24.3.2016
„OTEVŘENÝ“ OCEÁN – VOLNÁ VODA
NÁPLŇ TÉTO LEKCE • Vertikální členění • Specifika + abiotické parametry • Světové rozšíření daného biotopu • Adaptace potřebné pro život organizmů • Ekologický význam daného biotopu – primární produkce, životní prostředí • Ukázka typických organismů, kteří jsou součástí tohoto biotopu
Miloslav Petrtýl Katedra zoologie a rybářství ‐ ČZU v Praze petrtyl@af.czu.cz
home.czu.cz/petrtyl/
BATYMETRICKÝ PROFIL
EPIPELAGIÁL
Otevřený oceán (volná voda) tvoří největší světový biotop. Zahrnuje 4 základní prostředí, která jsou oddělena převážně podél vertikálního gradientu:
• Do hloubky cca 200 m proniká sluneční záření a umožňuje fotosyntézu mikroskopických autotrofních producentů – fytoplankton. • Dál od pobřeží bývá v této vrstvě nedostatek limitujících živin (N, P, Fe, ..) což omezuje primární produkci. • V průběhu jara a léta dochází v některých pobřežních oblastech k obohacení horních vrstev vody o živiny (upwelling). • Tento živinový přínos umožní masivní rozvoj fytoplanktonu, který vede k zmnožení biomasy zooplanktonu (včetně medúz, klanonožců, krilu a směsi larev různých skupin živočichů), který následně umožní růst planktonožravých ryb (ančovičky a sardinky). • Malé ryby nasytí větší predátory včetně žraloků, tuňáků, hlavonožců, mořských savců či ptáků. Přes trus a mrtvoly se živiny pomocí bakteriální smyčky uvolňují zpět na začátek potravního řetězce.
Epipelagiál (‐200m)
• Prosvětlené s „rozumným“ tlakem
Mesopelagiál (‐1000m)
• Málo světla + větší tlak
Bathypelagiál (‐4000m)
• Žádné světlo + velký tlak
Abysál (do cca 100m nad dnem) • Žádné světlo + velký tlak
dno
Hadál (nejhlubší mořské příkopy) Miloslav Petrtýl 2013, ČZU, FAPPZ, KZR
ORGANISMY VOLNÉHO MOŘE
EPIPELAGIÁL
Tuňák ‐ (Euthynnus affinis)
plejtvák obrovský ‐ (Balaenoptera musculus)
Měsíčník svítivý (Mola mola) Foto: Daniel Botelho
Autor: Uwe Kils krunýřovka krillová (Euphausia superba)
Chrysaora fuscescens
1
24.3.2016
MEZOPELAGIÁL • Od hranice epipelagiálu do hloubky cca 1.000 m. • Limitované množství světla nedostačuje potřebám fotosyntézy fytoplanktonu či rostlin. • Mnoho ryb v této zóně má zvětšené oči, dlouhé ostré zuby, široce rozebíratelná ústa a flexibilní tělo s roztahovatelným žaludkem. To jim umožňuje spolknout kořist větší, než jsou oni sami. • Bývá zde koncentrováno více živin než těsně u hladiny, proto se do této zóny vydává i mnoho větších predátorů na lov (hlavonožci, ozubení kytovci). • Množství organizmů z různých taxonomických skupin, jako ryby hlubinovky (Myctophiformes), žabernatky (Ctenophora) či krakatice (Pyroteuthidae), si vyvinuly bioluminiscenci jako vlastní zdroj světla.
MEZOPELAGIÁL
Enypniastes (pelagický sumýš)
Acanthonotozoma inflatum red bull
Stomiidae ‐ Scaleless Dragonfish
BATYPELAGIÁL Batypelagiál • Od hranice mezopelagiálu do hloubky cca 4.000 m. Není zde žádné světlo Mnoho organismů v této zóně má redukované oči, dlouhé ostré zuby, široce rozebíratelná ústa a flexibilní tělo s roztahovatelným žaludkem. Jejich potravou jsou převážně zbytky rostlin a organismů, které se propadají vodním sloupcem z mělkých vrstev. Velcí hlavonožci zde občas loví pomalu plovoucí ryby a za nimi se vydávají vorvani. • Viz prezentace „Hluboký oceán“
Opisthoproctus soleatus – bareleyed fish Leskyně skvrnitá (Lampris guttatus)
ABYSÁL
PELAGICKÁ SPOLEČENSTVA OCEÁNU
• Nejhlubší část vodního sloupce ohraničena ze spodu mořským dnem. Žádné světlo + enormní tlak. Prostředí je obýváno medúzami, rybami, korýši a měkkýši, kteří jsou adaptovaní na příjem detritu (rozkládající se organická hmota). Mnoho druhů s bioluminiscencí, některé jsou černé či červené což je činí „neviditelnými“ • Viz prezentace „Hluboký oceán“
Laparidae ‐ snailfish foto: wikipedia
2
24.3.2016
VOLNÝ OCEÁN – DRUHOVÁ DIVERZITA • Neexistence specializovaných vztahů => Malá biodiverzita v otevřených mořích • Krátký potravní řetězec s několika málo druhy • Jen cca 5000 druhů organismů v mořském pelagiálu
PLANKTON • Dále od břehu je za 99,97% produkce zodpovědný fytoplankton. Hlavní složkou jsou rozsivky (Diatomae), hojné bývají i obrněnky (dinoflagellata) či kokolitky (Coccolithophorida). • S ohledem na velikost autorofů (fytoplankton) jsou mořští herbivoři většinou do velikosti ančovičky (tj. obecně menší druhy ve srovnání se souší viz „tráva – zebra – lev“). • Malá velikost a krátká generační doba primárních producentů koreluje s jejich malým poměrem v celkové biomase.
• Celkem se v mořském prostředí uvádí cca 250.000 popsaných druhů organismů (celosvětový počet druhů rostlin cca 400.000; živočichů cca 1.500.000)
Ditylum
Ceratium Emiliania huxleyi
SOUČÁSTI (mikro)PLANKTONU SOUČÁSTI PLANKTONU
SOUČÁSTI PLANKTONU
SEZÓNNÍ ZMĚNY PLANKTONU
Zooplankton :
• Průběh závislý na zeměpisné šířce (teplota a světlo v ročních dobách). • Ve studených mořích pouze jedno roční maximum. • V tropech kolísání v průběhu sezóny, ale není synchronní na různých místech: někde rozvoj autotrofů, jinde zooplanktonu (který už sežral fytoplankton), střídá se na různých místech – s tím souvisí migrační trasy velkých „spásačů“ a planktonofágů.
• V mořích jsou hlavní skupinou živočichů v planktonu korýši, a to zejména Copepoda (klanonožci). • Jejich typickým představitelem je rod Calanus : protáhlí korýši od 1 do necelých 10 mm délky, herbivorní, živí se řasami. • Mnoho zástupců skupiny Copepoda je dravých a loví ostatní planktonní druhy.
3
24.3.2016
PLANKTON ‐ NEKTON • • • •
SOUČÁSTI PLANKTONU
vedle klanonožců i jiní korýši, mnozí větší: krunýřovky – až 10 cm – tzv. „krill“ Amphipoda = blešivci jiné skupiny: zadožábří plži, ploutvenky, láčkovci, červi, žebernatky
Pelagický plž
Buchanka Calanus
Ježovka ‐ larva
žabernatky
VOLNÉ MOŘE
DIURNAL VERTICAL MIGRATION • Nedostatek živin v hlubších vodách způsobuje každodenní světově nejrozsáhlejší potravní migrace živočichů. • „Diurnal Vertical Migration“ – DVM = vertikální migrace • Systém den a noc – primárními migranty jsou zástupci drobných planktonních organizmů.
DEEP SCATTERING LAYER
ADAPTACE – POHYB ‐ VZNÁŠENÍ
Za planktonem vyrážejí jeho konzumenti i jejich větší predátoři Souhrnná biomasa všech těchto organismů občas představuje dojem „falešného dna“ ‐ „Deep Scattering Layer“ DSL Hlubinná odrazová vrstva Matení sonarů ponorek za druhé světové války Ve větší části oceánu v mezopelagické zóně (200 ‐ 1000 m)
4
24.3.2016
ADAPTACE – SVĚTLO/ZRAK
VIDĚT A NEBÝT VIDĚN
• Hlubinné organismy mají často specificky vyvinuté oči a světélkující orgány – bioluminiscence.
BIOMASA PELAGICKÝCH KORÝŠŮ • Zásadní část potravního řetězce!! – „Krill“ organismy s nejvyšší celosvětovou biomasou
BIOMASA PLANKTONNÍCH KORÝŠŮ ‐ KRILL
DROBNÍ PREDÁTOŘI MĚLKÝCH VOD
Důležitá složka potravy kosticových kytovců (Mysticeti)
5
24.3.2016
VELCÍ PREDÁTOŘI MĚLKÝCH VOD
VELCÍ FILTRÁTOŘI MĚLKÝCH VOD
Podobnost tvaru těla čistě náhodná?!
VELCÍ FILTRÁTOŘI MĚLKÝCH VOD
NEJVĚTŠÍ FILTRÁTOŘI MĚLKÝCH VOD
VELCÍ FILTRÁTOŘI MĚLKÝCH VOD
NEJVĚTŠÍ KOSTNATÁ RYBA – HLÍSTOUN (8m) Život ve větších hloubkách volného moře U břehu pouze výjimečně spíše vyplavení mrtvých jedinců
hlístoun červenohřívý (Regalecus glesne)
6
24.3.2016
VELCÍ PREDÁTOŘI HLUBOKÝCH VOD
OTÁZKY K TÉTO LEKCI • Viz opakování obecného úvodu – primarní vs. sekundární produkce, koloběh prvků a živin, mořské proudění – globální distribuce tepla, živin,…. • Vymezení popisovaných biotypů. • Světové rozšíření popisovaných biotypů. • Ekologický význam. • Význam pro člověka. • Typické druhy organismů a jejich vazba/přizpůsobení na daný biotop.
ZAJÍMAVÉ ODKAZY
ZDROJE POUŽITÉ LITERATURY Garrison, T. (2009). Essentials of oceanography. Fifth edition. ISBN‐13: 978‐0‐495‐55531‐5
ONLINE ZDROJE:
Mojetta, A. 2005. Středozemní moře. Svojtka & Co., s.r.o., ISBN 80‐7352‐250‐0
http://www.planktonchronicles.org/en/projet
Thurman, H. V., Trujillo, A. P., Abel 2002. Oceánografie. Prentice Hall. ISBN 80‐2510‐353‐6
Projekt TARA OCEANS – revize planktonních společenstev http://www.bluereefphoto.org/blog fotografie juvenilních stádií mořských ryb
7