Organismy a faktory prostředí

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