Organismy a faktory prostřed

Organismy a faktory prostředí Abiotické faktory prostředí

Rozdělení abiotických faktorů „

klimatické „ „ „

„

edafické „ „ „

„

délka a intenzita slunečního záření, teplota, srážky, … pedologické procesy, ph půdy, přítomnost minerálních látek, …

topografické „ „ „

geografická poloha nadmořská výška charakter reliéfu, …

1

Základní abiotické faktory „ „ „ „ „ „ „ „

sluneč sluneční záření ení teplo vzduch voda půda biogenní biogenní soli oheň oheň sně sněhová hová pokrývka

1. Sluneční záření Svě Světlo 1. 2. 3. 4. 5.

„ „ „ „

Fotosyntéza Fotoperiodicita Biologické rytmy Zbarvení organismů Pohyby a růst rostlin

Radioaktivní záření: pod 300 nm UV záření: 300-390 nm (10 % radiační energie slunce) Světlo: 390 – 760 nm Infračervené záření – nad 760 nm (tepelné záření)

2

3

Viditelné světlo „

různé organismy vnímají různý rozsah spektra „

„

světlo působí na organismy „ „ „

„ „

člověk vnímá vlnovou délku 400 – 750 nm vlnovou délkou, délkou působení, směrem osvětlení

Fotoperioda je příčinou periodicity biologických jevů (biorytmů) podle nároků na světlo rozlišujeme organismy: „ „ „

světlomilné = světlobytné (fotofilní=heliofilní) stínomilné = stínobytné (skiofilní) temnomilné (fotofóbní=heliofóbní)

4

Viditelné světlo Rostliny podle délky fotoperiody „ dlouhodenní „

„

krátkodenní „

„

přechod do kvetení více jak 12 hodin denně (řepa, oves, pšenice, jetel) kratší než 12 hodin (rýže, sója, chryzantéma)

neutrální „

délka osvitu nemá na kvetení vliv (sedmikráska, lipnice)

Vliv světla na organismy „

Rostliny „ „

„

zdroj energie k fotosyntéze stimulace fytohormonů

Živočichové „ „ „ „ „ „

orientace zrakem tvorba pigmentu denní aktivita stimulace hormonů - rozmnožování migrace výměna srstí a peří

5

UV záření „ „

90% UV záření zachytí ozónová vrstva. vliv na organismy: „ pozitivní: tvorba vitamínu D „ negativní: ničí mikroorganismy, způsobuje mutace a nádory

2. Teplota ™ hlavním zdrojem tepla pro Zemi je Slunce (infračervené záření) ™ rozpětí teplot ve vesmíru je 1000 ˚C, život může existovat v rozmezí - 200 až 100 ˚C - velmi nízké teploty: klidová stádia organismů - vysoké teploty : bakterie a řasy ™ teplota kolísá – více na souši než ve vodě (suchozemské organismy jsou obecně tolerantnější) ™ denaturace většiny bílkovin při 45°C ™ krystalizace ledu v buňkách - dehydratace

6

Organismy podle tolerance k teplu stenotermní a eurytermní

psychrofilní – obývají vysokohorské a polární oblasti, mořské hlubiny, studené jeskyně – vyrovnané nízké teploty př. ostružiník, tučňák, sob

termofilní – druhy tropů a subtropů, horkých pramenů př. žirafa. anakonda, banánovník, palmy kryofilní – druhy žijící na ledu a sněhu

Vliv tepla na rostliny „

ovlivnění fyziologických procesů (opad listí, zrání plodů, klíčení semen, jarovizace)

Adaptace rostlin na zvýšenou teplotu „ regulace pomocí transpirace „ odraz záření lesklými listy „ omezovaní transpirační plochy (kaktusy) Adaptace rostlin na nízkou teplotu „ trichomy „ snížení obsahu vody – přeměna škrobu v tuk „ opad

7

Teplota prostředí a živočichové poikilotermní – tělesná teplota nestálá, proměnlivá

homoiotermní – tělesná teplota přibližně stálá

Poikilotermní živočichové „ „ „

exotermní proměnlivá teplota – malá produkce, rychlé ztráty teplota ovlivňuje: „ „ „ „

„ „

rychlost vývoje, počet generací v roce pohlavní dospívání, určení pohlaví způsob rozmnožování, počet potomků zbarvení a aktivitu

adaptace na chlad: snížení metabolismu, anabióza, tvorba obalů, hledání úkrytů adaptace na zvýšenou teplotu: strnulost, estivace (bodlín)

8

Homoiotermní živočichové „ „ „

endotermní udržují tělesnou teplotu nezávisle na okolí – termoregulace, teplotní izolace vliv teploty na: „ „ „ „

„

adaptace na chlad: „ „ „

„

zbarvení chování příjem potravy a vody migrace hibernace (křeček, plch), nepravý zimní spánek (medvěd, jezevec), tvorba tepla, izolace

adaptace na teplo: „ „

estivace, denní spánková letargie, výdej tepla, lesklý povrch

Ekologická pravidla ve vztahu k teplotě teplotě prostř prostředí edí

Bergmannovo pravidlo Allenovo pravidlo Glogerovo pravidlo

9

Bergmannovo pravidlo Příbuzné formy teplokrevných živočichů jsou v chladnějších oblastech větší a hmotnější než v oblastech teplých tučňák císařský (120 cm, 4 kg) x tučňák galapážský (50 cm, 2,5 kg) medvěd lední (až 2,5 m, 1 t) x medvěd hnědý (až 2 m, 450 kg)

Allenovo pravidlo Teplokrevní živočichové mají v chladných oblastech kratší tělní přívěsky (uši, zobáky, ocasy a končetiny) než jejich příbuzné formy v teplých oblastech.

pesec polární

liška obecná

fenek berberský

10

Glogerovo pravidlo V teplejších a vlhčích oblastech mají teplokrevní živočichové tmavší zbarvení než jejich příbuzné formy v chladnějších a sušších oblastech.

Teplota prostředí • je dána 7 základními faktory: země zeměpisnou šíř šířkou nadmoř nadmořskou výš výš kou kontinentalitou sezó sezónní nním kolí kolísáním denní denním kolí kolísáním mikrokli mikroklimatem hloubkou

11

3. Vzduch „

Tlak: „ „ „ „

„ „

se stoupající nadmořskou výškou tlak vzduchu klesá někteří živočichové jsou adaptováni na nízký tlak, např. orel, kondor, pišťucha, svišť stenobarní - ptáci, savci eurybarní - hmyz

zjištěn výskyt rostlin a živočichů ve výškách až do 6000 m, dravci létají až do 7 000 m Hustota vzduchu: je malá → malá nosnost vzduchu, menší hmotnost a rozměry živočichů, létání a plachtění

Adaptace k letu

Typy letu Klouzavý let Plachtění - sup Veslovací let - kos Třepetavý let - poštolka Vířivý let - kolibřík

12

3. Vzduch Kyslík -

limitující je jeho obsah v půdě a v silně eutrofních vodách při stoupající teplotě a salinitě vody klesá koncentrace O2

Oxid uhličitý 1. mnohé rostliny zvyšují s rostoucí koncentrací CO2 intenzitu fotosyntézy 2. rozpouští se ve vodě daleko ochotněji než O2, nebývá tedy tak často limitující

Vzdušná vlhkost „ „

nadměrná vlhkost ztěžuje transpiraci a termoregulaci adaptace na suchý vzduch: regulace výdeje vody, noční aktivita, metabolická tvorba vody, nepropustný tělní pokyv, uložení dýchacích orgánů v dutinách apod.

Vítr – proudící vzduch „

„

Rostliny „ pozitivní vliv – opylení, pasivní transport „ negativní vliv – vývraty, vysoušení, vznik vlajkových forem Živočichové „ pozitivní vliv – pasivní přenos, orientace, let „ negativní vliv – ochlazování, vysoušení, zavlečení do nepříznivých podmínek

13

4. Voda „ „

„ „

mořská voda: 70,8% zemského povrchu sladká voda: 2% zemského povrchu „ voda proudící (lotická): prameny, potoky, řeky „ voda stojatá (lentická): jezera, rybníky, močály brakické vody: přechod mezi vodou slanou a sladkou Vody se člení na oblasti: „ volná voda (pelagiál): obyvatelé: „ plankton: vznášení, plavání „ nekton: statnější organismy s aktivním pohybem, např. ryby „ dno (bentál): obyvatelé: „ bentos: nitěnky, chobotnice

Jak pohoří ovlivňují dešťové srážky

14

Vliv vody na vodní organismy „

salinita: „ „ „ „ „ „

„

hustota vody: „

„

sladká voda: způsobena hlavně uhličitany a sírany slaná voda: způsobena hlavně chloridy, průměrně 35‰, Balt 7‰, Rudé moře 41‰, solná jezera až 25%, Mrtvé moře ???? některé organismy střídají slanou a sladkou vodu, např. losos euryhalinní a stenohalinní organismy osmoregulace 775x větší než vzduch → nadlehčuje, velké rozměry a hmotnost vodních živočichů, hydrodynamický tvar těla

povrchové napětí: na hladině se vytváří povrchová blanka „ „

neuston: plankton při povrchu pleuston: organismy na povrchu blanky, např. vodoměrka

Vliv vody na vodní organismy „ „ „ „

hydrostatický tlak: roste s hloubkou, nebezpečné jsou zejména náhlé změny tlaku propustnost světla: v oceánech asi do 200 m, při pobřeží a ve sladkých vodách několik cm až metrů eufotická vrstva – převládá fotosyntéza nad dýcháním pH vody: „ „

„ „

v přirozených vodách je pH určeno rovnovážným stavem mezi kys. uhličitou a jejími solemi dešťová voda 5,6; mořská 8,3; rašeliniště 3; vápenatá voda 10

obsah kyslíku: kolísá, zdrojem jsou vodní rostliny a vzduch; limitující faktor ve stojatých a sladkých vodách (eutrofizace) obsah oxidu uhličitého: s hloubkou se zvyšuje,dýchání převažuje nad fotosyntézou

15

Zvláštní skupiny podzemních vod „

„ „

„ „

podzemní vody (stygon): nedostatek světla, nízká konstantní teplota, stojatá i proudící voda; chybí rostliny, u živočichů dochází k redukci zraku a zbarvení, např. macarát periodické vody: vysychání, organismy jsou ve stavu anabiózy, např. žábronožka, listonoh rašeliniště: voda obsahuje málo solí, pH 3-5, chudá fauna i flóra, např. rosnatka okrouhlolistá, dvojčatkovité řasy, suchopýr, chrostíci, znakoplavka slatiny: zásobovány podzemní vodou vrchoviště: zásobovány srážkovou

Vliv vody na suchozemské organismy „

Živočichové „ „

„

více vody: větší výdej, nesmáčivý povrch, snížená koncentrace tělních tekutin málo vody: redukce potních žláz, světlé zbarvení, nepropustný povrch, suché výkaly

Rostliny „ „ „

málo vody: dlouhé kořeny, chlupy, kutikula, zásobní orgány, redukce listů některé vydrží bez vody i několik měsíců

16

Rostliny podle nároků na vodu „ „ „ „

hydrofyty: vodní, např. okřehek hygrofyty: vlhkomilné, např. blatouch mezofyty: střední nárok, např. kopretina xerofyty: suchomilné, např. kavyl

Suchozemští živočichové obsahují větší koncentraci vody než jejich okolí, mají tudíž tendenci vodu ztrácet vypařováním a vylučováním odpadních produktů metabolismu - vodu získávají pitím, z metabolismu a potravy omezení ztrát vody – např. zmenšením povrchu těla, zkrácením doby expozice, suchými exkrementy 1. 2. 3. 4. 5.

velbloud se začíná potit až při 40ºC hustá kožešina brání ztrátám vody moč je velmi hustá trus je velmi suchý na rozdíl od jiných savců mají jeho červené krvinky oválný tvar- krev nezhoustne 6. může bez vody pochodovat při nejvyšších teplotách i týden (za příznivých podmínek vydrží bez vody i několik měsíců)

17

5. Půda „ „

půdu tvoří: zvětralá matečná hornina + humus + edafon. Pro organismy jsou důležité tyto vlastnosti půdy: „ struktura: podílí se na ní půdní organismy „ pórovitost: „ kapilární póry: váží vodu „ nekapilární póry: umožňují výměnu vzduchu a vody „ sorpční schopnost: zvyšuje ji podíl humusu „ úrodnost

Půdní horizont

18

6. Biogenní prvky 1.

2.

3.

makrobiogenní prvky: vyskytují se především v nukleových kyselinách a bílkovinách; C, N, O, H, Ca, P (přítomen v anorganické i organické podobě) mikrobiogenní: vyskytují se v malém množství; K, Cl, Na (tyto prvky se vyskytují jako anorganické ionty), Mg, Fe (v organických sloučeninách), S ultramikrobiogenní (stopové): zbytek period. tab. - B, F, V, Br, Se, Si, Li, Al, Ti, Mn, Cu atd. I. Fotosyntéza – Mn, Fe, Cl, Zn, V II. Metabolismus dusíku – Mo, B, Co, Fe III. Jiné metabolické funkce – Mn, B, Co, Cu, Si

Dělení organismů „

Podle zásoby živin: „ „ „

„

oligotrofní: rostou na půdách chudých na minerály, např. vřes mezotrofní: rostou na půdách se střední zásobou živin, např. trávy eutrofní: rostou na půdách bohatých na živiny, např. lilie

Podle pH: „ „ „

acidofilní: rostou na kyselých půdách, např. vřes, azalka neutrofilní: většina organismů alkalifilní: rostou na zásaditých půdách (vápence), např. koniklec, sleziník

19

Dělení organismů „

Podle nároků na určitou živinu: „ halofilní: na půdách s vysokým obsahem solí, např. lebeda „ kalcifilní: vápenomilné, např. plži, koniklec „ kalcifóbní: nesnáší vápník, např. azalka „ nitrofilní: na půdách bohatých na dusičnany, např. kopřiva „ nitrofóbní: např. rosnatka okrouhlolistá

7. Oheň „ „ „ „ „

destrukční dopad – rejuvenace udržovací funkce dospělé stromy mají tlustou borku odolávající ohni semenáčky mají krytý terminální pupen nehořlavými jehlicemi zásadní význam i pro výskyt zvěře Æ daří vikvovitým rostlinám, které tvoří jejich potravní základnu

20

8. Sněhová pokrývka „ „

přizpůsobení k teplotním extrémům snižuje teplotní extrémy

21