Bi2BP_EKOP
EKOP2:
Ekologické faktory ovzduší
– hustota vzduchu, mimozemské záření,
světlo, biorytmy, fotoperiodismus, klidové
stavy, orientační reakce, teplota, vlhkost,
atmosférický tlak, proudění vzduchu,
kyslík, oxid uhličitý
Hustota a nosnost vzduchu
· aeroplankton
· aktivně létaví živočichové – asi 78 % živočichů je schopno
letu (z toho téměř 99 % hmyz), aerodynamický tvar těla,
konvergentní přizpůsobení tvaru těla a způsobu letu
Mimozemské záření
· záření radioaktivní – působí somaticky a geneticky
· záření ultrafialové – nad 260 nm vyvolává např. zčervenání
pokožky, pod 260 nm má letální účinky, způsobuje hynutí
· viditelné záření
· záření infračervené – tepelné, ovlivňuje termoregulační
mechanismy
vedle přímého záření (insolace) působí i světlo difúzní
Světlo (viditelné záření)
260-760 nm
světlo ovlivňuje živočichy:
 intenzitou (chování živočichů)
 spektrálním složením (zbarvení těla a jeho změny)
 délkou působení (fotoperiodické reakce)
 stupněm polarizace (migrace mořských i suchozemských
živočichů)
 směrem působení (polohové a pohybové reakce)
 nepřímo fotosyntézou (potrava)
Tolerance živočichů ke světlu
stenofotní x euryfotní
světlomilní (fotofilní, heliofilní)
stínomilní (skiofilní)
temnomilní (fotofobní, heliofobní)
temnostní formy (afotní) = závisí na světle nepřímo, troficky, mají
výrazná specifická přizpůsobení (zánik zrakových orgánů, ztráta pigmentace
pokožky, zánik periodicity některých životních projevů atd.)
troglobionti – žijí v jeskyních
kavernikolní formy – žijí v dutinách
euedafonti – žijí v půdě
stygobionti – žijí v podzemních vodách
abysální formy – žijí v mořských hlubinách
endoparaziti – žijí v tělech různých hostitelů
Biologické rytmy (tzv. biologické hodiny)
jsou pravidelné oscilace životních projevů navozené různými
faktory. Tato periodicita může být vázána na světlo, především
na změnu v délce světelné části dne = fotoperiodismus
- ovlivňuje především děje spojené s reprodukcí. Dochází k
synchronizaci pohlavní aktivity s ročními sezónami, u obratlovců
světlo hormonálně urychluje vývoj zárodečných žláz
a současně s tím zvyšuje pohlavní aktivitu dospělých jedinců
změnou fotoperiody lze vyvolat posun doby rozmnožování
u savců ovlivňuje také línání, shromažďování tuku, migrace
u hmyzu sezónní změny tvaru, velikosti a zbarvení těla
= sezónní dimorfismus (polymorfismus) např. babočka síťovaná,
která má jarní a letní formu
vnější faktor usměrňující frekvenci rytmů se označuje jako časovač
(synchronizátor)
Příklad vlivu fotoperiody na vybarvení = sezónní dimorfismus
(Losos a kol., 1984)
(Losos a kol., 1984)
Rytmy dle délky periody:
 ultradiánní = kratší než den
 cirkadiánní = dlouhé přibližně 24 hodin
 polyfázické = rychlé střídaní aktivity a pasivity, aktivní
několikrát během 24 hodin, např. myšovití
 difázické = dvě fáze aktivity za 24 hodin, soumračné
druhy, např. sysel , myšivka, soumračný
hmyz
 monofázické = jedna fáze aktivity za 24 hodin,
noční a denní druhy, např. většina ptáků a savců
Druhy živočichů podle doby aktivity:
 denní (diurnální) =aktivní ve dne
 noční (nokturnální) = aktivní v noci
 soumračné (krepuskulární) = aktivní ráno a večer
 indiferentní (arytmické) = střídání světla a tmy nenavozuje
rytmus
Orientační reakce
= polohová či pohybová reakce vyvolaná vnějším
podnětem
1. tropismus = zaujímání určité polohy vůči podnětu,
většinou světlu = fototropismus - u rostlin a přisedlých
živočichů (např. někt. žahavců)
2. kineze = změna rychlosti nebo druhu pohybu jako
odpověď na změnu síly podnětu, rozhodující je intenzita,
ne směr, zesílení podnětu pohyb urychlí, zeslabení
zpomalí, podnětem např. látka rozpuštěná ve vodě,
množství potravy nebo světlo - fotokineze = ke světlu
nesměrované pohyby, kdy je vyhledáváno místo s
nejvhodnějším osvětlením, při náhlém osvětlení zmateně
pobíhají různým směrem, např. prvoci.
3. taxe = složitější orientační chování, pohyb je ve
vztahu ke směru působení podnětu, u živočichů s
vyvinutými párovými smyslovými orgány, dle směru
pohybu existují pozitivní taxe = pohyb k podnětu
a negativní taxe = pohyb od podnětu
dle podnětu: fototaxe (světlo), termotaxe (teplota),
chemotaxe (chem. látky), geotaxe (gravitace),
galvanotaxe (el. proud)
existují i složitější formy orientace
4. pilotování = orientace dle pozemních značek do nevelké
vzdálenosti, např. kutilky
5. navigace = zjištění a zachování směru k vzdálenému cíli bez
pozemních značek, např. orientace dle slunce a hvězd u tažných ptáků
či orientace k magnetickému poli Země – racek, špaček atd.
Klidové stavy
• dormance = částečná či úplná nehybnost, relativní či absolutní
nečinnost smyslových orgánů a nervové soustavy; není důsledek
vyčerpání, obecný termín pro klidové stavy
• kviescence = nejjednodušší forma dormance, kdy se do klidového
stavu přechází bezprostředně následkem změny vnějších podmínek
• anabióza = klidový stav v kritickém období života, úplná
dehydratace, neprostá nepohyblivost; zvyšuje toleranci, může trvat i
několik let (prvoci, háďátka, vířníci…)
• diapauza = zastavení nebo zpomalení životních projevů
bezobratlých (především členovců) v určitém druhově specifickém
životním období; je nezbytnou součástí ontogeneze, je přizpůsobením
na období zimy či sucha
fakultativní = diapauzují jen jedinci jedné z generací
obligatorní = diapauzují všichni jedinci (je jen jedna generace)
 spánek = stav snížené aktivity, který trvá méně než 24 hodin; útlum
nejvyšších funkcí CNS a různý stupeň útlumu smyslových orgánů, nepatrný
pokles teploty a metabolismu, probuzení trvá méně než 1 hodinu, chování
těsně před usnutím je druhově specifické; teplokrevní živočichové
 hypotermie = stav strnulosti (klidový stav) do kterého se dostávají
endotermní živočichové. Hypotermní letargie může mít formu hibernace
(zimní spánek), může to však být různě dlouhý cyklus, některé jsou jen
několikahodinové = denní letargie.
 hypertermie = stav strnulosti do kterého upadají živočichové při
vysokých teplotách (většinou kolem 45-50°C), životní projevy slábnou,
snižuje se aktivita Má formu estivace = letního spánku; zpomalení
pochodů v letním suchém období, snížení tělesné teploty, úkryt pod zemí
nebo v dutinách, navozena hlavně nízkou vzdušnou vlhkostí, např. stepní
sysel, poloopice, někteří vačnatci; někdy se sem řadí klidové stavy
obratlovců ve vysychajících vodách (bahník) nebo pouštních plazů
Nejdelší nepřerušovaný spánek byl pozorován u plcha velkého – 114 dní.
nepravý zimní spánek = krátké období, jen to
nejnepříznivější, přerušovaný, např. veverka, medvěd,
jezevec
Hibernace
= přezimování, zimní spánek; stav letargie u četných
skupin savců během chladného období roku; pokles
teploty těla, snížení úrovně metabolismu – dýchání, tlak
krve; před započetím hromadí tuky; je možný přechod
ze spánku do bdělosti vlivem intenzivního vnějšího
podmětu = řízená hypotermie (heterotermie); např.
myšivka, plši, sysel, netopýři.
Hibernace je podmíněna endogenně (vnitřně) a je často několikrát přerušována.
(Losos a kol., 1984)
1. Světlo: intenzita
Teplota
Termobiologické typy živočichů
 studenokrevní (poikilotermní, exotermní) = produkují
málo tepla, které snadno ztrácejí, rychle přijímají
teplo ze svého okolí, teplota jejich těla kolísá s prostředím;
bezobratlí, ryby, obojživelníci, plazi
 teplokrevní (homoitermní, endotermní) = udržují
svou teplotu nezávisle na změnách vnější teploty; ptáci
(39-40°C), savci (36-37°C)
 heterotermní = subtyp teplokrevných, v době chladu
přechází do stavu strnulosti těla, kdy snižují tělesnou
teplotu, dovedou ji však opět zvyšovat nezávisle
na vnější teplotě, např. netopýři
Tolerance k teplotě
 stenotermní = tolerují nízké rozpětí teplot
oligostenotermní = studené prostředí – hory, polární oblasti, jeskyně,
studené vody(psychrofilní); sníh a led (kryofilní) např.
chvostoskoci, hmyz (sněžnice) atd.
mezostenotermní
polystenotermní = teplomilní, žijí především tropech a subtropech,
horkých pramenech
 eurytermní = tolerují široké rozpětí teplot
obecně je tolerance k teplotě větší u exotermních na druhou stranu u
endotermních lze pokles teploty vzduchu kompenzovat zvýšením příjmu
potravy;větší tolerance je obecně k vysokým teplotám o nízké
vlhkosti než vlhkému teplu
užší zóna aktivity = teplotní rozmezí umožňující pohybovou aktivitu
sociální termoregulace = změna teploty nejbližšího vnějšího prostředí
vlivem sociálního chování, např. shlukování včel, zahřívání mláďat
u savců a ptáků apod.
Odolnost proti chladu
Rezistence je podmíněna:
pokryvem těla = srst, peří, vrstva podkožního tuku
velikostí těla lépe řečeno povrchem těla ve vztahu k objemu (tepelné ztráty)
dostatkem potravy která zintenzivňuje produkci tepla.
adaptacemi
chování – hnízda, nory, záhraby
kolektivní termoregulace – vzájemné zahřívání (myšovití)
pozice těla při odpočinku – stáčení do klubíčka
(Losos a kol., 1984)
Podchlazení těla pod 20°C u savců (člověk pod 28°C) má škodlivé
následky končící smrtí.
(Losos a kol., 1984)
Ekologická pravidla
1. Bergmannovo pravidlo = endotermní živočichové
jsou v chladnějších oblastech větší než jejich
příbuzné formy žijící v oblastech teplejších; např.
tučňáci, císařský (Antarktida) je vysoký přes 1,2 m
(hmotnost cca 34 kg), galapážský (Galapágy) je
vysoký kolem 0,5m (hmotnost cca 2,5 kg)
2. Allenovo pravidlo = v chladnějších oblastech mají
někteří endotermní živočichové kratší uši, zobáky,
ocasy a končetiny než v teplejších oblastech;
podpravidlo srsti – žijící v chladnějších oblastech
mají hustší srst než žijící v teplejších
3. Glogerovo pravidlo = v teplejších a vlhčích oblastech
jsou někteří endotermní živočichové tmavší
(pestřejší) než jejich příbuzné formy ze sušších a
chladnějších oblastí
(Losos a kol., 1984)
Vliv teploty na aktivitu
vitální zóna = rozmezí teplot v kterém může živočich existovat
zóna aktivity = rozsah teplot v kterém je živočich aktivní, lze rozdělit na
několik pásem jako např. u housenky bekyně mnišky:
• spodní zóna neuspořádaných pohybů = nahodilý pohyb končetin
• zóna snížené aktivity = pomalý uspořádaný pohyb
• zóna normální aktivity = optimum, normální aktivita
• zóna zvýšené aktivity = trhavé pohyby, neklid způsobený vysokou
teplotou
• horní zóna neuspořádaných pohybů = opět nepravidelné nahodilé
pohyby bez přemisťování
mnozí endotermní živočichové zachovávají konformně se změnami teploty
denní rytmus
kromě pohybové aktivity je teplotou ovlivňována i potravní aktivita – se
stoupající teplotou endotermní zvyšují příjem potravy až do teploty která
začíná jejich potravní aktivitu brzdit; exotermní naopak přijímají více
potravy v chladnějším období (produkce tepla), v teplejším období více pijí.
2. Teplota: studenokrevní
1 spodní zóna neuspořádaných pohybů - nahodile pohybují končetinami na místě
2 zóna snížené aktivity - normálně se pohybují
3 zóna normální aktivity
4 zóna zvýšené aktivity - jsou neklidné s trhavými pohyby
5 horní zóna neuspořádaných pohybů - nepřemisťují se, pohyby nepravidelné
(Losos a kol., 1984)
Tolerance k vlhkosti
dle tolerance k vlhkosti dělíme živočichy na:
 stenohygrické = nesnášejí kolísání vlhkosti
 vlhkomilné (hygrofilní) – potřebují vysokou vlhkost,
preferují vlhká až mokrá stanoviště, např. obojživelníci
 mezofilní – nesnáší ani příliš suché ani příliš vlhké
prostředí
 suchomilné (xerofilní) – žijí na suchých stanovištích,
např. pouště, polopouště, skály
 euryhygrické = nenáročné
na vlhkost
- Hydrofyty, hygrofyty, mezofyty, xerofyty (sklerofyty,
sukulenty)
Ochrana proti ztrátě vody
Větší ztrátu vody snesou exotermní živočichové – hmyz 30-70 %, žížaly
až 62 %, slimák až 80 %; zvláště velkou ztrátu snesou vodní bezobratlí
ve stavu anabiózy;
z endotermních snáší větší ztrátu vody myš domácí až 27 %, velbloud,
ovce až 32 %.
• morfologická přizpůsobení = nepropustný tělní pokryv, redukce
potních žláz, světlejší zbarvení, uložení dýchacích orgánů do dutin,
vytváření ochranných obalů
• fyziologická přizpůsobení = vylučování pevných urátů
(urikotelní), koncentrované a suché výkaly u stepních a pouštních
živočichů atd.
• etologická přizpůsobení =vertikální migrace, změna doby
aktivity
(Losos a kol., 1984)
(Losos a kol., 1984)
Atmosférický tlak
dle tolerance k tlaku dělíme živočichy na:
 stenobarní = nesnášejí větší kolísání tlaku, jsou vázáni na
určitou výškovou zónu, hlavně ptáci a savci; snížení tlaku u
nich zvyšuje úmrtnost a u samců snižuje potenci, snižuje
se hmotnost těla vlivem zvýšené transpirace
 eurybarní = tolerují snížení tlaku i rychlé změny tlaku, především
bezobratlí; snížení tlaku může uspíšit líhnutí, mnohý
krev sající hmyz je při snížení tlaku (před bouřkou) aktivnější
a agresivnější; velmi odolní změnám tlaku jsou i
někteří ptáci, např. kondor byl zaznamenán ve výšce přes
8000 m
Kyslík a oxid uhličitý
na souši je kyslík v dostatku, pouze v nejvyšších nadmořských výškách je
vzduch méně prokysličen; nedostatek může kromě životních funkcí ovlivnit
také zbarvení těla motýlů;
obsah CO2 kolísá v závislosti na intenzitě biologických procesů (0,027-
0,033%) a činnosti člověka (v aglomeracích až 10x více), extrémní zvýšení
může být důvodem úhynu
150
200
250
300
350
400
-159690,0
-138410,0
-126770,0
-115290,0
-101040,0
-88520,0
-74720,0
-62080,0
-50150,0
-32800,0
-12930,0
0,0
1843,0
1880,0
1886,0
1892,0
1898,0
1904,0
1910,0
1916,0
1922,0
1928,0
1934,0
1940,0
1946,0
1952,0
1958,0
1964,0
1970,0
1976,0
1982,0
1988,0
1994,0
Roky před n. l. Roky n. l.
ObsahCO2(ppmv)
-1
-0,9
-0,8
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
Globálníteplotníanomálie(°C)
CO2 TA-pov
Globální roční povrchové
teplotní anomálie od
průměrné teploty 8.5 O
C
za období 1880-1999 a vývoj
průměrných ročních
atmosférických koncentrací
CO2 během posledních
160000 let, které byly určeny
z obsahu CO2 v ledovci na
stanicích Vostok, Siple
(1744-1953) a z měření na
stanici Mauna Loa (1959-
1992)
Proudění vzduchu
především má význam horizontální proudění (advekce), pro plachtění i
vertikální (konvekce), vítr vyvolává různé směrové a pohybové reakce –
anemotaxe
pozitivní = pohyb po větru
negativní = pohyb proti větru
adaptace hmyzu na dlouhodobé působení větru:
 mikropterismus = redukování křídel
 apterismus = vývin bezkřídlých forem
horský = v drsném klimatu nad horní hranicí lesa, podmínky nutí
k terikolním adaptacím a hygrofilii, při prodloužení metamorfózy dochází
k zakrnění křídel
ostrovní = obrana před zanesením nad moře
Mikropterní (a) a apterní (b) formy hmyzu na ostrovech: a)
moucha Paractora dreuxi, b) moucha rodu Calycopteryx.
(Losos a kol., 1984)
Vliv větru na rozšiřování živočichů
pasivní přenášení živočichů větrem = anemochorní
transport, týká se zejména malých živočichů, zvláštním
případem je anemochorní transport hospodářských
škůdců – např. mandelinka bramborová, bekyně velko-
hlavá.
Příklad zavlečení a rychlé rozšíření vlivem západních větrů
mandelinky bramborové (Leptinotarsa decemlineata) v Evropě
(podle Nowaka)
(Losos a kol., 1984)
... brát s rezervou!
Použitá literatura:
• Čermák P., Ernst M.: Ekologie živočichů –
soubor presentací přednášek, ÚOLM MZLU
v Brně, Brno, 2003.
• Losos, B. a kol.: Ekologie živočichů, SPN,
Praha, 1984, 320 s.