VODA Význam vody Fyzikální anomálie vody polární charakter vody zvětšení objemu při přechodu v led anomálie tepelné roztažnosti vody Vznik života stálé chemické a fyzikální vlastnosti velká rozpouštěcí schopnost velké povrchové napětí velká tepelná kapacita Součást všech živých systémů Vysoký podíl tělesné hmotnosti - vyšší u mladších jedinců Voda v těle umožňuje metabolismus Životní prostředí pro organismy - po celý život nebo jeho část i Moře a oceány = 70, 8 % Plocha oceánů = 361,18 miliónů km2 Plocha souše = 149,39 miliónů km2 Oceány a moře Slané vody souší Ledovce a věčný sníh Jezera, rybníky, nádrže Vodní toky Podzemní voda Kapilární voda v půdě Voda v atmosféře Sladká voda = 2 % zemského povrchu Hydrologický cyklus • Velký oběh • Malý oběh doba jednoho koloběhu = cca 9 dní (40x 97,2 % 0,0008 % 2,15 % 0,009 % 0,000 1 % 0,62 % 0,005 % 0,001 % za rok) 2 Členění hydrosféry Moře a oceány pobřeží, ústí řek do moří (estuary) Vody sladké podzemní podzemní a jeskynní jezírka podzemní toky vody skalní a půdní povrchové stojaté rybníky a jezera drobné vody, bažiny, slatiny, tůňky V 1 • «V; V rašeliniště tekoucí prameny a studánky bystřiny (horní toky řek) potoky a řeky (střední toky řek) veletoky (dolní toky řek) údolní nádrže - přechod mezi stojatou a tekoucí vodou Fyzikální a chemické vlastnosti vody 4 SALINITA - určována polohou a podkladem Sladkovodní (brakicke) biotopy kolísání: 0,05 - 0,4%o převládají uhličitany, pro organismy nutná osmoregulace Mořské biotopy 35 %o - hlavní moře, 2 - 8 %o - vnitrozemská moře převládají chloridy, izotonické prostředí Salinita má vliv na rozšíření a výskyt živočichů (ústí řek do moře). Ryby tažné: cyklicky euryhalinní Ostatní ryby: euryhalinní nebo stenohalinní Málo druhů schopných žít v mořské, brakicke i sladké vodě (slávička, losos, jeseter) - potřebují určitý čas k adaptaci. Živočichové snášejí kolísání salinity lépe při nižších teplotách. Dreissena polymorpha 5 HUSTOTA Hustota vody (měrná hmotnost) - cca 775krát vyšší než vzduchu ovlivňována teplotou - fyzikálni anomálie vody (nejvyšší při 4 °C) ovlivňuje: tvar a stavbu těla vč. pohybových orgánů vodních živočichů suchozemští živočichové - nutné oporné soustavy - limitace velikosti vodní živočichové - nadlehčování vodou -jednodušší oporné soustavy, větší těla: plejtvák obrovský (Sibbaldus musculus) - 30m, 100 tun velryba grónská (Balaena mysticetus) - 25m, 110 tun krakatice hlubinná (Architeuthis dux) = 18m hum r evropský (Homarus vulgaris) langusta obecná (Palinurus vulgaris) velekrab japonský (Macrocheira kaempferi) 6 VISKOZITA Viskozita - vnitřní tření tekutiny ovlivňuje odpor vůči tělesu, které se v ní pohybuje odpor závisí na velikosti tělesa a rychlosti pohybu Viskozita vody je asi stokrát vyšší než viskozita vzduchu. Vliv teploty: při 0°C je viskozita 2krát větší než při 25°C Cyklomorfóza některých planktonních živočichů hrotnatka jezerní (Daphnia cucullata) chladné období: nízká kulovitá hlava teplé období: hlava přilbovitě zvýšená 7 v r POVRCHOVÉ NAPĚTI Povrchové napětí vzniká na rozhraní mezi tekutým a plynným prostředím v důsledku zvýšené soudržnosti molekul vody. Tenká blanka - opora k trvalému nebo přechodnému pobytu - neuston Epineustické druhy - pobíhají a kloužou po povrchu blanky - součást pleustonu H ť1ľňrrptr1r;ŕ n rm Aí1ŕrr:ífirrsini ŕ" ^ ,.l '*•¥+ Hyponeustické druhy - zavěšují se zespodu HYDROSTATICKY TLAK Roste s hloubkou - na každých 10m o jeden kilopond (lkp = 1 kg/cm2) Vůči tomuto faktoru nemají živočichové žádné specifické adaptace. Některé organismy jsou schopné pozvolné adaptace Se zvyšujícím tlakem se zvyšuje rozpustnost C02, tedy i vápníku - vede k redukci koster u hlubinných živočichů. měnavka velká (Amoeba proteus) snáší výkyvy až 250 kp prvoci: Paramecium, Vorticella, Euplotes - snáší až 500 kp po 1- 2dny blešivec (Gammarus) hyne při tlacích až 400-600 kp I II* Vrt-I- li—vrniy .--a-hw Odolnější jsou živočichové bez prostor vyplněných vzduchem U ryb, ptáků a savců - plynná embólie (Kessonova choroba) HYDROSTATICKY TLAK Stenobatičtí živočichové - např. ryby s plynovým měchýřem Eurybatičtí živočichové - planktonní rakovci (Malacostraca) (vertikální migrace 200 - 600 m) planktonofágní ryby, vorvaň (Physeter catodon) - do hloubky 500 - 1000 m Hlubinní živočichové mnohoštětinatci, korýši, ostnokožci, ryby, Pogonophora 10 TEPLOTA Limitující faktor vodního prostředí - vliv na fyzikálně chemické vlastnosti vody (rozpustnost plynů, měrná hmotnost, viskozita) Vodní prostředí je teplotně relativně stabilní: vysokým měrným teplem vysokým latentním teplem výparu vysoké skupenské teplo tání Teplotní tolerance organismů - není konstantní, možné adapt Eurytermní: březnice - Scatella costalis (55 - 65°C) pakomárec - Dasyhelea tersa (51 °C) ploštěnka - Mesostoma lingua (42 °C) štika obecná (Esox lucius) okoun říční (Perca fluviatilis) SVĚTELNÝ REŽIM Cirkadiánní a roční kolísání v množství a spektrálním složení světla Vliv na: primární produkci, migrace, reprodukční cykly, rychlost růstu aj. Světlo pronikající vodním sloupcem mění svoje vlastnosti klesá intenzita odrazem na hladině - závisí na výšce Slunce a na vlastnotech hladiny (v naší zem. Šířce v létě v průměru asi 2% v zimě asi 14% dopadajícího světla rozptylem na anorganických i organických částicích na organismech vznášejících se ve vodách zastíněním listy rostlinm 12 SVETELNÝ REŽIM mění se spektrální složení kvalita světla se směrem ke dnu vlivem rozdílné absorbce jednotlivých složek: okrajové části spektra se absorbují nejdříve (UV, fialová), střední pásmo spektra proniká nejhlouběji (zelená, žlutá) Chromatická adaptace řas adaptace na využití těch složek světla, které převládají v různých hloubkách Kompenzační bod - hloubka, ve které se vlivem úbytku světla vyrovnává intezita fotosyntézy s dýcháním Vrstva vody nad kompenzačním bodem - eufotická vrstva Kompenzační bod - ve vnitrozemských vodách časté zákaly - je řádově v hloubkách desítek cm až m, - v čisté mořské vodě asi 200 m PRŮHLEDNOST Průhlednost vody - snižována množstvím rozpuštěných látek a zákalem - turbiditou: částice rozptýlené ve vodním sloupci vlivem dešťů, splachů, zvířením kaly, vlivem rozvoje fytoplanktonu (vegetační zákal) činnosti různých organismů (přerývání dna rybami) vč. člověka. Negativní vlivy zákalu: snížená schopnost orientace zanášení filtračních aparátů a zaber Vegetační zákaly (bakterioplankton, fytoplankton) - jako zdroj potravy Průhlednost se zjišťuje pomocí Secchiho desky. V zimě větší než v létě. Oligotrofní jezero - průhlednost 15 - 20 m Eutrofní rybník - průhlednost řádově desítky cm Slouží mj. pro orientační informaci o trofické úrovni. 14 BARVA Čistá voda v silné vrstě modrá se stoupajícím obsahem rozpuštěných huminových látek: přes zelenou do hnědé Stanovení barvy vody -pomoci Secciho desky (stanovení v 1/2 hloubky průhlednosti), porovnáním se standardem zahrnuje skutečnou barvu vody a zbarvení vyvolané suspendovanými látkami a přítomnými organismy - organogenní zbarvení (vegetační zákal - např. chlorokokální řasy, vodní květy - sinice Aphanizomenon, Anabaena, Microcystis) Opalizace hladiny - řasy (Chromulina, Euglena) prvoci, bakterie - součást neustonu menších nádrží 15 TEPLOTA Stenotermní: většina mořských živočichu polystenotermní - fauna korálových útesů oligostenotermní - pstruhovité ryby, posvatky, jepice ploštěnka Crenobia alpina, obyvatelé mořských hlubin, podzemních vod profundálu hlubokých jezer mírného pásma jezer arktického a subarktického pásma fauna horských pramenů a toků Cr&robití alpina 16 TEPLOTA Teplotní poměry v moři Pelagiál - téměř konstantní teplota (kolísání max. 0,2 - 0,3 ° C/den) polární oblasti 2 - 3° C pásmo pasátů 4 - 6° C oblast rovníku 1 - 2° C Batypelagiál, abysopelagiál - max. desetiny °C Větší kolísání v malých mořích Teplotní poměry sladkých vod Snadné prohrívání či promrzání vodního sloupce Denní kolísání: rybník 2 m hluboký 2° C rybník 0,5 m hluboký 10° C 17 TEPLOTA Adaptace živočichů: tolerance k přehřátí deficit kyslíku letní vysychání zimní promrzání Teplotní stratifikace a cirkulace vody str. 92 - 93 Losos 18 pH podmíněno koncentrací vodíkových iontů určováno rovnovážnými stavy mezi kyselinou uhličitou hydrouhličitanem a uhličitanem vápenatým dešťová voda: pH - 5,6 mořská voda: pH - 8,1 - 8,3 sladká voda: pH - 3 -10 pH < 3 a > 9 - poškození protoplazmy buněk rostlin, vliv na dostupnost živin pH má významný vliv na výskyt a početnost živočichů V kyselém prostředí druhová rozmanitost KLESÁ Zvýšená kyselost působí třemi způsoby: - znemožnění osmoregulace, aktivity enzymů nebo výměny plynů - zvýšení koncentrace toxických těžkých kovů - omezení kvality potravních zdrojů 19 Tolerance živočichů vůči pH Euryiontní: vířníkBranchiomus urceolaris: pH 4,5-11 ploštěnka Planaria maculata: pH 4,9 - 9,2 Stenoiontní: nálevník Spirostomum ambiguum: pH 7,4 - 7,6 perloocka Bythotrephes longimanus: pH 7,3 - 9,0 Podle tolerance druhy: acidofilní neutrální alkalifilní KYSLÍK Koncentrace kyslíku ve vodě proměnlivá. V čisté vodě bez organismů závisí na teplotě a na tlaku 02 v ovzduší °C 0 20 mg 021-1 14,16 8,84 absorpční koeficient kyslíku při teplotě 20 °C činí: 1/32 absorpční koeficient dusíku je při téže teplotě: 1/65 v 1 litru vody v nasyceném stavu je 10,9 mg 02 a 17,6 mg N2 Relativní podíl O : N je větší ve vodě (1 : 2) než ve vzduchu (1 : 5) 21 KYSLÍK Zdroje kyslíku: vzduch asimilace rostlin Nedostatek kyslíku v hlubších vrstvách vody - limitujícím faktorem pro výskyt řady druhů Euryoxybiontní živočichové - tolerují kyslíkový deficit (až anaerobní) fauna dna, jezer, (eutrofizace, znečištění vody) Stenooxybiontní živočichové - tekoucí vody, prameny Teplotní a kyslíkové poměry v oligotrofní a eutrofní nádrži v období letní stagnace (viz obr.) 22 OXID UHLIČITÝ Základní látka pro organické hmoty - ve vodě dobře rozpustný - koncentrace v mořích a ve sladkých vodách větší než v ovzduší - nebývá limitujícím faktorem Nižší rozpustnost při nižším tlaku a vyšší teplotě - vede např. k tomu, že živočichové mělkých teplých vod mají pevnější schránky Množství C02 silně kolísá - souvislost s intenzitou fotosyntézy 23 SIROVODÍK vyskytuje se tam, kde je spotřebováván 02 a kde anaerobní baktérie rozkládají organickou hmotu kyslík potřebný pro metabolismus odnímají bakterie síranům které redukují na H2S. častej i u dna stojatých vod v tekoucích vodách a ve volném moři zřídka při dlouhodobém působení jedovatý pro všechny organismy - s výjimkou sirných bakterií bývá v sedimentech 24 ostatní latky Voda (mořská i sladká) - mnoho rozpuštěných organických látek Jejich množství převyšuje množství organické hmoty vázané v organismech - význam osmotické výživy vodních organismů. Bílkoviny Volné aminokyseliny Sacharidy Mastné kyseliny Vitamíny Růstové látky Fermenty Různý původ - producenti, z těl odumřelých organismů, z odpadních vod. r Účinky - stimulační, inhibiční 25