Úvod do ekologie sinic a řas Fytoplankton 1. Přednáška předmětu Bi9535 Literatura • Fott B. 1956: Sinice a řasy • Hindák F. (Ed.) 1978: Sladkovodné riasy • Časopis Fottea (Czech Phycology) • Lellák J. & Kubíček F. 1991: Hydrobiologie • Kalina T & Váňa J. 2005: Sinice, řasy, houby, mechorosty a podobné organismy v současné biologii • Amsler D. C. (Ed.) 2008: Algal Chemical Ecology. • Stevenson R. J., Bothwell M. L. & Lowe R. L. 1996: Algal ecology - Freshwater benthic ecosystems. Sinice a řasy na webových stránkách • www.sinicearasy.cz • www.sinice.cz • www.fytoplankton.cz • www.cyanodb.cz • www.fottea.cz Prostředí • Vodní • Terrestrické • Přechodné (semiakvatické, semiatmofytické, aeroterestrické, subaerické) • Aerické (vzdušní) Voda – její vlastnosti • Hustota (množství rozpuštěných látek) • Konduktivita • Teplota • Tlak • Viskozita (100-krát větší než ve vzduchu) • Povrchové napětí (neuston, pleuston) Slunečné záření – „input“ energie • Světelné klima • Světlo přímé, nebo difuzní (300-3000 nm) • Radiační složky: ultrafialové, viditelné a infračervené • PhAR – 390-770 nm (47% globálního) • odraz, absorpce, rozptyl světla • Absorbce – složky spektra (v čistých vodách se nejhlouběji dostane fialová a modrozelená složka) • Průhlednost vody – měříme Sechiho deskou v cm Teplotní stratifikace Anomálie vody PLANKTON • Planktos = putovat bez cíle • Hensen 1850: Plankton jsou všechny organizmy, které se vznášejí v otevřené vodě a jsou nezávislé na břehu a dně • Plankton je společenstvo rostlin a zvířat adaptovaných na život v suspensi a podléhajících pasivním pohybům vody a jejím proudům VODNÍ EKOSYSTÉM • SESTON - Kolkwitz (1912): všechny částice, které se ve vodě vyskytují (abioseston, bioseston) • Struktura vodního ekosystému • producenti – fytoplankton • konzumenti – zooplankton • sekundární konzumenti – ryby • destruenti – bakterie, houby TYPY PLANKTONU • Podle organismů (bakterioplankton, fytoplankton, zooplankton) • Podle biotopu (limno-, potamo-, heleo-) • Podle velikosti • Pikoplankton do 2 µm • Ultraplankton 2-10µm • Nannoplankton 10-50 µm • Mikroplankton 50-500 µm • Makroplankton nad 500 µm Přizpůsobení planktonu • Evolučné stáří – 700 mil. let (hopanoidy v sedimentech – látky podobné sterolům) • Nízký stupeň strukturální organizace • Velká morfologická a fyziologická plasticita • Velikost, tvar, sliz, výběžky • Sezónní polymorfizmus • Metabolity – olej, aerotopy, regulace iontů Adaptační strategie • R-stratégové - velké přírůstky, vysoké nárokyna živiny (Synechococcus, Chlamydomonas) • K-stratégové - menší přírůstky, přežijí nevýhodné podmínky, skladují živiny, dopravují se k nim (Peridinium, Ceratium, Volvox) FAKTORY • Živiny, světlo, teplota • Sedimentace, predace, parasitismus, mortalita • Makroelementy – dusík, fosfor • Vzdušný dusík – sinice • Amoniak – planktonní řasy • Hydrogénfosforečnany – sinice, zlativky Uhličitanový systém a pH • Koloběh uhlíku • Množství volného CO[2] ve vodě vyšší než ve vzduchu • rozklad organické hmoty, dýchání rostlin a živočichů, obohacování při průtoku půdním horizontem • Relativní zastoupení CO[2], hydrouhličitanů a uhličitanů závislé na pH; při pH 8,3 jen hydrouhličitany Růst populace • Přírůstek biomasy v čase • Čistá rychlost růstu – rozdíl hrubého přírůstku a ztrát • Generační doba – doba zdvojení Živiny, světlo a teplota v mírném pásu v průběhu roku • Jaro – roztává led, hladina se ohřívá – jarní cirkulace – uvolnění živin ze dna, teplota vody nízká, osvětlení nízké, živin dostatek • Léto – teplota u hladiny vyšší, u dna nižší, dostatek světla, živiny konzumovány planktonem • Podzim – snižování tepla a světla, podzimní cirkulace • Zima – u hladiny led, u dna +4, světlo závisí na tloušťce ledu a sněhu Sezónní dynamika fytoplanktonu • Jaro – Cryptophyta, Chrysophyta, Bacillariophyceae • Léto – Cyanophyta, Chlorophyta • Podzim – Bacillariophyceae • Zima – Bacillariophyceae, Cryptophyta • Zonace fytoplanktonu – eufotická zóna Eufytoplankton Sinice: • Microcystis • Aphanizomenon • Planktothrix • Anabaena Rozsivky: • Stephanodiscus • Cyclotella • Asterionella Krásnoočka: • Euglena • Phacus • Trachelomonas Obrněnky: • Peridinium • Ceratium Skrytěnky: • Cryptomonas • Rhodomonas Zelené řasy: • Chlamydomonas • Volvox Spájivky: • Staurastrum • Closterium Rozsivky v planktonu Krásnoočka Obrněnky Skrytěnky Zelené řasy Spájivky Meroplankton (planktonní jenom v určitém stadiu vývoje) • Scenedesmus, Desmodesmus • Hydrodyction Sběr fytoplanktonu • Lohmann (1911) – planktonní síť z mlynářského hedvábí, centrifugace • Kolkwitz a Utermöhl (1931) – sedimentační komůrky Ďekuji za pozornost