Desmids, Desmidiea (Art Forms in Nature, 1899) print by Ernst Haeckel | Posterlounge Ekologie sinic a řas 3. přednáška Antropogenní vlivy a bioindikace •Většina povrchových vod zatížena: •organickými látkami (saprobita) •živinami (eutrofizace) •toxiny •těžkými kovy • •= polutanty • • > Phycokey - Cosmarium images > Protist Images: Micrasterias truncata Sinice - výskyt, příznaky kontaktu se sinicemi, prevence. | Herbalus Narušení vodních ekosystémů •Saprobita (saprobní systém): systém třídění stavu znečištění vod podle zastoupení saprobních organismů •Saprobní organismy tříděny podle jejich odolnosti vůči znečištění • •Trofie (úživnost) je vlastnost vody, která označuje obsah chemických látek (živin) v ní •Škála oligotrofie - eutrofie • • Narušení vodních ekosystémů •Acidifikace • •proces okyselování vod vlivem kyselých dešťů (imisní zátěž, smrkové monokultury, sopečný prach) •výkyvy pH, úhyn ryb a pokles produkce, nedostupnost fosforu- klesá diverzita i produkce fytoplanktonu, rašeliník přeroste ostatní vegetaci • •Nejhůře postižené oblasti: Skandinávie, u nás Šumava, na Slovensku Tatry • • • > Co je kyselý déšť: příčiny, důsledky, složení a další | Zelené obnovitelné zdroje Samočištění •Systémy v přírodě se umí do jisté míry se znečištěním vyrovnat •Mechanismy: •Fyzikální: ředění, míchání, vyluhování, sedimentace, fragmentace, odnos • •Chemické: oxidace, neutralizace, koagulace • •Biologické: aerobní/anaerobní rozklad bílkovin, tuků polysacharidů • • Gross-Wen - Revolving Algal Biofilm (RAB) Wastewater ... Samočištění •Sinice a řasy využijí živiny vzniklé biologickým rozkladem + akumulují toxiny a těžké kovy ve stélkách • = využití v čištění odpadních vod (biofilmy, akumulační rybníky) • > Algae Technologies | BioCentury Research Farm Vybrané indikátory •Zvýšená trofie: Microcystis, Stephanodiscus •Organické znečištění: Euglena •Kyselé vody: Eunotia, Frustulia, Pinnularia • Micrasterias, Synura •Neutrální/zásadité vody: sinice •Železo: Trachelomonas •Sirovodík: bakterie Beggiatoa •Salinita: Nodularia , Dunaliella Výsledek obrázku pro microcystis Microcystis aeruginosa Výsledek obrázku pro eunotia Výsledek obrázku pro pinnularia Výsledek obrázku pro micrasterias Micrasterias sp. Trachelomonas sp. Výsledek obrázku pro trachelomonas Výsledek obrázku pro nodularia Nodularia sp. Aerické sinice a řasy •Aerické/aerofytické: nežijí ve vodě, ale na vzduchu •Terestrické řasy- suchozemské •Žijí mimo vodu, přisedle na nejrůznějších substrátech •Povrchy: kamenné (přírodní, umělé), povrch půdy, kůra stromů, listy rostlin • Green Algae On The Wall That Have Been Created Due To Water Leaking. Stock Photo, Picture and Royalty Free Image. Image 63200514. Aerické sinice a řasy •Na substrátu tvoří biofilm (+ heterotrofní bakterie a houby) •Význam těchto biofilmů: •zdroj primární produkce •kolonizace nových povrchů •fixace dusíku •potrava pro heterotrofní organismy Green Algae On The Wall That Have Been Created Due To Water Leaking. Stock Photo, Picture and Royalty Free Image. Image 63200514. Aerické sinice a řasy-podmínky prostředí •Pro sinice a řasy extrémní •Stresové faktory: •sluneční záření •vysoká hladina UV • vysoká teplota • sucho • kolísání teplot ve dne a v noci • • • Green Algae On The Wall That Have Been Created Due To Water Leaking. Stock Photo, Picture and Royalty Free Image. Image 63200514. Aerické sinice a řasy-mechanismy přizpůsobení •Únik (epilitické endolitické) •UV záření: •sunscreen pigments (sinice- scytonemin, gloeocapsin) •řasy- fotoprotektivní karotenoidy •MMA: mycosporine-like amino acid- ve vodě rozpustné nízkomolekulární látky, které pohlcují volné radikály (nejen u sinic a řas- mají je i lišejníky a houby) •adaptace na život v podobných podmínkách vznikla evolučně několikrát (různé aerické řasy si nejsou příbuzné) • • MMA Terestrické prostředí a extrémní stanoviště •Epiliton (kameny, skály, jeskyně, biodeteriorace) •Endoliton (uvnitř kamenů) •Půdní řasy, půdní krusty •Vnitrozemská slaniska (euryhalinní druhy) •Horké a minerální prameny •Kryoseston •Kryokonity • http://lh3.ggpht.com/-fboKcEdQoJQ/VAfgDSC6vkI/AAAAAAAA6d0/ehoryrOOSCU/cryoconite-holes-3%25255B6%25 255D.jpg?imgmax=800 http://cnho.files.wordpress.com/2010/01/chlamydomonas-nivalis.png?w=595 Kryoseston Kryokonity Sněžné řasy •Kryofyta: sinice a řasy v kryosestonu •Kryoseston: •Společenstvo organismů, včetně sinic a řas, žijících na sněhu či ledu •psychrofilní (psychrotolerantní) •polární oblasti, povrch sněhových polí v různých klimatických podmínkách •Známo 70 druhů sinic, řas a hub > Obsah obrázku Dětské kresby Popis byl vytvořen automaticky > 3. Red snow caused by a microalga (most likely Chlamydomonas nivalis)... | Download Scientific Diagram Ancylonema nordenskioeldii Chlamydomonas nivalis „Extremofilové jsou organismy adaptované k optimálnímu růstu v extrémech rozsahu environmentálních faktorů nebo v blízkosti těchto extrémů.“ Sněžné řasy-adaptace •nízké teploty (nedostupnost vody, nadměrná expozice slunečnímu zářenímu a UV záření •Ochranné mechanismy: •Nenasycené mastné kyseliny, které snižují teplotu tuhnutí, zvyšují fluiditu membrán a omezují tvorbu ledových krystalů (brání dehydrataci) •Kryoprotektanty: zvyšují osmolaritu buňky, brání tvorbě ledu a současně stabilizují bílkoviny •Tvorba odolných stádií > Understanding the microbiome—human, animal, and environmental - Genome BC Sněžné řasy •Nutná taxonomická revize kryovegetace •Většina druhů rodu Scotiella=zygoty Chloromonas •Linda Nedbalová a kol. •Ve sněhu až do hloubky 50 cm •Barvu sněhu ovlivňuje pH •Zelený sníh na vápencích •Červený sníh pH kolem 5 •Řasy zamrzlé v ledu mohou být fotosynteticky aktivní! Scotiella nivalis (Chodat) F.E.Fritsch :: AlgaeBase Chloromonas nivalis subsp. Tatrae, subsp. nov. (Chlamydomonadales, Chlorophyta): Re–examination of a snow alga from the High Tatra Mountains (Slovakia) Scotiella Sněžné řasy-důležitá ekologická role •vliv na tání sněhu a jeho celkové složení •první kolonizátoři na povrchu ledu a sněhu •producenti uhlíku •tvorba kryokonitů- hot spoty diversity •snížení koncentrace síranů, dusičnanů, amonných iontů •snížení množství oxidu uhličitého uvolňovaného ze sněhu > Cryoconite Ecology: there's something in the water… – To The Poles Jeskyní sinice a řasy •limitující faktor: nízká hladina světla (kompenzováno vyšší vlhkostí a stabilní teplotou) •Portály: nejvyšší diverzita •Hlouběji v nitru jeskyně převažují sinice •Lampenflora: nárosty v uměle osvětlených částech turisticky přístupných jeskyní •Zelené řasy, rozsivky, sinice > Obsah obrázku osoba, oblečení, území, jeskyně Popis byl vytvořen automaticky Vnitrozemská slaniska •V podloží sůl kamenná (zbytky moře nebo výluh spodními vodami, aridní, bezodtoké oblasti) •Euryhalinní druhy •Se vzrůstající salinitou se snižuje druhová bohatost •Morava Nesyt, Čejč, Kobylí •v Čechách Hájek a Soos u Fr. Lázní •Craticula: vnitřní valvy •Mastogloia: partectum Mastogloia | Genera - Diatoms of North America Craticula | Genera - Diatoms of North America Horké a minerální prameny •Nízká druhová diverzita •Nejvyyšší teploty toleruje Mastigocladus laminosus, Synechoccocus •Limitující faktory: teplota, světlo, dostupnost živin, zvýšená salinita •Halofilní společenstva •Kráterové jezero s pH 1: Chlamydomonas acidophila > Phycokey - Synechococcus images > Mastigocladus - galerie Mastigocladus laminosus Synechoccocus Půdní sinice a řasy •Round: „Druhová bohatost je v půdě výrazně nižší než ve vodě“ •Roli hraje neprobádanost •Dominantní skupiny: Chlorophyta, Cyanobacteria, Xanthophyceae, rozsivky •Kokální a vláknité formy •Pokud se druh vyskytuje ve vodě i v půdě, půdní populace jsou menší (menší buňky) •Zásobárna odpočívajících stádií •Limitující faktor: vlhkost • Půdní sinice a řasy •Půda: směs zvětralé horniny, vzduchu a organického materiálu •Půdotvorné faktory: matečná hornina, klimatické podmínky (srážky a výpar, teplota, vítr) + čas •Formování půdních typů podle: morfologie reliéfu (expozice svahů), působení vody (hydrodynamické podmínky), nadmořská výška Půdní sinice a řasy •Biotické faktory: vyšší rostliny a edafon, činnost člověka •Tvorba humusu: aktivita mikroorganismů, působení enzymů, kořeny rostlin, živočichové •Komplexní půdní krusty (pouště, Arktida, Antarktida) Biologické půdní krusty (Biological soil crusts-BSC) > black, bumpy biological soil crust with lichen •Společenstvo organismů, především sinic a řas, mikroskopických hub, mechů a lišejníků, které žije na povrchu půdy • •Chladné oblasti • •Vznik adhezí půdních částic k polysacharidům •Vylučované primárními producenty- sinice a zelené řasy Biologické půdní krusty: Význam > black, bumpy biological soil crust with lichen •Výrazný podíl na globální fixaci uhlíku a dusíku (podíl na 7 % terestrické fixace uhlíku, 50 % terestrické fixace dusíku) •Vliv na hydrologické poměry a důležitá role při zadržování vody v ekosystému •Podpora sukcese dalších organismů •Stabilizace půdy a ochrana povrchu půdy před erozí •Důležitý pohlcovač CO2 • • Půdní krusty •U nás: Mohelenská step (tenké povlaky zelených řas), vrcholové části Krkonoš (mrazem tříděné kamenité a mělké alpínské půdy s lišejníkovými krustami) •+ uhelné výsypky (protierozní fce) • Uncovering biological soil crusts: carbon content and structure of intact Arctic, Antarctic and alpine biological soil crusts Patrick Jung et al. 2018 Biologické půdní krusty-sukcese > black, bumpy biological soil crust with lichen sinice (mikroskopické houby) → heterotrofní bakterie, zelené řasy, mikroskopické houby → lišejníky/mechy Disturbance-pionýrské krusty vs Klimaxová stádia (trvalý neměnný stav vývoje vegetace, vytváří se desítky let) Biologické půdní krusty- sinice > CCMP2595 | NCMA at Bigelow Laboratory Komvophoron sp. (zdroj: ncma.bigelow.org) Biologické půdní krusty- řasy > • Úživné půdní krusty > Obsah obrázku pták, venku, vodní pták, tráva Popis byl vytvořen automaticky •Prasiola: krusty na dusíkem bohatých substrátech • •Výrazná biomasa v polárních oblastech v místě ptačích kolonií – Prasiola crispa spp. antarctica (v hnízdištích tučňáků • •U nás: Prasiola crispa na eutrofizovaných substrátech > Obsah obrázku tráva, venku, pole, území Popis byl vytvořen automaticky > Prasiola crispa (Lightfoot) Kützing | CCALA https://ccala.butbn.cas.cz/ > Obsah obrázku pták, venku, vodní pták, tráva Popis byl vytvořen automaticky Děkuji za pozornost! > Obsah obrázku rostlina Popis byl vytvořen automaticky > CCMP2595 | NCMA at Bigelow Laboratory > black, bumpy biological soil crust with lichen •