ROSTLINY A MOŘE Martin Vohník Botanický ústav AVČR Přírodovědecká fakulta UK
[email protected]
(Vodní) rostliny většinou zůstávají stranou pozornosti... Most marine naturalists tend to focus nearly all their attention on animals. Somehow, organisms such as whales and crabs tend to capture the imagination. However, the intertidal and shallow subtidal seabed is often covered with seaweeds and sea grasses. These plants are fascinating in their own right, but they also form the base of major food webs in the ocean. Levinton 2001: Marine Biology – Function, Biodiversity, Ecology
Struktura přednášky 1. Rostliny suchozemské vs. vodní 2. Rostliny a moře 2.1. Rostliny suchozemské, ale ovlivněné mořem 2.2. Mangrove 2.3. Mořské rostliny (cévnaté, bezcévné)
3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny 4. Význam mořských rostlin pro člověka
1. Rostliny suchozemské vs. vodní • • • • • • • •
význam kořenů v zásobení vodou příjem živin celým povrchem těla transpirace (x průduchy) malé výkyvy teplot tolerance nižšího osvětlení tolerance hydrostatického tlaku CO2 pro fotosyntézu z (HCO3) ‐ Ca(HCO3)2 => CaCO3 + CO2 + H2O (CaCO3 vysrážený na povrchu listů = biologické odvápnění)
1. Rostliny suchozemské vs. vodní • v současné době je >> vyšší diverzita rostlin na souši, hydrofytismus vyšších rostlin sekundárně • mnohem více vyšších rostlin hydrofyticky ve sladké vodě než ve slané • mořské rostlinstvo dominováno nižšími rostlinami – řasami • rostliny hrají v moři klíčovou roli (potravní řetězec, produkce kyslíku, mechanické zpevňování podkladu, zmírňování proudění vody…)
2. Rostliny a moře? 2.1. Rostliny bez trvalého kontaktu, ale ovlivněné (sucho, slano, větrno, slunečno…) 2.2. Rostliny v trvalém či periodickém kontaktu s mořem (mangrove) 2.3. Mořské (vodní) rostliny: vyšší (cévnaté) + nižší (bezcévné)
2.1. Rostliny bez trvalého kontaktu s mořem, ale ovlivněné jeho přítomností (sucho, slano, větrno, slunečno…)
2.1. Rostliny bez trvalého kontaktu s mořem, ale ovlivněné jeho přítomností (sucho, slano, větrno, slunečno…) ‐ fyziologický nedostatek vody => sukulence + CAM metabolismus ‐ nadbytek soli => halofytizmus (vysoký osmotický tlak cytoplazmy) ‐ obě adaptace často kombinovány ‐ příbřežní slaniska, dostřiková zóna útesů apod.
2.1.1. Motar přímořský (Crithmum maritimum, Apiaceae, Apiales) ‐ celý Mediterán + pobřeží Černého moře + pobřeží Atlantiku až do Norska a Kanárské ostrovy ‐ pobřežní skály, útesy, kamenité pláže; do vnitrozemí jen podél toků a v dosahu mlhy a větrů od moře ‐ listy do salátů, nálevů, jako koření; vysoký obsah vitamínu C
2.1.2. Slanorožec (Salicornia spp., Chenopodiaceae, Caryophyllales) ‐ např. slanorožec evropský (S. europaea, “Glassworth”) ‐ do konce 18. století popel používán jako zdroj jedlé sody (Na2CO3) pro výrobu skla, mýdla apod. ‐ jedlý, jako příloha nebo salát; stačí uvařit ve větším množství sladké vody (+ máslo nebo olivový olej)
2.2. Neponořené rostliny v trvalém kontaktu s mořskou vodou: mangrove ‐ tropy a subtropy ‐ Austrálie, Amerika, Asie a Afrika ‐ anoxická rhizosféra (H2S, CH4, CO2, redukující ionty kovů…) ‐ vysoká koncentrace solí (exkreční žlázy na listech, energeticky velmi náročné udržování osmotického gradientu v kořenech…) ‐ vysoká koncentrace rozkladných baktérií (akumulace taninů v pletivech…)
2.2. Neponořené rostliny v trvalém kontaktu s mořskou vodou: mangrove ‐ např. rody Avicennia, Rhizophora ‐ opěrné a dýchací kořeny ‐ viviparie ‐ hotspoty biodiverzity
2.2.1. Mangrove ‐ opěrné chůdové kořeny = stabilizace
2.2.2. Mangrove ‐ dýchací kořeny (pneumatofory)
2.2.3. Mangrove ‐ viviparie
2.3. Mořské cévnaté rostliny ‐ většina nebo celý život ve vodě ‐ vodní život sekundárně (před ca. 100 mil. let) ‐ předci jiní slanovodní hydrofyti nebo mangrove, rod Enhalus asi sladkovodní předek ‐ opylení pod vodou (x Enhalus acoroides – samčí květ se oddělí a putuje k hladině => opylení) ‐ převažuje nepohlavní rozmnožování ‐ krytosemenné, jednoděložné ‐ pouze Alismatales (šmelotvaré) ‐ 12 rodů, cca. 59 (72) druhů celosvětově, tedy méně než 0.02% druhů cévnatých rostlin ‐ více než 50% druhové diverzity ve třech evolučně nejstarších rodech: Halophila, Zostera a Posidonia ‐ nejmladší monotypický rod Enhalus
2.3. Mořské cévnaté rostliny ve Středozemním moři původní 3 rody s celkem 4 druhy: CYMODOCEA Cymodocea nodosa POSIDONIA Posidonia oceanica ZOSTERA Zostera marina, Zostera noltii
(+ zavlečená Halophila stipulacea)
2.3.1. Mořské cévnaté rostliny – distribuce ‐ zhruba 9 oblastí co se týče distribuce + diverzity ‐ některé oblasti se překrývají (společné druhy)
2.3.1. Mořské cévnaté rostliny – distribuce ‐ přítomny ve většině příbřežních oblastí tropů, subtropů a temperátu ‐ nepřítomny v arktických a antarktických vodách ‐ neprozkoumané oblasti: JV a JZ pobřeží Jižní Ameriky, JZ a S pobřeží Afriky
2.3.2. Mořské cévnaté rostliny – diverzita ‐ centrem diverzity Indomalajská oblast ‐ diverzita klesá směrem od rovníku ‐ rody s disjunktním areálem výskytu, např. Posidonia
2.3.3. Mořské cévnaté rostliny – mořské trávníky ‐ drtivá většina tvořena pouze jedním druhem (Jadran: P. oceanica nebo C. nodosa), někdy dvěma (Jadran: P. oceanica + C. nodosa)
2.3.3. Mořské cévnaté rostliny – mořské trávníky ‐ nezastupitelná role v příbřežních ekosystémech ‐ produkce kyslíku, biomasy (koloběh živin), substrát epifytů, útočiště živočichů... ‐ zpevňování dna, zmírňování příboje...
‐ per unit area, seagrass meadows can store up to twice as much carbon as the world's temperate and tropical forests ‐ coastal seagrass beds store up to 83,000 metric tons of carbon per square kilometer, mostly in the soils beneath them, while typical terrestrial forest stores about 30,000 metric tons per square kilometer, most of which is in the form of wood ‐ seagrass meadows occupy less than 0.2 percent of the world's oceans yet they are responsible for more than 10 percent of all carbon buried annually in the sea
2.3.3. Mořské trávníky – jsou tady?
2.3.3. Mořské trávníky – jsou tady?
2.3.4. Mořské cévnaté rostliny: Posidoniaceae ‐ jediný rod Posidonia s osmi druhy ‐ Středozemního moře + J a JZ Austrálie
2.3.5. Mořské cévnaté rostliny: posidonie Neptunova ‐ Posidonia oceanica ‐ “oceanica” omylem (Linné spletl sběry) ‐ podmořské louky Středozemního moře ‐ od hladiny až do 35 (50) m hloubky (světlo) ‐ především nepohlavní rozmnožování – rhizomy (růst 5 – 10 cm za rok) ‐ květy nenápadné, ne každý rok ‐ kvete na jaře, semena na podzim (jako mořské trávy jižní polokoule) ‐ plovoucí semena, často parazitována ‐ růst listů a současné zasypávání pískem dávají vzniku zpevněným písečným lavicím (“matte”, 1m za 100 let) ‐ 1 čtvereční m porostu tvoří 1‐14 l kyslíku denně (osvětlení, čistota vody, množství živin)
2.3.5.1. posidonie Neptunova: květy a semenáčky
2.3.5.2. posidonie Neptunova: kořeny (a houby)
2.3.5.3. posidonie Neptunova: epifytické organizmy
posidonie jako jedny z nejstarších organizmů na světě
2.3.6. Cymodocea nodosa
2.3.7. Zostera marina
2.3.8. Halophila stipulacea
2.4. Většinu mořských rostlin ale tvoří bezcévné...
2.4.1. Tělo bezcévných rostlin tvoří stélka (thallus) Levinton 2001: Marine Biology
Říhová-Ambrožová J.: Encyklopedie hydrobiologie : výkladový slovník [online]
2.4.2. Bezcévné rostliny mají často složité životní cykly, které jsou u cévnatých rostlin zastřeny
Levinton 2001: Marine Biology
izomorfní a heteromorfní stélky, jediná morfologická fáze
2.4.3. Adaptace mořskému prostředí – plovací útvary
2.4.4. Kelp beds, kelp forests (kelpy)
2.4.5. Korálové útesy Zooxantely ‐ obrněnky, rozsivky; chloroplasty; coral bleaching
2.4.6. Fytoplankton
2.4.7. Z praktického hlediska dělíme na “červené”, ”hnědé” a ”zelené” PROKARYOTA: skupina oddělení EUBACTERIA: oddělení CYANOBACTERIA (sinice) EUKARYOTA: skupina oddělení ALGAE (řasy) Oddělení: Rhodophyta ‘ČERVENÉ ŘASY’ Oddělení: Heterokontophyta (Chromophyta) Třída: Chrysophyceae Třída: Synurophyceae Třída: Dictyochophyceae Třída: Pelagophyceae Třída: Bacillariophyceae ‘HNĚDÉ ŘASY’ Třída: Phaeophyceae Třída: Xanthophyceae Třída: Raphidophyceae Třída: Eustigmatophyceae ‘ZELENÉ ŘASY’ Oddělení: Chlorophyta Třída: Prasinophyceae (Micromonadophyceae) Třída: Chlamydophyceae Třída: Chlorophyceae Třída: Pleurastrophyceae Třída: Ulvophyceae Třída: Zygnematophyceae Třída: Charophyceae
2.4.8. ČERVENÉ ŘASY (Rhodophyta) = ruduchy ‐ chlorofyl a + d, alfa + beta karoteny, zeaxanthin, lutein ‐ hlavní zásobní látkou florideový škrob ‐ doplněk potravy (‘Hoši‐Nori’ = Porphyra spp.) ‐ agar (Gelidium, Gracillaria), karagén (Chondrus crispus, Gigartina) ‐ antihelmintika (Digenea simplex), neuritika… ‐ minerální látky
Amphiroa rigida [Rhodophyceae: Florideophyceae: Corallinales: Corallinaceae]
Jania rubens [Rhodophyceae: Florideophyceae: Corallinales: Corallinaceae]
Ceramium rubrum
Chondrus crispus
Lithophyllum spp. [Rhodophyceae: Corallinales: Corallinaceae]
dipbot.unict.it; unav.es; unige.ch; dafni.com; ilesmedes.chez-alice.fr
Peyssonnelia squamaria [Rhodophyceae: Peyssonneliaceae]
2.4.9. HNĚDÉ ŘASY (Phaeophyceae) = chaluhy chlorofyl a + c, beta karoten, fukoxantin hlavními zásobními látkami jsou chrysolaminaran a manitol bakteriostatické látky, rakovinostatické látky vysoký obsah jódu, draslíku a dusíku doplněk potravy (Laminariales), krmiva, hnojiva
Dictyota dichotoma [Pheophyceae: Dictyotales: Dictyotaceae]
Fucus vesiculosus L. [Pheophyceae: Fucales: Fucaceae]
Laminaria ochroleuca [Pheophyceae: Laminariales: Laminariaceae]
Padina pavonica
[Pheophyceae: Dictyotales: Dictyotaceae]
Typické znaky: Kornoutovitá stélka, barva bělo‐hnědavá až bělo šedavá. Bílé pruhy na stélce ‐ kalcifikace
Hlavní vegetační sezóna: Červenec ‐ Září
Rozmnožování: Sporofyt a gametofyt homothalické
Habitat: Svrchní infralitorál. Klidné oblasti s dobrým osvětlením. Epilitická (na kamenech)
Rozšíření: Atlantik, Středozemní moře, Černé moře
Výskyt: Velmi hojná
2.4.10. ZELENÉ ŘASY (Chlorophyta) chlorofyl a + b, alfa a beta karoten, lutein, neoxantin, violaxantin, zeaxantin zásobní látkou je škrob (alfa‐1,4 glukan) nebo mannan nebo xylan potrava, krmivo, hnojivo, léčiva…
Acetabularia acetabulum [Chlorophyceae: Dasycladales: Dasycladaceae (nebo Polyphysaceae)]
Typické znaky: Vrcholová část JEDNOBUNĚČNÉ stélky je diskovitá, celá řasa má podobu malého deštníku. Bělavé zbarvení je dáno silnou kalcificací
Hlavní vegetační sezóna: Červenec ‐ Září
Rozmnožování: Sporangia ukrytá ve vrcholovém disku
Habitat: Svrchní infralitorál. Klidné oblasti s dostatkem světla. Epilitická, na písčitém nebo kamenitém podkladě
Rozšíření: Středozemní moře a severovýchodní Atlantik
Výskyt: Středně hojná
Codium bursa [Chlorophyceae: Bryopsidales: Codiaceae; Syn: Codium bursae ] Typické znaky: Kulovitý tvar s výdutí; houbovitý charakter; tmavě zelená barva. Celá stélka je tvořena sifonálními útvary s měchýřky, v nich gamety.
Vegetační sezóna: Celoročně
Rozmnožování: Gamety tvořeny uvnitř měchýřků uvnitř stélky
Habitat: Epilitická
Rozšíření: Středozemní moře, severovýchodní Atlantik, Austrálie, Nový Zéland
Výskyt: Velmi hojná
Codium bursa a příbuzné druhy
Codium coralloides Codium bursa
Codium vermilara
Codium vermilara
Codium adherens Codium tomentosum
Codium fragile
Caulerpa prolifera [Chlorophyceae: Bryopsidales: Caulerpaceae]
Halimeda tuna [Chlorophyceae: Bryopsidales: Udoteaceae]
Udotea petiolata [Chlorophyceae: Ulvophyceae: Halimedales: Udoteaceae]
Valonia utricularis (Valoniaceae) – jednobuněčná stélka
3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny
3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny
3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny
Caulerpa taxifolia je invazní řasou a plž Elysia subornata je proti ní účinnou biologickou zbraní
3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny
3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny
4. Význam mořských rostlin pro člověka
ARAME: 100g DW = 6 EUR
NORI: 100g DW = 16 EUR
AGAR-AGAR: 100g DW = 5 EUR Laminaria japonica: 100g DW = 6 EUR
• vysoký obsah Ca, Mg, Zn, I, Na, Fe, vitamínů, bílkovin, vlákniny... • jednoduchá příprava (umýt ve vodě a povařit), absurdní ceny…
4. Význam mořských rostlin pro člověka
4. Význam mořských rostlin pro člověka
