24.3.2016
MĚLKÁ TROPICKÁ MOŘE
NÁPLŇ TÉTO LEKCE • Typy korálových útesů • Specifika + abiotické parametry • Světové rozšíření daného biotopu • Adaptace potřebné pro život organizmů • Ekologický význam daného biotopu – primární produkce, útočiště pro živočichy
Miloslav Petrtýl
• Ukázka typických organismů, kteří jsou součástí tohoto biotopu
Katedra zoologie a rybářství ‐ ČZU v Praze
[email protected]
home.czu.cz/petrtyl/
KORÁLOVÝ ÚTES
KORÁLOVÝ ÚTES
• Důležitým limitním faktorem (zdrojem) v mělkých tropických mořích je přítomnost a distribuce „tvrdého podkladu“ • Většina rostlinných a živočišných organismů, které žijí přisedlé ke dnu je lépe poutáno k pevnému podkladu než na dno z jemných sedimentů. • I z tohoto pohledu májí svou nezastupitelnou roli korálové útesy • Tvoří platformu a životní prostor, který umožňuje koexistenci širokého spektra organismů.
Růst korálů je (většinou!!) omezen na hloubky do 25-30 metrů Jeden z nejvýznamnějších a nejrozšířenějších ekosystémů světa ¼ druhového bohatství oceánů
KORÁLOVÝ ÚTES • Koráli zahrnují cca 6000 druhů, dělí se na tzv. tvrdé a měkké. • Korálový útes tvoří převážně zástupci třídy korálnatci (Anthozoa), jež patří mezi žahavce (Cnidaria). • Většina korálů žijících na útesu patří mezi tzv. „tvrdé korály“, které se skládají z polypů jež se sdružují do kolonií a jež produkují pevnou vápenitou kostru. • Většinu „stavebních prací“ zajišťují koráli skupiny Hexacoralia.
HEXACORALIA ‐ ŠESTIČETNÍ • Podtřída zahrnující přes 4000 druhů korálnatců • Šestičlenná symetrie těla polypů s jednou řadou ramen • Monofyletický původ skupiny (společný předek pro všechny) Patří sem (mimo jiné): SASANKY (Actiniaria) – měkký, převážně větší samostatný polyp. TVRDÉ KORÁLY (Scleractinia) kolonie malých polypů, které jsou schopné vylučovat vápenitou schránku – vlastní základ korálového útesu.
Actinostola chilensis
Tvrdý korál
1
24.3.2016
MORFOTYPY KORÁLŮ
KORÁLOVÝ ÚTES
• Většina jednotlivých polypů tvrdých korálů má velikost 1‐3mm • Materiál útesu se označuje jako „koralit“, jedná se o sekret epidermis • Různé druhy korálů produkují různé „morfo‐typy“ • • • •
Sloupcovitý Větevnatý Listovitý kulovitý
Sumich, J. L., & Morrissey, J. F. (2004). Introduction to the biology of marine life.
Oceánografie ‐ Thurman a Trujillo (2005)
TYPY KORÁLOVÝCH ÚTESŮ
VZNIK ATOLU – KRUHOVÝ KORÁLOVÝ ÚTES
GLOBÁLNÍ DISTRIBUCE KORÁLOVÝCH ÚTESŮ
ROZŠÍŘENÍ KORÁLOVÝCH ÚTESŮ
• Lemový útes
• Bariérový útes
• Atol
20 °C isoterma s jasným snížením teploty díky vzestupným proudům u západních Pobřeží Jižní Ameriky a Afriky. Většina korálů žije tomto rozpětí. GOOGLE EARTH ‐ UKÁZKA Oceánografie ‐ Thurman a Trujillo (2005)
2
24.3.2016
„PARADOXY“ KORÁLOVÝCH ÚTESŮ
KORÁLOVÝ ÚTES • Jedná se o jeden z nejdiverzifikovanějších ekosystémů. • Zabírají 0.1% plochy oceánu – hostí 25% mořských druhů
• Proč je v mělkých tropických vodách často velmi čistá voda? • Klasický suchozemský ekosystém: • Jak je možná tak vysoká abundance i druhová pestrost? • Okolní voda je přeci velmi chudá na živiny a organické látky
• Velká biomasa producentů x malá biomasa konzumentů x predátorů
• Tropický korálový útes • Velká diverzita a biomasa konzumentů x velmi málo producentů (vyšších rostlin)
• Většina biomasy bezobratlých se živý planktonem • Tropická moře jsou ale známá svou průhledností dík absenci planktonu
• Kdo je tedy zodpovědný za všechnu primární produkci na útesu? • "Darwin's paradox„ produkce 5‐10 gC/m2/den
BIOLOGIE KORÁLNATCŮ
BIOLOGIE KORÁLNATCŮ • Většinou do hloubky 50m – nezbytná dostupnost světla (pro řasy) • Většinou optimální teplota 26‐27 °C • Proudící voda bez sedimentu s normální slaností – NEJSOU poblíž ústí řek • Hermatypický vs. Ahermatypický korál (ne/přítomnost symbiontů) • Hlubokomořské koráli – relativně nové objevy, zatím nemnoho informací
Darwinův paradox ‐ Jak přežít v prostředí chudém na potravu? SYMBIÓZA KORÁLNATCŮ A OBRNĚNEK (dinoflagelata) – mixotrofní výživa Rod Symbiodinium označovaný též jako Zooxanthellae Korál řase poskytuje CO2 a dusík (jakožto své odpadní látky) Endosymbiont předává svému hostiteli 50‐95% fotosyntetických produktů, které tvoří převážně cukry – NA TOM JE POSTAVENA ÚŽIVNOST ÚTESŮ
viz. přednáška „hluboký oceán“
BIOLOGIE KORÁLNATCŮ
HLUBINNÉ KORÁLOVÉ ÚTESY Poslední dobou jsou objevovány korálové útesy ve velkých hloubkách s teplotami 4°C a minimem světla.
• • • •
Při zhoršení podmínek… Řasy korál opustí… Dojde k jeho „vybělení“ a smrti Současný problém s rostoucí teplotou oceánů a moří!!
Zdroj:Tauna Rankin, NOAA (map); Ocean Biogeographic Information System (OBIS), February 9, 2011
3
24.3.2016
BĚLENÍ KORÁLŮ Stáří kolonií – tisíce až desetitisíce let Citlivost korálů na teplotu Bělení korálů=odumírání symbiotických řas
REPRODUKCE KORÁLNATCŮ • Rozmnožování nepohlavní i pohlavní (samčí a samičí korál) • U žahavců se střídá pohlavní a nepohlavní množení ‐ METAGENEZE • Metageneze zahrnuje fázi polypa a fázi medúzy a střídání vzniku pohlavních buněk a polypového pučení. • Korálnatci mají metagenezi potlačenou a nemají fázi medúzy (!!). Vývoj je přes plovoucí larvu planulu
Larva ‐ planula
REPRODUKCE KORÁLNATCŮ • Pohlavně gonochoristé i hermafroditi ‐ synchronizované noční vypouštění vajíček a spermií v obrovském množství – dny jsou druhově specifické. • Výsledkem pohlavního mn. je pohyblivá planktonní larva – planula, nechává se unášet proudy u hladiny několik dnů až týdnů. • Nepohlavní mn. zahrnuje pučení, kdy dojde k odštěpení dceřiného polypa a k jeho dalšímu samostatnému růstu. Toho lze využívat při umělé obnově korálových útesů – „odnože“ a „řízkování“ jako u rostlin.
OBNOVA KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Zakládání korálových „školek“ a možnosti „řízkování“ Vysazování „předchovaných“ korálů na pevný podklad
EKOSYSTÉMOVÉ SLUŽBY ÚTESŮ • ¼ biodiverzity vodního prostředí • Vysoká primární produkce v prostředí chudém na živiny
MĚKKÉ KORÁLI ‐ VIDEO
• Ochrana pobřeží před přírodními živly (vlnobití, tsunami, hurikány,..) • Ekoturistika, potápění, relaxace • Obchod s ornamentálními organismy – mořská akvária • Rybolov a zdroj potravy pro člověka • NEVYČÍSLITELNÁ EKONOMICKÁ HODNOTA!!
4
24.3.2016
ORGANISMY KORÁLOVÝCH ÚTESŮ • Filtrátoři a planktonožravci • Bentičtí detritovoři • Ožírači korálů • Drobní predátoři • Velcí predátoři • Zdravotní služba • Jako v každém jiném biotopu se zde vyskytují různé typy ekologických vazeb: • Symbióza – jakýkoliv vzájemný vztah dvou různých druhů organizmů • Mutualizmus – „čističi“:“klienti“, korál:řasy, medúza:řasy, hlaváč:krevetka, klaun:sasanka • Parazitizmus – negativní vliv: široká škála endo a exoparazitů • Predace – negativní vliv: požírání ostatních „vyšších“ organismů •…
FILTRÁTOŘI A PLANKTONOŽRAVCI • Ostatní žahavci ‐ Vyskytuje se zde větší množství sasanek. • Houby ‐ dorůstající do velikosti několika m a stáří několika set let. Houby jsou další klíčový prvek z hlediska toku energie – filtrují až 60% fytoplanktonu z vodního sloupce a živiny postupují útesu (2 m‐2000 let). • Mlži – zévy různých velikostí a barev, částečně symbióza a filtrování.
HOUBY ‐ PORIFERA • Celkově mezi 5.000 – 10.000 druhy (nejednotná taxonomie) • Vícebuněční živočichové s velmi jednoduchou stavbou těla, bez výrazné tělní symetrie • Výztuha těla pomocí křemičitých jehlic (sedimenty, fosilní záznam) • Absence nervové, trávicí či oběhové soustavy, schopnost regenerace z malé části těla • Tělo výrazně porézní a proděravělé, slouží jako jeden velký filtr • Velké houby dokáží vyfiltrovat zhruba polovinu biomasy bakterioplanktonu a fytoplanktonu v okolní vodě • Některé druhy mají podobnou symbiózu jako korálnatci • Výskyt do hloubek 8km
OBŘÍ HOUBY ‐ VIDEO Obr. Philcha ‐ commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5100738
BENTIČTÍ DETRITOVOŘI
CO SE STANE V IZOLACI? • Souostroví Palau, ostrovní jezero se slanou vodou, ovšem oddělené fyzicky od oceánu
• Ostnokožci • Korýši • Měkkýši Pojídání drobných organických partikulí – případně lov drobné kořisti „úklid“ organických zbytků ze dna
MEDŮZY NA PALAU ‐ VIDEO https://www.youtube.com/watch?v=dA6Y9uSE5zc
sumýš
Krevetka harlekýn
Nahožábrý plž
5
24.3.2016
POŽÍRAČI KORÁLŮ • • • • • •
Ostnokožci – hvězdice „trnová koruna“(Acanthaster planci) Korýši Měkkýši Ryby – papouščí ryba (Scaridae), čtverzubci, Primárním cílem je často symbiontická řasa – korál má „jen“ smůlu BIOEROZE – vznik korálového písku, dlouhodobá činnost ryb
„zuby“ papouščí ryby
DROBNÍ PREDÁTOŘI • Ostnokožci, korýši, měkkýši, obratlovci dna
Hvězdice rodu Acanthaster
VĚTŠÍ PREDÁTOŘI • Převážně rybovití obratlovci • Kranasi, barakudy, velké druhy kaniců,…
NASÁVÁNÍ POTRAVY ‐ VIDEO NASÁVÁNÍ POTRAVY 2 ‐ VIDEO
VĚTŠÍ PREDÁTOŘI ‐ VIDEO
KLAUNI A SASANKY • Klauni – kolem 30 druhů podčeledi Amphiprioninae (č. Pomacentridae) • Symbióza se sasankou (nedochází k požahání klaunů) • Celoživotní páry ‐ monogamie • Protandrie ‐ hermafroditismus ‐ samice + hlavní samec + „zásobní“ samci v kolonii. Uhyne‐li samice změní se hlavní samec v samici. • Parentální péče
KLAUNI V SASANCE ‐ VIDEO
Nemo = klaun očkatý (Amphiprion ocellaris)
6
24.3.2016
POMCI • Ryby čeledi Pomacanthidae, cca 90 druhů • Výrazný preoperkulární trn na spodní straně skřelí • Výrazná barevná změna při dospívání (juvenil vs. adult) • Protogynie ‐ hermafroditismus (rodí se jako samice v průběhu života změna na samce)
JE NUTNÉ BÝT VELKÝ? Pro mladou (malou) rybu je výhodnější být samcem Pro starší (větší) je výhodnější být samicí
Pro mladou (malou) rybu je výhodnější být samicí Pro starší (větší) je výhodnější být samcem
Klauni ze samce samice
Pyskouni ze samice samec
Změna pohlaví může být užitečná pokud reprodukční úspěch koreluje s velikostí těla U samic vždy koreluje s množstvím jiker v těle U samců závisí zda musí bojovat o samice či žijí spíš monogamně
Pomec královský (Pygoplites diacanthus)
VĚRNÉ KLIPKY • Ryby rodu Chaetodon, cca 90 druhů • Celoživotní monogamie • Proto často viděny ve stálých párech
PISTOLNÍCI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Pistol shrimp (ukázka video) • Asymetrická klepeta – větší slouží jako sonická zbraň • Obrovská rychlost sklapnutí klepítka • Vznik vakuové bublinky • Sonická tlaková vlna kterou omráčí kořist či zažene vetřelce
Manta shrimp – strašek (ukázka video, sbírky) • „kopací“ končetiny + uchvacovací končetiny • Nejsilnější kop v živočišné říši
Klipka pološkrabošková (Chaetodon semilarvatus)
SKRYTÉ HROZBY Predátoři ze zálohy Množství predátorů se stává neviditelnými díky maskování a často útočí ze zálohy, pokud se kořist dostatečně přiblíží. Častá je jedovatost těchto druhů – možné riziko pro člověka
STRAŠEK UCHVATITEL ‐ VIDEO STRAŠEK KOPÁČ ‐ VIDEO KREVETKA PISTOLNÍK ‐ VIDEO Stonefish ‐ Synanceia
JEDOVÉ ŽLÁZY ‐ VIDEO
7
24.3.2016
ZDRAVOTNÍCI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ
MIMIKRY ‐ „PODVODNÍCI“
Čističi https://www.youtube.com/watch?v=TOa8y95khK8 Drobné krevetky či drobné rybky, které se specializují na požírání exoparazitů z těl ostatních organismů ‐ většina ryb je nebere jako potravu, ale jako službu.
Pysknoun čistič (Labroides) „cleaner wrasse“ Odklízeči Žraloci v podobě vrcholových predátorů plošně limitují ostatní střední predátory (čímž udržují rovnováhu a vysokou diverzitu) a odstraňují slabé a nemocné jedince.
Jeho napodobitel hlaváč (Aspidontus taeniatus) „false cleanerfish“ Tzv. Batesiánské mimikry – sníží riziko predace, oždibuje své „klienty“
MUTUALIZMUS ‐ PARTNERSTVÍ
MUTUALIZMUS ‐ PARTNERSTVÍ
Mimo společně obývanou noru se krevetka permanentně dotýká rybky anténou Tím se udržují v kontaktu a v případě nebezpečí ryba signalizuje útěk
Mimo společně obývanou noru se krevetka permanentně dotýká rybky anténou Tím se udržují v kontaktu a v případě nebezpečí ryba signalizuje útěk
Hlaváč Amblyeleotris yanoi s krevetkou Alpheus randalli
• Eusociální krevety rodu Synalpheus žijící v houbách
https://www.youtube.com/watch?v=_4drBZcbneY
https://www.youtube.com/watch?v=z735I4m8F8c
„ZNÁMÉ FIRMY“ Sapíni (Pomacentridae) Klipky (Chaetodontidae) Bodloci (Acanthuridae) Ostenci (Balistidae) Papuščí ryby (x) Slizouni (Blenniidae) Hlaváči (Gobiidae) Perutýn, ropušnice, rozedranec (Scorpaenidae) Muréna (Muraenidae)
OTÁZKY K TÉTO LEKCI • Viz opakování obecné zoologie – taxonomická, anatomická a fyziologická specifika žahavců ‐ korálnatců. • Princip potravní symbiózy s obrněnkami • Reprodukce korálnatců (specifika, rozdíly oproti ostatním žahavcům) • Vymezení popisovaných biotypů… • Světové rozšíření popisovaných biotypů vč. hlavních vlivů podmínke • Ekosystémový význam • Význam pro člověka • Typické druhy organismů jejich vzájemné vazby jejich přizpůsobení pro daný biotop (ekologicky, anatomicky, …)
Soltýn Barakuda (Sphyraenidae) kanici (Serranidae)
8
24.3.2016
ZAJÍMAVÉ ODKAZY
ZDROJE POUŽITÉ LITERATURY
• GOOGLE STREET VIEW POUŽITÝ NA DOKUMENTACI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ
Garrison, T. (2009). Essentials of oceanography. Fifth edition. ISBN‐13: 978‐0‐495‐55531‐5
• http://globalreefrecord.org/
Mojetta, A. 2005. Středozemní moře. Svojtka & Co., s.r.o., ISBN 80‐7352‐250‐0
• Podvodní výzkumná laboratoř – projekt AQUARIUS (Florida Keys) Od roku 1993 v hloubce 18 metrů https://www.youtube.com/watch?v=gj6frb_mHzQ
Thurman, H. V., Trujillo, A. P., Abel 2002. Oceánografie. Prentice Hall. ISBN 80‐2510‐353‐6
Sumich, J. L., & Morrissey, J. F. (2004). Introduction to the biology of marine life.
9
