Vztah hmyzu k ekologickým faktorům

Vztah hmyzu k ekologickým faktorům

Vztah hmyzu k ekologickým faktorům 

Abiotické

teplota  vlhkost  světlo  vzduch 



Biotické

potrava  intraspecifické (vnitrodruhové)  interspecifické (mezidruhové) 

Tolerance (ekologická valence) Rozpětí mezi minimální a maximální intenzitou určitého faktoru ve kterém určitý druh může existovat • • • • •

***

spodní letální hranice horní letální hranice vitální zóna optimum odlišnosti na různých úrovních

– druhy – populace - vývojová stádia – region – biotop – .... aj.

Ekologická valence - tolerance 100 75 50 25

um ax im M

im um pt O

M

in i

m um

0

Kategorizace druhů podle šíře tolerance FAKTOR

ÚZKÁ TOLERANCE

ŠIROKÁ TOLERANCE

obecně

stenovalentní

euryvalentní

k teplotě

stenotermní

eurytermní

k vlhkosti

stenohygrické

euryhygrické

k potravě

stenofágní

euryfágní

k biotopu

stenotopní

eurytopní

Limitující faktory • v prostředí dosahují hodnot kritických pro přežití případně rozmnožování druhů • určují možnost výskytu určitých druhů v prostředí, zejména druhů málo mobilních a stenovalentních • určují celkové složení fauny a flory v daném prostředí • největší význam mají faktory s velkou amplitudou kolísání během sezóny

Vztah hmyzu k ekologickým faktorům

Vztah hmyzu k teplotě

Vztah hmyzu k teplotě • teplota má zásadní význam po celý život • ovlivňuje všechny životní projevy hmyzu – vývoj – příjem potravy – reprodukce – výskyt – aktivita ...

• přímé působení – rychlost vývoje, embryonální vývoj, aktivita...

• nepřímé působení – kvalita nižší trofické hladiny

Teplota těla hmyzu • bezobratlí jsou ekotermní (poikilotermní) organizmy (vers. homoiothermní) • teplota těla odvisí od teploty prostředí • nevýhody – suboptimální podmínky pro životní funkce – závislost úrovně životních funkcí od okolního prostředí

• výhoda

– energeticky méně náročný systém

• Hoffovo pravidlo:

– při zvýšení teploty o 1°C se biochemické procesy zrychlují 2.4x – hmyz – skvělý model!!!

Schéma vlivu teploty na pohybovou aktivitu hmyzu

Schéma vlivu teploty na vývoj hmyzu

Vliv teploty na vývoj hmyzu • vývoj probíhá v rozmezí teplot vitální zóny • rychlost vývoje je přímo závislá na teplotě prostředí • suma efektivních teplot

vyjádření lineárního vztahu mezi teplotou a rychlostí vývoje

Suma efektivních teplot Lineární závislost vývoje na teplotě v rozmezí od spodní teplotní hranici po maximum

C = (T – k) x d T – průměrná denní teplota k – spodní tepelná mez d – trvání vývoje ve dnech C – konstanta, tzv. suma efektivních teplot (°C)

Suma efektivních teplot - SET • SET stanovován experimentálně • k – spodní teplotní práh • přesné stanovení vývoje ve dvou různých konstantních teplotách (T1 a T2) T1d1 – kd1 = T2d2 – kd2

k=

T1d1 – T2d2

d1 – d2

Suma efektivních teplot - SET Příklad d(1) 20°C = 16 dní d(2) 23°C = 13 dní

(20x16) – (23x13) 16 – 13

C = (T1- k) x d1

320 – 299

C = (20 - 7) x 16

3

C = 208 (°C)

k=7

SET - fenologické modely

SET / den 12°C

Obaleč jablečný – fenologický model 1

621°C

Obaleč jablečný – fenologický model 2

602°C

Obaleč jablečný – fenologický model 3 1. generace C = 588°C 2. generace C = 657°C 3. generace C = 657°C

Průměr C = 619°C

Obaleč jablečný – fenologický model

50 F 88 F

Obaleč jablečný – fenologický model

Molice skleníková Trialeurodes vaporariorum (Homoptera, Aleyrodidae)

Vztah hmyzu k ekologickým faktorům

Vztah hmyzu ke světlu

Formy působení světla na hmyz

• světelná intenzita • fotoperiodismus • globální působení světla

Vliv světla na hmyz - světelná intenzita • chování a aktivita hmyzu – denní hmyz – noční hmyz – soumračný hmyz

• fototaxe – heliofilie Pieris brassicae

• menotaxe – fotofobie půdní hmyz

• fotoeklektory • barva – atraktance – barevné lapače – vizuální lapače

Vizuální lapač - Thysanoptera

Příklady vizuálních lapačů

Příklady vizuálních lapačů

Vliv světla na hmyz - fotoperiodismus • fotoperioda – poměr světelné a temnostní fáze dne (24 hod) – objektivní signál a budoucím vývoji převážné většiny abiotických a biotických faktorů

• kritické fotoperiodické cykly – zkracování světelné fáze ze 13 na 11 hod – prodlužování světelné fáze z 11 na 13 hod

• klíčová úloha světla při indukci diapauzy

Diapauza hmyzu • Diapauza je klidová fáze umožňující: – přežití nepříznivých podmínek – synchronizaci vývoje populace

– AESTIVACE – letní diapauza – HIBERNACE – zimní diapauza • KVIESCENCE – dočasný klidový stav – trvá po dobu trvání faktoru (abiotického), kterým je indukována – adaptace v tropech a subtropech – doprovází diapauzu (kritické hranice)

Diapauza hmyzu • (ne)vázána na konkrétní vývojové stadium – embryonální, larvální, imaginální – nejvýznamnější synchronizující mechanizmus

• obligatorní diapauza – diapauza geneticky fixována na určité vývojové stádium (např. monovoltinní druhy)

• fakultativní diapauza – pouze u jedinců generace, která je vystavena indukujícímu faktoru

Indukce diapauzy hmyzu • diapauza je řízena hormonálně – fotoreceptory a dostředivá dráha do CNS – indukce produkce aktivačního hormonu neurosekretorické buňky v corpora allata – produkce AH a rozvádění hemolymfou

• diapuza je indukována vnějšími podněty – – – –

fotoperioda teplota potrava .....

Charakteristika diapauzy • genetická predeterminace – – – – –

druh, populace, stádium monovoltinní druhy (diapauza v každé generaci) bivoltinní druhy (diapauza u 2. generace) polyvontinní druhy (pružná reakce) univoltinní druhy (jedince i vícekrát v průběhu vývoje)

• změna chování – předdiapauzní chování (migrace, úkryty, ...)

• změna fyziologického stavu – hromadění tuků – produkce karyoprotektiv – po indukci diapauza vykazuje určitou dobu trvání

Formy působení světla na hmyz globální působení světla

• biologické hodiny • individuální denní cykly (rozpětí adaptací uvnitř populací) • populační cykly dlouhodobé (adaptace populací na vnější podmínky) • posloupné změny a vývoj prvků v chování a reakcích (jedinec, populace...) • migrace • orientace v prostředí • ....??? často vnímáme ale neznáme podstatu

Využití vztahu hmyzu ke světlu • atraktance hmyzu ke světlu – světelné lapače – barevné lapače

• indukce diapauzy pomocí řízené fotoperiody – dlouhodobé uchovávání hmyzu – masové produkce parazitoidů a predátorů

Vztah hmyzu k ekologickým faktorům

Vztah hmyzu k vodě

Vztah hmyzu k vodě • široké kontinuum (obecná ekologická valence) – stenohygrické, euryhygrické druhy

• vodní druhy – hygrofilní – ploštice, vážky, pošvatky, komáři, pakomáři....

• druhy náročné na vlhkost – většina půdního hmyzu

• druhy méně náročné na vlhkost – většina druhů vyskytujících se a živících se na fyloplánu

• suchomilné druhy – herbivorní druhy s bodavě savým ústním ústrojím – rybenka domácí Lepisma sacharina

Vztah hmyzu k ostatním abiotickým faktorům • vzduch – složení vzduch, půdní hmyz • pohyb a proudění vzduchu – opylování, migrace • zemský magnetizmus • elektrické pole • zvuk – ultrazvuk • .....???