E2240 Účinky stresorů v ekosystémech 03 Biota terestrických ekosystémů Jakub Hofman 1 Hlavní typy terestrických ekosystémů §lesy §pole §louky §obydlené oblasti §průmyslové oblasti 2 zemědělská půda na každého obyvatele ČR připadá cca 7364 m2 86 m 86 m ostatní lesní půda Hlavní typy terestrických ekosystémů 3 86 m http://old.gis.zcu.cz/kartografie/konference2001/sbornik/kolejka/kolejka_referat.htm Biomy 4 Biomy 5 § Tundra Ekotoxikologický kontext: §nízké teploty – studená past pro volatilní organické látky §kumulace radionuklidů v lišejnících – vstup do potravního řetězce § 6 alpinské bezlesí Obsah obrázku exteriér, tráva, obloha, pole Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku exteriér, příroda, hora, stráň Popis byl vytvořen automaticky Tajga Ekotoxikologický kontext: §nízké teploty – vypadání persistentních organických látek z atmosféry §značná citlivost převládajících jehličnanů k acidifikaci §velký potenciální zdroj skleníkového plynu – metanu §velký aktivní povrch biomasy pro záchyt toxikantů § 7 P5080325 Obsah obrázku strom, tráva, exteriér, rostlina Popis byl vytvořen automaticky Opadavé listnaté lesy Ekotoxikologický kontext: §blízký kontakt s průmyslovými a zemědělskými zdroji §vysoká spotřeba pesticidů v industriálním zemědělství §vyšší odolnost listnatých stromů vůči imisím §velký aktivní povrch biomasy pro záchyt toxikantů § 8 P1010098 Vždy zelený subtropický a tropický les Ekotoxikologický kontext: §časté požáry jako zdroj emisí přírodního původu §destrukce organických látek v půdě při požárech §vyšší teploty – zvýšená volatilizace organických látek § 9 Obsah obrázku tráva, exteriér, obloha, příroda Popis byl vytvořen automaticky P1010375 P1010374 Step Ekotoxikologický kontext: §nízký podíl srážek při vstupu a pohybu toxikantů §vysoká teplota – zvýšená volatilizace §převaha zemědělského využití – nárůst spotřeby průmyslových hnojiv a pesticidů §vysoká sorpční a akumulační schopnost půdy §nízký aktivní povrch biomasy pro záchyt toxikantů § 10 cizina 5 Obsah obrázku tráva, exteriér, pole, příroda Popis byl vytvořen automaticky Savany Ekotoxikologický kontext: §časté požáry jako zdroj emisí přírodního původu §destrukce organických látek v půdě při požárech §vyšší teploty – zvýšená volatilizace organických látek § 11 žirafy Obsah obrázku tráva, exteriér, obloha, hora Popis byl vytvořen automaticky Pouště Ekotoxikologický kontext: §vysoká teplota, vysoká volatilizace organických látek §velmi nízká sorpční a akumulační schopnost půdy §nepodstatný vliv biomasy na pohybu toxikantů §vysoký podíl větru na přenosu látek §nízký vliv srážek na pohyb toxikantů 12 Obsah obrázku obloha, exteriér, příroda, duna Popis byl vytvořen automaticky Tropický deštný les Ekotoxikologický kontext: §vysoká teplota – vysoká volatilizace §vysoký podíl srážek na pohybu toxikantů §snížená sorpční a akumulační kapacita půdy §velmi rychlý koloběh biomasy a vázaných toxikantů §velký aktivní povrch biomasy pro záchyt toxikantů §zvýšená reakční rychlost chemické degradace látek 13 orangutan 48 Obsah obrázku strom, exteriér, les, rostlina Popis byl vytvořen automaticky Biotopy 14 Bezjména-1 Biotopy §na evropské úrovni §velká tradice v ČR §hodnocení založené na vegetačních. jednotkách, reprezentuje i spektrum abiotických faktorů §popis druhového složení – dominantní i minoritní druhy – pro volbu endpointů §hierarchické uspořádání biotopů - možnost diferencovaného přístupu v EcoRA § Biotopy Biotopy §x – biotopy silně ovlivněné nebo vytvořené člověkem Půdní biota 18 Co je půda? Půda je komplexní, heterogenní, polydisperzní a trojfázová směs minerálních částic, organické hmoty, vody, vzduchu a živých organismů specificky přeměněná a přeměňovaná působením půdotvorných faktorů (geologické, topografické, klimatické, fyzikální, chemické, biologické a čas) tak, že výsledkem je vznik a vývoj nové kvality – tenké, kypré a pórovité, v horizonty členěné a oživené vrstvy na povrchu Země, která se liší od původních materiálů morfologickými, fyzikálními, chemickými a biologickými vlastnostmi, a která, není-li degradována, poskytuje nenahraditelné životní prostředí rostlinám, živočichům a člověku a má nenahraditelné funkce v terestrickém ekosystému a pro lidskou společnost. 19 Oživení půd 20 JRC (2010): European Atlas of Soil Biodiversity. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/atlas-soil-biodiversity 500px-Regenwurm2_jpg Earthworms (?): Flandres ca. 1350 from. J. Rombke Oživení půd Půda je živá hmota !!! 1 g = vlastně celý ekosystém 21 FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en [USEMAP] mikroorganismy: 90 % celkové biomasy a aktivit ! bezobratlí: největší abundance mají hlístice, roztoči, chvostoskoci, roupice, 030 Oživení půd 22 Oživení půd edafon = soubor organismů přítomných v půdě celými těly ofytoedafon - řasy, bakterie, houby, aktinomycety ozooedafon - prvoci, červi, měkkýši, savci, členovci o oeuedafon – všechna stádia v půdě (žížala) - geobionta oprotoedafon – jen některá stádia (chroust) - geofila ohemiedafon – může žít i mimo půdu (chvostoskok) - geofila opseudedafon – v půdě se jen ukrývají - geoxena otychedafon – v půdě jen náhodně (záplavy) - geoxena § + orgány vyšších rostlin - různorodý materiál, doplňování humusového materiálu § § § § § 23 Oživení půd 24 Glopolis (2018): Atlas půdy. ISBN 978-80-88289-07-4. https://www.glopolis.org/publikace/atlas-pudy/ Oživení půd § 25 Šimek (2020(: Bez půdy to nepůjde. ISBN 978-80-86668-59-8 https://www.bc.cas.cz/Cds/Download/?filename=8135_FINALNI_Brozura_Bez_pudy_to_nepujde_WEB Oživení půd biomassb 029 akr = 4000 m2 26 Oživení půd §není rovnoměrné 27 Bargett R. (2005): The Biology of Soil: A Community and Ecosystem Approach. ISBN 9780198525028 Velikost půdní bioty UN FAO, 2020 28 JRC (2010): European Atlas of Soil Biodiversity. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/atlas-soil-biodiversity Velikost půdní bioty FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en 29 Velikost půdní bioty 30 Klimo E. (2000): Lesnická pedologie Bargett R. (2005): The Biology of Soil: A Community and Ecosystem Approach. ISBN 9780198525028 Skladba půdního oživení 1)Producenti – autotrofní organismy – vychází z minerálních látek a energii získávají ze světla – fotoautotrofie (vyšší rostliny, sinice, řasy) či oxidace anorganických látek – chemolitotrofie (některé bakterie) 2)Primární konzumenti – fytofágie, fytotrofie – konzumují rostlinnou biomasu (různé larvy, brouci, krtonožky, někteří pavouci a roztoči, rostlinní parazité - hlístice) 3)Sekundární konzumenti – karnivoři, predátoři – požírají fytotrofní organismy – dravý hmyz, pavouci a roztoči, stonožky 4)Rozkladači, destruenti, saprofágové – živí se odumřelým organickým materiálem – v půdě nejpočetnější skupina – dekompozice - koloběh prvků a látek 31 Skladba půdního oživení 32 FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en Skladba půdního oživení 33 FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en Skladba půdního oživení •FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en •https://www.globalsoilbiodiversity.org/ 34 Skladba půdního oživení §JRC (2016): Global Soil Biodiversity Atlas. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/global-soil-biodiversity-atlas §JRC (2010): European Atlas of Soil Biodiversity. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/atlas-soil-biodiversity § 35 Skladba půdního oživení §Šimek M. (2019): Živá půda. Academia. ISBN 9788020029768 § 36 Půda je živá !!! 37 Funkce bioty v půdě 38 PŮDNÍ BIOTA = PŘEDPOKLAD PŮDY Již v původní definici půdy zakladatele pedologie Dokučajeva je činnost půdních organismů chápána jako klíčová pro vznik a fungování půdy Biota je v půdě nezbytná pro: oekosystémové funkce půdy opůdotvorné procesy opůdní úrodnost odekompozice a přeměny organické hmoty ocykly živin ovodní a vzdušný režim půd oatd. atd. Funkce bioty v půdě 39 JRC (2016): Global Soil Biodiversity Atlas. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/global-soil-biodiversity-atlas Funkce bioty v půdě 40 FAO (2015) Funkce bioty v půdě 41 Funkce bioty v půdě http://www-crcslm.waite.adelaide.edu.au 42 Funkce bioty v půdě Dekompozice §Půdní fauna – mechanické zpracování mrtvé organické hmoty: rozmělnění, zvětšení povrchu, promíchání s minerálními částicemi (i vlastním průchodem přes trávící trakt), transport v půdě, umožnění vzniku organominerálního komplexu a půdní struktury §Mikroorganismy – rozklad a mineralizace organické hmoty (opad, odumřelé kořeny, dřevo, odumřelá těla živočichů a mikroorganismů …) na jednodušší sloučeniny a minerální látky, které jsou přístupné pro primární produkci §Obě skupiny jsou velmi propojené v potravních a dalších vztazích 43 Funkce bioty v půdě Dekompozice 44 Šimek (2020(: Bez půdy to nepůjde. ISBN 978-80-86668-59-8 https://www.bc.cas.cz/Cds/Download/?filename=8135_FINALNI_Brozura_Bez_pudy_to_nepujde_WEB Funkce bioty v půdě Dekompozice 45 Šimek M., Elhottová D., Pižl V. (2015): Živá půda. AVČR. ISBN 9788020025678. www.bc.cas.cz/Cds/Download/?filename=5544_Strategie_Ziva_puda 142 Funkce bioty v půdě twobugsb 46 Funkce bioty v půdě 47 Funkce bioty v půdě 48 Rosa Cuevas FAO World Soil Day, 4/12/2020 Funkce bioty v půdě 49 Rosa Cuevas FAO World Soil Day, 4/12/2020 Funkce bioty v půdě 50 Rosa Cuevas FAO World Soil Day, 4/12/2020 Funkce bioty v půdě 51 Rosa Cuevas FAO World Soil Day, 4/12/2020 Studium účinků stresorů na půdní biotu Řada různých metod § 53 EC (2010): Soil biodiversity: functions, threats and tools for policy makers. https://core.ac.uk/display/29245351 Řada různých metod 54 85 Dopady degradace půd na půdní biotu 55 FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en Dopady degradace půd na půdní biotu § 56 EC (2010): Soil biodiversity: functions, threats and tools for policy makers. https://core.ac.uk/display/29245351 Dopady degradace půd na půdní biotu § 57 Dopady degradace půd na půdní biotu § 58 JRC (2016): Global Soil Biodiversity Atlas. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/global-soil-biodiversity-atlas Malé shrnutí ekologie, biologie půdních bezobratlých Žížaly Proč žížaly jako ekotoxikologický endpoint ? ncelý jejich vývojový cyklus probíhá v půdě (typický geobiont) nkonzumují velká množství půdy (vysoká expozice potravou a akumulace kontaminantů) nmají velmi úzký fyzikální kontakt s půdou (expozice pokožkou) nmají výrazné bioakumulační a biokoncentrační charaktery (jejich analýzou posuzujeme vliv delšího časového období) = patří mezi tzv. makrokoncentrátory nvysoký a významný podíl na tvorbě půdy, dekompozičních procesech, půdní úrodnosti nklíčové postavení v přenosu polutantů v potravních řetězcích nvýskyt téměř ve všech půdách ve vysokých počtech i váhách nosvědčené, zavedené v laboratorních testech (nenáročný chov) nsnadno se identifikují v reálných vzorcích (díky velikosti) nvysoce a dlouho standardizované postupy npropracované začlenění do systému hodnocení ekologických rizik Proč žížaly jako ekotoxikologický endpoint ? nvysoce a dlouho standardizované postupy npropracované začlenění do systému hodnocení ekologických rizik nřada terénních studií a pokusy vytvoření standardního polního testu (Dánsko) - byl vytvořen ekotoxikologický systém pro predikci nechtěných účinků (side-effects) pesticidů a chemikálií v reálném ekosystému npredikce na základě standardních laboratorních testů se validuje polním testováním, tzv. tiered approach Žížaly – biologie, ekologie Kmen: kroužkovci (Annelida) Podkmen: opaskovci (Clitellata) Třída: máloštětinatci (Oligochaeta) Řád: Haplotaxida / Opisthopora Podřád: žížaly (Lumbricina) n nzkoumány již od 1881 npigmentované tělo cca 3 - 30 cm dlouhé, povrch pokryt hlenem npohlavní rozmnožování, hermafrodité, spermie dozrávají dříve než vajíčka nopasek (clitellum) – sekret + výměna pohlavních buněk, tvorba kokonu ndýchají celým povrchem těla, uzavřená oběhová soustava, žebříčková nervová soustava, vylučování - metanefridia Žížaly – biologie, ekologie http://www.sas.upenn.edu/~rlenet/EarthwormAnatomy1.jpg GIF -- Earthworm Diagram http://www.sas.upenn.edu/~rlenet/Earthworms.html http://www.visualphotos.com/photo/2x4141834/Earthworm_Lumbricus_terrestris_coloured_scanning_F00129 16.jpg CE8c mating LR CE8a-cocoon LR EarthwormMating Žížaly – biologie, ekologie nv půdách jsou desítky (lesy) až stovky (travní porosty) žížal (10-200g) a až kilogramy žížalinců na 1 m2 nza rok přemístí až 80 tun na ha materiálu ncelosvětově kolem 500 druhů, v ČR kolem 30 druhů nprokousávají se půdou, takže stravují kromě zeminy, organických reziduí rostlin i přítomný mikroedafon, houby, plísně, hlístice a mikroorganismy nvětšina žížal dobře stravují listnatý opad, ale hůře jehličí a bukové a dubové listí, pokud nebylo předtím mikrobiálně změkčeno nsoučást potravního řetězce: ptáci, krtci, ježci apod. nvětšina preferuje pH kolem 7, ale jsou i v pH 5,2-5,4 (L. terrestris), E. fetida i pH 8, dokáží neutralizovat potravu v trávícím traktu noptimální teploty 10 °C, kolem 30-40 °C letalita ncitlivé na vlhkost, 12-30 % vlhkost půdy je optimum Žížaly – biologie, ekologie počty druhů kroužkovců v půdách Evropy (Annelida) Žížaly – biologie, ekologie ndruhy v ČR: Allolobophora caliginosa, A. rosea, Lumbricus terrestris, A. longa, Aporrectodea caliginosa, Lumbricus rubellus, Octolasion cyaneum, Dendrobaena octaedra The lob worm, Lumbricus terrestris Redhead worm, Lumbricus rubellus Blue-grey worm, Octolasion cyaneum Grey worm, Aporrectodea caliginosa http://www.biorede.pt/resources/9606.jpg Žížaly – biologie, ekologie epigeické - žijí na povrchu půdy, v opadu, na rozhraní půdy a humusu či v humusu, živí se opadem – rychlý průchod střevem, sytě zbarvené, menší, 10 – 50 mm, krátký cyklus, rychlý vývoj, vysoká reprodukce, nepříznivé období v kokonech, Dendrobaena octoedra, Dendrobilus rubelus Eisenia foetida a E.andrei jsou původem hnojní a kompostní druhy endogeické - žijí v půdě, bez pigmentu, cca 15 cm, hlouběji v minerální půdě, nepříznivé období přečkají quiescencí = hybernace, ale ne v snížené teplotě ale za sucha = letní diapauza, Octolasium lacteum, Aporrectodea caliginosa aneické - vytváří a žijí ve vertikálních chodbičkách; v celém profilu až 6 metrů hluboko, zatahují residua dolů, 10 – 100 cm, pomalý vývoj, v minerální půdě, v černozemích – přísun letních přísušků, diapauza nebo v klidu, Lumbricus terestris, L. rubellus, Allobophora longa Lumdiap2 octaedra_adult_img03 STUPD00Z P1010182 gr%C3%A5orm Žížaly – biologie, ekologie IMG_9386.JPG Žížaly – biologie, ekologie IMG_9387.JPG Žížaly – biologie, ekologie Žížaly – biologie, ekologie MS4a burrow LR MS4b burrow LR MS7b LR CE2c residue pair LR Žížaly – význam npro půdu mají velmi velký význam nchodbičky, kterými proniká voda i vzduch, rostou kořeny nspoluvytváří stálý humus, enzymatický rozklad půdní organické hmoty nzdrobňují rostlinná rezidua, zatahují je do hlubších vrstev půdy, promíchávání organických residuí s minerální složkou půdy npřes trávící trakt mísí organickou hmotu s minerální, mění organickou hmotu i chemicky è výměty žížal (žížalince) - důležitá složka půdní struktury, koncentrují dusík, vápník, draslík, fosfor, zakoncentrování mikroorganismů nobohacení půdy dusíkem výměšky a těly žížal až 100 kg/ha/rok, snižují poměr C:N v půdě LW6a casts LR EWCasts2 Žížaly – význam Žížaly – význam Drilosféra Roupice Roupice – biologie, ekologie Kmen: kroužkovci (Annelida) Podkmen: opaskovci (Clitellata) Třída: máloštětinatci (Oligochaeta) Řád: nítěnkovci (Plesiopiora ) Čeleď: roupicovití (Enchytraeidae) n nmalí (10 – 20 mm), nevýrazně zbarvení červi, od bledé a šedé přes žlutou až po hnědou barvu n„potworms“, „microdrile“ nkratší životní cyklus než žížaly - doba dospění – 65 – 120 dní npodobné ekologické funkce v jiných ekosystémech Potworms (Enchytraeids doerjesi) Roupice – biologie, ekologie nanatomicky podobné žížalám ntělo se skládá ze segmentů, jejichž počet se od vylíhnutí (15-20 segmentů) rovnoměrně zvyšuje s věkem nu všech roupic kromě rodu Achaeta se v hlavové části vyskytují štětiny – důležité pro identifikaci nvýznamnými orgány jsou chemoreceptory a hmatové receptory na hlavě (konec prostomia) nopasek zakrývá většinou segmenty XII-XIII obsahující vývody samčích a samičích pohlavních žláz nrozmnožování jako žížaly + fragmentace ntrávicí soustava sestává z ústní dutiny, hltanu, jícnu a střeva, mohou se vyskytnout slinné žlázy nvylučovacími orgány jsou nefridia v každém segmentu 026 026 Roupice – biologie, ekologie Roupice – biologie, ekologie 060 Roupice – biologie, ekologie nvyužívají různé zdroje potravy, požírají rozložené rostlinné zbytky (saprofágové) a také velké množství houbového mycelia, mohou se živit řasami a bakteriemi (mikrobivorní) nhrají významnou roli při rozkladu organického materiálu a účastní se tvorby půdy nstejně jako u žížal je důležitou součástí procesu průchod organických residuí trávícími systémy, neboť vyloučené zbytky jsou pak lépe přístupné dalším dekompozitorům Roupice – biologie, ekologie nroupic je známo asi 28 rodů s 600 druhy n19 rodů žije v půdě: Achaeta, Bryodrilus, Buchholzia, Cognettia, Enchytraeus, Fridericia, Henlea, Lumbricillus, Mesenchytraeus atd. nvětšinou je v přirozených populacích dominantní druh Cognettia sphagnetorum, který může být, na rozdíl od ostatní půdní mikrofauny, ve své funkci nenahraditelný jinými druhy nna laboratorní testy se užívá jen několik druhů (Enchytraeus albidus, Cognettia sphagnetorum, E. crypticus, E. buchholzi, E. minutus) Roupice – biologie, ekologie Roupice versus žížaly nRoupice jsou rozšířené zejména na stanovištích nevhodných pro žížaly (lesní morovité půdy, které jsou kyselé a s velmi vysokým obsahem organické hmoty), kde zastávají podobnou úlohu nNa rozdíl od žížal se nachází ve svrchní několikacentimetrové vrstvičce půdy a jsou exponovány jiným životním podmínkám a tím i jiné kontaminaci než žížaly nI když v reálném ekosystému jsou žížaly pravděpodobně důležitější, roupice představují také velmi dobrý bioindikátor nNavíc jsou ideálními modelovými (laboratorními) organismy pro testování účinků chemických látek, neboť jsou malé a lehce kultivovatelné Hlístice Hlístice – biologie, ekologie, význam Kmen: hlísti (Nemathelminthes) Třída: hlístice (Nematoda) n nválcovití červi bez článkovitého těla, neobrvení 0,5 - 2 mm délky nv půdách nejpočetnější zastoupení z mnohobuněčných (1g lesního humusu - až 2000 jedinců); 107 na 1 m2 nbiomasa až 0,2 t / ha nřád háďátka (Tylenchida) - háďátko řepné (Heterodera schachtii), r. Plectus, Bunodema, Tylenchus nřád háďata (Rhabditida) – Panagrellus redivivus, r. Rhabditis http://www.guh.cz/edu/bi/biologie_bezobratli/foto05/foto_002.jpg http://tea.armadaproject.org/Images/lavigne/lavigne_plectus_full.jpg http://www.grandvalleyaquariumclub.org/wp-content/uploads/2011/02/Panagrellus-redivivus.jpg Hlístice 4 svaly = esovitý pohyb C. elegans anatomy - cross section C. elegans anatomy C. elegans Hlístice Hlístice njsou velmi významné při rozkladu organických látek v půdách, tím, že konzumují primární dekompozitory; stimulují mineralizaci organických látek, zejména dusíku; částečně i mechanicky kypří půdu nvětšinou saprofágové, poloparazité, méně parazité: živí se bakteriemi, rostlinami, houbami, i predátoři nrozdělení na fytofágy (endoparazitní a ektoparazitní), mikrobivory, fungivory, omnivory a predátory - toto rozdělení je důležité a identifikačním znakem bývá podoba ústního ústrojí nsuché období dovedou přečkat v podobě cyst vampraid LR Arthrobotrys LR Mikročlenovci Co jsou mikročlenovci ? nmikročlenovci = zejména chvostoskoci a roztoči (mikroedafon) Chvostoskoci – biologie, ekologie Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: vzdušnicovci (Tracheata) Nadtřída: Hexapoda Třída: skrytočelistní (Entognatha ) Řád: chvostoskoci (Collembola) n nmalí bezkřídlí členovci se žvýkacím nebo bodavě-sacím ústrojím úst nvelikost cca 0,5 až několik mm nTělo: hlava, tříčlánková hruď s 3 páry končetin, zadeček s 6 články, 4-6 článků tykadla nslepí, většinou bez pigmentu nmají tzv. furku, vymršťovací vidlici, která je součástí skákacího aparátu 028 Chvostoskoci – biologie, ekologie natmobionti – žijí na rostlinách a dřevě, v zemědělské půdě jen náhodně nedafobionti – žijí v půdě a na jejím povrchu nepigeonti – porch, opad, kameny a dřevo na půdě nhemiedafobionti – vrchní horizonty a povrch neuedafobionti – výlučně v půdě velmi důležití jako půdotvorný činitel: npomáhají zpracovat půdní organickou hmotu npřevážně rostlinná strava (opad polorozložený, řasy, houby, pyl, amorfní organické zbytky) nobývají i lesní půdy se silným rozvojem hub nspolupodílí se svými aktivitami na tvorbě půdní struktury Chvostoskoci – biologie, ekologie ndesítky tisíc jedinců na 1 m2 půdy, jen v ČR asi 400 druhů ntypičtí zástupci: Mesaphorura, Isotoma, Pseudosinella nlesní půdy: Onychiurus, Hypogastrula, Tetradontophora, Entomobrya http://www.boldsystems.org/pics/_w300/COAUS/CCDB_03777_BNP_22%2B1250541470.jpg http://farm4.staticflickr.com/3073/2385097908_fa9bf4c3e3.jpg http://biology.sewanee.edu/assets/uploads/Pseudosinella-hirsuta(1).jpg http://i.pbase.com/o6/94/339594/1/109178726.L2LBxXRy.IMG_7864.JPG http://46.18.32.69/~doehetzelf/images/hall/hypvia01.jpg http://www.naturefg.com/images/c-animals/tetrodontophora-bielanensis.jpg http://content62.eol.org/content/2009/07/24/10/86401_580_360.jpg Roztoči Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: klepítkatci (Chelicerata) Třída: pavoukovci (Arachnida) Řád: roztoči (Acarina) n nv půdě 3 podřády: nParasitiformes – tlející listí, mech, traviny, parazité – Ixodus, Eugamasus, Zercon, draví – Gamasida (čmelíkovci) nTrombidiformes – mech, opad, humus, saprofágní, Trombidium - sametka nSarcoptiformes : nnadčeleď Acaridia – měkké, bělavé tělo, opadanka – Rhizoglyphus echinopus nnadčeleď Oribatei – pancířníci, chitinový pancíř, povrchové vrstvy půdy, Carabodes, Belba, Liacarus, Pelops http://www.massey.ac.nz/~maminor/images/Oribatida_NYS.jpg http://macromite.files.wordpress.com/2009/04/1_microarthropods_scaled.jpg Roztoči http://farm1.static.flickr.com/171/468419516_34e030c248.jpg Trombidium http://www.science-motion.com/image/128814/large/C0065700-Bulb_mites-SPL.jpg Rhizoglyphus http://www.naturewatch.ca/MixedWood/mites/images/m-14.gif Carabodes, http://bugguide.net/images/raw/9HCHUHHREH1H8H6ZHL6ZIHAHMHBHMHPZIHOH8H5ZRL1HHL1HIHVHHL5Z7HFHPHRRGL3H 7H1HIHEZIH.jpg Belba http://xespok.net/arthropoda/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=4419&g2_serialNumber=3 Liacarus http://keys.lucidcentral.org/keys/v3/mites/Invasive_Mite_Identification/key/Major_Mite_taxa/Media/i mages/2Oribat.jpg Roztoči ndrobní pavoukovci, kde všechny části těla splývají v jeden celek nvelikost cca 0,1 - 2 mm nvolně žijící druhy jsou buď dravé, nebo se podílí na dekompozici OM, konzumují rostlinný materiál, organický detrit (zejména Oribatida - pancířníci) nprůchodem přes střevo roztočů velice pokročí rozklad reziduí nv půdě velmi početní a rozmanití, až stovky tisíc na 1 m2 půdy Proč roztoči v ekotoxikologii ? nvhodné testovací organismy, zastávají řadu potravních typů – herbivoři, fungivoři, detrivoři a carnivoři ndonedávna byli roztoči používáni jen v několika laboratorních studiích, kdy byly užity různé druhy, látky byly aplikovány topicky či v potravě (zelené řasy), nyní 2 testy SECOFASE a 1 test OECD nekotoxikologicky nejvíce využívané druhy jsou: Platynothrus peltifer a Hypoaspis aculeifer http://www.cbif.gc.ca/spp_pages/mites/gifs/188d.gif http://www.kenkraaijeveld.nl/uploads/pics/P.peltifer3.jpg http://picture.yatego.com/images/4913275782c2f2.1/800000005460Hypoaspis-aculeif-01-kqh/raubmilben-- hypoaspis-aculeifer---s-s.jpg http://www.bioproduction.dk/images/H_miles.jpg Ostatní bezobratlí v půdě a na půdě Další členovci nkromě chvostoskoků, roztočů a stejnonožců, kteří jsou nejvíce využívaní v ekotoxikologii, se používají i další skupiny členovců nv půdě jsou významní zástupci všech tří podkmenů Arthropoda: nklepítkaci (Chelicerata) – zejména roztoči, pavouci, štírci, sekáči nkorýši (Crustacea) – jen stejnonožci (Isopoda) nvzdušnicovci (Tracheata) nvelice zásadní skupina veliká pestrost ndnes dva podkmeny: nšestinozí (Hexapoda) a stonožkovci (Myriapoda) http://www.kbi.zcu.cz/studium/invert/obra/7_stav.gif Internal anatomy of a crayfish http://www.kbi.zcu.cz/studium/invert/obra/9_myri.gif http://www.kbi.zcu.cz/studium/invert/obra/9_anat.gif Typy členovců nShredders (okusovači) n nPredators (dravci) n n n n nHerbivores (hebivoři) n nFungal-feeders (fungivoři) n SSSA41 LR ORTHOPOR LR REDHARV LR olog PSEUDO4 LR SSSA40 LR DH centipede LR ENCYCS~1 LR M6B LR M11 symphylan LR http://www.habitas.org.uk/groundbeetles/images/small/7284ss.jpg http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSBlgSd1yzj14B82-gyLX-vSCdzEXd9eKp916Oa5msVkGOpbiL6 Pavouci, sekáči Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: klepítkatci (Chelicerata) Třída: pavoukovci (Arachnida) Řády: sekáči (Opilionida), pavouci (Aranae), štírci (Pseudoscorpiones) Pavouci ndraví – hmyz, drobní živočichové naž 100 ks / m2 nsklípkánci (Atypidae) hloubí svislé nory v půdě až 15 cm, nory také rod nslíďáci (čeleď Lycosidae) – doupata v půdě – r. Lycosa, Trochosa, nebo žijí v opadance r. Pardosa nplachetkovití, r. Linyphiidae Sekáči nvětšinou také predátoři, často ale i rostlinná strava nhlavně rody Opilio, Oligolophus, Phalangium, Platybunus, Trogulus http://www.volny.cz/als4/atypidae_Atypus_muralis_F2.jpg http://www.pavouci-cz.eu/Data/Coelotes%20atropos/obr_C3_Coelotes_atropos_70703.jpg http://www.eurospiders.com/lycosidae_5509.jpg http://www.eurospiders.com/trochosa_terricola_whole_6259.jpg http://www.eurospiders.com/pardosa_lugubris_8623_24.jpg http://www.dereila.ca/whispers/Sheet2.jpg http://www.european-arachnology.org/galleries/Opiliones/Opilio_saxatilis_female.jpg Stonožkovci - Myriapoda Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: Vzdušnicovci (Tracheata) Nadtřída: stonožkovci (Myriapoda) nje známo, že extrémně akumulují těžké kovy, a letální účinky se projevují až při plném nasycení akumulační kapacity – makrokoncentrátoři – vhodné pro indikaci znečištěného prostředí Stonožky Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: Vzdušnicovci (Tracheata) Nadtřída: stonožkovci (Myriapoda) Třída: stonožky (Chilopoda) njsou dravé, loví žížaly, isopoda, larvy hmyzu nna každém článku pár nohou, první pár nohou uchopovací s jedovými žlázami nLithobius, Geophilus, Scolopendra http://www.fcps.edu/islandcreekes/ecology/Arthropods/Garden%20Centipede/garden%20centipede http://farm4.static.flickr.com/3185/2676895475_0bee82b4f4.jpg http://www.zoocon.com/Herps/Inverts/Scolopendra_s_subsnipes_Yunnan_Giant_01.jpg Mnohonožky Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: Vzdušnicovci (Tracheata) Nadtřída: stonožkovci (Myriapoda) Třída: mnohonožky (Diplopoda) nsaprofágní, konzumují rostlinné zbytky a drobí je tím na menší kousky, tím jsou velmi významní nobývají horní vrstvy půdy - výrazná expozice látkám nJulidae, Glomeridae, Polydesmidae, Polyzonidae http://www.dkimages.com/discover/previews/1546/11720027.JPG http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSk9snG8ZZphFGG2Omn0CjZpmNbxGYGYDvbbhFrzydZ7AYGKkL9HZitXW6y eQ http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/Glomeris_marginata_1.jpg http://farm6.static.flickr.com/5013/5406740685_9e6cb99b0d.jpg http://www.commanster.eu/commanster/Invertebrates/Misc/Misc/Brachydesmus.superus.jpg Kmen: členovci (Arthropoda) Podkmen: šestinozí (Hexapoda) nHexapoda mají zřejmě největší význam z celé půdní fauny – konzumují OM, drobí rezidua, kypří půdu, trusem přispívá k tvorbě kvalitní půdní OM a půdní struktuře nHexapoda zahrnují také třídu entognatha (skrytočelistní): řády vidličnatky a hmyzenky, které mají pro půdu malý význam, a řád chvostoskoci (Collembola), kteří mají pro půdu veliký význam nTřída: jevnočelistní, hmyz (Ectognatha, Insecta ) npro půdu zásadní zejména jejich larvy nzejména podtřída: křídlatí (Pterygota) a její řády Hexapoda - šestinozí Insecta – hmyz významný v půdě řád dvoukřídlí (Diptera) njejich larvy významná saprofágní funkce, dekompozice OM, zejména nčeleď tiplicovití (Tipulidae) – larvy se živí rostlinným materiálem, r.Tipulida, Pales nčeleď muchnicovití (Bibionidae) - kladou vajíčka do půd, živí se tlejícím listím a kořínky rostlin, r. Bibio řád blanokřídlí (Hymenoptera ) nčeleď mravenci (Formicoidea) – ovlivňují fyzikální i chemické vlastnosti půd, budován í chodeb, provzdušnění půdy, u mravenišť a v okolí zakoncentrované mikroorganismy a kationty, r. Formica, Tetramorium, Lasius, Campognotus http://watermonitoring.uwex.edu/images/level1/wav/ecology/Tipulidae.jpg http://utahpests.usu.edu/uppdl/images/uploads/Bibionidae%20Larvae%201.jpg http://3.bp.blogspot.com/_eud5LW5hbQc/TAvVwv7XBKI/AAAAAAAAF0A/pC-6X1Csfsc/s1600/formica_jpg_2008514 01040_formica.jpg http://itp.lucidcentral.org/id/ant/pia/Images/lucid%20live%20(FULL)/Tetramorium_pacificum_IMG_1481. jpg http://myrmecos.net/wp-content/uploads/2009/02/lasius11.jpg http://www.naturephoto-cz.com/photos/krasensky/ant-camponotus-fallax-0155.jpg Insecta – hmyz významný v půdě řád brouci (Coleoptera) ndraví i saprofágní + larvy žijící v půdě; asi 400 tis druhů, 6000 v ČR masožraví: nčeleď Carabidae (střevlíci) – v noci chytají hmyz a larvy, r. Carabus, Calosoma, Pterostichus nčeleď Cicindilidae (svižníci) – larvy mají pod zemí chodby, kam tahají polapenou kořist, r. Cicindela všežraví: nčeleď Silphidae (mrchožroutovití) – rozkládají a požírají mršiny, larvy hrobaříků, r. Necrophorus nčeleď Staphylinidae (drabčíci) – horní vrstvy půdy, hrabanka – většinou masožraví, r. Oxyporus, Paederus, Staphylinus nčeleď Elateridae (kovaříkovití) – tenké larvy – drátovci, ožírají kořínky, masožravé, či trouchnivějící dřevo, r. Adelocera, Corymbites nčeleď Scarabaeidae (vrubounovití) – do půdy vtahuje trus, r. Geotrupes http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTECCCNI7fckHSqgPFKoGaKGAEJ2Fudf-TVhahYX97FLXO19Ro2wWcsdAuQ cQ http://www.naturephoto.cz/img/fotobanka/07-2006-3309.jpg http://www.hlasek.com/foto/necrophorus_vespilloides_28.jpg http://www.zin.ru/Animalia/Coleoptera/images/alter/45DSC10111k.jpg http://www.zin.ru/animalia/coleoptera/images/alter/Athous-subfuscus.jpg http://www.critterzone.com/animal-pictures-nature/stock-photos/Elateridae-larva-AWIN100508-27.jpg http://www.zin.ru/Animalia/Coleoptera/images/kv_mak/geotrupes_koltzei.jpg Plži Kmen: měkkýši (Molusca) Třída: plži (Gastropoda) Podtřída: plicnatí (Pulmonata) Řád: Stylommatophora (stopkoocí) nŽijí ve svrchní vrstvě půdy a rosltinném opadu nDaří se jim na vápnitých půdách než kyselých (stavba ulity), preferují teplejší a vlhčí klima nŽiví se tlejícími rostlinami, lišejníky, řasami, někteří karnivorové – čeleď Zonitidae, Vitrinidae nčeledi Helicidae (hlemýžďovití), Arionidae (plzákovití), Limacidae (slimákovití) nvýznamné rody Cepaea, Pomatia nLesy: rody Discus, Ena, Faustina nTTP: Helicella, Pupilla, Cepea nKyselé mokřiny: Succinea, Vertigo http://delta-intkey.com/britmo/images/tayp002.jpg http://farm1.staticflickr.com/157/393453296_99d436b705.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Helix_pomatia_89a.jpg http://www.doeni.gov.uk/niea/print/heath_snail_-_helicella_itala.jpg http://www.naturefg.com/images/c-animals/succinea-putris.jpg 散大蜗牛 hwg00077 Literatura – půdní biota §Šimek M., Elhottová D., Pižl V. (2015): Živá půda. AVČR. ISBN 9788020025678. www.bc.cas.cz/Cds/Download/?filename=5544_Strategie_Ziva_puda §Šimek M. (2019): Živá půda. Academia. ISBN 9788020029768 §Šimek (2020): Bez půdy to nepůjde. ISBN 978-80-86668-59-8 https://www.bc.cas.cz/Cds/Download/?filename=8135_FINALNI_Brozura_Bez_pudy_to_nepujde_WEB §FAO, ITPS, GSBI, SCBD and EC. 2020. State of knowledge of soil biodiversity - Status, challenges and potentialities, Report 2020. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb1928en §JRC (2016): Global Soil Biodiversity Atlas. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/global-soil-biodiversity-atlas §JRC (2010): European Atlas of Soil Biodiversity. https://esdac.jrc.ec.europa.eu/content/atlas-soil-biodiversity §Bardgett R.D. (2005): The biology of soil: a community and ecosystem approach. ISBN 0198525036 §Coleman C. et al. (2004): Fundamentals of soil ecology. ISBN 0121797260 §Doelman P. & Eijsackers H.J.P. (2004): Vital Soil - Function, Value and Properties. ISBN: 0-444-51772-3. §EC (2010): Soil biodiversity: functions, threats and tools for policy makers. https://core.ac.uk/display/29245351 §Dindal, D.L. (1990): Soil Biology Guide. John Wiley & Sons. ISBN-10: 0471045519. §NZM (2018): Půda. https://www.nzm.cz/publikace/obrazkove-statistiky/puda-obrazkova-statistika-o-tom-co-se-deje-v-pude -a-o-tom-proc-by-mela-puda-byt-narodnim-bohatstvim §Glopolis (2018): Atlas půdy. ISBN 978-80-88289-07-4. https://www.glopolis.org/publikace/atlas-pudy/ § 109 Terestrická biota 110 Terestrická biota §Terestrická fauna očlenovci – pavouci, roztoči, isopoda, stonožky, mnohonožky, hmyz oobojživelníci oplazi optáci osavci §Terestrická flora § § 111 Hmyz - příklad §soer 2020 112 Ptáci - příklad §https://www.youtube.com/watch?v=jlQdEI8hqr4 § 113 Barnacle goose - Wikipedia Samostatný úkol §https://docs.google.com/spreadsheets/d/1hSHVzGZ9NnoIgi9VsDvmPxbzVPkLeFXPv7ue8dlYEpE/edit?usp=shari ng §vyberte si jednu skupinu organismů (kdo dřív přijde ...) §najděte v literatuře nějakou zajímavou případovou studii, kdy dané organismy byly negativně ovlivněny antropogenním stresem v prostředí §popište v rozsahu půl až jedné strany danou situaci a výsledky studie §odevzdejte do odevzdávárny 114