka – řasa (nebo sinice) je zastoupena v menší míře. Vlákna houby oplétají buňky řasy (nebo sinice), případně do nich vnikají. Jde o formu symbiózy (i když poslední výzkumy naznačují, že se spíše jedná o vysoce kontrolovanou formu parazitismu – houba má nad řasou mírně „navrch“).

Stélky lišejníků rostou velmi pomalu (několik milimetrů za rok), proto jsou konkurenčně velmi slabé. Nacházíme je proto především jako pionýrské organismy na nově vzniklých stanovištích a dále tam, kde je konkurence s ostatními rostlinami slabá (povrch skal, kmeny stromů, holá půda, a také v extrémních podmínkách – vysoké hory, pouště, polární oblasti). Řada druhů je citlivá na znečištění ovzduší a mohou být tedy dobrými indikátory znečištění.

Mezi nejznámější lišejníky patří dutohlávka lesní, mapovník zeměpisný nebo pukléřka islandská.

 

 

 

 

 

 

Obr. č.8: mapovník zeměpisný, dutohlávka lesní, pukléřka islandská

4.1 Řasy

Jako řasy označujeme širokou a velmi různorodou skupinu organismů. Navzájem se podobají spíše ekologicky než svým postavením v systému. Jejich systematické zařazení se stále mění, část dnes již neřadíme mezi rostliny, ale do jiných říší (prvoci, Chromista)

Společné znaky celé skupiny:

- autotrofní způsob výživy

- výskyt především ve vodním prostředí (moře i sladká voda), méně na souši (skály, borka stromů i volně ve vzduchu)

- tělo řas nazýváme stélka, tímto rozumíme jednobuněčné nebo mnohobuněčné organismy, které nemají vyvinuté kořeny, stonky a listy

- rozmnožování může být buď nepohlavní (výtrusy), vegetativní (rozpadem stélek) nebo pohlavní (vzhledem k šíři skupiny je velmi různorodé, najdeme zde mnoho typů)

- z ekologického hlediska jsou řasy primárními producenty (organických látek a kyslíku)

 

 

4.2 Rostliny výtrusné

Mezi výtrusné řadíme takové rostliny, které ještě nemají dokonale vyvinuté semeno, rozmnožují se jednoduššími výtrusy. Typická je pro ně přítomnost rodozměny, to znamená střídání generací – pohlavně se rozmnožujícího gametofytu a nepohlavně se rozmnožujícího sporofytu. Mezi výtrusné rostliny řadíme dvě velká oddělení rostlin a to mechorosty a kapraďorosty.

 

Mechorosty

Mechorosty jsou výtrusné stélkaté, většinou suchozemské rostliny. Nemají ještě vytvořena vodivá pletiva (jejich funkcí je vedení roztoků minerálních i organických látek rostlinou). Jejich tělo tvoří stélka, u jednodušších zástupců je plochá, lupenitá, u složitějších bývá rozlišená na kořínky (upevňují rostlinku v substrátu) a lodyžku s lístky (pozor! Nejedná se o pravé kořeny, stonek a listy, jaké nacházíme u cévnatých rostlin).

 

Životní cyklus mechorostů:

Z haploidního výtrusu (obsahuje jen jednu sadu chromozomů) se vyvíjí zelený gametofyt (mechová rostlinka) nesoucí pohlavní orgány (samčí pelatky a samičí zárodečníky). Ve vodním prostředí (déšť, rosa) dojde k oplození, vzniká zygota, z ní se vyvíjí diploidní sporofyt (se dvěma sadami chromozomů, jedna pochází ze samčí a jedna ze samičí pohlavní buňky). Sporofyt je nezelený, zcela závislý na gametofytu a je tvořen štětem s tobolkou. V tobolce proběhne redukční dělení, vznikají opět haploidní výtrusy, celý cyklus se opakuje.

Obr.č.9: Mechová rostlinky

 

Mechorosty obývají většinou vlhká stanoviště, najdeme je na zemi, na skalách, na kmenech stromů, zdech a cestách, dobře snáší i extrémní podmínky (hory, polární oblasti).

Příklady zástupců: bělomech sivý, ploník obecný, rašeliníky.

 

Kapraďorosty

Kapraďorosty řadíme mezi cévnaté výtrusné rostliny. Mají vyvinutá vodivá pletiva dřevo a lýko. Dřevní části jsou tvořeny protáhlými buňkami zvanými cévice (u odvozenějších krytosemenných rostlin také cévy) a vedou roztoky minerálních látek od kořenů směrem vzhůru k listům. Lýková část je tvořena sítkovicemi, rozvádí po rostlině produkty fotosyntézy a další organické látky. U cévnatých rostlin rozlišujeme kořeny, stonek a listy.

 

Životní cyklus kapraďorostů:

Z haploidního výtrusu se vyvíjí drobný zelený gametofyt nesoucí pohlavní orgány (pelatky a zárodečníky), dojde k oplodnění (samčí pohlavní buňky mají na povrchu brvy a ve vodním prostředí se samy dostávají k samičím pohlavním buňkám). Vzniká zygota, ze které se vyvíjí zelený sporofyt, který je velký a na gametofytu nezávislý. Na něm vznikají opět haploidní výtrusy, cyklus se opakuje.

 

Povšimněte si rozdílu mezi mechorosty a kapraďorosty – zatímco u mechorostů je nejvýrazněji vyvinut haploidní gametofyt (vlastní mechová rostlinka), u kapraďorostů je výrazněji vyvinut diploidní sporofyt (vlastní rostlina).

 

Největšího rozvoje dosáhly kapraďorosty v karbonu (mladší prvohory). Stromové typy se podílely na vzniku ložisek černého uhlí.

 

Kapraďorosty dělíme na tři oddělení – plavuně (např. plavuň vidlačka), přesličky (přeslička rolní, přeslička lesní) a kapradiny (kapraď samec, papratka samičí, hasivka orličí).

 

 

4.3 Rostliny semenné

Semenné rostliny vytváří dokonalá semena. V jejich životním cyklu dominuje sporofyt, gametofyt je potlačen jen na několik málo buněk zcela závislých na sporofytu (zde již nemluvíme o rodozměně). Tyto rostliny jsou vždy cévnaté.

 

4.3.1 Rostliny nahosemenné

V tomto oddělení nalezneme pouze dřeviny (stromy nebo keře). Vajíčka (a semena, která se z nich po oplození vyvinou) vznikají na svrchní straně ploché semenné šupiny. Nahosemenné rostliny nemají květy s květními obaly, pouze samčí a samičí pohlavní orgány. Semena po dozrání buď volně visí na stopkách, nebo jsou uložena na zdřevnatělé šupině v šišce. Semena jsou nahá a nechráněná plodem (šiška není plod!), odtud český název celé skupiny.

Nahosemenné rostliny dělíme na dvě třídy – jinany a jehličnany

Jinany zažily svůj největší rozvoj v druhohorách, do dnešní doby se zachoval jediný zástupce jinan dvoulaločný.

Jehličnany jsou dřeviny (často vždyzelené) s jehlicovitými nebo šupinovitými listy, vytváří šištice odděleného pohlaví (samčí a samičí), mezi nejznámější zástupce patří jedle bělokorá, smrk ztepilý, borovice lesní, tis červený, modřín opadavý, jalovec obecný a zerav západní.

 

4.3.2 Rostliny krytosemenné

Oddělení krytosemenných rostlin zahrnuje vývojově nejpokročilejší rostliny. Jejich vodivá pletiva jsou dokonale vyvinutá, roztoky minerálních látek jsou efektivně vedeny cévami. Významným znakem je vznik květu jako specializovaného rozmnožovacího orgánu, který se po opylení a oplození mění v plod. Plod kryje a chrání semena (odtud český název celé skupiny).

Obr. č.10: Stavba květu

 

Krytosemenné rostliny dělíme na dvě třídy – rostliny dvouděložné a jednoděložné. V následující tabulce najdete hlavní rozdíly ve stavbě zástupců těchto skupin.

 

Obr. č.11: Tabulka jednoděložné / dvouděložné rostliny - srovnání

Mezi živočichy žadíme organismy, pro které je typický heterotrofní způsob výživy (nedovedou sami přeměňovat sluneční energii na chemickou při fotosyntéze), ve stavbě těla převařující bílkoviny (svaly) umožňující aktivní pohyb.

Všechny živočichy můžeme rozdělit na dvě velké skupiny na základě stavby těla, a to na bezobratlé živočichy - vývojově starší a obratlovce - vývojově mladší.

Do velké a rozmanité skupiny bezobratlých živočichů řadíme všechny organismy, kteří nemají vnitřní kostru jejíž osou je páteř složená z obratlů. V učivu 1. stupně se objevují jen některé skupiny bezobratlých živočichů.

 

5.1.1 Žahavci

Skupina organismů vázaných na vodní prostředí. Jejich tělo obsahuje velké množství vody. Obraně a získávání potravy slouží žahavé buňky, které jsou umístěny na povrchu těla. Na území ČR se můžeme setkat s nezmarem nebo medúzkou sladkovodní. Pro slanovodní prostředí jsou typické medúzy a koráli.

 

5.1.2 Kroužkovci

Pro kroužkovce je typická stavba těla – podlouhlá, složená z mnoha stejných kroužků, bez končetin. Kyslík přijímají celým povrchem těla. Najdeme je jak v suchozemském, ak vodním prostředí. Na souši jsou to např. žížaly, ve vodě pijavky a nitěnky.

 

5.1.3 Měkkýši

Měkkýši jsou opět velmi starou a vnitřně rozmanitou skupinou organismů. V ČR se nejčastěji setkáváme s plži, kteří jsou lidově nazývání šneci a mlži. Pro skupinu plžů je charakteristická stavba těla hlava, útrobní vak a svalnatá noha. Někteří mají útrobní vak krytý vápenitou schránkou ulitou (páskovka, hlemýžď), případně ulita chybí (slimák). Ve vodních nádržích můžeme pozorovat plže jako jsou plovatka nebo okružák. K příjmu potravy jim slouží jazyková páska, které by šlo zjednodušeně přirovnat ke struhadlu.

Stavba těla mlžů je jednodušší, hlava chybí, útrobní vak a svalnatá noha jsou ukryty ve schránce ze dvou kusů – lasturách. Jedním přijímacím otvorem do svého těla nasávají vodu, ze které filtrují potravu a zároveň z ní získávají kyslík. Druhý otvor – vyvrhovací – odvádí vodu s odpadními látkami.

V našich vodních nádržích můžeme najít např. škebli nebo velevruba.

Ve slanovodním prostředí žije skupina měkkýšů zvaná hlavonožci, do které patří chobotnice nebo sépie.

 

5.1.4 Ostnokožci

Ostnokožci žijí pouze ve slané vodě. Pro stavbu jejich těla je charakteristická radiální souměrnosti – živočich je na všechny strany stejný. Mezi ostnokožce patří např. ježovka, hvězdice nebo sumýš.

 

5.1.5 Členovci

Členovci mají nestejnoměrně článkované tělo chráněné vnější kostrou. Jednotlivé skupiny jsou přizpůsobeny prostředí, ve kterém žijí.

 

charakteristické znaky	PAVOUKOVCI	KORÝŠI	HMYZ
životní prostředí	souš	voda	souš i voda
stavba těla	hlavohruď, zadeček	hlavohruď, zadeček	hlava, hruď, zadeček
počet nohou	8	různý počet	6
křídla	-	-	až 2 páry
dýchání	vzdušnice (+ plicní vaky)	žábry	vzdušnice
rozmnožování	vnitřní	vnitřní	vnitřní
vývoj	přímý	nepřímý	nepřímý, proměna dokonalá a nedokonalá
zástupce	pavouci, sekáči, štíři a roztoči	krabi, raci, drobní planktoní korýši	brouci, motýli, ploštice, blanokřídlí, dvoukřídlí, ...

 

 

Autor textu: Mgr. Iva Frýzová

Přestože území České republiky zabírá oproti jiným státům poměrně malé území, je naše příroda velmi pestrá a rozmanitá. Na našem území zajdeme horniny vyvřelé a přeměněné tvořící např. jádra našich pohoří, ale také usazené horniny, především pískovce tvořící unikátní skalní města a krasové oblasti. V rámci mírného klimatu jsou lokálně odlišné mikroklimatické podmínky umožňující výskyt specifických organismů (příslušných do chladnějších nebo naopak teplejších oblastí) zvyšující pestrost naší flóry a fauny.

V tomto studijním textu se seznámíte:

• se základními podmínkami ovlivňujícími přírodu na území ČR.
• pravidly ochrany přírody na území ČR

 

 

Přírodu tvoří dvě hlavní složky, příroda živá (biotická) a příroda neživá (abiotická). Jednotlivé složky neživé přírody vytváří podmínky pro živé organismy. Seznamovali jste se s nimi v především v průběhu prvního (IVZ1) a částečně také druhého (IVZ2) semestru.

Geologické podloží ČR: Území ČR náleží jednak ke staršímu Českému masivu (který tvoří především vyvřelé a přeměněné horniny. Po dlouhou dobu toto území podléhalo erozi, která je přetvořila do dnešní podoby vrchovin a pahorkatin se zaoblenými vrcholy, širokými říčními údolími s malým spádem. Východ republiky náleží Západním Karpatům, výrazně mladším, tvořeným především sedimentárními horninami. Vzhledem ke svému relativnímu „mládí“ zde najdeme větší výškové rozdíly, příkrá údolí a řeky s větším spádem.

Půdy v ČR:     Na většině území ČR se nachází hnědozemě, ve vyšších polohách špatně propustné podzolové půdy, v nížinách pak menší ostrůvky černozemí. Specifické podmínky v okolí řek daly vzniknout lužním půdám, na vápencích renzinům a na horách horským půdám.

Klima ČR:        Česká republika náleží do mírného podnebného pásu, který je charakteristický pravidelným střídáním období s teplotou pod a nad 0°C. Území ČR dělíme do tří oblastí – mírně teplé (průměrná roční teplota 6 – 7°C, srážky 600-800mm), teplé (8-9°C, pod 600mm) a chladné (3-5,5°C, 900-1200mm) klimatické oblasti.

Vegetační pásy (biomy): Na převážné většině území ČR převažují podmínky pro vznik biomu Listnatý (a smíšený) opadavý les. Pouze díky vlivu člověka je velká část našeho území pokryta kulturní stepí (tedy poli a loukami). Pouze na nejvyšších horách našeho území jsou podmínky pro vznik horských jehličnatých lesů a do jižního cípu Moravy zasahuje oblast evropských stepí. Přesto by bylo chybou představovat si území naší republiky bez zásahů člověka jako jednolitý neprostupný les. Vegetace na konkrétních místech by se lišila jednak s konkrétní nadmořskou výškou (tzv. vegetační stupně), ale také v závislosti na lokálních podmínkách – podloží, naklonění vůči světovým stranám, osluněnou, převládající směr větru apod.

Vegetační stupně: Pro určité rozmezí nadmořské výšky jsou charakteristické dřeviny, které zde nachází optimální podmínky ke svému růstu. Druhové zastoupení různých rostlin se měnilo v závislosti na dlouhodobých změnách klimatu (teplotních a srážkových proměnách) a od neolitu postupně roste vliv člověka na krajinu (viz. IVZ3). Vliv člověka na krajinu však nelze považovat za jednoznačně negativní. Díky velkým zásahům (jako např. budování rybníků) a pravidelným zásahům (např. kosení luk) byla naše krajina obohacena o nová prostředí umožňující život takovým organismům, které by zde nebyly nebo byly pouze v omezené míře.

Obr. č.1 Porovnání přírodní a kulturní krajiny.

Vztahy mezi organismy a prostředím.

• Jedinci jednoho konkrétního druhu se mnohdy vyskytují na stanovištích s pro ně optimálními podmínkami - biotopech.  
• Soubor všech jedinců jednoho druhu žijícího na jednom místě v určitém čase se nazývá populace.
• Na biotopech se stejnými podmínkami nenacházíme jen jednoho druhu, ale soubor populací určitých rostlin, živočichů (a hub, bakterií, …), kterým vyhovují dané podmínky. Hovoříme pak o společenstvu organismů (např. listnatého lesa, lužní lesa, kulturní louky, mokřadu, …)  obývající společnou část životního prostoru – biotop (listnatý les, lužní les, kulturní louka, mokřad, …). Organismy jednoho společenstva na sebe navzájem působí a ovlivňují se – např. přemnožení určitého býložravce může vést k větší konzumaci rostlin, zvýší se počet predátorů. Velké množství býložravců si zlikviduje potravní zdroje, v důsledku toho hladoví, jejich počet se sníží, což řetězově sníží počet predátorů.
• Život společenstva však neovlivňují pouze vztahy mezi jednotlivými populacemi nebo uvnitř populací, ale také složky neživé přírody. Neživé i živé části přírody daného místa v daném čase spoluvytváří ekologický systém, tzv. ekosystém. (Ve výuce na 1. stupni používáme pojem společenstvo místo odborně správnějšího biocenóza. Vzhledem ke komplexnosti a složitosti vztahů v ekosystémech se tomuto pojmu také vyhýbáme a používáme pouze obecnější označení místa výskytu jako jsou biotop nebo stanoviště).

 

 

Ekosystémy na území ČR: Každé místo, i intenzivně využívané člověkem, představuje určitý ekosystém. Z hlediska vzniku dělíme

ekosystémy na PŘIROZENÉ, případně jen málo ovlivněné člověkem a ekosystémy UMĚLÉ.

Přirozené ekosystémy se na našem území vyskytují vzhledem k tisíciletému období využívání krajiny člověkem jen minimálně a jsou předmětem ochrany. Mnohem častěji se setkáváme s ekosystémy, které jsou více či méně člověkem ovlivněné – např. změnou druhové skladby rostlin, pravidelným kosením, odvodněním území či naopak zatopením apod. I mnohé umělé ekosystémy (především ty unikátní nebo s výskytem chráněných druhů) mohou být předmětem ochrany.

LESNÍ EKOSYTÉMY

Lesní ekosystémy obecně nacházíme v oblastech, kde je dostatečné množství srážek po celý rok. Pro tyto ekosystémy je charakteristická přítomnost stromového patra, dále pak keřového, bylinného a mechového patra. Platí ovšem pravidlo, že čím jsou koruny dřevin méně propustné pro světlo, tím jsou spodní patra chudší. Na území ČR by měly být lesní ekosystémy v převaze, na mnohých místech však byly nahrazeny kulturní stepí (pole a louky), ve většině lesů pak bylo pozměněno jejich druhové složení.

Lužní lesy – se přirozeně vyskytují v teplých oblastech ČR v okolí velkých řek, jako jsou Labe, Morava, Dyje a další. Díky jarnímu tání, které přináší do těchto oblastí dostatek vody, bývají rozsáhlá území v okolí řek pravidelně zaplavována. Proto zde najdeme především takové druhy dřevin, které toto zatopení dobře snáší. Jedná se např. o vrby, olše, topoly a střemchy.  Tyto oblasti se nedají dobře zemědělsky ani jinak hospodářsky využívat, proto zůstaly v místech bez výrazné regulace vodního toku zachovány ve své přirozené podobě.

Dubové a dubovohabrové lesy (doubravy a dubohabřiny) – se přirozeně vyskytují v nejteplejších oblastech ČR v nižších nadmořských výškách, nejčastěji do 400m n.m.. Nejčastějšími dřevinami těchto lesů jsou dub zimní, dub letní, dub pýřitý, ale také habr, lípa a líska.

Bukové a jedlovo-bukové lesy (bučiny a jedlobučiny) – bukové lesy postupně přecházejí v jedlovo-bukové lesy od 400 m n.m. do 1000 m n.m. , tedy v oblastech s chladným klimatem a vyššími srážkami. Typickými dřevinami těchto lesů jsou buk lesní, jedle bělokorá, javor klen a jilm horský. Díky svému kvalitnímu dřevu byly tyto lesy intenzivně těženy a na jejich místě vysazován rychle rostoucí smrk. Dnes jsou zbytky těchto přirozených lesů předmětem intenzivní ochrany.

Borové lesy (bory) – nejsou vázány na konkrétní nadmořskou výšku, ale na podloží neschopném zadržet dostatek vody. Vyskytují se na suchých skalách (tzv. reliktní bory) nebo na písčitých či štěrkových půdách (borové doubravy). Tyto lesy tvoří výhradně borovice lesní, případně v kombinaci s dubem. V přirozených borových lesích jsou jednotlivé stromy různověté a jejich kmeny pokroucené. V těchto lesích často chybí keřové patro.

Horské smrkové lesy (smrčiny) – se přirozeně vyskytují v nejchladnějších oblastech ČR, protože dobře snáší mrazy a nejsou náročné na množství minerálních látek (živin) v půdě. Tvoří tzv. horní hranici lesa, za kterou následují jen kleče a horské louky. Vyskytují se v nejvyšších pohořích ČR.

Kulturní lesy – jsou na našem území v převaze. Snadno se poznají podle dvou kritérií – jejich druhová skladba neodpovídá přirozenému výskytu (např. smrky v nižších polohách) a stejnověkost (většina stromů se stejným obvodem kmene). Tyto znaky odpovídají intenzivnímu hospodaření v těchto lesích, kdy je určité území v pravidelných intervalech kompletně vykáceno a následně osazeno. Takové monokulturní lesy jsou náchylné k přírodním kalamitám (škůdci či počasí). Lesníci se snaží tyto lesy postupně měnit směrem k přirozenější skladbě dřevin, nahrazování jehličnanů listnáči a výběrovou těžbou.

Paseky – vznikají jako dočasně odlesněné plochy. Změna podmínek, především intenzivní sluneční svit, má přímý vliv na růst rostlin. Objevují se zde světlomilné a rychle rostoucí druhy rostlin, jejichž růst byl dosud potlačen. Postupným zarůstáním paseky se vše vrací do původního stavu.

STEPNÍ EKOSYSTÉMY

Stepní ekosystémy se na našem území vyskytují přirozeně pouze ostrůvkovitě. Nacházíme je v nejteplejších oblastech do výšky 500 m n.m. Současně je pro ně typická převaha odparu vody nad srážkami, což může být dáno nakloněním reliéfu k jihu, specifickým podložím (vápence, hadce) apod. Pro stepní ekosystémy je přirozený výskyt pouze bylinného s převažujícími travinami a mechového patra. Přechodem mezi stepním a lesním ekosystémem jsou lesostepi s keři a solitérně rostoucími stromy.

Stepi a lesostepi – jsou přirozeně na našem území velmi vzácné a v závislosti na podloží mají různou podobu. Jedná se o tzv. vápnomilné skalní stepi, kyselé skalní stepi nebo stepi na písčitých půdách.

Louky a pastviny – jsou nejčastější podobou kulturních stepí. Louky jsou ovlivňovány pravidelným kosením, kdy během několika dní sklizena a odvezena většina biomasy z území. Následně pak louku zarůstají převážně světlomilné druhy. Oproti tomu na pastvinách dochází k různě intenzivní výběrové pastvě. Některé rostliny chovaní živočichové preferují, jiným se naopak vyhýbají, což přispívá k jejich následnému šíření. Současně je trusem živočichů pastvina průběžně obohacována o humus.

Meze, úhory, větrolamy – druhově chudé ekosystémy mohou obohatit biokoridory – pruhy či linie s odlišnou vegetací, které poskytují útočiště a potravu pro další druhy organismů. Jako větrolamy se označují pásy dřevin vysázené v krajině, aby se tlumil erozivní účinek větru (např. akát, pajasan, morušovník, jilmy, topoly, ptačí zob, svída a další). Na mezích a úhorech pak často nacházíme keře, jako jsou růže šípková, trnka, bez černý, třešeň ptačí, líska, hloh, tavolník, brslen a další.

Pole – je člověkem nejvýrazněji ovlivněný ekosystém. Díky vlivu člověka na něm zcela chybí všechna patra mimo bylinného, ve kterém výrazně převažuje pěstovaná plodina doprovázena různě velkým počtem plevelů. Navíc zde dochází rok od roku ke změně pěstované plodiny, což následně ovlivní výskyt doprovodných plevelů i živočichů. Jedná se tedy o ekosystém dočasný.

VODNÍ EKOSYSTÉMY

Vodní ekosystémy jsou výrazně závislé na vodě, avšak i mezi nimi jsou výrazné rozdíly. Život ve vodních ekosystémech ovlivňuje teplota vody (dáno rychlostí toku a hloubkou), obsahem kyslíku ve vodě (čím studenější, tím více), obsahem organických látek a dalšími. Výraznější zásah do podmínek vodních ekosystémů často vede k jejich proměně až zániku. Základní dělení vodních ekosystémů je tekoucí a stojaté.

Tůně a mokřady – jsou charakteristické vysokou hladinou spodní vody, což jsou podmínky, které snesou jen některé rostliny jako jsou rákos, orobinec, ostřice, sítiny zarůstající poměrně velkou plochu, máta vodní nebo blatouch. Dřevinám se zde dlouhodobě nedaří, přežívají zde jen vrby, olše nebo střemchy. Mokřady jsou druhově velmi pestré, protože nacházíme organismy jak vodních, tak stepních ekosystémů. Bohužel byly v minulosti často vysoušeny nebo naopak přeměňovány na rybníky.

Řeky – jsou velmi rozmanitými ekosystémy, neboť se proměňují od pramene až ke svému ústí spolu s tím, jak se zpomaluje tok a přibývá v něm organických látek. V dnešní době jsou také břehy toků výrazně pozměněny regulacemi a zpevňováním. Přímo ve vodním toku rostou např. hvězdoš, rdest, rdesno a lakušník, na březích pak (lilek) potměchuť, rozpuk, krtičník, v posledních letech pak invazivní netýkavka žláznatá. S postupným zklidněním a rozšířením toku souvisí výskyt typických živočichů, z nichž jsou nejvýznamnější ryby. Právě od ryb se odvíjí názvy jednotlivých říčních pásem – pstruhové, lipanové, parmové a cejnové.

Rybníky – jsou umělé vodní nádrže s relativně malou hloubkou (do 3m) a rozsáhlým příbřežním pásmem. V rybnících se hospodaří tak, aby nezarůstaly vegetací a byly vhodné pro svou hospodářskou funkci – produkci ryb.  Na březích rybníků nacházíme nejčastěji rákosí, orobinec, ostřici, rdest, přímo na vodní hladině pak lakušník, stulík, případně lekníny.

Přehrady – jsou umělé nádrže na vodních tocích. Mají některé typické znaky ekosystémů stojatých, tak i tekoucích. Vliv na výskyt organismů v přehradách a nejbližším okolí má rychlost obnovy vody v přehradě a také její funkce (např. zásobárna pitné vody, rekreační funkce apod.)

Jezera – jsou přirozené vodní nádrže. Území ČR je na jezera velmi chudé. Samotná jezera jsou druhově velmi chudá, daří se zde především řasám a sinicím.

Dále se na území ČR nachází unikátní ekosystémy jako např. rašeliniště, jeskyně a propasti,

BIOTOPY VÝZNAMNĚ POZNAMENANÉ ČLOVĚKEM

Lidé nejvíce ovlivňují bezprostřední okolí svých sídel. V zahradách a parcích vysazujíc nepůvodní, okrasné druhy, záměrně potlačují růst jiných druhů (škůdců a plevelů). V neposlední řadě se na podobě biotopů v okolí sídel podílí intenzita kosení travních porostů a jejich využívání. Mimo záměrně pěstovaných rostlin okolí sídel umožňuje život takovým druhům, které by jinde prospívaly jen obtížně – vysoký obsah dusíku prospívá např. bezu, kopřivě, vlaštovišníku a pelyňku, častému kosení odolávají pampelišky a čičorka. V ulicích jsou vysazovány u nás nepůvodní jírovce, platany, okrasné třešně nebo jeřáby. Mezi biotopy výrazně ovlivněné člověkem patří zahrady, parky, travní plochy nebo také hřbitovy.

BIOTOPY DEVASTOVÉ A REKULTIVOVANÉ

Vlivem těžby nebo průmyslové činnosti byla některá místa ČR trvale změněna. Příčin může být hned několik – např. odstranění půdy, znečištění vzduchu, vody a následně půdy jedovatými látkami, zasolením, hnojivy apod. V místech, kde je to možné, např. po skončení těžby nebo útlumu průmyslové výroby dochází k obnově krajiny – tzv. rekultivaci. V případě, kdy není území výrazně znečištěno jedovatými látkami, k obnově krajiny dochází samovolně bez vlivu člověka. Některé výzkumy dokonce prokazují, že účinnost samovolného obnovení krajiny je rychlejší a efektivnější než při záměrných zásazích rekultivačních firem. Nejprve se na území dostanou jednoleté byliny, jako jsou pcháče a bodláky, lebeda, následovány dalšími bylinami a dřevinami jako jsou bez černý, bříza, jasan, javory, jeřáb nebo svída. Rostliny pak poskytují potravu a úkryt živočichům, takže se postupně obohacuje i jejich druhové složení.

Studijní text zpracován s využitím textů a informací z www.ochranaprirody.cz

Všechny státy se obecně starají o ochranu přírody na svém území.

• Nejvyšším orgánem ochrany přírody v ČR je ministerstvo životního prostředí (MŽP ČR). Ministerstvo připravuje podklady k zákonům souvisejícím s ochranou přírody, připravuje podklady k vyhlášení NP a CHKO.
• Dalším v řadě je Agentura ochrany přírody (AOPK) a její krajská střediska. Tato agentura má za úkol
  • sledování stavu, změn a vývojových trendů vybraných biotopů a populací ohrožených druhů a krajiny
  • vedení Ústředního seznamu ochrany přírody (ÚSOP) a centrální státní dokumentace ochrany přírody a krajiny, vedení specializované knihovny a správního archivu vytváření, správa a vedení Informačního systému ochrany přírody (Portál ochrany přírody a Mapový server)
  • odbornou podporu výkonu státní správy, metodická a znalecká činnost, a to zejména prostřednictvím regionálních pracovišť, 6 krajských středisek
  • výkon státní správy v ochraně přírody a krajiny na území 24 chráněných krajinných oblastí a na ostatním území ČR v rozsahu daném zákonem č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, a to zejména prostřednictvím 24 regionálních pracovišť.
  • realizace praktických opatření na ochranu přírody a krajiny na území 24 chráněných krajinných oblastí a maloplošných zvláště chráněných území, tj. národních přírodních rezervací a památek na území celé ČR, včetně vymezování bezzásahových lokalit (budoucích pralesů)
  • administraci celostátních dotačních programů (zejména krajinotvorných programů) i vybraných fondů Evropských společenství zaměřených na ochranu přírody a krajiny
  • vyplácení finančních náhrad za ztížení zemědělského a lesnického hospodaření a při hospodaření na rybnících
  • správu státního majetku ve zvláště chráněných územích ČR
  • osvětu a šíření informací v oblasti ochrany přírody a krajiny, poradenství a vzdělávání (EVVO)
  • mezinárodní spolupráci v ochraně přírody a krajiny. AOPK ČR je mj. členem konsorcia Evropského tématického střediska biologické rozmanitosti a vědeckým orgánem Úmluvy o mezinárodním obchodu ohroženými druhy volně žijících živočichů a rostlin (CITES) v ČR
  • zajištění dále například strážní činnosti v chráněných územích
• Odbory (referáty) životního prostředí na úrovni krajských měst a jednotlivých pověřených obcí.
• Správy národních parků a chráněných krajinných oblastí
• Česká inspekce životního prostředí (ČIŽP), která pouze dohlíží na dodržování zákonů a platných norem souvisejících s životním prostředím.

 

V ochraně přírody rozlišujeme dva přístupy – PASIVNÍ A AKTIVNÍ. Pasivní přístup zahrnuje územní ochranu a ochranu objektů (živých organismů nebo neživých památek – např. skalních útvar). Aktivní přístup je označení pro činnosti člověka, kterými záměrně působí v krajině za účelem jejího navrácení k původnímu stavu. Jsou to např. výsadba stromů v lese blízká původnímu druhovému složení (místo smrkových monokultur), budování dílčích hrází a tůněk na regulovaných tocích, odchov vybraných živočichů v zajetí a jejich opětovné vypouštění do přírody a podobně. V neposlední řadě pak s ochranou přírody souvisí vzdělávací činnost, ať už se jedná o budování naučných stezek, informačních panelů či osvětových akcí pro školy či širokou veřejnost.

Druhová ochrana souvisí s ochranou konkrétních druhů organismů (živočichů, rostlin a hub), především těch, které jsou ohroženy vyhynutím. Druhová ochrana zahrnuje:

• mapování druhů -  získávání informací o rozšíření a početnosti zvláště chráněných a ohrožených druhů rostlin a živočichů
• monitoring druhů - sledování dlouhodobého vývoje společenstev a populací druhů na vybraných lokalitách

Do některých z těchto aktivit se může zapojit i široká veřejnost, informace o mapování a monitoringu vybraných druhů organismů jsou dostupné např. na www.biolib.cz

Údaje získané z mapování a monitoringu druhů slouží např. k vyhlášení chráněných území, plánování péče o chráněná území a stanovení seznamů ohrožených druhů organismů – seznamy jsou dostupné ve  vyhlášce č. 395/1992 Sb. - příloha II a III.

Pro vybrané druhy rostlin a živočichů se připravují záchranné programy, jejichž cílem je minimalizovat negativní faktory způsobující ohrožení daného druhu a zvýšit početnost populace na úroveň nezbytnou pro trvalou existenci druhu.

Obecná druhová ochrana stanoví ochranu všech druhů rostlin a živočichů před zničením, poškozováním, sběrem či odchytem, který vede nebo by mohl vést k ohrožení těchto druhů, zániku populace druhů nebo zničení ekosystému, jehož jsou součástí. Nesmí dojít k jakémukoli ohrožení existence druhu (jako celku) žijícího na území České republiky.

 

Zvláštní druhová ochrana je zaměřena na ty druhy rostlin a živočichů, které jsou v našich podmínkách přirozeně vzácné nebo jejichž populace jsou snadno zranitelné, vědecky nebo kulturně velmi významné, jsou chráněny jako druhy zvláště chráněné a platí pro ně přísnější režim ochrany.

Zvláště chráněné druhy jsou dle stupně ohrožení rozděleny do tří kategorií (ohrožené, silně ohrožené a kriticky ohrožené). Ochrana těchto organismů spočívá v ochraně každého jedince ve všech jeho vývojových stádiích. Současně je zakázáno kromě jiného chytat, usmrcovat, chovat či jinak komerčně využívat zvláště chráněné živočichy a sbírat, držet, pěstovat a komerčně využívat zvláště chráněné rostliny.

Významným nástrojem zvláštní druhové ochrany je ochrana biotopů, tedy životního prostředí zvláště chráněných druhů, jako základního předpokladu jejich existence.

 

CITES je zkratka anglického názvu Úmluvy o mezinárodním obchodu ohroženými druhy volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora – CITES).

Je známa také jako Washingtonská úmluva, protože byla smluvena v hlavním městě USA dne 3. března 1973. Československo se k úmluvě připojilo 28. května 1992 jako v pořadí stočtrnáctý stát a jedna z posledních zemí v Evropě. Česká republika uplatňuje úmluvu nepřetržitě od rozdělení Československa (1. ledna 1993).

 

CITES je dnes globální mezinárodní smlouvou, která je však silně podporována významnými mezinárodními ochranářskými nevládními organizacemi. Cíle CITES jsou chránit biologickou rozmanitost a přispívat k jejímu udržitelnému využívání, zajistit, aby se žádný druh volně žijících živočichů nebo planě rostoucích rostlin nestal nebo nezůstával předmětem neudržitelného využívání mezinárodním obchodem, a tak přispět k významnému snížení míry ztráty biologické rozmanitosti.

 

Územní ochrana je zakotvena v zákoně č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, a jeho prováděcích vyhláškách 395/1992 Sb. a 64/2011 Sb. V České republice jsou dvě úrovně zvláště chráněných území (ZCHÚ). Jedná se o velkoplošná zvláště chráněná území (VZCHÚ) a maloplošná zvláště chráněná území (MZCHÚ). Se vstupem do Evropské unie vyvstala povinnost vymezení soustavy chráněných území Natura 2000, která jsou již také zakotvena v zákoně.

 

Chráněná území jsou označena po svém obvodu. Na přístupových cestách tabule jsou to tabule se státním znakem a označením kategorie ochrany, mimo cesty pak vyznačením na stromech – směrem vně území dva červené pruhy o šířce 5 cm, směrem dovnitř pak pouze jedním červeným pruhem.

 

Obr. 1 a 2: Velký státní znak pro označení NP, CHKO, NPR a NPP, malý státní znak pro označení PR nebo PP.

 

Obr. 3 : Označení chráněného území mimo přístupové cesty

 

Velkoplošná zvláště chráněná území:

• Národní park (NP)

Národní parky jsou rozsáhlá území, jedinečná v národním či mezinárodním měřítku. Značnou část národních parků zaujímají přirozené nebo lidskou činností málo ovlivněné ekosystémy, v nichž rostliny, živočichové a neživá příroda mají mimořádný vědecký a výchovný význam v mezinárodním nebo národním měřítku. Národní parky nepodléhají správě Agentury ochrany přírody a krajiny ČR, ale mají vlastní správu národního parku.

Území národního parku je členěno na I. až III. zónu.

1. zóna (PŘÍRODNÍ JÁDROVÁ) – přírodní a přírodě blízká společenstva, bezzásahová nebo jen s minimálními zásahy člověka.
2. zóna (PŘÍRODĚ BLÍZKÁ, OCHRANNÁ) – mozaika přírodě blízkých a člověkem pozměněných společenstev,
3. zóna (OKRAJOVÁ)  - výrazně pozměněná krajina se zástavbou

 

Na území NP se nesmí stavět silnice, dálnice, provádět chemické posypy cest, regulovat vodní toky, těžit nerosty a horniny, chovat lovnou zvěř, vypouštět a vysazovat nepůvodní druhy živočichů a rostlin.

 

Národní parky jsou zřizovány zákonem, tedy schválením parlamentu a senátu ČR. V České republice jsou momentálně čtyři národní parky (NP): Krkonošský NP, NP Šumava, NP České Švýcarsko a NP Podyjí.

 

• Chráněné krajinné oblasti (CHKO)

Chráněné krajinné oblasti jsou rozsáhlá území s harmonicky utvářenou krajinou, charakteristicky vyvinutým reliéfem, významným podílem přirozených ekosystémů lesních a trvalých travních porostů, s hojným zastoupením dřevin, popřípadě s dochovanými památkami historického osídlení.

O správu CHKO má na starosti Agentura ochrany přírody a krajiny prostřednictvím regionálních pracovišť – správ CHKO (pouze CHKO Šumava spravuje Správa NP Šumava). Kromě správy vlastního území CHKO mají správy CHKO ve své kompetenci také péči o maloplošná chráněná území národních kategorií NPP a NPR.

Ochrana těchto oblastí je odstupňována zpravidla do 4 zón, jimiž se určují limity hospodaření a jiného využívání přírodních zdrojů. Hospodářské využití se provádí s ohledem na zachování a podporu jejich ekologické funkce. Součástí první - nejpřísnější - zóny jsou zvláště chráněná území menší rozlohy – tzv. maloplošná zvláště chráněná území (MZCHÚ). Tato území jsou vyhlašována nařízením vlády.

V současné době v ČR 25 CHKO - viz. mapka.

Obr.4 : NP a CHKO na území ČR.

 

Maloplošná zvláště chráněná území

• Národní přírodní rezervace (NPR) jsou definovány jako menší území mimořádných hodnot, kde jsou na přirozený reliéf s typickou geologickou stavbou vázány ekosystémy významné a jedinečné v národním či mezinárodním měřítku. Území v této kategorii vyhlašuje ministerstvo životního prostředí.
• Národní přírodní památky (NPP) jsou definovány jako přírodní útvary menší rozlohy (zejména geologický či geomorfologický útvar, naleziště nerostů nebo vzácných a ohrožených druhů ve fragmentech ekosystémů) s národním nebo mezinárodním ekologickým vědeckým či estetickým významem, a to i takový, který formoval svou činností člověk. Území v této kategorii vyhlašuje ministerstvo životního prostředí.
• Přírodní rezervace (PR) jsou definovány jako menší útvar soustředěných přírodních hodnot se zastoupením ekosystémů typických a významných pro příslušnou geografickou oblast. Území v této kategorii vyhlašuje příslušný krajský úřad nebo správa CHKO, pod kterou území spadá.
• Přírodní památky (PP) jsou přírodní útvary menší rozlohy (zejména geologický či geomorfologický útvar, naleziště vzácných nerostů nebo ohrožených druhů ve fragmentech ekosystémů) s regionálním ekologickým, vědeckým či estetickým významem, a to i takový, který formoval svou činností člověk. Území v této kategorii vyhlašuje příslušný krajský úřad nebo správa CHKO, pod kterou území spadá.

 

NATURA 2000

Natura 2000 je soustava chráněných území, která vytvářejí na svém území podle jednotných principů všechny státy Evropské unie. Cílem této soustavy je zabezpečit ochranu těch druhů živočichů, rostlin a typů přírodních stanovišť, které jsou z evropského pohledu nejcennější, nejvíce ohrožené, vzácné či omezené svým výskytem jen na určitou oblast (endemické).
 

Vytvoření soustavy Natura 2000 ukládají dva nejdůležitější právní předpisy EU na ochranu přírody:

1) směrnice 2009/147/EHS, o ochraně volně žijících ptáků („směrnice o ptácích“)

2) směrnice 92/43/EHS, o ochraně přírodních stanovišť, volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin („směrnice o stanovištích“)
Na základě směrnice o ptácích jsou vyhlašovány ptačí oblasti (PO) pro ochranu volně žijících ptáků. Na základě směrnice o stanovištích vyhlašují státy evropsky významné lokality – EVL pro evropsky významné druhy a typy přírodních stanovišť. Seznam konkrétních typů stanovišť a druhů vyskytujících se na území ČR (tzv. předmětů ochrany) je uvedne ve vyhlášce č. 166/2005 Sb. a v nařízení vlády č. 51/2005 Sb. Dohromady ptačí oblasti a evropsky významné lokality tvoří soustavu chráněných území Natura 2000. Více informací naleznete na www.natura2000.cz

Přehled ZCHÚ a lokalit soustavy Natura 2000 v ČR i detailní informace o jednotlivých územích můžete najít v Digitálním registru Ústředního seznamu ochrany přírody.

 

Pro chráněná území platí dle zákona č. 114/1992 Sb. některá omezení v závislosti na jejich kategorii a pro národní parky a chráněné krajinné oblasti i v závislosti na jejich zonaci. Zákonem stanovené základní ochranné podmínky pro kategorie chráněných území naleznete zde (§16 pro NP, §26 pro CHKO, §29 pro NPR a §34 pro PR).

1. Seminární práce:

Seminární prací je vytvoření portfolia z podkladů k regionálnímu kabinetu, který by učitelé 1. stupně měli využívat při výuce předmětů o přírodě a společnosti. Studenti si vytvoří podklady k momentálnímu místu bydliště. (Portfolio není seminární prací jen tohoto semestru, ale mělo by se postupně rozšiřovat a obohacovat o další materiály během 4. semestrů výuky odborných předmětů Integrovaný vědní základ pro výuku o přírodě a společnosti 1-4 a Praktikum k výuce o přírodě a společnosti 1-4.)

Závazné materiály pro portfolio:

1) Záznam z měření teploty po dobu 14 dnů, včetně porovnání s týdenní předpovědí během sledovaného období. Šablona viz. Učební materiály předmětu - blok I.https://is.muni.cz/auth/el/1441/jaro2015/ZS1BK_IVZ2/um/39480125/  

2) Měsíční data za rok 2014 z meteorologické stanice CHMÚ nejblíže místu bydliště - k dohledání na http://portal.chmi.cz/portal/dt?action=content&provider=JSPTabContainer&menu=JSPTabContainer/P4_Historicka_data/P4_1_Pocasi/P4_1_9_Mesicni_data&nc=1&portal_lang=cs#PP_Mesicni_data

3) Podnebná charakteristika místa bydliště - počet letních dnů, zimních dnů, počet dnů se sněhovou pokrývkou, ... Viz. Školní atlas České republiky.

4) Fotografie krajiny v nejbližším okolí obce. Porovnání, které biotopy by se měly v okolí obce vyskytovat vzhledem k nadmořské výšce a místním poměrům a které biotopy se v okolí obce vyskytují ve skutečnosti.

5) Vyhledat v mapě (např. www.ochranaprirody.cz) NP nebo CHKO nejblíže svému bydlišti a sepsat si informace o tomto velkoplošném chráněném území.

6) Vyhledání informací (případně i fotografií) o maloplošných chráněných územích (NPP, NPR, PP, PR, památné stromy) v katastru místa bydliště. Základní vyhledávání doporučuji přes http://drusop.nature.cz/ost/chrobjekty/zchru/index.php?frame (stačí vyplnit název obce) dále pak již přes vyhledavače přejít na konkrétní lokalitu.

Zápočtový test:

Písemná část testu je zaměřena na zjišťování znalostí z témat probíraných během semestru - Podnebí a počasí (I. blok), Biomy světa (II. blok), Chemické složení a děje v živých organismech (III. blok), Vlastnosti živých organismů (IV. blok), Poznávání živých organismů (V. blok) a Ochrana přírody v ČR (VI. blok).

Poznávací část testu je zaměřena na poznávání vybraných živočichů, obratlovců i bezobratlých včetně základních informací o těchto organismech viz. V. blok.

K poznávání bezobratlých živočichů je možné využít určovací klíče (Klíč k určování schránek vybraných živočichů, Klíč k určování brouků, Klíč k určování motýlů, Klíč k určování ploštic, Klíč k určování blanokřídlých a dvoukřídlých, Klíč k určování ostatních zástupců hmyzu, Klíč k určování korýšů a pavoukovců).

K poznávání obratlovců není možné využít žádné pomůcky mimo seznam těchto živočichů s údaji o případném stupni jejich ochrany. Formulář k poznávací části testu si můžete prohlédnout na https://is.muni.cz/auth/el/1441/jaro2015/ZS1BK_IVZ2/um/55771824/Test_IVZ2_2_cast.docx

Celková doba trvání testu je 60 min.