MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE
CZ.1.07/2.2.00/15.0204
Jiří Schlaghamerský: Pedobiologie – jaro 2012
Saprotrofní potravní řetězec
Producenti Konzumenti
1. řádu
Konzumenti
2. řádu
Konzumenti
3. řádu (koncoví)
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Autotrofní („pastevně-kořistnický“) potravní řetězec
(grazing food chain, herbivore food chain)
producenti
chroust
býložravec
konzument
1. řádu
zelené rostliny
špaček
masožravec
(v daném případě)
konzument
2. řádu
krahujc
masožravec
konzument
3. řádu
Tok energie autotrofním („pastevně-kořistnickým“) potravním řetězcem
(grazing food chain, herbivore food chain)
ztráta disponibilní energie respirací
nevyužitá potravní energie (trus, moč)
nespotřebovaná látka s obsahem energie
tepelná energie
(transpirace, intercepce)
globální záření
Slunce
rostliny fytofágové zoofágové
reflexe
transmise
hrubá čistá
produkce
Údaje jsou v kJ · m-2 · d-1. PwS = fotosynteticky účinné záření (400-700 nm);
P = producenti (primární); K1 = konzumenti 1. řádu; K2 = konzumenti 2. řádu;
K3 = konzumenti 3. řádu
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Hartmut Bick (1993): Ökologie (2. vydání); upraveno.
disponibilní potrava
odebraný materiál
nevyužitý
materiál pozřený materiál
ztrávený materiál
trus
exkrety (moč)
přírůstek biomasysvlékání, pelichání, úmrtí,
ztráty způsobené parasity
reprodukceindividuální růst
Tok energie živočišnou populací při příjmu potravy a reprodukci
asimilace
respirace
produkce
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Hartmut Bick (1993): Ökologie (2. vydání).
Producers
konzumenti 1. řádu
konzumenti 3. řádu
konzumenti 2. řádu
Trofická (= potravní) pyramida
(založeno na biomase)
Primární
producenti
Trofická
úroveň
Schematická potravní pyramida z primárních
producentů (PP) a konzumentů 1.-3. řádu (K1-3).
K produkci (Pn – Pn + 3) dochází na čtyřech
trofických úrovních, tj. n až n + 3. Ekotrofický
koeficient udává, jaký podíl (rastrované
plochy, konzumace = C) bezprostředně předcházející
trofické úrovně je pozřeno konzumenty
příslušné úrovně. Příklad: ekotrofický koeficient
úrovně K1 se rovná Cn + 1 / Pn.
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Trofická (potravní) pyramida
Zdroj: Swift, Heal a Anderson (1979): Decomposition in Terrestrial Ecosystems; upraveno.
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Trofická (potravní) pyramida
Vrcholoví
konzumenti
(masožravci)
Sekundární
konzumenti
(masožravci)
Primární
konzumenti
(býložravci)
Producenti
(rostliny, jejich
části)
Šipky (z leva do prava): úbytek biomasy, úbytek energie, úbytek počtu jedinců (abundance)
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Potravní síť v smíšeném lese (velice zjednodušeno)
Producenti Konzumenti
1. řádu
Konzumenti
2. řádu
Konzumenti
3. řádu (koncoví)
Pozor na konzumaci zeleného listí dubu žížalou!
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Summerhayes and Elton's 1923 food web of Bear Island (Arrows represent an
organism getting eaten by another organism)
První publikovaná potravní síť (Summerhayes & Elton, 1923):
norský ostrov Bjørnøya (Bear Island)
Vztah mezi producenty, konzumenty a destruenty v lesním ekosystému
(zjednodušeno) – toto znázornění je problematické!
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
minerální soli
CO2
voda
mrtvá těla živočichů,
exkrementy
Tvorba vlastních
organických látek
Producenti
Např. řasy, mechy,
kapradiny, semenné
rostliny
Konzumenti
Destruenti
Např. bakterie, houby,
žížaly
Odbourávání
organických látek
Přeměna a využití organických látek
Konzumenti 1. Konzumenti 2. Konzumenti 3.
řádu (primární), řádu (sekundární), řádu (terciární)
např. pěnkava, např. krahujec, např. výr
veverka kuna
odumřelé rostliny
či jejich části
potrava
Potravní síť v půdě (velmi zjednodušené)
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Poznámka k tomuto znázornění: Hlemýžď zahradní není zrovna typickým saprofágem, ani moucha domácí není právě
typická pro půdní prostředí!
plíseň
bakterie
škvor
moucha
hlemýžď
žížala
chvostoskok
konzumenti destruentiproducenti
Rostlinnýodpad:listílistnatýchstromůabylin
živočišné
zbytky
Potravní síť v půdě (schematicky)
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Richard Bardgett (2005): The Biology of Soil.
To co je výše popsáno není potravní řetězec ale sled organismů, které se
podílejí na rozkladu (= dekompozici) !
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Pozor na chybné definice!
Jakrlová, Pelikán (1999) – Ekologický slovník
Potravní řetězec dekompoziční:
vede od odumřelé organické hmoty přes četné následné rozkladače
(dekompozitory) až k mikroorganismům. Velikost se zmenšuje,
početnost zvětšuje.
Dekompoziční řetězec:
přenos látek a energie v procesu dekompozice; rozklad odumřelých látek od
počátečních (iniciálních) rozkládačů (dekompozitorů), přes návazné další
články až ke konečným (finálním) dekompozitorům, uvolňujícím v konečné
fázi dekompozice minerální látky. Dělba práce (funkce) dekompozitorů,
protože žádný druh organismu nemůže sám kompletně rozložit mrtvé tělo
až na látky minerální.
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Saprotrofní potravní řetězec = dekompoziční (detritový, detritivorní) potravní řetězec,
(angl. detritus food chain, saprovore food chain, detritivore food chain)
Rozkladači, dekompozitoři (angl. decomposers, něm. Zersetzer): organismy, které
se živí mrtvou rostlinou či živočišnou substancí
- saprofágní (detritivorní) živočichové
- saprotrofní mikroorganismy
Reducenti, destruenti (reducers): organismy, které odbourávají organickou substanci
a přeměňují jí v minerální látky (mineralizace), tedy bakterie a houby.
(V širším slova smyslu synonymní k rozkladačům).
Rozklad, dekompozice: rozpad a rozklad odumřelé organické látky mikroorganismy,
chemicko-fyzikálními faktory (vyluhování apod.), živočichy
za přístupu vzduchu – aerobní: tlení
bez přístupu vzduchu – anaerobní: hniloba
Rozdíly a vazby mezi fytofágním (autotrofním) a dekompozičním (saprotrofním)
subsystémem (zde potravním řetězcem)
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
R = respirace
O = obratlovci
B = bezobratlí
M = mikroorganismy
s = saprofágové
m = mikrofágové
d = destruenti Schematické znázornění trofické struktury travinného ekosystému s dvěma
systémy potravních řetězců.
Hodnoty udávají jednotlivé ekotrofické koeficienty odvozené ze vzorce Cn+1/Pn.
Podle Heal a McLean, 1975, upraveno.
Energetické hodnoty hlavních pochodů u heterotrofních organismů v travinném
ekosystému: u všech parametrů zdaleka převažuje podíl dekompozičního subsystému
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Obecný model struktury ekosystému
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Swift, Heal a Anderson (1979): Decomposition in Terrestrial Ecosystems; upraveno.
Zdroje a toky živin uvnitř ekosystému
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Swift, Heal a Anderson (1979): Decomposition in Terrestrial Ecosystems; upraveno.
Ekosystém s toky energie (plné čáry) a vybranými toky či koloběhy látek
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
porostní opad
destruenti
saprofágové
anorganické
živiny
producenti
konzumenti
1. řádu
konzumenti
2. řádu
konzumenti
3. řádu
Hranice ekosystému
voda
srážky
světlo
teplo
faktory
prostorového
uspořádání
Schematické znázornění ekosystému s tokem energie (protažené čáry) a vybranými toky, resp. cykly látek.
R = respirace (dýchání) představuje ztrátu disponibilní energie pro daný ekosystém. K exportu a importu
organicky vázané energie může docházet na všech úrovních konzumentů (emigrace a imigrace jedinců).
Zdroj: Hartmut Bick (1993): Ökologie (2. vydání); upraveno.
sluneční
energie
absorbovaná
teplo
odumřelá organická látka
hranice ekosystému
Přenos energie v ekosystému
Pb – hrubá produkce
Pn – čistá produkce
Bio – biomasa
K1, K2, K3 – konzumenti
1.-3. řádu
B – opad porostu
D – potravní řetězec
destruentů
S – potravní řetězec
saprofágů
R - respirace
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Schema přenosu energie v ekosystému. Pb = hrubá produkce; Pn = čistá produkce; Bio = biomasa; K1, K2,
K3 = konzumenti 1., 2., 3. řádu; B = porostní opad; D = potravní řetězec destruentů; S = potravní řetězec
saprofágů; R = respirace. Zdroj: Hartmut Bick (1993): Ökologie (2. vydání); upraveno.
Hypotetický mechanismus
kterým by bohatství
rostlinného společenstva
mohlo ovlivňovat procesy
usměrňované rozkladači.
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Richard Bardgett (2005): The Biology of Soil.
Přísun a akumulace organické látky v různých biomech
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Swift, Heal a Anderson (1979): Decomposition in Terrestrial Ecosystems; upraveno.
Vztah mezi předpokládanou
a pozorovanou produkcí
heterotrofů.
Pedobiologie: saprotrofní potravní řetězec
Zdroj: Swift, Heal a Anderson (1979): Decomposition in Terrestrial Ecosystems; upraveno.