Ekologie živočichů, téma 10:
Strategie pro přežití: vydržet nebo zmizet ?
Strategie pro přežití: • Konflikt mezi : - šíří ekologické valence daného druhu - a aktuálními vnějšími podmínkami Jak řešit ? Změnou : změnit buď sebe = adaptace (posun ekologické valence) nebo změnit místo, příp. změnit čas = přemístění v prostoru, příp. „přemístění“ v čase
Strategie pro přežití: • Adaptace na extrémní stavy abiotických faktorů – v předchozích tématech • Při nemožnosti řešení adaptací (zvláště extrémní nebo nepřijatelné stavy prostředí, včetně sezónních stavů klimatu a nouze o potravu) přemístění : - v prostoru - migrace = přesun jinam - v čase - dormance = přečkání období nepříznivých poměrů v klidovém stavu
Strategie pro přežití: • Které „přemístění“ použít ? • Rozhodují pohybové schopnosti daného druhu živočicha: - nejsnazší je přesun vzduchem = létající formy – ptáci, hmyz (i rozměrově malé druhy na tisíce km) - přesunů po souši na velké vzdálenosti jsou schopni jen velcí živočichové, kdežto drobní musejí použít dormance
Dormance: • Podle ročního období, které je třeba překlenout: - hibernace : přes chladné období - aestivace : přes suché a teplé letní období s nouzí o potravu - - v některých biomech (stepi, prérie) často spojeno = plynulý přechod z aestivace do hibernace
Dormance : • výrazné snížení metabolismu a snížení tělesné teploty • zpomalení až úplné zastavení některých životních funkcí • nástup dormance je - přímo způsoben změnou vnějších podmínek – konsekutivní d., kviescence - nebo geneticky naprogramován – prospektivní dormance
Dormance : • Kviescence : př. (exotermní) živočich následkem klesající venkovní teploty snižuje aktivitu a upadá do strnulosti – přežije ? (kryoprotektanty) • prospektivní dormance: - diapauza u bezobratlých - pravá hibernace některých savců a (vzácně) některých ptáků - - obojí geneticky podmíněno, obligatorní nebo fakultativní …
Diapauza : • hmyz, korýši, roztoči, vířníci, houby • geneticky jednoznačně determinované stadium v ontogenezi daného druhu, u různých druhů různé : vajíčko, určitý larvální instar, kukla, imago, ale pro daný druh vždy
určité stadium, v něm : adaptivní naprogramované snížení úrovně metabolismu a zastavení vývoje – dočasná nepřítomnost některých hormonů, hromadění látek inhibujících růst → omezení oxidat. metabolismu na ¼ až 1/10
Diapauza : • Spouštěcí mechanismus : různý, někdy fotoperioda (dlouhá), jindy teplota nebo potrava (obsah určitých látek) • Výskyt diapauzy : - obligatorní - u monovoltinních druhů - fakultativní - u druhů bi- a polyvoltinních jen jedna generace (poslední v sezóně) - někdy jen část populace (buchanky)
Diapauza : • u různých druhů vstupuje do diapauzy různé ontogenetické stadium – někde vajíčko, jinde některé larvální stadium, jinde kukla, jinde imago • ale u daného druhu vždy jedno určité stadium • u druhů monovoltinních (s jednou generací za rok) vždy – obligatorně • u druhů polyvoltinních jen toto stadium některé generace (poslední v sezóně) nebo také jen část populace tohoto stadia této generace
Pravá hibernace zimních (letních) spáčů • Prospektivní, programovaný způsob dormance pro hibernaci (v zimě), ale i aestivaci • Hlodavci – množství druhů (křeček, sysel, svišť, plch, myšivka horská, …) • Letouni – množství druhů • Hmyzožravci – ježek, bodlín • Vačnatci - kuskus • Ptáci : lelkové, rorýsi, kolibříci
Křeček Cricetus cricetus
Křeček Cricetus cricetus
Plch velký Glis glis
Plch Eliomys quercinus
Myšivka horská Sicista betulina
Sysel obecný Citellus citellus
Sysel obecný Citellus citellus
Sysel obecný Citellus citellus
Svišť lesní Marmota monax
Svišť horský Marmota marmota
Svišť horský Marmota marmota
ježek západní Erinaceus europaeus
Bodlín Echinops telfairi
Bodlín Echinops telfairi
Kuskus pozemní Strigocuscus gymnotis
Pravá a nepravá hibernace • Pravá hibernace - typy: - sezónní, s endogenním rytmem – zásoby v podobě tuku v těle : Citellus - nevýrazný sezónní typ, druhy závislé na zásobách potravy: křeček Cricetus c. • Nepravá hibernace: jezevec, medvěd hnědý, m. lední, m. baribal – snižují teplotu jen o cca 4 °C, schopnost rychlého probuzení
Medvěd hnědý Ursus arctos
Jezevec lesní Meles meles
Jezevec lesní Meles meles
Pravá hibernace zimních (letních) spáčů • teplota těla klesá na hodnotu o 1 °C > než teplota okolí (úkrytu), např. kolem 5 °C • spotřeba O2 klesá až na ~ 2 – 5 % bazálního metabolismu • dechová frekvence klesá na ~ 2 . min-1 • snížená srdeční frekvence • strnulost těla • zachovává se schopnost tvorby tepla v těle bez závislosti na absorpci tepla z okolí
Pravá hibernace zimních (letních) spáčů Pravá h. není pasivní hypothermie, ale hormonálně řízený děj Průběh hibernace: Spouštěcí mechanismy: změna délky světelného dne, pokles teploty, změny kvality potravy → reagují nadledviny, štítná žláza, gonády: = přípravné období – trvá i několik týdnů
Pravá hibernace zimních spáčů • přípravné období: hromadění tukových zásob pomalý plynulý přechod na nízkou teplotu těla a nízký metabolismus nervová vlákna fungují i za snížené teploty • zkracují se období aktivity • nakonec zvíře usne v 1 dnu
Hibernující sysel obecný
Pravá hibernace zimních spáčů • Průběh hibernace: snížená funkce sympatiku: tep zpomalen, krevní tlak snížen, rozšíření povrchových cév – neucpou se periferní cévy srdeční sval: nedochází k fibrilaci obvyklé u podchlazených homoiothermů • občasná probuzení: různé druhy různě často - několikrát doplnění vody, odstranění moči
Pravá hibernace zimních spáčů Konec hibernace: musí proběhnout rychle, „ospalý“ by byl vystaven riziku predace - obnovená činnost smyslových orgánů - aktivace sympatiku – prudké zvýšení tepu, snížení periferní cirkulace : přehřátá krev přednostně zásobuje mozek a útroby - produkce tepla ne třesem, ale netřasovou termogenezí : hnědá tuková tkáň (mezi lopatkami, na hrudi a krku)
sysel (arktická zemní veverka) Spermophilus (Citellus) undulatus
Rychlý vzestup teploty těla arktické zemní veverky Spermophilus undulatus při probuzení z hibernace - během necelých tří hodin (Mayer 1960)
Pravá hibernace „letních“ spáčů • Aestivace: stepní a pouštní hlodavci, hmyzožravci (bodlín, ježek pustinný), ptakořitní (ježura) Citellus mohavensis: aktivní jen na jaře, dormance začíná při 27 °C, p řejde do hibernace Citellus columbianus: dormance přes 200 dní, aktivní duben až červenec středoasijský C. fulvus: dormance 8,5 až 9 měsíců
Citellus (Spermophilus) mohavensis
Denní letargie: • někdy spontánně, jindy za nízké teploty – při teplotě okolí např. pod 10 °C - teplota těla u savců klesá pod 30 °C • hmyzožravci : bodlíni, rejsci • ptakořitní : ježura • vačnatci : více druhů • letouni : většina druhů
Ježura australská Tachyglossus aculeatus
Vrápenec Rhinolophus ferrum-equinum
