Úvod do ekologie sinic a řas Fytoplankton 1. Přednáška předmětu Bi9535 Bohuslav Uher Ústav botaniky a zoologie Přírodovědecká fakulta Masarykova Univerzita v Brně 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 Termoklima (skočná vrstva) Anomálie vody cirkulace cirkulace stagnace stagnace 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 CO2 ve vodě vyšší než ve vzduchu •rozklad organické hmoty, dýchání rostlin a živočichů, obohacování při průtoku půdním horizontem •Relativní zastoupení CO2, 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 1 – lag fáze 2 – exponecionální fáze 3 – stacionární fáze 4 – odumírání 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 vodnykvet Sinicový vodní květ v mikroskopu Anabaena sp. Microcystis sp. Aphanizomenon sp. Gomphosphaeria sp. Rozsivky v planktonu Stephanodiscus Cyclotella Asterionella Krásnoočka Euglena Phacus Trachelomonas Obrněnky Peridinium Ceratium Skrytěnky Zelené řasy Volvox Chlamydomonas 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