VI. Živočichové a prostředí Co potřebují živočichové k životu? Vodu Světlo Kyslík Teplo Potravu Minerální látky Ovlivňuje je i Geomorfologie terénu
Voda
Tvoří 60 – 80 % těla živočichů Různá schopnost přežít ztráty (člověk vs. velbloud) Rozpouštědlo a médium pro chemické reakce metabolismu U bezobratlých často i zajištění tvaru a pohybu těla (hydroskelet)
Hospodaření s vodou závisí na typu prostředí Hypotonické → sladká voda Hypertonické → slaná voda, souš Někteří umí obojí (tažné ryby → hormonální řízení ze štítné žlázy, několikadenní aklimatizace v brakické vodě) Většinou snaha zabránit ztrátám vody Ryby Euryhalinní (tažné ryby, někteří žraloci, ryby brakických vod, halančíci, paví očko) Stenohalinní (vranky, korálové ryby) Sladké vody tropických ostrovů → není původní sladkovodní fauna ryb, ale euryhalinní mořské druhy
Vylučování/ztráty vody Bezobratlí Ochrana kutikulou (u hmyzu kritické průduchy vzdušnic) Ztráty při vylučování dusíkatých látek Obratlovci ztráty při Vylučování Vypařování Vyměšování Dýchání Pocení Příjem vody S potravou ryby, paryby, mihule, hmyz Stačí některým pouštním savcům (pískomilové, křečci Neotoma, antilopa losí, přímorožec bejsa) Kůží (popř. stěnou močového měchýře) Možné jen ve vodním prostředí Dospělí obojživelníci Pitím Hmyz, plazi, ptáci, savci (sekundární patro → jediní z obratlovců sají) Olizováním kapek Ptáci, savci, plazi, hmyz Kondenzací vzdušné vlhkosti Plazi (moloch, ropušníci) Hmyz (pouštní potemníci) Metabolickou cestou Stačí některým plazům, drobným savcům a hmyzu (tarbíci, pytlouši, myš pustinná, larvy potemníků) → možnost osidlovat pouště Nadbytek vody Nebezpečí hlavně záplav půdní fauna, savci, ptáci… Patogenní působení hub, plísní a baktérií Vodní prostředí Specifika Voda není limitujícím faktorem pro metabolismus Relativně stálá teplota S hloubkou klesá množství FAR a složení světla Limitující je množství rozpuštěného kyslíku a CO2 Limitující je i obsah živin Vody oligotrofní, mezotrofní a eutrofní Dystrofní vody – rašeliniště – vysoký obsah huminových kyselin, nízký obsah živin Hydrostatický tlak Další důležité vlastnosti vodního prostředí
Kolísání vodní hladiny Salinita Zamrzání vody Periodicita (afričtí bahníci, halančíci, pouštní žáby)
Nedostatek vody Příčiny Sucho (málo srážek, jejich periodicita, srážkové stíny, vysoká nadmořská výška, oblasti subtropických tlakových výší, vysoce kontinentální klima) Vysoká teplota → nutnost ochlazení → ztráty vody odpařením Následky Dehydratace Koncentrace krevní plazmy → zvýšení její viskozity → zhoršení zásobení kyslíkem → omezení možnosti termoregulace → letální přehřátí těla U savců ztráty 10 – 15 % už letální Člověk → 20 % letální, 12 % kolabuje Velbloud přežije i 27 % bez změny obsahu vody v krevní plazmě Pouštní zajíci až 50 % Řešení nedostatku vody Omezení ztrát vody při vylučování → vylučování krystalků kyseliny močové, když močovina, tak koncentrovaná, koprofágie Omezení odparu vody při ochlazování → snaha zabránit ohřátí Behaviorální mechanismy Noční aktivita Zahrabávání – absorpce vlhkosti z půdy (malá zvířata) Migrace (velká zvířata) Morfologické adaptace Barva a tělní pokryv odrážející záření Teplotní výměník v nosní dutině sajgy Fyziologické adaptace Estivace (ježura, vačice, bodlíni, pouštní hlodavci) Neochlazování těla, ale akumulace tepla za dne a ochlazení v noci (i u homoiotermů – antilopa losí → ráno 35,7 °C, večer 43 °C (ušetření 5 l vody) Schopnost přežít velkou dehydrataci (velbloudi, pouštní zajíci) Využití metabolické vody (tarbíci, pytlouši) Kondenzace vzdušné vlhkosti Příjem vody z potravy požírání sukulentů s vysokým obsahem vody, ale i kyseliny šťavelové → schopnost ji zpracovat (pískomilové, křečci) Živočišná potrava v letních měsících (pouštní sysli, bělozubka pouštní, ježek ušatý, kojot prériový, liška velkouchá, fenek berberský) Periodické pití (osel, velbloud) Velbloud za 10 minut 104 litry vody
Voda v pevném skupenství Nivální ekologický faktor Led na vodě Omezení výměny plynů → nebezpečí hypoxie Omezení přístupu k vodě=potravě (vydra, ledňáček, potápky) → přesun na tekoucí vodu Zamrzání moře → migrace vodních ptáků (kormoráni, morčáci), limit výskytu tuleňů Sníh Omezuje hlavně savce teplotně izoluje Sněžení není bezprostředním zdrojem vody Voda z tajícího sněhu je ale využitelnější než dešťová Pod sněhem vyšší vzdušná vlhkost Působí i mechanicky → laviny, vlajkové formy stromů… Vztah živočichů ke sněhu Chionofobní Max. 10 cm sněhu sajga, vidloroh, kozorožci, snad i mamuti a srstnatí nosorožci (vymření díky klimatické změně → tundra ustoupila tajze se stromy a víc sněhu) Chionoformní Přežívají i na vyšší sněhové pokrývce a to bez speciálních adaptací Jelen lesní, prase divoké, hraboši, rejsci… Limitující výše sněhové pokrývky → limitace rozšíření Chionofilní Adaptace na vysokou sněhovou pokrývku Lumík velký, zajíc bělák, rys ostrovid, sob Platí i pro společenstva rostlin Sníh teplotně izoluje
Světlo Intenzita, délka a režim → načasování důležitých dějů (denní a noční aktivita, rozmnožování, migrace, ukládání zásob na zimu, línání…) Ovlivnění fotosyntézy → ovlivnění potravní nabídky Zdroj energie pro autotrofní organismy heterotrofní organismy Orientace v prostoru v čase Fotoperioda → poměr světlé a tmavé části dne – fotofáze vs. skotofáze) Fotoperiodicita a biorytmy Přizpůsobení organismů planetárním pohybům
Ultradiální biorytmy – perioda kratší než 1 den Cirkadiální – perioda cca 24 hodin Infradiální – perioda delší než 24 hodin Jiné typy cyklů Cirkaanuální – přibližně roční cykly, reakce na odlišnou délku fotofáze během roku; např. střídání ročních období v mírném pásmu, střídání polárního dne a noci, období sucha a dešťů Lunární – perioda přibližně 1 měsíc, např. rozmnožovací cykly některých mořských červů, láčkovců a ryb, menstruační cyklus ženy Řízení biorytmů Endogenní – vrozené, dědičné a univerzální, vnější prostředí je pouze synchronizuje Exogenní – vyvolané změnami v prostředí Cirkadiální biorytmy Cyklus aktivity a klidu rytmy fyziologického stavu (sekrece hormonů, změny teploty těla) Synchronizátory Světlo (člověk endogenní rytmus 24,20 – 25 hodin) Teplota Biotické – např. sociální vlivy Aktivita denní diurnální druhy Dravci, svišti, sysli, člověk, slon Aktivita noční nokturnální druhy Sovy, plši, jezevec, prase divoké Dvě období aktivity denně (ráno a večer) druhy soumrační Srnec Aktivita polyfázická Rejsek Změny podle ročního období nebo aktivity pěnice při hnízdění aktivní ve fotofázi, při tahu ve skotofázi Vliv člověka Šakal Canis aureus je denní, ale v místech hustě osídlených člověkem je noční
Barevné vidění U různých taxonomických skupin Některé druhy členovců, ryb, ptáků i savců (primáti)
Bioluminiscence produkce světla biotického původu Luciferáza nahrazuje v molekule luciferinu dva atomy vodíku atomem kyslíku, 100% účinnost Význam v signalizaci Světelné znečištění
Kyslík Nezbytný pro dýchání Limitujícím faktorem Ve vodě Ve vyšších nadmořských výškách V 5 000 m. n. m. 50 % kyslíku (a poloviční tlak) než na hladině moře Žádný organismus není schopen trvale žít nad 7 000 m. n. m. (navíc zima, sníh a absence potravy) Pišťuchy až 6 300 m. n. m. Ptáci přelety až v 9 000 m. n. m. Přísun kyslíku musí vodní živočichové zajišťovat aktivním pohybem vody přes dýchací povrchy (žábry) velkým poměrem povrchu těla vůči jeho objemu speciálními dýchacími pigmenty občasným vynořením a nadýcháním se vzduchu
Teplota Živočichové poikilotermní (heterotermní, ektotermní) Bezobr atlí, paryby, ryby, obojživelníci, plazi Živočichové homoiotermní (homotermní, endotermní) Ptáci, savci
Ale I poikilotermní živočichové umí tělesnou teplotu do jisté míry regulovat Chováním → vyhřívání, zahrabávání… Tuňáci, mečouni, velcí žraloci → prací svalů teploty těla až o 14 °C vyšší než okolí Krajty → svalový třes → inkubace vajíček ve smyčkách těla Velké mořské želvy → lov medúz v chladnějších vodách I homoiotermním živočichům někdy tělesná teplota do jisté míry kolísá Hibernace (sysel obecný, plšík lískový → pokles až na 0,2 °C Vejcorodí → termoregulace nedokonalá, teplota jen 30 – 32 °C Akumulace tepla velbloudů přes den a ochlazení v noci
Ektotermní (poikilotermní) živočichové Všichni kromě ptáků a savců Výhody Pomalejší metabolismus neukončený růst těla, dlouhověkost, relativně menší spotřeba potravy Nevýhody Omezená schopnost osidlovat extrémní podmínky Výjimky kryoproteiny nebo glycerol v krevní plasmě zabraňují tvorbě větších ledových krystalků Reakce na teplotu nejsou fixované, ale podmíněny zkušeností z minulosti aklimatizace (aklimace) Endotermní (homoiotermní) živočichové Ptáci (39 – 40°C) a savci (36 – 37°C) Výhody Nezávislost na vnější teplotě → osidlování nepříznivých oblastí, nezávislost na denních a sezónních změnách Nevýhody Vyšší energetické náklady → vyšší spotřeba potravy Mláďata často snížená schopnost regulovat tělesnou teplotu I u nich tělesná teplota může kolísat (hibernace, pouštní zvířata) Bergmanovo pravidlo Aklimatizace Sezóna Mechanismy udržení stálé tělesné teploty behaviorální mechanismy (shlukování, úkryt, vyhřívání, migrace…) třesová a netřesová termogeneze izolační pokryv těla (peří, srst, tuk) teplotní výměníky (nohy, uši) zrychlené dýchání
Pocení Prokrvení Teplotní výměníky
Endotermní (homoiotermní) živočichové Heterotermie – schopnost snížit metabolismus a tělesnou teplotu a přečkat nepříznivé období Hibernace Pravá - letouni, ježci, svišti, plši, kolibříci, lelci, rorýsi, vačnatci Nepravá - medvěd, jezevec Estivace Tarbíci Teplota a hospodářská zvířata Skot Relativně málo odolný vůči vysokým teplotám, optimum pod 20 °C Odolnější plemena ze skupiny indického zebu (intenzivnější pocení) Kůň a osel Odolnější vůči vysokým teplotám (arabský plnokrevník) Pocení, kolísání tělesné teploty (osli) Ovce Vlna izoluje i vůči vysokým teplotám! Nepotí se, odpar při zrychleném dýchání Tolerance vůči dehydrataci Velbloud Adaptace na pouštní klima → výkonné pocení, izolace srstí, tolerance k dehydrataci, produkce zhuštěné moči, výkyvy tělesné teploty během dne, výkonný příjem tekutin Prase Izolace tukem Snáší výkyvy když má možnost úkrytu ve stínu a ochlazení ve vodě/bahně Kur domácí Původ v tropech → adaptace na chlad, u kuřat nedokonalá, nebezpečí omrznutí periferních částí těla dospělých Ochlazování hyperventilací, vyhledávání stínu (původně lesní druh) Kachny a husy Dokonalá izolace peřím, pobyt ve vodě
Potrava Biofágové Fytofágové Herbivorní formy Mykofagie (houby), graminivorie (trávy), xylofagie (dřevo), fylofagie (listy), frugivorie (plody), granivorie (zrna), pollivorie (pyl)… Fytoparaziti Ektoparaziti (mšice), minující hmyz, hálky… Zoofágové Karnivorní formy Ichtyofágové=piscivorní (ryby), entomofagové=insektivorní (hmyz), myrmekofágové (mravenci), hemofágové (krev) Zooparaziti Ektoparaziti (veš, blecha), endoparaziti (tasemnice, roup) Nekrofágové Saprofágové, koprofágové… Rozsah a složení potravy Specialisté Monofágní (jeden typ kořisti) Řada parazitů, často housenky motýlů… Oligofágní (několik typů kořisti) Často hmyz – vázán např. na jeden rod stromů Generalisté Polyfágní (mnoho typů kořisti) Většina pravých predátorů
Minerální látky Většina získávána s potravou Doplňování olizováním minerálních solí z různých substrátů Sloni a jeskyně Papoušci a jílové stěny Klíčové je hospodaření s vápníkem (býložravci)
Geomorfologie terénu
Jeskyně, štoly, skalní pukliny → přezimování netopýrů Skalní masivy → hnízdění výrů, obrušování kopýtek ovcí a koz Substrát dna → rybí osádka tekoucích vod Půdní substrát → stavba podzemních obydlí
Sysel mírné svahy s dobře propustnou suchou půdou s nízkou hladinou podzemní vody X křeček roviny s mezofilními hlubokými soudržnými půdami
