Terestrické prostředí Krkonošské mokřady jsou unikátní a důležité nejen pro českou přírodu – Cysnews Opadavé listnaté lesy | gabrielafeketi00 Zeměpis pro ZŠ - R. Č. B.: prosince 2015 Animali che vivono nella savana Opět velice heterogenní prostředí Tropické deštné pralesy Savana Pouště a polopouště Stepi Filipíny: Mangrovy - ČT edu - Česká televize Sibiřská tajga v Krušných horách « Krušné hory Krušnohorsky myslet, žít a snít Tiere in der Tundra Opadavé lesy mírného pásma Tundra Tajga – boreální lesy Mangrove Tvrdolistý biom Azonální biomy - mokřady polární oblasti | Skandinávský dům Polární pustiny Poznejte všechny zpřístupněné jeskyně v Česku – Kudy z nudy Jeskyně - podzemí Různé typy prostředí odpovídají tzv. biomům ! Co je to biom ? • •Biom představuje dílčí oblast biosféry, charakterizovanou určitým typem biotických a abiotických podmínek – zejména klimatickými a hydrologickými faktory a půdními a geologickými poměry, které dávají vznik určitým charakteristickým typům rostlinných a živočišných společenstev. • •Obecně jsou biomy ekosystémy velkého rozsahu, které mají obvykle rovnoběžkový průběh. Mezi biomy patří tropické deštné lesy, sezónní tropické lesy, savany, ... • • • • • • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ea/Biomes_of_the_World_-_Retouched.png/1920p x-Biomes_of_the_World_-_Retouched.png Mezinárodní členění biomů dle WWF •Tato klasifikace z roku 1998 rozlišuje 14 suchozemských, 12 sladkovodních a 5 mořských biomů (ekoregionů). poust.jpg Pouště a polopouště. - ppt stáhnout 5.4.7 Step mírného pásu Lesy mírného pásma Stepi Pouště Savany TAJGA - TAJGA - Zemák Tajga – boreální lesy 5.4.10 Tundra Tundra Mangrovový les Mangrove 5.4.1 Tropický (rovníkový) deštný les Tropický deštný prales Srovnání rozšíření vybraných terestrických biomů 5.4.6 Sklerofytní (mediteránní) Tvrdolisté lesy 5.4.8 Opadavý les mírného pásu Opadavé lesy mírného pásma Srovnání klimatických charakteristik vybraných biomů Tropický deštný les Savana Tropický sezónní les Lesy mírného pásma Poušť Stepi Tvrdolistý biom Tajga Tundra - Aljaška Tundra - Norsko Současná klasifikace z roku 1998 rozlišuje 14 suchozemských, 12 sladkovodních a 5 mořských biomů (ekoregionů). •Suchozemské biomy •Tundra •Subpolární lesy (tajga) •Vysokohorské trávníky a křoviny •Jehličnaté lesy mírného pásma •Listnaté a smíšené lesy mírného pásma •Trávníky, savany a křoviny mírného pásma •Tropické a subtropické jehličnaté lesy •Tropické a subtropické vlhké listnaté lesy •Tropické a subtropické suché listnaté lesy •Tropické a subtropické trávníky, savany a křoviny •Středomořské lesy a křoviny •Pouště a suché křoviny •Mokřadní trávníky a savany •Mangrovy • •Sladkovodní biomy •Velká jezera •Velké říční delty •Polární řeky a jezera •Vysokohorské řeky a jezera •Pobřežní řeky mírného pásma •Lužní řeky a mokřady mírného pásma •Horské řeky mírného pásma •Tropické a subtropické pobřežní řeky •Tropické a subtropické lužní řeky a mokřady •Tropické a subtropické horské řeky •Vysychavé řeky a bezodtoká jezera •Oceánské ostrovy Mořské biomy •Polární moře •Šelfy a moře mírného pásma •Upwelling mírného pásma •Tropické upwelling •Tropická korálová moře •Suchozemské ekosystémy se vyznačují několika klíčovými vlastnostmi: •Nižší dostupnost vody: Ve srovnání s vodními ekosystémy mají suchozemské ekosystémy nižší dostupnost vody, což vede k většímu významu ochrany vody a adaptace organismů. •Větší teplotní výkyvy: Suchozemské ekosystémy zažívají významné teplotní výkyvy na denní i sezónní bázi, což má dopad na adaptace organismů v nich. •Hojnost světla a plynů: Díky průhledné atmosféře je větší dostupnost světla a základní plyny, jako je oxid uhličitý pro fotosyntézu, kyslík pro dýchání a dusík pro různé biologické procesy, jsou v suchozemských ekosystémech snadněji dostupné. •Převaha půdy: Na rozdíl od vodních ekosystémů se suchozemské ekosystémy vyznačují převážně přítomností půdy, která hraje zásadní roli při podpoře rostlinného života a celého ekosystému. •Rozmanitost typů ekosystémů: Suchozemské ekosystémy zahrnují širokou škálu prostředí, včetně tundry, tajg, listnatých lesů mírného pásma, tropických deštných pralesů, pastvin a pouští, z nichž každé má své vlastní jedinečné vlastnosti a obyvatele. •Tyto vlastnosti společně utvářejí dynamiku a biologickou rozmanitost suchozemských ekosystémů a ovlivňují distribuci a adaptaci organismů v nich. • Charakteristika suchozemského ekosystému Suchozemské ekosystémy a vodní ekosystémy a biomy Biomes or Terrestrial Ecosystems and Aquatic Ecosystems - PMF IAS Distribuce biomů s ohledem na roční teplotní a srážkový režim Průměrné roční srážky (v cm) • 9 BIOMY. - ppt stáhnout Globální distribuce slunečního záření (kWh/m2) Worldwide Concentrated Solar Power Industry to 2027 - Powersystems UK Ltd Global surface temperatures: BEST: Berkeley Earth Surface Temperatures | Climate Data Guide Globální distribuce povrchové teploty na Zemi Globální distribuce srážek Global distribution of precipitation (After Pipkin et al. 2014) | Download Scientific Diagram Správná kombinace tepla a vlhkosti (srážek) je pro vegetaci naprosto zásadní ! Horské biomy s nadmořskou výškou a škálou životních zón Pokles teploty s nadmořskou výškou Change in the Atmosphere with Altitude | Center for Science Education Míra poklesu 6,5oC per 1000m 3,6oF per 1000ft Příklad: horské biomy Mountain Biomes Pin page Exploring the Unique Characteristics of the Tundra Biome | Temperatures Taiga | Plants, Animals, Climate, Location, & Facts | Britannica Interesting Plants Found in Temperate Deciduous Forests - Earth.com Why are tropical rainforests important? Rostoucí sucho Stoupající teplota Příklad: vztah organismů a prostředí (vztah mezi nadmořskou výškou a složením rostlinných společnstev ve středoevropské krajině) I za humny je krásně! Podívejte se do přírodní rezervace Zlín u Přeštic – FOTKY - QAP.cz Swiss National Park Royalty-Free Images, Stock Photos & Pictures | Shutterstock Portál české flóry Carpinion betuli - Burgenland Flora Bukojedliny Dubohabřiny Vysokohorské louky Smrčiny Teplomilné doubravy Severní stěna Mount Everestu Výstup na Kilimandžáro: Túra pro každého? | Blog Invia.cz Nejvyšší hora Evropy - výstup na Mont Blanc | Blog Invia.cz Vysoké hory – zasněžené vzcholy Masíf Mont Blanku, 4807m Funžisan Kilimandžáro, 5895m Mont Everest, 8848 m UNESCO přidalo na svůj seznam japonskou posvátnou horu Fudži - iDNES.cz Fudžisan, 3776m Proč klesá teplota s výškou ? •Vzdušný obal Země – atmosféra, se skládá z několika vrstev. Ta nejspodnější z nich, začínající hned od zemského povrchu, se nazývá troposféra. Nad póly sahá do výšky kolem 9 km, v našich zeměpisných šířkách dosahuje do výšky kolem 11 km, ale nad rovníkem je její mocnost dokonce až 18 km. V této vrstvě atmosféry se vyskytují jevy, které nejvíce ovlivňují počasí na Zemi. Zajímavou vlastností troposféry je její teplotní gradient – pokles teploty vzduchu se zvyšující se nadmořskou výškou. Proč tomu tak je? •Na vrcholcích hor je běžným jevem, že teplota vzduchu je zde mnohem menší než v nížinách. Přitom jsou polohy ve vyšších nadmořských výškách blíže ke slunci, které je má tedy lépe ohřívat. Navíc teplý vzduch stoupá díky své menší hustotě směrem vzhůru a měl by ohřívat vzduch ve větších nadmořských výškách. •Přesto pozorujeme, že průměrný pokles teploty vzduchu s výškou je 0,65 °C na 100 m. Případně se někdy přibližně udává pokles 1°C na 150 m výšky. Zdroj: https://fyzmatik.pise.cz/1794-proc-klesa-teplota-vzduchu-s-nadmorskou-vyskou.htmlPokles teploty s výškou je cca Vzdušný obal Země – atmosféra, se skládá z několika vrstev. Ta nejspodnější z nich, začínající hned od zemského povrchu, se nazývá troposféra. Nad póly sahá do výšky kolem 9 km, v našich zeměpisných šířkách dosahuje do výšky kolem 11 km, ale nad rovníkem je její mocnost dokonce až 18 km. V této vrstvě atmosféry se vyskytují jevy, které nejvíce ovlivňují počasí na Zemi. Zajímavou vlastností troposféry je její teplotní gradient – pokles teploty vzduchu se zvyšující se nadmořskou výškou. Proč tomu tak je? Na vrcholcích hor je běžným jevem, že teplota vzduchu je zde mnohem menší než v nížinách. Přitom jsou polohy ve vyšších nadmořských výškách blíže ke slunci, které je má tedy lépe ohřívat. Navíc teplý vzduch stoupá díky své menší hustotě směrem vzhůru a měl by ohřívat vzduch ve větších nadmořských výškách. Přesto pozorujeme, že průměrný pokles teploty vzduchu s výškou je 0,65 °C na 100 m. Případně se někdy přibližně udává pokles 1°C na 150 m výšky. Zdroj: https://fyzmatik.pise.cz/1794-proc-klesa-teplota-vzduchu-s-nadmorskou-vyskou.html Tloušťka atmosféry: nad póly sahá do výška 9km V našich zeměpisných šířkách: do výše 11km Nad rovníkem. Do výše až 18 km Pokles teploty s výškou je cca 0,65oC/100m Přibližně se udává: 1oC na 150m výšky Srovnání výšky velehor Além da beleza, as montanhas escondem perigos: aprenda a evitar problemas de saúde em grandes altitudes. - Amato Mount Everest, 8848 m Kilimandžáro, 5895 m Aconcagua, 6961 m Mont Blank, 4807m Není k dispozici žádný popis fotky. Ben Nevis, 1345m Velehory v tropech a na severu Mount Everest | Height, Location, Map, Facts, Climbers ... Kilimandžáro, 5895 m, Keňa, rovníková Afrika Úpatí: savana., tropický les Vrchol: teplota až - 20oC Denali 6910, USA, Aljaška Úpatí: tundra, boreální les Vrchol: teplota až – 70oC Vrchol hory Vertikální teplotní gradient však není neměnný. Závisí jak na zeměpisné šířce - v tropech je jiný než ve středních zeměpisných šířkách a nebo v polárních oblastech, tak na denní i roční době. A také na nadmořské výšce a poloze daného místa i na geologickém podloží a charakteru vegetačního krytu povrchu. Denali (Mt. McKinley): Průvodce nejvyšším vrcholem Aljašky | CK SEN Pokles koncentrace O2 a tlaku (mb) s výškou High Altitude & sickness & Nepal & Ecuador & Atacama desert — travelwildnow.com Change in the Atmosphere with Altitude | Center for Science Education Změny teploty v atmosféře s výškou thermodynamics - Why less temperature at high altitude? - Physics Stack Exchange Biosféra, cca 10km Biosféra, cca 10km If the temperature recovered in a place at an altitude of 1000 meters above mean sea level is 26.5°C, what will its sea level temperature be? - Quora Globální srovnání teploty během zimní a letní sezóny (severní polokoule) •Úhrn srážek v ČR •Teplota vzduchu v ČR Není k dispozici žádný popis fotky. Teplota Průměrná roční teplota se v Česku pohybuje mezi 5,5 °C až 9 °C. Nejchladnějším měsícem roku je leden, kdy i v nížinách klesne průměrná měsíční teplota pod 0 °C. V průměru o 20 °C teplejší než leden je červenec, který je nejteplejším měsícem roku. How Does the Light Effect Plant Growth? - Lighting Equipment Sales Světlo a rostliny Intenzita světla ovlivňuje produkci primárních producentů - rostlin, délku stonku, barvu listů a kvetení. Obecně lze říci, že rostliny rostoucí při slabém osvětlení mají tendenci být vřetenovité se světle zelenými listy. Podobná rostlina pěstovaná ve velmi jasném světle mívá kratší, lepší větve a má větší, tmavě zelené listy. Schéma fotosyntézy u rostlin. undefined undefined Fotosyntéza mění sluneční světlo na chemickou energii, štěpí vodu a uvolňuje O2 a využívá CO2 a vytváří cukry – uhlovodíky. Fotosyntéza •Fotosyntéza je systém biologických procesů, kterými fotosyntetické organismy, jako je většina rostlin, řas a sinic, přeměňují světelnou energii, obvykle ze slunečního světla, na chemickou energii potřebnou k pohonu svého metabolismu. •Jako fotosyntézu obvykle označuje kyslíkovou fotosyntézu, což je proces, při kterém vzniká kyslík. Fotosyntetické organismy ukládají chemickou energii takto produkovanou v intracelulárních organických sloučeninách (sloučeninách obsahujících uhlík), jako jsou cukry, glykogen, celulóza a škroby. •Aby bylo možné využít tuto uloženou chemickou energii, buňky organismu metabolizují organické sloučeniny prostřednictvím buněčného dýchání. •Fotosyntéza hraje rozhodující roli při produkci a udržování obsahu kyslíku v zemské atmosféře a dodává většinu biologické energie nezbytné pro složitý život na Zemi. SVĚTLO A FOTOSYNTÉZA •Světlo je základní předpoklad pro fotosyntézu. Ta je nezbytná pro primární produkci, která je na začátku všech potravních řetězců. •Světelný kompenzační bod fotosyntézy nastává při takové hustotě záření, kdy množství CO2 vázaného ve fotosyntéze se rovná množství CO2 vydávaného dýcháním. Minimální průměrná denní hustota ozáření musí ležet nad tímto bodem. Je dán i časově (ráno / večer). Pozitivní látková bilance musí být tak velká, aby stačila i na noc. •Stín tolerující rostliny dosahují maximální fotosyntézy při 1/4 plného slunečního záření; stín netolerující rostliny nikdy maxima nedosahují a se zvyšujícím se zářením zvyšují i fotosyntézu. Světelný kompenzační bod řasy mechorosty kapraďorosty kvetoucí rostliny Fotosyntetické strategie rostlin C3 rostliny. CO2 ze vzduchu je nejdříve konvertován na kyselinu 3-fosfoglycerovou (má 3 uhlíky). U těchto rostlin existuje fotorespirace (dýchání na světle), které znamená ztráty výtěžku fotosyntézy. Jsou to rostliny mírného klimatu. Při vysokých teplotách převládá fotorespirace nad Kalvinovým cyklem. C4 rostliny. První sloučeniny produkované z CO2 mají 4 uhlíky. Mají odlišnou anatomickou skladbu listu, která jim umožňuje využívat i nízké koncentrace CO2 a pro recyklaci CO2 produkovaného respirací. Na tyto pochody mají i fyziologickou adaptaci – rozdílný biochemický cyklus. Efektivním získáváním a recyklací CO2 dokáží využít vysokou intenzitu záření pro produkci. Jsou to většinou tropické trávy (kukuřice, cukrová třtina), ale i rostliny slanomilné nebo např. ruderální rostliny prašných stanovišť (“ucpané” průduchy). Mají vysoké tepelné optimum fotosyntézy a upřednostňují písčité (nejílovité) půdy. Předpokládá se jejich větší rozšíření při globálním oteplování. CAM (crassulacean acid metabolism) rostliny. Otevírají průduchy v noci a brání se tím ztrátě vody. CO2 je “uložen” v organických kyselinách a ve dne je pak využíván. Jsou adaptovány na suché pouštní oblasti (sukulenty). Mohou “přepínat” na C3 nebo C4 režim. Naše šrucha (Portulaca oleracea) je rostlina, která naopak umí fakultativně přepnout na CAM režim. Slanorožec (wikipedia) Pojďte do háje, právě kvete - Botanická zahrada Praha Japonská novinka červená cukrová kukuřice Yamato Rouge ovládá sociální média | BusinessInfo.cz Oblíbené sukulenty: Jak je pěstovat, aby se jim u nás dobře dařilo | Prima Living Mapa ukazuje globální rozšíření fotosyntézy, včetně oceánského fytoplanktonu a pozemské vegetaci undefined Tmavě červená a modrozelená označují oblasti s vysokou fotosyntetickou aktivitou v oceánu a na pevnině.. List je primárním místem fotosyntézy v rostlinách. undefined undefined Absorbance spektra volného chlorofylu a (modrý) a b (červený) v rozpouštědle. Struktura chloroplastu undefined undefined Ultrastruktura chloroplastu: vnější membrána mezimembránový prostor vnitřní membrána (1+2+3: obálka) stroma (vodná tekutina) lumen thylakoidu (uvnitř thylakoidu) thylakoidní membrána granum (hromada thylakoidů) thylakoid (lamela) škrob ribozom plastidová DNA plastoglobule (kapka lipidů). Schéma Calvinova cyklu a fixace uhlíku undefined undefined Prof. Melvin Calvin Chlorofyl •Chlorofyl je zelený pigment obsažený v zelených rostlinách, sinicích a některých řasách. • •Chlorofyl vprůběhu fotosyntézy absorbuje energii světelného záření a používá ji k syntéze sacharidů z oxidu uhličitého a vody. • •Chlorofyl při fotosyntéze transformuje energii světelných kvant na biologicky zpracovatelnou - na makroergní chemickou vazbu. • •Uvedená reakce je tak zdrojem energie pro všechny další biochemické a biologické reakce na této planetě. • •Chlorofyl je zelený, protože absorbuje modrou a červenou část světelného spektra a ostatní odráží; tím se jeví jako zelený a udává tak základní barvu všem fotosyntetizujícím rostlinám. • undefined Absorpční spektrum chlorofylu a b Absorbance rostlin Average plant spectral absorptance. Průměrná spektrální absorpce rostliny. Absorpční spektra rostlinných druhů. Absorpční spektra různých druhů rostlinných barviv. Otázka za milion ! Existují fotosyntetizující živočichové ? Dionaea muscipula | Mucholapka podivná | 5 mladých rostlin | zeleneudoli.cz Rosnatka okrouhlolistá — Kouzelné bylinky — Česká televize Když mohou existovat masožravé rostliny ? Proč ne ! Rosnatka okrouhlolistá Muchoplapka podivnáí Láčkovka Lilie kobra Opičí pohár alternativní popis obrázku chybí Láčkovka Nepenthes sibuyanensis Fotosyntéza u živočichů Mořské rostliny a řasy - Rudé moře - Potápění Hurghada Sinice - Novinky •Někteří živočichové obsahují zelené barvivo chlorofyl schopné zachycovat sluneční záření •Ve všech známých případech se jedná o pohlcené symbiotické řasy nebo sinice, které jsou součástí příslušných organismů •Energie z fotosyntézy slouží jako doplňkový zdroj energie Fotosyntéza u živočichů ? Fascinante Naturaleza: Las Euglenas. – Blog del Aula de Naturaleza Graellsia (C.E.A. Los Llanillos) Dense kelp forest with understorey at Partridge Point near Dave's Caves, Cape Peninsula Dinophyta hi-res stock photography and images - Alamy Red Algae Royalty-Free Images, Stock Photos & Pictures | Shutterstock •Normální heterotrofní organismy, které získaly schopnost fotosyntézy •Sekundární a terciální endosymbióza u krásnooček Euglena) a hnědých řas (Ochrophyta), obrněnek (Dinophyta) a dalších organismů •Pohlcení fotosyntizujících hnědých řas nebo ruduch eukaryotickým organismem Fotosyntéza u živočichů - příklady Mořské houby, Houbovci - Živočichové Rudého moře - Potápění Hurghada Zooxanthellae Evolution Žahavci – Procvičování online – Umíme fakta Green micro algae (Chlorella vulgaris) - Phytocode Zévy | Bezobratlí | Živočichové | E-shop | Mořské akvárium Houbovci Symbiodinidum, Chlorella Symbiodinidum, Chlorella Symbiodinidum Žahavci Zéva obrovská Nahožábrý plž Elysia chlorotica – řasa Vaucheria litotea Světlo a organismy (Environmentální fotobiologie) Vaucheria litorea - Wikipedia Invertebrate of the Week #14 – Elysia chlorotica: a (possibly) solar-powered sea slug | The Common Naturalist Elysia chlorotica „krade plastidy“ v pohlcené řasy posypanky Vaucheria litorea Tento jev označujeme jako kleptoplastidie ! Týká se trávicích buněk, v nichž mohou pohlcené chloroplasty uvolněné ze strávené řasy přežívat až 9 měsíců (to je často déle než je délka života samotně řasy) Plž tak získává geny pro klíčové molekuly zapojené do fotosyntézy, včetně enzymů syntetizujících chlorofyl v genomu plže Jedná se jeden z prvních případu horizontálního přenosu genů mezi dvěma mnohobunečnými organismy !!! Americký mlok Axolotl skvrnitý – Ambystoma maculatum •V roce 2012 se na seznam“zelených“ živočichů zařadil jako první obratlovec Axolotl skvrnitý – Ambystoma maculatum •Vyznačuje se typickými „zelenými“ vajíčky s vyvíjejícími se embryi •Během ontogenetického vývoje symbiotická řasa Oophila ambystomatis evidentně fotosyntetizuje a pomáhá vyživovat emrbyo mloka •Jednobuněčná endosymbiotická řasa v průběhu ontogenetickéhovývoje mloka pravděpodobně vymizí •Dospělý mlok se živí jako typický heterotrof !!! Spotted Salamander (Ambystoma maculatum) - Indiana Herp Atlas How Spotted Salamanders Beget More Spotted Salamanders — Ed Kanze, Naturalist and Adirondack Guide UTEX B 3238 Oophila amblystomatis | UTEX Culture Collection of Algae Horizontální přenos genů •Horizontální přenos genů (HGT) nebo laterální přenos genů (LGT) je pohyb genetického materiálu mezi organismy jinak než ("vertikálním") přenosem DNA z rodiče na potomstvo (rozmnožování). • •HGT je důležitým faktorem v evoluci mnoha organismů. HGT ovlivňuje vědecké chápání evoluce vyššího řádu, zatímco významněji posouvá perspektivy bakteriální evoluce. undefined Světlo a jeho vliv na organismy Různé organismy vnímají různých rozsah spektra. Člověk vnímá zrakem elektromagnetické vlnění o vlnové délce 400 – 750nm. Přesněji řečeno, tento rozsah je viditelným světlem pro člověka. Některé druhy živočichů vnímají rozsah jiný: Na příklad včely jej mají posunut směrem ke kratším vlnovým délkám (ultrafialové záření), naopak někteří plazi vnímají i infračervené záření. Světlo působí na organismy: •vlnovou délkou •délkou působení •stupněm polarizace •směrem osvětlení Fotoperioda je příčinou periodických jevů - biorytmů. undefined alternativní popis obrázku chybí undefined Včela a ultrafialové záření Člověkem viditelné záření alternativní popis obrázku chybí undefined Plazi a infračervené záření Celé spektrum elektromagnetického záření ! undefined Fotoperiodismus •Fotoperiodismus je fyziologická nebo behaviorální reakce organismu na délku světla a tmy (tzn. na fotoperiodu). Tento biologický proces nastává u rostlin i zvířat. Fotoperiodické reakce se dají s velkou přesnosti předpovědět. • • • • • •V oblasti zvířat určuje délka světla a jeho intenzita (někdy spolu s teplotou prostředí) řadu procesů, mj. změny v zabarvení srsti či peří, migraci, počátek hibernace i období říje. U rostlin se fotoperiodismus projevuje např. dobou kvetení nebo obdobím klidu. • Sezónní dimorfismus Babočky siťkované (Araschnia levana) Závislost zpěvu některých pěvců na intenzitě světla Babočka síťkovaná (Araschnia levana) - světlá varianta | Michal Kupsa Mapování a ochrana motýlů České republiky: Babočka síťkovaná - Araschnia levana (Linnaeus, 1758) Změny fotoperiody během roku •Fotoperiodismus – evoluční adaptace na sezónní změnu klimatu dle fotoperiody (délka dne) •Fotoperioda –počet hodin světla za 24 hodin (délka dne) •Fotoperioda má vliv na : •Kvetení •Dormanci pupenů •Tvorba zásobních látek •Opad listů Efekt fotoperiody a přerušení tmy na kvetení fotoperiodicky citlivých rostlin Rostliny: krátkodenní X dlouhodenní Délka noci (temností fáze je mnohem důležitější než délka dne) Fotoperioda vs. samonakvétací: Rozdíly konopí | Cannapio Rostliny dlouhodenní versus krátkodenní Adaptace rostlin mírného pásma a subtropů Dormance, klíčení, tvorba vegetativních rozmnožovacích orgánů, stárnutí Henbane Seeds hyoscyamus Niger Packet of 20 Seeds Palm Beach Seed Company - Etsy Blín černý Buy Nicotiana Sylvestris 'Only The Lonely' | Tobacco Plant ... Tabák lesní Ipomoea nil - Wikipedia Svlačec Ipomoea Tabák virginský Nicotiana tabacum - Wikipedia dlouhý den krátký den dlouhý den krátký den dlouhý den krátký den krátký den dlouhý den Jinan dvoulaločnatý (Ginkgo biloba – vlevo) a platan javorolistý (Platannus hispanica) u nás dobře prospívají, ale nejsou schopny rozmnožování. Jak světlo vnímají rostliny ? Co je to světlo a jak ho vnímají rostliny ? - LedMeGrow Ultrafialové záření Infračervené záření vlnová délka Ultrafialové záření (3-400 nm) Viditelné = fotosynteticky aktivní FAR / PAR (ca 400-700 nm) Infračervené = tepelné (760 nm – 400 um) Teoretická účinnost fotosyntézy (kdyby každá rostlina využívala všechna barviva) Reálná účinnost u většiny rostlin Akční spektrum je graf míry biologické účinnosti vynesený proti vlnové délce světla. Souvisí s absorpčním spektrem v mnoha systémech. Matematicky popisuje převrácené množství světla potřebné k vyvolání konstantní odezvy. Umožňuje vznik vitamínu D, ale pro terestrické organismy je škodlivé ! Adaptace na UV záření jsou staré a do značné míry šlo o jednoho z hlavních hybatelů evoluce. Na jeho současný nárůst kvůli ztenčení ozonové vrstvy už ale v řadě případů stávající adaptace nestačí a vznikají mutace a nádory. Přirozeně je zvýšené množství UV záření horách a v polárních (arktických) oblastech, kde jsou taky adaptace na UV záření nejvýraznější. Jde hlavně o: -ochlupení (u rostlin i živočichů) -barviva, která absorbují UV záření (u rostlin anthokyany, u živočichů kožní a oční barviva) Ultrafialové záření Antokyany mají značné rozšíření v přírodě. Zbarvují např. modře květy pomněnek, červeně květy máků či růží, dále jsou obsaženy v mnohých plodech (ptačí zob, ... Antokyany undefined Antokyany a jejich pozitivní vliv na zdraví | Jíme Jinak Antokyany a jejich pozitivní vliv na zdraví | Jíme Jinak Antokyany a jejich pozitivní vliv na zdraví | Jíme Jinak Antokyany a jejich pozitivní vliv na zdraví | Jíme Jinak undefined Obrázek: Seuront et al. 2018 J Moll Stud Zdrojem je Slunce, ale i geotermální teplo, antropogenní teplo, živočišné teplo a teplo vznikající při rozkladu (dekompozici) organické hmoty. Teplo vyzařuje i z objektů, moderními metodami je lze snímat (infračervené kamery) a využívat v ekologii pro měření teplotních podmínek a to jak na velké škále (metody dálkového průzkumu Země) i na malé škále (mikrostanovištní heterogenita). Infračervené (tepelné) záření Rozklad Rozkladajúce Sa Zviera - Obrázok zdarma na Pixabay undefined Jaké jsou zdroje tepelné energie na Zemi ? •Sluneční záření •Geotermální teplo •Antropogenní teplo •Živočišné teplo •Teplo vznikající při dekompozici • Sluneční záření – viz předchozí přednášky undefined Geotermální energie •Geotermální energie je tepelná energie extrahovaná ze zemské kůry. Kombinuje energii z formování planety a z radioaktivního rozpadu. Geotermální energie byla po tisíciletí využívána jako zdroj tepla a/nebo elektrické energie. • Why You Should Care About Geothermal Energy | Axiom Engineering Group Geothermal Energy - Advantages, Disadvantages & Uses Geotermální energie OPINION: Geothermal Energy Better Than Site C - Rossland Telegraph Geothermal Energy | Climate Solutions | Kids Fight Climate Change Antropogenní energie •Antropogenní emise pollutantů, jako jsou skleníkové plyny a aerosoly významně a rychle mění funkce ekosystémů. Emise skleníkových plynů mají velký význam jako příčina antropogenní změny klimatu. •Na životní prostředí však mají vliv všechny zdroje a druhy energie. •Antropogenní znečištění vzniká v důsledku odlesňování, spalování fosilních paliv, vypouštění z průmyslu, hnojiv a pesticidů atd. •Hlavní antropogenní znečišťující látky přítomné v ovzduší vznikají při spalování fosilních paliv. Jsou to především tyto tři hlavní antropogenní zdroje plynných látek znečišťujících ovzduší: •výroba energie •průmysl •doprava. Antropogenní změna klimatu https://energyeducation.ca/wiki/images/thumb/9/90/203_co2-graph-021116.jpeg/800px-203_co2-graph-021 116.jpeg Hladiny oxidu uhličitého za posledních 400 000 let zůstaly pod 300 ppm a od 50. let 20. století do současnosti raketově vzrostly. Před průmyslovou revolucí se klima dost změnilo. Tyto změny byly ale přirozené, současná změna klimatu je z velké části antropogenní ! Šedesát let globálního oteplování https://energyeducation.ca/wiki/images/5/52/Climate-change-33.gif Další důkazy o antropogenní změně klimatu •Znatelné důkazy o antropogenní změně klimatu jsou: • • celkové zvýšení hladiny moří, nárůst teploty atmosféry tání ledových příkrovů a ledovců, zvýšené extrémní události, jako jsou např. hurikány, • okyselování oceánů • •Oceány přirozeně stoupají s táním ledovců a sněhové pokrývky, ale ve srovnání s minulým stoletím se tempo vzestupu v posledním desetiletí blíží dvojnásobku ! Vzestup hladiny moří a oceánů a tání ledovců Sea Level Rise A graph showing ice loss sea ice, ice shelves and land ice. Land ice loss contributes to SLR Vzestup hladiny moří Defending Infrastructure Against Sea Level Rise - ASME Měření přílivu ukazují, že současný globální vzestup mořské hladiny začal v polovině 19. století. Současná data ukazují, že i teplota povrchu oceánu mohla začít růst této době. Vzestupem hladiny oceánů se myslí eustatická změna – globální růst průměrné hladiny moří v důsledku změn celkového objemu vody v oceánech. Prognóza vzestupu hladiny moří EDITORIAL: Facing reality on rising sea levels Scientists say 80% of the Maldives could be uninhabitable by 2050 - YouTube Florida, USA Maledivy Plážový hotel W Maldives - Maledivy | eDubai.cz Potápějící se Bangladéš ! Inundation Mapping – 2030 Palette Rural Bangladesh Is Sinking as Sea Levels Rise - News about Energy Storage, Batteries, Climate Change and the Environment Potential impact of sea-level rise in Bangladesh by 2030 ( Source:... | Download Scientific Diagram Mapa Země s dlouhodobým vzestupem hladiny moře o 6 metrů - červeně A map showing major SLR impact in south-east Asia, Northern Europe and the East Coast of the US Změna klimatu - vzestup extrémních událostí (příklad USA) •Dlouhotrvající sucho •Extrémní horko •Extrémní zima •Přívalové povodně •Tropické cyklony •Silné bouře •Vzestup hladiny moře • • • Dlouhotrvající sucho Kontinentální USA (Conus) procentuální plocha v kategoriích monitoru sucha v USA. Graf. • Pokud vzorec počasí, který má za následek deficit srážek, trvá několik týdnů nebo měsíců, je považován za krátkodobé nebo bleskové sucho. • Pokud deficit vzorce a srážek trvá déle než šest měsíců, je obvykle považován za dlouhodobé sucho. Rozlišujeme čtyři druhy sucha •Meteorologické sucho nastává, když v oblasti převládá suché počasí, které může rychle začít a skončit. •Hydrologické sucho nastává, když se projeví nízká zásoba vody, zejména v tocích, nádržích a hladinách podzemních vod, obvykle po mnoha měsících meteorologického sucha. Z toho je těžší se vzpamatovat než z meteorologického sucha. •Zemědělské sucho nastává, když jsou plodiny ovlivněny dešťovými srážkami nebo nedostatkem vody v půdě, sníženou podzemní vodou nebo nižšími hladinami nádrží potřebnými pro zavlažování. •Socioekonomické sucho dává do souvislosti nabídku a poptávku po různých komoditách se suchem (např. ovoce, zelenina, obiloviny, maso atd.). • Grafické znázornění roční teploty v USA ve srovnání s průměrem 20. století. Extrémní horko Všech 10 nejteplejších let od roku 1850 nastalo od roku 2013. V roce 2023 byla průměrná roční teplota v USA 54,4°F, což je o 2,4°F nad průměrem 20. století, což z roku 2023 učinilo pátý nejteplejší rok ve 129letém záznamu pro zemi jako celek. V roce 2023 bylo rekordními vedry zasaženo přibližně 65 milionů lidí a 35 států zažilo 10 nejteplejších roků pro daný stát. Analýza teploty a srážek (příklad USA) Mapa hodnocení národní teploty 2023 Mapa národního hodnocení srážek 2023 Mapa národního hodnocení srážek 2023 Mapa národního hodnocení průměrných teplot 2023 Průměr Průměr Předpokládaný nárůst počtu velkých požárů (Do poloviny století (2021-2070) ve srovnání s nedávnou minulostí (1971-2000) Mapa USA zobrazující procentuální nárůst týdnů s rizikem velmi rozsáhlých požárů • Přirozeně se vyskytující požáry jsou nejčastěji způsobeny bleskem. V závislosti na okolnostech dochází také k požárům sopečných ložisek, meteorů a uhelných slojí. • Požáry způsobené člověkem mohou být náhodné, úmyslné (žhářství) nebo z nedbalosti. Oblast přilehlých 48 států s neobvykle nízkými zimními teplotami, 1911–2020 Extrémní zima Za posledních 40 let způsobily velké mrazy a zimní bouře katastrofy za 30 miliard dolarů v celkové výši přes 120 miliard dolarů. Navzdory celkovým trendům oteplování na celém světě mohou výkyvy extrémních teplotních změn vést k většímu množství srážek dostupných pro velké zimní povětrnostní události a mohou vést k "silnějším úderům„ zimy. Mapy USA ukazující rostoucí množství srážek v celé zemi v průběhu 20. století Přívalové povodně Přívalové povodně: vyskytují se v malých a strmých povodích a vodních tocích a mohou být způsobeny krátkodobými intenzivními srážkami, selháním přehrad nebo hrází nebo kolapsem trosek a ledových ucpávek. Většina úmrtí souvisejících s povodněmi v USA je spojena s bleskovými povodněmi. Odchylka od průměru Sloupcový graf zobrazující roční tropické cyklóny od roku 1980 Tropické cyklóny Teplejší oceány produkují více odpařování, což znamená, že v atmosféře je k dispozici více vody ve formě vodní páry a umožňuje více deště. Tento zvýšený déšť uvolňuje více tepla a zesiluje větry kolem jádra cyklóny. Tyto klimaticky zesílené tropické cyklóny způsobily od roku 1980 škody za více než 1 333 miliard dolarů. Silné bouře – škody v miliardách dolarů - USA sloupcový graf s názvem Katastrofy ve Spojených státech v letech 1980–2023 v hodnotě miliard dolarů (upravený o CPI) Od roku 1980 bylo zaznamenáno 186 silných bouří, které způsobily škody ve výši nejméně 1 miliardy dolarů, přičemž do roku 2023 dosáhnou celkové výše 455 miliard dolarů. Více než třetina bouřkových událostí se odehrála v posledních pěti letech. Mapa USA zobrazující rychlost zvyšování hladiny moří na pobřeží Vzestup hladiny moře Relativní trendy – mm/rok (stopa/století Živočišné teplo - Produkce tepla v organismu •Teplo vzniká v těle především jako vedlejší efekt metabolických procesů a důsledek svalové práce. V klidu je více než polovina (56 %) tepla produkována ve vnitřních orgánech. Na tvorbě tepla se podílí: •průměrný bazální metabolismus všech buněk Množství uvolněného tepla takovýmto způsobem lze měřit buď kalorimetricky nebo nepřímo, tedy měřením spotřeby kyslíku podílícího se na uvolnění 95 % energie z přijaté potravy. Jestliže známe energetický ekvivalent kyslíku u jednotlivých živin, tedy kolik energie se uvolní spotřebou 1 litru kyslíku, můžeme celkovou uvolněnou energii za daný časový úsek vypočítat; •termogenní efekt potravy; •zvýšený metabolismus aktivovaný v důsledku působení regulačních hormonů, např. sympatikem, adrenalinem, noradrenalinem, tyroxinem atd. (Tento faktor se projevuje zejména dlouhodobě); •zvýšený metabolismus podmíněný svalovou námahou, chladovým třesem, trávením; •zvýšený metabolismus podmíněný zvýšenou teplotou buněk v důsledku růstu rychlosti probíhajících chemických reakcí; •termogeneze v hnědém tuku (chemická netřesová termogeneze). •Přibližně 18 % tepla vzniká v klidu ve svalech. Zbytek tepla je produkován mozkem a ostatními tkáněmi. V námaze může podíl svalové práce stoupnout až na 90 %. Klesne-li teplota lidského těla pod 35,5 °C, nastupuje svalový třes. • Výdej tepla •Cévní systém přenáší teplo velmi dobře a to je z nitra těla na periferii vedeno především touto cestou. Regulací průtoku krve podkožními žilními pleteněmi je možné významně ovlivnit ztráty tepla. Kůže, podkoží a tuk jsou oproti tomu izolátory – mají třetinovou schopnost vést teplo a před ztrátami organismus chrání. Velkým úbytkům tepla na periferii zabraňuje také protiproudový mechanismus, kdy teplá tepenná krev tekoucí z nitra na periferii předává teplo chladnější krvi žilní vracející se zpět. •Běžné oblečení sníží ztráty tepla na polovinu, speciální až na jednu šestinu. Mokré oblečení naopak umožňuje až 20× vyšší ztráty tepla ! •Ke ztrátám tepla dochází mechanismy, které dělíme na přímé a nepřímé. •"Přímé ztráty tepla" •radiace (vyzařování); •kondukce (vedení); •konvekce (proudění). •"Nepřímé ztráty tepla" •odpařování z plic; •evaporace (pocení), neznatelné/znatelné. • Ztraty graf..png Zdroj: infračervené záření, jen vzácně ostatní zdroje (geotermální teplo, rozklad organické hmoty, antropogenní teplo – například tepelné ostrovy na obrázku). Význam: Život se na Zemi vyskytuje při takových teplotních podmínkách, kdy mohou ještě existovat komplexní organické sloučeniny (-270 °C - +150 °C). Teploty nad 0 °C alespoň po část roku jsou nezbytné pro život vyšších rostlin a živočichů. V mrazu většinou neprobíhají základní životní procesy, ničí se buněčné struktury. Příliš vysoké teploty jsou rovněž letální. Organizmy eury- a stenotermní. TEPLO A ROSTLINY Množství tepla ovlivňuje u rostlin fotosyntézu, respiraci, transpiraci, růst. Jednotlivé druhy rostlin se liší ve své toleranci k teplotě. Naše rostliny jsou většinou dosti eurytermní, snášející rozsah teplot ca –5 °C až +55 °C, s optimem mezi 20-25 °C. Teplo a organismy Osvětlování rostlin Rozsah teplotní tolerance rostlin Termofyty – teplobytné rostliny, snášejí vysoké teploty. Často jsou adaptované i na nedostatek vody – xerotermofyty (xerotermní rostliny). Naše rostliny jsou často subxerotermní. Psychrofyty – chladnobytné rostliny, snášejí nízké teploty Kryofyty – rostliny žijící na sněhu (např. řasy). Pryskyčník ledovcový Devaterka poléhavá Rostliny – adaptace na teplo kryofyt Diskusní fórum: pryskyřník ledovcový 1 | Garten.cz Devaterka poléhavá – Wikipedie Řasy na sněhu Bez nadpisu Přeslička rolní (equisetum arvense) úrodné stonky. úrodné pramení plakáty na zeď • plakáty ocas koně, úrodný, společný | myloview.cz Přeslička rolní Herbář Wendys - Xerotermní Xerotermní Teplota je spolu s dalšími klimatickými činiteli významným faktorem ovlivňujícím rozšíření rostlin v měřítku Země (viz biomy). Jednotlivé druhy jsou adaptovány na specifické klimatické podmínky a podle toho vyhledávají i vhodné “mikroklima” na hranici jejich areálu. U nás kontinentální druhy, oceanické druhy, mediteránní, boreální druhy ... Listnaté stromy mají větší nároky na teplotu než jehličnaté, za určitých klimatických podmínek končí výskyt dřevin (alpínská a zonální tundra). isoterma ... spojuje na mapě místa se stejnou průměrnou teplotou. výškový teplotní gradient a vegetační stupňovitost: doubravy, bučiny, smrčiny, kleč, alpínské bezlesí inverze = zvrat vegetačních stupňů buk smrk + kleč buk Rozšíření tajgy kopíruje izotermy Rozšíření tajgy kopíruje teplotní izotermy. TEPELNÁ BILANCE POROSTU 0,5 – 10% záření pohlceného porostem se využije na fotosyntézu. Zbytek se přemění na teplo. Rostliny se tepelné zátěže zbavují. Část se ve formě tepelného infračerveného záření vydá do okolí, část se spotřebuje ohříváním vzduchu v okolí porostu, část se spotřebuje na výpar vody při transpiraci a při evaporaci (ostatní výpar vody, např. z mokrého povrchu po dešti). transpirace + evaporace = evapotranspirace. Tomuto spotřebovanému teplu se říká latentní teplo. BOWENŮV POMĚR vyjadřuje relativní poměr mezi teplem předaným vzduchu (pocitové teplo) a energií, spotřebovanou na výpar (latentní teplo). Bowenův poměr tedy stoupá s klesající evapotranspirací. Výsledek obrázku pro evapotranspiration Část tepla pohlceného porostem přechází do půdy. Jílovité půdy přitom vedou teplo do spodních vrstev, zatímco písčité půdy se přehřívají v povrchových vrstvách. Směrem do hlubších vrstev půdy se zmenšuje kolísání teploty. V hloubce 1 m neklesá u nás pod 0°C. Půda nezamrzá do hloubky ani pod sněhovou vrstvou. Teplo a reliéf Teplo a půda TEPLO A ŽIVOČICHOVÉ Živočichové uvolňují teplo při svalové činnosti a při rozkladu potravy. Liší se ve schopnosti termoregulace: •studenokrevní (poikilotermní) mají nejvyšší diverzitu v tropech (stálá teplota) •teplokrevní (homoiotermní) - Zvláštní adaptací teplokrevných živočichů na chlad během zimy v mírném pásmu je hibernace (zimní spánek). Životní funkce jsou sníženy na minimum, tělesná teplota snížena. Souhra nervové a humorální soustavy a činnosti tkání. Fyziologicky shodná je estivace (letní spánek), do kterého upadají živočichové vlivem vysoké teploty a sucha. Nepravý zimní spánek – medvěd, jezevec. Nesnižují tělesnou teplotu ! Adaptace k vysoké teplotě: Teplota nad 45°C je letální ! Adaptace k vysokým teplotám: barva, tělní pokryvy, aktivita v noci. www.animalsake.com Vztah tělesných znaků teplokrevných živočichů k teplotě prostředí Bergmannovo pravidlo. Živočichové v chladnějších oblastech jsou větší a hmotnější než příbuzné druhy v teplejších oblastech. Allenovo pravidlo. V chladnějších oblastech mají živočichové kratší uši, zobáky, ocasy a končetiny. Glogerovo pravidlo. V teplejších a vlhčích oblastech jsou někteří teplokrevní živočichové tmavší než příbuzné formy. Loftwork.com www.mun.ca www.biologyexams4u.com Strnadec zpěvný Melospiza melodia Teplota ovlivňuje u studenokrevných živočichů: -aktivitu -vývoj a počet -rozmnožování Co je suma efektivních teplot = denní stupně ? Vývoj, výskyt nebo početnost studenokrevného živočicha souvisí s určitým počtem denních stupňů. Jde o součet průměrných denních teplot. Např. 60 denních stupňů se může sečíst za různý počet dnů. http://www.chovzvirat.cz Teplota a poikilotermní organismus Křivka aktivity housenek Bekyně mnišky (Lymantria monacha) v závislosti na teplotě vzduchu undefined undefined Schopnost termoregulace člověka, ptáků, savců vystavených působení chladu, aniž nastal pokles tělesné teploty Změny teploty v poslední době ledové a v Holocénu Zjišťují se na základě nepřímých důkazů (koncentrace izotopů v ledovcích, analýza zbytků rostlin a živočichů v sedimentech apod.). Změny teploty a vlhkosti klimatu během čtvrtohor jsou velké a zásadním způsobem ovlivňují současné rozšíření druhů na Zemi. Čtvrtohory – vyznačují se střídáním dlouhých dob ledových (glaciálů) a spíše kratších dob meziledových (interglaciálů), poslední interglaciál, ve kterém žijeme, se nazývá holocén. Na obrázku si povšimněte konce předchozího interglaciálu vpravo, rozkolísané klima s teplotními nárůsty během glaciálu a vlevo, po prudkém nárůstu asi před 10.000 lety, vývoj v holocénu. V době ledové u nás převládala sprašová step, stepotundra a tajga s borovicí a v Karpatech s modřínem. Epica-vostok-grip-140kyr Tyto výkyvy, včetně glaciálů, byly způsobovány zejména tzv. Milankovičovými cykly (pohyby Země vůči slunci). Význam oxidu uhličitého nastal až se spalováním fosilních paliv v posledních 50-100 letech (viz přednáška o biogeochemických cyklech). File:Ice age fauna of northern Spain - Mauricio Antón.jpg Sendwick 2008, PLoS Biology současnost minulost poslední glaciál holocén Milankovičovy cykly •Milankovićovy cykly (podle srbského matematika Milutina Milankoviće, 1879–1958) jsou dlouhodobé změny v globálním rozložení slunečního záření dopadajícího na Zemi, které přesahují roční rozsah kolísání. https://vesmir.cz/images/gallery/archiv/1995/9/milankovicovy-cykly/page/1995_488_01.gif Milankovičovy cykly – Wikipedie Během Holocénu (období po odeznění doby poslední ledové) rozlišujeme tradičně několik období s různým klimatem, i když ve skutečnosti bylo výkyvů víc a některé změny byly spíše regionální než globální. Zobecnění je následující: Preboreál a Boreál (starší Holocén, před 8-10 tisíci let) – období po skončení poslední doby ledové, vyznačující se nárůstem teploty a poněkud opožděným nárůstem vlhkosti. Odpovídá období mezolitu. Stepi postupně přecházejí v tajgu, šíří se některé listnáče. Atlantik (střední Holocén, tzv. klimatické optimum asi před 5-8 tisíci let), odpovídá období neolitu a eneolitu. Jedná se obecně o nejteplejší a nejvlhčí období. Zhruba před 7-8 tisíci let (5.-6. tisíc před n.l.) bylo tepleji než je dnes. Období se vyznačuje šířením listnáčů a postupným zapojováním lesa. Epipatlantic, Subboreál a Subatlantic (mladší Holocén) – ve srovnání s atlantikem obecně sušší a hlavně chladnější klima, ochlazování začíná asi před 4.000 lety. V celém období výrazný vliv člověka na krajinu. Objevují se krátkodobé výrazné výkyvy (například teplejší doba bronzová a doba římská). obr/4_8,5.jpg Tradiční představa o vývoji klimatu ve střední Evropě na základě zbytků rostlin a živočichů v rašeliništních sedimentech tzv. klimatické optimum Obecný globální vývoj klimatu během holocénu na základě současné (2014) rešerše všech dostupných dat. •Je vidět klimatické optimum na severní polokouli před 7-8 tisíci let, hodně teplo (tepleji než dnes), od starého holocénu před ca 10.000 lety, a to globálně (to se ukazuje i na některých datech od nás). •Je vidět pokles teploty v posledních 4.000 letech, způsobený změnou solární aktivity, a prudký současný nárůst teploty způsobený skleníkovými plyny. Proč to všechno zajímá botaniky a zoology ve střední Evropě? V klimatickém optimu se šířily lesy a potlačovaly druhy bezlesých biomů (step, tundra); v pozdním holocénu se šířily bukové a jedlové lesy a podobně. Skleníkové plyny www.pigeonroost.net Malá doba ledová, 1300-1850 AD Hendrick Avercamp Příčiny: -poklesy solární aktivity (Maunderovo a Spörerovo minimum); šlo o začátek další doby ledové přerušený antropogenním oteplováním? (hypotéza) -zvýšená sopečná aktivita -změny mořských proudů -antropogenní vlivy jako jsou změny příjmu CO2 vegetací nebo změny albeda při kolonizaci severských oblastí (jde spíše o hypotézy) Současné oteplování kvůli narušenému cyklu CO2 – viz přednáška o Biogeochemických cyklech Free Image Sunlight Streaming Through a Forest Canopy | Download on Freepics Světlo a organismy •Světlo je nezbytný zdroj energie pro existenci života na Zemi. •Mimozemské záření přináší 99,98% veškeré energie, 0,02% připadá na geotermální teplo. •K povrchu atmosféry se dostává víceméně stálé množství energie, • tzv. SOLÁRNÍ KONSTANTA (1,38 kJ/m2/s). 8% se odrazí od atmosféry (záření oblohy) 25% se odrazí od mraků 16% se v atmosféře přemění v teplo 5% se odrazí od povrchu Země 46% pohlcuje povrch Země (půda, vegetace) Solární konstanta Solární konstanta (1348,3 W/m2) je energie od Slunce, za jednotku času, dopadající na jednotku plochy kolmou ke směru šíření záření, při průměrné vzdálenosti Slunce od Země (149,6 * 106 km), mimo zemskou atmosféru. Na Zemský povrch dopadne maximálně 1100 W/m2. Jedná se však stále jen o kolmé plochy na směr toku. Důležité pojmy albedo = míra odrazivosti (kolik % dopadajícího záření odrazí určitá plocha) insolace = tok sluneční energie na osvětlený povrch Země difuzní světlo = rozptýlené světlo Množství energie dopadající na povrch se mění v závislosti na: - postavení slunce a zeměpisné šířce (globální škála) - expozici a sklon ozařované plochy - zaclonění horizontem a oblačnosti U nás dopadá nejvíce energie na j., jz. a jv. svazích o sklonu 25-30°. Na východních svazích v teplých oblastech méně, protože dochází ke ztrátě energie při výparu ranní rosy. V horách to ale může být naopak, protože odpoledne bývá méně oblačnosti a západní svahy jsou proto chladnější. Světlo v porostu rostlin Reflexe (odraz) na listech. 10-20% kolmo dopadajících paprsků. Odráží se zelená část spektra, proto vidíme rostliny zeleně. Hladké lesklé listy odrážení nejvíc (tvrdolistý biom). Absorpce. Různá dle množství a druhu pigmentů v listech. Pro fotosyntézu se využije asi 1% viditelného záření. ÚV záření absorbováno v epidermálních buňkách (ochranný filtr). - Transmise. Množství záření které prošlo listem (0-40% dle tloušťky listu). Prošlé záření je ze zelené a zčásti z červené části spektra (“červenozelený stín” v lese). Metody měření průniku světla stromovým zápojem (canopy) DSCN1670 Hemisférická fotografie Dětská dekorace Sluníčko bez mráčků 1,075 Canopy Layer Royalty-Free Photos and Stock Images | Shutterstock Canopy – Zápoj 382 Rainforest Canopy Stock Vectors and Vector Art | Shutterstock Relativní ozářenost (relativní světelný požitek) je procento prošlého světla, které se dostane k příslušnému patru ze záření na volné ploše (100%). V mladých smrkových monokulturách nebo v tropických lesích je relativní ozářenost bylinného patra někdy až 0%. Sluneční skvrny jsou místa, kde kvůli nepravidelnému zápoji dopadá víc světla na podrost lesa. Sezónní změny v průniku záření ovlivňují fenologii (“fázovitost”) podrostu v lese. V opadavém lese se vytváří jarní aspekt světlomilných bylin (“časová nika”) a letní aspekt druhů tolerujících nebo vyžadujících stín. Jak se vyrovnat s kritikou? (2. část) | Ženy s.r.o. Fenologie - fázovitost •Fenologie je studium periodických událostí v biologických životních cyklech a toho, jak jsou ovlivněny sezónními a meziročními změnami klimatu, stejně jako faktory stanoviště (jako je nadmořská výška). •Příkladem může být datum vzejití listů a květů, první let motýlů, první výskyt stěhovavých ptáků, datum zbarvení listů a opadu u listnatých stromů, datum kladení vajec ptáků a obojživelníků nebo načasování vývojových cyklů včelstev medonosných v mírném pásmu. •Ve vědecké literatuře o ekologii se tento termín používá obecněji k označení časového rámce pro jakékoli sezónní biologické jevy, včetně dat posledního výskytu (např. sezónní fenologie druhu může být od dubna do září). • Zajmout Různé fáze v samčím kvetení břízy, samičí jehnědy, a shazování semen. Samec kočičí kočky před uvolněním pylu (A), během uvolňování pylu, (B) a po uvolnění pylu (C). Samice jehnědy těsně před vylučováním semen (E). Semeno břízy bělokoré (D) a břízy chmýří (F). Betula pendula Soubor:Drosophila melanogaster drawing.jpg U rostlin hovoříme o heliosciofytech. Tolerují určitý rozsah ozáření, kvetou při ozářeních vyšších. Břečťan (Hedera helix) roste při 2-100% ozáření a kvete při 22-100% ozáření. Z živočichů např. Drosophila. IMG_3191 U nás jde většinou o druhy lesních lemů a řídkých lesů, kde není stromový zápoj souvislý. Už od pravěku byly takové lesy udržovány lidským vlivem (pastva, požáry, sklizeň větví, těžba dřeva a podobně), přirozeně jsou vzácné (například v lesostepní zóně). Řada helisciofytů je proto u nás dnes ohrožena a uchýlila se hlavně na polopřirozené louky; příliš intenzivní pastvu nebo seč ale nezvládají. Na obrázku Adenophora liliifolia (zvinovec liliolistý) Organismy tolerantní ke 100% ozáření a zastínění MŽP spustilo záchranný program pro ohrožený zvonovec liliolistý - Ekolist.cz ADAPTACE ORGANISMŮ NA SVĚTLO (stenofotní a euryfotní organismy) Organismy vyskytující se na nezastíněných stanovištích (fotofilní, heliofilní). U rostlin hovoříme o heliofytech. a) Snášejí takové záření, které u jiných rostlin vyvolává rozklad chlorofylu, adaptace k vysokému UV záření, fyziologické adaptace k nadbytku světelné energie). U nás jde většinou o druhy přirozených stepí, luk, alpínské vegetace nebo otevřených mokřadů Hlaváček jarní: hořký a falešný AURINIA SAXATILIS subsp. ARDUINI (Fritsch) Dostál – tařice skalní Arduinova / tarica skalná | BOTANY.cz Hlaváček jarní Tařice skalní Dryátka osmilátečná ORIGINÁLNÍ SOUTĚŽ: Nejhezčí louka je již vybrána - Hradecký deník Horské louky Stínomilné organismy Sciofyty (stínobytné rostliny) rostou jen na zastíněných místech (hrachor jarní při 20-33% ozáření). Minimální požadavek na ozáření klesá od zelených kvetoucích rostlin přes kapradiny a mechy k řasám. Fylogenetická (vývojová) adaptace na stinné podmínky: liánovitý vzrůst, epifytismus, ztráta chlorofylu (vznik heterotrofie). DSCN1810 Lecha (hrachor) jarní | Témata Záraza douškolistá (bílá) | Témata Podbílek – Wikipedie Sciofyty - rostliny, co se obejdou téměř bez světla. Paraziti (například záraza nebo podbílek šupinatý) Hlístník hnízdák – Wikipedie Hlístník hnilák Mykoheterotrofní rostliny; dřív nazývané saprotrofní (například hlístník hnízdák nebo hnilák) Záraza douškolistá SVĚTLO A PERIODICITA BIOLOGICKÝCH JEVŮ (FOTOPERIODISMUS) ROSTLINY Rostliny reagují na změny délky dne pomocí barviv (fytochromů) v listech. Světlo tak ovlivňuje indukci kvetení, shození listů u opadavých dřevin a přesun asimilátů do kořenů u přezimujích rostlin. Krátkodenní rostliny – kvetení je vyvoláno zkracující se délkou dne. Rostliny kvetou na podzim (astry, chrysantémy, salát) Dlouhodenní rostliny – kvetení je vyvoláno při prodlužujícím se dni pšenice, ječmen, oves, cukrovka, len, jetel) undefined Pšenice setá (Triticum aestivum) – SuperZiemia / Shutterstock Hordeum murinum Oves – plodina s velkým potenciálem | Uroda.cz - Informace o ... Single Mix China Aster (Callistephus chinensis) | Applewood Seed Co. undefined ŽIVOČICHOVÉ Reagují na fotoperiodu fotoreceptory (oči), které aktivizují hormony a pigmenty. Periodicky nastává: - pohlavní aktivita (lze však snadno ovlivnit) - línání, přepeřování - shromažďování tuku - zimní spánek, migrace (zejména ptáci) -dormance (přečkání nepříznivých podmínek). Dědičně podmíněná dormance, která synchronizuje životní cyklus druhu s roční dobou, se nazývá diapauza. Zejména u hmyzu. -sezónní dimorfismus (polymorfismus) hmyzu (jarní a letní formy lišící se morfologicky, např. babočka síťkovaná). -Střídání dne a noci (světlé a tmavé fáze) vyvolává u živočichů cirkadianní rytmy trvající zhruba 24 hodin (“biologické hodiny”). Jsou vyvolány světlem, ale i teplem, vlhkostí apod. nebo jsou vrozené (endogenní). Podle doby aktivity rozeznáváme organismy denní (diurnální), noční (nokturnální), soumračné (krepuskulární) a indiferentní (arytmické). Tyto rozdíly zanikají v polárních oblastech (není pravidelné střídání dne a noci). SVĚTLO A PERIODICITA BIOLOGICKÝCH JEVŮ (FOTOPERIODISMUS) Babočka síťkovaná – Wikipedie Mapování a ochrana motýlů České republiky: Babočka síťkovaná - Araschnia levana (Linnaeus, 1758) Sciofilní živočichové – stínomilní https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/68/Montage_of_Eulipotyphla_V.2.0.jpg Krtek evropský Soledon hispaniolan Ježek evropský Rejsek obecný Skiofilní druhy - dikobraz undefined undefined undefined Severoamerický dikobraz Světlo a živočichové Světlo a organismy (Environmentální fotobiologie) Macarát jeskynní Světlo a živočichové Světlo a živočichové – barvoměna Chromatofory •Chromatofory jsou buňky, které obsahují barevné pigmenty a odrážejí světlo. •Vyskytují se u obojživelníků, ryb, korýšů a hlavonožců. Jsou zodpovědné za zbarvení kůže a očí u studenokrevných živočichů a tvoří se z nervové lišty během vývoje embrya. •Zralé chromatofory se řadí do podtříd podle svého zabarvení pod bílým světlem: xantofory (žluté), erytrofory (červené), iridofory (proměnlivé/duhové), leukofory (bílé), melanofory (černé/hnědé) a cyanofory (modré). https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/67/Zfishchroma.jpg alternativní popis obrázku chybí Dánio pruhované Pro voko: Mazaný jako chobotnice | Ábíčko.cz Barevný paradox: Hlavonožci umí měnit barvy, přestože jsou barvoslepí | 100+1 zahraniční zajímavost Umělá kůže bude měnit barvu jako sépie | 3 pól - Magazín plný pozitivní energie Chromatofory - Hlavonožci Světlo a živočichové - barvoměna Světlo a živočichové - barvoměna Světlo a živočichové - barvoměna - Světlo a živočichové Světlo a živočichové - barvoměna Světlo a živočichové - mimikry Světlo a živočichové - mimikry Světlo a živočichové - mimikry nedefinovaný Dva příklady Mülleriánských mimiker u motýlů rodu Heliconius: Na tomto obrázku jsou horní čtyři formy Heliconius numata, které napodobují druhy z rodu Melinaea, zatímco spodní čtyři jsou H. melpomene (vlevo) a H. erato (vpravo), které se navzájem napodobují Motýl místokrál (vlevo) vypadá velmi podobně jako škodlivě chutnající motýl Monarcha stěhovavý (vpravo). Světlo a živočichové - mimikry Světlo a živočichové - mimikry Světlo a živočichové - mimikry Mimikry u rostlin •Některé rostliny, jako traviny, se mohou záměrně zaměňovat s jinými, někdy jedovatými. Některé vyšší kvetoucí rostliny jako například orchideje vytváří květy připomínající svým tvarem ale i pachem samičky hmyzích druhů, jimiž pak lákají samečky, kteří se bezděčně stávají opylovači. undefined Tařič – květ připínající hmyz Světlo a živočichové – výstražné zbarvení Světlo a živočichové Světlo a živočichové Organismy afotních prostředí (úplně bez světla). Jen živočichové (fotofobní, heliofobní druhy). Žijí v jeskynních (troglobionti), dutinách (kavernikolní formy), v půdě (euedafonti), v podzemních vodách (stygobionti), v mořských hlubinách (abysální formy) a v tělech hostitelů (endoparaziti). Redukce zrakových orgánů, vymizely pigmenty, zanikla fotoperiodicita. Alzoniella slovenica • • • Děkuji za pozornost !