24.3.2016
MOŘSKÉ „LOUKY“ A „LESY“
NÁPLŇ TÉTO LEKCE • Přechodné prostředí mezi prosvětlenou a tmavší částí kontinentálního šelfu • Specifika + abiotické parametry • Světové rozšíření daného biotopu • Adaptace potřebné pro život organizmů • Ekologický význam daného biotopu – primární produkce, útočiště pro živočichy
Miloslav Petrtýl Katedra zoologie a rybářství ‐ ČZU v Praze
[email protected]
• Ukázka typických organismů, kteří jsou součástí tohoto biotopu
home.czu.cz/petrtyl/
POBŘEŽNÍ BIOTOP – CHALUHOVÝ LES
CHALUHOVÉ „LESY“ – KELP FOREST, KELPS
• Mezi nejnižší úrovní odlivu a okrajem kontinentálního šelfu • V případě příkře klesajících pobřeží mají charakter skalnatého dna • V chladnějších mořích se na skalnatém podloží přichycují velké druhy chaluh – „SEAWEEDS“ • Husté porosty makroskopických chaluh označované jako „chaluhové lesy“ (KELPS) podporují vysokou druhovou diverzitu
• Porosty tzv. „kelpů“ (anglicky kelps) jsou typické převažujícím zastoupením chaluh ze skupiny Laminariales (čepelatka). • Jsou to zástupci hnědých (příp. zelených) řas ‐ viz „fyto“ přednáška. • Rostou v mělkých pobřežních vodách celého světa, vyskytují se spíše v mírném a chladném pásmu od Arktického k Antarktickému kruhu. • Závislost na světle (autotrofní) pro fotosyntézu omezuje jejich výskyt na čiré mělké vody a jejich výskyt v hloubce vyšší než ca 15‐25 m je vzácný. • Obecně jsou tyto chaluhy jednu z nejrychleji rostoucích organismů v rostlinné říši. Intenzita přírůstku dosahuje za den 30 až 50 cm (rod Macrocystis). • Tyto porosty chaluh proto patří k nejproduktivnějším mořským společenstvům.
Foto: Ian Shive
ROZŠÍŘENÍ CHALUHOVÝCH LESŮ
CHALUHOVÝ LES ‐ VÝSKYT
• Celosvětově je rozšíření chaluhových porostů nesymetrické • To je způsobeno vyššími nároky na živiny, jejichž rozšíření v oceánu není rovnoměrné (…a zase ty mořské proudy…) • Porosty chaluh tak převážně kopírují geografické rozšíření mořských proudů a to hlavně těch vzestupných, které vynášejí z hlubin živiny
1
24.3.2016
CHALUHOVÝ LES – DRUHOVÉ SLOŽENÍ V severských vodách Evropy dominují chaluhy rodů Laminaria a Alaria. Stélky těchto rodů dorůstají do délky cá 10 m.
VLIV POROSTŮ NA PROSTŘEDÍ A ORGANISMY • Těla a listy rostlin zmírňují proudění a jeho účinky na erozi dna • V oblastech porostu je proto nižší turbulentní proudění, může zde docházek k sedimentaci unášených částic což dodává živiny obyvatelům dna a zlepšuje to čistotu vody – snižuje se zákal (díky sedimentaci).
Na tichomořském pobřeží Severní a Jižní Ameriky jsou dominantní čepelatky rodů Macrocystis a Nereocystis. Stélky těchto rodů dorůstají do délky několika desítek metrů.
• Cévnaté rostliny (např. Posidonia) získávají ze sedimentu dna živiny, které se přes ně dostávají do vody. • Slouží tak jako jakési „živinové pumpy“, které umožňují návrat prvků poutaných ve dně do koloběhu mezi ostatní články potravního řetězce. • Dvojí vliv na zvýšení místní produkce: foto‐autotrofie + uvolnění živin dna Hustý porost s částí splývající u hladiny
CHALUHOVÝ LES – VERTIKÁLNÍ ZONACE
CHALUHOVÝ LES – VERTIKÁLNÍ ZONACE
Canopy
Understory
Algal Turf
Canopy = „korunové“ patro Understorey = podrost Fronds = vějířové listoví Turf = „drn“
MACROCYSTIS PYRIFERA – CHALUHOVÝ LES
Offshore (Z3)
Kelp Canopy (Z2)
Inshore (Z1)
LAMINARIA – CHALUHOVÝ LES
• Chaluha má měkkou stélku bez pevné opory. • Má ale vyvinuté rozšířené měchýřky naplněné vzduchem, které zapříčiňují vzplývání. • S ohledem na přichycení spodní části rostliny k pevnému podkladu pomocí rizoidů tak má svislou pozici. • Řez měkkou stélkou
Čepalatka Laminaria hyperborea
Čepalatka rodu Macrocystis
• Přichycení k podkladu pomocí rhizoidů.
2
24.3.2016
CHALUHOVÝ LES ‐ MIKROHABITATY Phyllospadix
Egregia
Laminaria
Nereocystis
Macrocystis
A. korunové patro (stejnonožci, rournatci, sasanky a mechovky) B. Planktonní společenstvo (medúzy, larvy ryb, larvy korýšů a planktonní korýši, krásivky). C. Bentické druhy rhizoidových struktur (mořští ježci, korýši, hadice a sasanky)
b) bal z „rhizoidů“
c) deskové tvrdé dno
d) skalnatý svah
CHALUHOVÝ LES ‐ SPOLEČENSTVA
D. Bentické druhy skalnatého dna (ježovky, hvězdy, řasy, pláštěnci a ryby). E. Bentické druhy svislých stěn (rohovitky - řasy, sasanky, korálnatci, houby a mechovky).
CHALUHOVÝ LES ‐ ZÁSTUPCI
Pelagické organismy – volná voda
Vertikální profil ‐ stěna
Horizontální profil ‐ lavice
CHALUHOVÝ LES ‐ ZÁSTUPCI
CHALUHOVÝ LES
Porosty na rostlinách
Army of sea urchins: https://www.youtube.com/watch?v=D3W4OCnHyCs Underwater Kelp Forests: https://www.youtube.com/watch?v=GcbU4bfkDA4 Giant Kelp Forest: https://www.youtube.com/watch?v=4‐Qj_LCae8A
Přisedlé organismy dna
Plankton
3
24.3.2016
VÝZNAM PRO ČLOVĚKA – KELP FARMING • Důležitá součást mořské akvakultury (viz fyto přednáška Dr. Vohník) • Převážně Asijské země • Produkce dosahuje ročně desítky milionů tun!! • https://www.youtube.com/watch?v=nHtx5bNxORw (01:00 – 01:25) • https://www.youtube.com/watch?v=VgkBZq0CDqI
POBŘEŽNÍ BIOTOP – MOŘSKÁ LOUKA • Mezi nejnižší úrovní odlivu a okrajem kontinentálního šelfu • Oblasti dna, které mají menší svah, jsou obvykle pokryté sedimenty • Na tomto typu dna vznikají v příznivých podmínkách husté porosty mořských cévnatých rostlin (SEAGRASS) označované jako „mořské louky“ • Také tento biotop podporuje vysokou druhovou diverzitu
• Dno kryté sedimentem, které je bez porostu rostlin má obecně nízkou diverzitu, ale může mít vysokou biomasu několika málo druhů organizmů
MOŘSKÉ LOUKY • Takzvané mořské louky jsou rozsáhlé porosty, které tvoří jednoděložné rostliny schopné růst ve slané vodě. Nacházejí se v mělkých vodách a poskytují potravu mnoha druhům mořských býložravců jako jsou želvy nebo kapustňáci. Další druhy včetně různých ryb v nich hledají úkryt před predátory a příhodné místo k rozmnožování.
MOŘSKÉ LOUKY • Oddenky a kořeny Posidonie zpevňují mořské dno • Houštiny tohoto porostu dávají základ pestrému životnímu prostředí mnoha bezobratlých a ryb, kteří zde nalézají potravu, úkryt i místo pro přisednutí. • Porosty mořské trávy jsou jakousi „litorální oázou“ a oblasti, odkud ustoupily, se mění v plochy temného bahna skoro bez života. • Porosty těchto trav rostou velmi pomalu a díky vegetativnímu množení se mohou dožívat věku v řádu tisíců let!! • Pokud dojde k její destrukci v místě původního porostu, trvá její návrat na toto místo velmi dlouho. • Díky této životní strategii tak na mnoha místech podléhá Posidonie přísné ochraně a pro účely podpory jejich porostů je pěstována na podmořských plantážích.
MOŘSKÉ LOUKY Sedimen x světlo x živiny x teplota
Shark Bay, Australia • • • •
Západní Austrálie Izolovaná oblast Oblast spadající pod ochranu „Světového dědictví“ Vzácný příklad “nedotčeného” ekosystému mořských trav
4
24.3.2016
MOŘSKÉ LOUKY – VELCÍ SPÁSAČI https://www.youtube.com/watch?v=c7oSHCmewNY https://www.youtube.com/watch?v=MQCmJmWq1ak https://www.youtube.com/watch?v=cIBhatt27tk
Dugong (Dugong dugon) „mořská kráva“
Kareta obrovská (Chelonia mydas)
MOŘSKÉ LOUKY – STŘEDNÍ SPÁSAČI
MOŘSKÉ LOUKY – DROBNÍ SPÁSAČI
Mořský plž (Phyllaplysia taylori) Foto: Brent Hughes
Očnatec obecný (Sarpa salpa)
MOŘSKÉ LOUKY – VRCHOLOVÍ PREDÁTOŘI
MOŘSKÉ LOUKY – STŘEDNÍ PREDÁTOŘI
Kosatka dravá (Orcinus orca)
Vydra mořská (Enhydra lutris) Žralok tygří (Galeocerdo cuvier)
https://www.youtube.com/watch?v=pDG8r‐ezuVg
5
24.3.2016
CHALUHOVÝ LES – KASKÁDOVÝ EFEKT
MOŘSKÉ LOUKY – KASKÁDOVÝ EFEKT
CHALUHOVÝ LES – KASKÁDOVÝ EFEKT
CHALUHOVÝ LES – MOŽNÝ VÝVOJ ježovky
Vydra#
Kosatka
Costaria Alaria
Ježovky biomasa
Desmarestia
Intenzita spásání
Nereocystis
Hustota kelpů
1972
1997
Laminaria
souostroví Aleutian
CHALUHOVÝ LES – MOŽNÝ VÝVOJ
MOŘSKÉ LOUKY – OÁZY KLIDU?! • Mořské louky chrání ryby před útoky mořských savců, kteří k lovu využívají echolokaci. Důvodem je jejich schopnost tlumit zvuky o vysoké frekvenci. • Vědci z Texaské univerzity v Austinu zjistili, že hustý porost tlumí vysokofrekvenční ultrazvukové signály, které delfíni a další ozubení kytovci využívají při lovu. Znamená to, že mořské louky zřejmě slouží nejen jako vizuální, ale také akustická útočiště. Tlumivý účinek mají bubliny plynů, které vznikají během fotosyntézy a které rozptylují zvukové vlny. Jsou přitom velmi efektivní: experimenty vědců prokázaly, že mořská louka ve srovnání s holým dnem moře zeslabí zvuk o frekvenci 300 až 500 Hz, jaký vysílají delfíni, o 55 až 88 %. Najít v mořské louce rybu je pak pro delfína logicky mnohem těžší.
Barren = neúrodný, pustý, holý
6
24.3.2016
POROSTY POSIDONIÍ MOŘSKÉ LOUKY – CÉVNATÉ TRÁVY
VEGETAČNÍ ÚKRYT MOŘSKÉ LOUKY – CÉVNATÉ TRÁVY
VEGETAČNÍ ÚKRYT MOŘSKÉ LOUKY – TYPICKÉ ORGANISMY
VEGETAČNÍ ÚKRYT 1) EPIFITICKÉ ORGANISMY
1) Epifitické organismy porůstající plochu listů mořských trav • • • •
Mechovky (bryozoa) – trvale přisedlé kolonie na listech Měkkýši (mollusca) – drobné rostlinožravé druhy žijící na listech Vláknité a koloniální řasy Žahavci (cnidaria) – nezmaři, drobné sasanky
1) Epifitické organismy porůstající plochu listů mořských trav • • • •
Mechovky (bryozoa) – trvale přisedlé kolonie na listech Měkkýši (mollusca) – drobné rostlinožravé druhy žijící na listech Vláknité a koloniální řasy Žahavci (cnidaria) – nezmaři, drobné sasanky
2) Bezobratlé bentické druhy • • • •
Korýši (crustacea) – různé druhy krabů, poustevníčci, … Měkkýši (mollusca) – nahožábří plži (mobilní), kyjovky (sedentérní), hlavonožci Ostnokožci (echinodermata) – ježovky, sumýši Máloštětinatci (oligochaeta) –
3) Obratlovci • Juvenilní stádia velkého počtu pobřežních druhů ryb – úkryt před predátorem • Fytofágní druhy ryb – Salpa sarpa,…. • Adaptované druhy – pyskouni, jehla mořská, koníček mořský,….
VEGETAČNÍ ÚKRYT 2) BEZOBRATLÉ BENTICKÉ DRUHY 2) Bezobratlé bentické druhy • • • •
Korýši (crustacea) – různé druhy krabů, poustevníčci, … Měkkýši (mollusca) – nahožábří plži (mobilní), kyjovky (sedentérní), hlavonožci Ostnokožci (echinodermata) – ježovky, sumýši Máloštětinatci (oligochaeta) –
VEGETAČNÍ ÚKRYT 3) OBRATLOVCI 3) Obratlovci • Juvenilní stádia velkého počtu pobřežních druhů ryb – úkryt před predátorem • Fytofágní druhy ryb – Salpa sarpa,…. • Adaptované druhy – pyskouni, jehla mořská, koníček mořský,….
7
24.3.2016
OTÁZKY K TÉTO LEKCI • Viz opakování fytopřednášky – taxonomické, anatomické a fyziologické odlišnosti mezi chaluhami a cévnatými mořskými rostlinami. • Vymezení popisovaných biotypů… • Světové rozšíření popisovaných biotypů… • Ekologický význam • Význam pro člověka • Typické druhy organismů a jejich vazba/přizpůsobení na daný biotop
ZDROJE INFORMAČNÍ POUŽITÉ • Thurman, H. V., Trujillo, A. P., Abel 2002. Oceánografie. Prentice Hall. ISBN 80‐ 2510‐353‐6 • Mojetta, A. 2005. Středozemní moře. Svojtka & Co., s.r.o., ISBN 80‐7352‐250‐0 • Dr. R. Aiken – výukové kurzy, Mount Allison University • http://seaweeds.myspecies.info/gallery • http://www.aphotomarine.com/ • Hughes, B.B., Eby, R., Van Dyke, E., Tinker, M.T., Marks, C.I., Johnson, K.S., and Wasson, K.W., 2013, Recovery of a top predator mediates negative eutrophic effects on seagrass: Proceedings of the National Academy of Sciences, published online before print August 27, 2013, 6 p.
8
