PŮDA A BIOTA Faktory pro živé organismy Fyzikální faktory - světlo ¨Světlo využitelné pro život: ¨- viditelné světlo (400-700nm) ¨- infračervené ¨- ultrafialové ¨- rentgenové, gamma záření !!! - je absorbováno DNA - poškození eventuelní mutace, někdy se používá ke zvýšení výnosů, genetické inženýrství, mutace - podpora evoluce ¨Podle tolerance ke světlu (euryfotní / stenofotní organismy) ¨- fotofilní ¨- sciofilní ¨- fotofobní ¨ Elektromagnetická záření C:\Dokumenty\Vyuka\Bio\Obr_2012\the_electromagnetic_spectrum.jpg Světlo a rostliny ¨Množství světla využitelné rostlinami je variabilní /roční a denní cyklus, oblačnost, zeměpisná šířka/ ¨Fotosyntéza (cca 1% dopadajícího světla), motor transpirace (70%), teplo (29%) ¨Fotosyntéza má dvě maxima pohlcování: a) červené paprsky (0,62-0,68µm) - chlorofyl jako pigment (0,63-0,66) - energeticky nejvýhodnější ¨ b) modrofialové (0,42-0,49 µm), žlutá, oranžová a zelená - málo účinné ¨Podle nároků na světlo: ¨- heliofyty (vodní, alpinské, stepní, stromy), nejčastěji světlé, lesklé listy ¨- sciafyty (sciofyty, umbrofyty) - ¨- heliosciafyty - neutrál ¨ Adaptace na světlo ¨Nedostatek ¨- přechod k parazitismu (podbílek šupinatý), ztráta pigmentu - (chřest) , etiolizace, pozitivní fototropismus (slunečnice) ¨Nadbytek ¨- postavení listů (blahovičník), odrazová vrstva a chlupy (kaktusy), zakrslý růst, tvorba ochranných pigmentů ¨Fotoperiodismus - přizpůsobení rostliny rozdílné délce dne a noci (tvorba květů) ¨Citlivé ¨- dlouhodenní - den delší 12h (špenát, oves, jetel, máta) ¨- krátkodenní (jahodník, kávovník, jarní aspekty) ¨- krátkodlouhodenní, dlouhokrátkodenní, intermediární ¨Neutrální - (rajče, okurka, fazol, růže, slunečnice) ¨ Adaptace na světlo chlupy -trichomy Podbýlek šupinatý Eukalyptus Fototropismus Světlo a živočichové ¨A). Fotoperiodismus - synchronizace endo a exo rytmů (biologické hodiny) ¨Cirkadiánní, cirkannuální - rytmus ¨Projevy - rozmnožovací rytmus, migrace, línání a přepeřování, ukládání podkožního tuku ¨B.) Orientace /hmyz/ - využití polarizovaného světla - odvodí si směr z postavení Slunce i za mraky, nejlépe mravenci a včely (moře – strašek) . ¨Adaptace ¨- denní, soumrační a noční živočichové ¨- dlouhodenní a krátkodenní ¨- změny zabarvení, ztráta pigmentu (macarát, rypoš), specifické orgány ¨- bioluminiscence ¨ Světlo a živočichové ¨ strašek macarát jeskynní C:\Dokumenty\Vyuka\Bio\Obr_2012\proteus_anguinus_04.jpg rypoš lysý Světlo – orientace a navigace ¨A) Elektrické pole §Elektroplax – destička – 0,14V §Úhoř eletr. (5-6000 elektroplax), 600V Rejnok (Torpedo marmorata) 4-500 elektroplax, 40-60V. ¨B) Echolokace – vysokofrekvenční zvuk -10 kHz do 280 kHz – cvakání, echolokace kytovci – ozubení ¨Impulz 800 cvaků za sekundu ¨Rychlost zvuku 330 m/s ve vzduchu, ve vodě cca 1 450, sladká, mořská - 1500 m/s. ¨ ¨Netopýři 14-110 kHz ¨http://www.ceson.org/monitoring.php ¨C) Bioluminiscence – světélkování, (studené světlo - 8%teplo, zbytek světlo, Slunce - teplé světlo - 95% teplo, 5% světlo) ¨Význam bioluminiscence - individuální (svítí si na cestu :o)), stejný druh, jiný druh ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Navigace autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa letouni kytovci paúhoř elektrický Teplo a rostliny ¨Sezónnost díky nerovnoměrnému chodu teplot - nutná látková výměna. Hydrotermoregulace - transpirace /ochlazování/ ¨Obecně rostliny - teplejší prostředí -> chladnější, studené ->teplejší ¨Podle nároků na teplo : ¨Megatermní > 20 °C ¨Mezotermní 10-20 °C ¨Mikrotermní 10-5 °C ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Teplo a rostliny ¨Adaptace : ¨- Chlupaté listy (trichomy), lesklý povrch, zmenšení povrchu rostliny (koule), natáčení listů (eucalyptus), redukce listů, hromadění látek v cytoplazmě (cukry, antokyany, tuky), anabióza, dormance, (mechy, lišejníky…), jednoletky, oddenky, cibule ¨- Využití, projevy - polární lesní a stromová hranice, jarovizace, stratifikace ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Teplo a živočichové autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Hlavní tepelné zdroje planety (Slunce, geotermální, metabolismus) Podle tolerance k teplotě - eurytermní - stenotermní organismy Biokinetická teplota - teplota při které lze realizovat životní procesy Teplo a živočichové ¨Poikilotermní (studenokrevní, nestálotepelní) - bezobratlí, ryby, obojživelníci, plazi ¨Nedostatek - anabióza ¨Řešení - shlukování, zvýšení metabolismu, pohyb :o), diapauza, zamrzající (nezamrzající) hmyz ¨Homoitermní /teplokrevní, stálotepelní/ - ptáci, savci. ¨Mechanismy stálé teploty - fyzikální termoregulace (využití principů sálání, proudění, vypařování a vedení) - pocení, kožní izolace, tuková vrstva, zapojení cévního systému, změny chování (shlukování, zmenšení povrchu - ježek, mávání ušima…… ¨Chemická termoregulace (změny tvorby tepla v těle - metabolismus) ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Teplo a živočichové ¨Produkce tepla: ¨- pohybová aktivita (normál 2x) intenzivní (3-10x zvýšení metabolismu ¨- svalový třes (tonus, svalový třes) - zvýšení metabolismu 2-3x, energeticky efektivnější než pohyb ¨- netřesová termogenese (svalstvo) - je důležitá u hibernantů ¨ ¨Člověk - v úplném klidu ve stavu pohody (v klidném, hlubokém spánku) dochází v těle k minimálnímu vývinu tepla odpovídajícímu základní látkové výměně. Tento bazální metabolismus činí asi 45 W.m-2 plochy těla, tedy přibližně (85 W). ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Teplo a životní funkce ¨Letargie – spánkový, klidový režim – omezení životních funkcí (torpor) – krátkodobý stav (denní letargie, noční letargie), nebo dlouhodobý (hibernace, estivace). Vyvolání nejčastěji výraznou změnou teploty. ¨Hibernace - zima (schopnost aktivně měnit tělesnou teplotu a udržovat homeostázu v podmínkách podchlazení), ¨Estivace - fyziologicky totéž ale v teple (pouštní oblasti) ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Teplota těla ¨Pravá hibernace : teplota klesá téměř k nule (sysel obecný-0,2 °C, svišť, ježek západní 1,3 °C, netopýr rezavý 0,1 °C, plch velký 0,2 °C, vrápenec velký 11,0 °C,….) ¨ ¨Nepravá hibernace: snižují teplotu o pár stupňů (medvěd hnědý 31,5 °C, medvěd lední 33,0 °C , jezevec) ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Abiotický faktor - voda ¨Mezní činitel pro suchozemská stanoviště. ¨- rozpouštědlo ¨- tepelná izolace ¨- stavební hmota ¨- transport látek, rozmnožování ¨- fotosyntéza ¨- ………………………. ¨Podle tolerance euryhydrické, stenohydrické ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Rostliny a voda ¨Rostlinné tělo - (30-98% hmotnosti těla). ¨Hlavní zdroj srážky, někdy mlha, rosa (mlžná vegetace – tropický deštný les, pouště Atacama, Kalahari). Získávání kořeny, někdy nadzemní orgány (vzdušné kořeny, chlupy, celý povrch - mechy a lišejníky…) ¨Důležitá pro transport látek a tepla - transpirace až 98% přijaté vody. 1g sušiny=>500g vody. Voda z půdy - nedostatek (fyziologická a fyzická) ¨1 ha vzrostlého bukového lesa vypaří denně 25 000-30 000 kg vody, vrba spotřebuje za den průměrně 150 litrů, dub 140 litrů, bříza 80 litrů ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Rostliny a voda ¨Poikilohydrické rostliny - bez problémů snáší vyschnutí (mění obsah vody v buňkách podle okolí (houby, plísně, mechy, pylová zrna) ¨Homoihydrické - regulační mechanismy (kutikula, průduchy, transpirace, kořeny), vyschnutí nepřežijí ¨Adaptace : (sukulenty - zásoby vody až 98% hm. – viz. obrázky; sklerofyty – listy stálezelené, tuhé, kožovité, vosková vrstva, tělo – málo vody, tvořeno sklerenchymatickým pletivem – dodává pevnost – odolnost proti vadnutí, výrazný kořenový systém důležitý pro získání vody ¨Mlha - Welwitchia mirabilis ¨Sníh - chionofilní (řasy) ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Rostliny a voda – adaptace (sukulenty) autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa kaktus opuncie agáve Rostliny a voda – adaptace (sklerofyty) autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Mahonie cesmínolistá vavřín cypřiše (Cupressus) Živočichové a voda ¨Xerofilní - suchomilní - adaptace na ztráty vody - krunýř, šupiny, chitinová kostra, metabolismus ¨Hygrofilní - vlhkomilní - nemají ochranu proti vyschnutí ¨Vlhkost podstatná pro rozmnožování ¨Adaptace: ¨Tlak - Eurobatní (vorvaň - během 20 minut 100-2 500m, stačí mu 20 minut na výstup, člověk maximum s přístroji 330, dekomprese několik hodin) , stenobatní ¨Proud vody - Reofilní, limnofilní (http://www.ceskaryba.cz/cejn.htm) ¨Tření ryb - anadromní (losos), katadromní (úhoř) ¨ ¨Plejtvák obrovský - 30m, jazyk váží 6-8 tun, celek cca 140 tun, rychlost 11km.h-1 ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Živočichové a voda š špleuston = organismy žijící na hladině, např. bruslařky, vodoměrky šneuston = organismy povrchové blanky, např. perloočky šplankton = organismy trvale se vznášející ve volné vodě (pelagiál), v případě živočichů se používá termín zooplankton – je tvořen zejména prvoky, vířníky, korýši (perloočky), hrotnatkami..., šnekton = živočichové aktivně se pohybující v pelagiálu, např. ryby šbentos (zoobentos) = živočichové obývající dno - bentál (larvy vodního hmyzu, měkkýši, červi...) ¨ ¨Život v podzemních vodách šstygál = prostředí podzemních vod; velmi málo světla, pokud vůbec; nízká teplota; ¨malá nebo žádná primární produkce, hlavní zdroj potravy organické látky pocházející z jiných společenstev (dostaly se sem splachy, prosakující vodou atd...) šstygon = společenstvo těchto vod, fauna má výrazně reliktní charakter (únik studenomilmých - stenotermních živočichů do podzemních vod po poslední době ledové) ¨ - zcela adaptováni na život v podzemí jsou např. macarát jeskynní, slepé ryby ... ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Velikost vodních živočichů autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa C:\Dokumenty\Vyuka\Bio\Obr\delkaahmotnost.gif Diadromní migrace ryb ¨ ¨diadromní, mezi sladkou a slanou vodou ¨Losos (moře do řek – např. u nás Kamenice, Kanada, USA, Rusko, Norsko) ¨ ¨Úhoř (z řek do moře – např. Ohře, řeky mírného klimatického pásu, Sargasové moře) autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Abiotický faktor –proudění vzduchu ¨Tlak vzduchu - minimální změny (změny fyziologické vyvolané nižším obsahem plynu) ¨Vítr - fyziologicky (ztráta vlhkosti a tepla), mechanicky (vlajkové stromy, transport - termické - kondor, transport aromat) ¨- Anemofylie – opylení větrem, anemochorie – šíření semen, nebo plodů větrem ¨Atmosferické plyny - CO2, O2 - poměrové množství ovlivňuje fotosyntézu a další jevy, adaptace na nedostatek kyslíku (pneumatofory - dýchací kořeny, aerenchym - vodní rostliny vzplývavé) ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Anemochorie autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa smetanka javor mléč Edafické prostředí ¨Půdní faktory - fyzikální (textura, tepelná vodivost, barva,…. ¨ - chemické (obsah minerálů, reakce, …), epigeocké - povrch, hypogeické - podpovrch…. ¨Rostliny: ¨Vztah k zrnitosti ¨1. petrofyty - skalní podklady ----- epility (řasy, mechy, lišejníky) ¨ ----- chasmofyty (pukliny) - ¨2. psamofyty - písky ¨3. pelofyty – jílovité půdy, trvale zamokřené oblasti ¨Vztah k množství živin (eutrofofyty, mezotrofofyty, oligotrofofyty - mixotrofie, distrofní - nízký obsah + toxicita) www.masozravky.cz ¨Podle prvků (indikátory): kalcifyty, silikofyty, halofyty, metalofyty ¨Podle reakce: neutrofyty (ph 6,5-7,4), alkalofyty (ph 7,5-11), acidofyty (ph 3-6,4) ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Půdní živočichové ¨Živočichové (zooedafon): ¨životní prostor pro vývojová stadia hmyzu – chroust, světluška > 3 roky ¨mikrozooedafon- do 0,2mm ¨mezozooedafon - 0,2-2mm ¨makrozooedafon - 2-20mm (žížaly, plži, ponrava, ¨megazooedafon - nad 20mm (hlodavci, ¨Velikost závisí na struktuře půdy. Ochranné zbarvení - KRYPSIS ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Abiotický faktor - morfologie terénu ¨Změna nadmořské výšky, projev změna podmínek (teplota průměrná o 0,5°C na 100m) - indukce vegetačních stupňů ¨Makro, mezo, mikro, nanoreliéf…velký vliv má expozice svahů, sklon, ¨Komplex podmínek spjatých s reliéfem - vegetační linie ¨Horní hranice lesa - les se rozpadá na solitéry event. skupinky stromů…podmíněnost klimaticky, půdně, orograficky (inverze veget. stupňů)…obecně se dá odvodit od rozložení průměrné červencové teploty 10°C ¨ČR horní hranice lesa = 1 100 až 1 300 m, Slovensko 1 500 m... ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Lesní vegetační stupně ¨Vyjadřují vertikální členitost vegetace v závislosti na změnách výškového mezoklimatu. Jednotlivým vegetačním stupňům odpovídá klimaxová vegetace. Charakterizuje ji především její dřevinná složka. Existuje více přístupů (LVS dle Zlatníka, Typologický systém dle ÚHÚL). ¨Reprezentují přirozené rozšíření dřevin na území ČR, byly stanoveny na základě klimatických podmínek – průměrnou roční teplotou, průměrným ročním úhrnem srážek a průměrnou délkou vegetačního období. ¨ Lesní vegetační stupně autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Biogeografická pravidla ¨Bergmannovo (1847) – živočichové v rámci jednoho druhu jsou v chladnějších oblastech větší než jejich příbuzné formy žijící v oblastech teplejších. Definováno pro ptáky a savce. Výjimky (mýval), západoevropští savci 40% výjimek ¨tučňáci (císařský – Antarktida, galapážský - rovník), medvědi (hnědý – medvěd malajský), jeleni ¨V současnosti se začíná projevovat Bergmannovo pravidlo i v přírodě (global warming) ¨ ¨Allenovo – (1878) - směrem k pólům nebo do hor se zkracují exponované orgány savců, ptáků (uši, ocas, křídla, ….) ¨ ¨Glogerovo – teplejší a vlhčí klima má vliv na tmavší zbarvení, platí i u člověka ¨ autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Bergmanovo pravidlo autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa A - tučňák císařský (115 cm) - 46kg B - tučňák patagonský 95cm) C - tučňák oslí (81 cm) D - tučňák magellánský(70cm) E - tučňák galapážský (53 cm) - 2,7 http://pingu.ic.cz/otucnacich.htm Allenovo pravidlo autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Liška pouštní – liška obecná – liška polární Glogerovo pravidlo autor prezentace, datum prezentace, univerzitní oddělení, fakulta, adresa Strnadec zpěvný Děkuji za pozornost