Úvod do diatomologie – Ekologie a využití rozsivek 7. Přednáška Ekologie • •Jedna z hlavních akvatických fotosyntetických skupin •Důležitá součást globální primární produkce •Mořské i sladkovodní (centrické-převážně mořské, ve sladkých vodách planktonní, penátní často sladkovodní a přisedlé) •Mohou žít epizoicky (velryby) i endozoicky (dírkonoši) •Jarní a podzimní vrchol ve sladkých vodách •Ekologické nároky mnohdy druhově specifické (biomonitoring) •Pevnost schránky- zachování v sedimentech • • Ekologie •Důležitá role primárních producentů (primární produkce: produkce organické hmoty fotosyntézou) •Produkce: přírůstek organické hmoty za jednotku času. •Čistá primární produkce- 50-70% hrubé primární produkce •Produkci rozsivek můžeme měřit jako spotřebu oxidu uhličitého, přírůstek stélky, produkci kyslíku • • Ekologie •Závislé na slunečním záření •Většinou vodní •Anomálie vody největší hustota při 4 stupních •Viskozita – vnitřní tření (100x větší než vzduch, umožňuje rozsivkám vznášení) •Rozdělení vodních těles: •lotické: proudící •lentické: stojaté vody • • Ekologie •Rozsivky v planktonu •Pohyblivé •x nepohyblivé- vznášejí se a klesají ve vodním sloupci v závislosti na viskozitě vody (Cyclotella), dobrou adaptací na pohyb ve vodním sloupci je tvar kolonií- hvězdicovitá Asterionella formosa ( zpomalení klesání) •Fytoplankton: sinice a řasy obývající pelagiál hlubokých i mělkých stojatých vod a pomalu tekoucích úseků řek. •Světový fytoplantkton produkuje 70% atmosférického kyslíku • • Mořský fytoplankton • • C:\Users\bara\Desktop\fytoplankton.jpg Různé povrchy •Na povrchu jemných substrátů (epipelon): Sellaphora •Písečný substrát (epipsamnon): Nitzschia, Navicula •V písčitých sedimentech (endopsamnon): Surirella, Campylodiscus •V rostlinách a jejich slizu (endofyton): Nitzschia (také v živočiších- endozoon) •Na živočiších (epizoon): Fragilaria • • Ekologie •Vodní květ (sinice) x vegetační zákal (zlativky, rozsivky) • •Bentos •Rozsivky jsou nejčastěji přichyceny k substrátu pomocí slizu •Způsoby přichycení k substrátu: •Celou plochou: Cocconeis •Jedním koncem: Fragilaria •Slizové stopky: Gomphonema •Slizové trubice: Encyonema • • Bioindikátory •Kyselé vody, pH, dystrofie: Eunotia, Pinnularia •Acidifikace: Eunotia •Oligotrofie: Aulacoseira •Mezotrofie: Asterionella •Eutrofie: Stephanodiscus • • Různé biotopy •Zastíněné studánky u pramene- Surirella, Campylodiscus •Pramenné mokřady s mechy (helokren): Pinnularia, Hantzschia • •Distribuce rozsivek na lodyžce rašeliníku •Tam kde je velká vzdušná vlhkost- na vrcholu rašeliníku •Vlhké rašeliníky šlenků- u báze • •Terestrické prostředí •Pinnularia borealis, Luticola mutica, Orthoseira roseana, půdní Hantzschia amphioxys • • Plankton Stephanodiscus Cyclotella Asterionella Bentos •Přisedlé: •Cymbella • • •Cocconeis • •Volné •Diatoma C:\Documents and Settings\Mišis\Plocha\Cocconeis%20pediculus.jpg http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bilgipaket/canlilar/img/Cymbella.jpg http://starcentral.mbl.edu/msr/rawdata/thumbnails/diatoma_vulgare_1166730424_b_541t.jpg Prameniště •Stabilní společenstva: Achnanthidum, Cocconeis, Cymbella, Synedra, Navicula • • Achnanthidium minutissimum • • • Sezónní společenstva: Gomphonema, Diatoma http://craticula.ncl.ac.uk/EADiatomKey/images/kelly_rhoabb_1.jpg http://www.dr-ralf-wagner.de/Bilder/Gomphonema.jpg Zobrazit obrázek v plné velikosti Epilimnion •Cocconeis pediculus, Diatoma vulgare, Gomphoneis olivacea, Cymbella prostrata, Rhoicosphenia abbreviata • • Hypolimnion •Epipelické rozsivky Amphora ovalis, Diploneis petersenii, Fragilaria construens, Navicula tenuicephala Význam rozsivek • • •Biomonitoring •Biopaliva •Forenzní diatomologie •Testování optických mikroskopů •Diatomit •Výzkum klimatických změn •Paleoekologické rekonstrukce •Detektory těžkých kovů a radiace • • • • • • •Podílí se min. 20% na veškerém objemu C fixovaného během fotosyntézy (více než deštné pralesy) • • • • •Rozsivkám vděčíme za náš každý pátý vdech… • • C:\Users\bara\Desktop\1-s2_0-S0048969709006275-gr5.jpg Praktické využití • •Paleolimnologie: zjišťování subrecentní flóry, vývoje eutrofizace, acidifikace, globálního oteplování • •Křemelina (diatomit): tepelně izolační materiál, filtrace, absorpční materiál, plnidlo • •Diatomit + nitroglycerin= dynamit • •Potravinářský průmysl: zdroj betakarotenu • •Farmaceutický průmysl: prášek proti střevním parazitům • •Nanotechnologie http://www.tucnacivnalevu.estranky.cz/img/mid/2/tucnak-dynamit.jpg Forenzní diatomologie • •Vzorky diatomitu z oblečení (protipožární vrstva v sejfech) •Vzorky frustul rozsivek z oblečení, předmětů, plic, kostní dřeně •http://miscarriageofjustice.co/index.php?topic=148.0 • (Paleo)limnologie •limnologie: věda studující recentní jezera •především fyzikálně-chemické vlastnosti jejich vod a vztahy mezi organismy, které v těchto vodách žijí •studiem fosilních jezer se zabývá paleolimnologie •rozsivky: paleoekologické rekonstrukce prostředí zaniklých jezerních ekosystémů • http://polar.prf.jcu.cz/img/background/background6.jpg Archivy •informace o vzniku, vývoji a zániku jezerního ekosystému •3 základní typy: • jezerní voda • geomorfologie jezera (tvar a stupeň deformace dna a pobřeží) • sedimenty • • •rekonstrukce podle druhového složení rozsivek • Sedimenty •Kombinace různých proxy •Pyl •Makrozbytky •Cysty chrysomonád •Perloočky •Testátní améby •Lasturnatky •Dírkonošci •Pakomáři •Schránky rozsivek • • chemismus vody fyzikální vlastnosti prostředí klimatické poměry a změny Zachování rozsivek v sedimentech •Nejhorší v kyselém prostředí •Špatné zachování při: • vysokém tlaku • vysoké teplotě • vysokém stupni proudění • malé velikosti frustul • •Roli hraje stupeň silicifikace schránek Rozsivky v sedimentech •Schopny spolehlivě indikovat vlastnosti prostředí •Výborné zachování •Důležité srovnání s recentními daty • •Rekonstrukce fyzikálních parametrů prostředí: výška hladiny vody, světelné podmínky, teplota a cirkulace vody • •Chemické parametry: chemismus vody, množství živin (především N a P), koncentrace uhlíku, pH, konduktivita a salinita • Sjuodjijare, severní Švédsko – rekonstrukce průměrných letních teplot podle rozsivek (dole), dvoukřídlého hmyzu (uprostřed) a pylů (nahoře). Na svislé ose je teplota ve °C, na vodorovné stáří, hloubka sedimentu Rozsivky jako bioindikátory • velmi krátký generační čas- vysoká frekvence dělení • schopny indikovat změny prostředí v krátkém čase • •Rozsivky jsou schopné indikovat: • •organické znečištění •acidifikaci •trofii toku •přítomnost těžkých kovů •případně radiaci •klimatické změny v paleoekologických studiích • Paleolimnologie na Svalbardu • • D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (02).jpg Retrospektivní metody na Svalbardu •Klima se mění •Změna bude mít/má dopad na lidstvo •Arktida/Antarktida – nedotčeny tolik lidskou činností •Jednoduché ekosystémy, krátké potravní řetězce •Pokud se klima mění zde to bude vidět nejdříve • Paleolimnologie na Svalbardu • • D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (23).jpg D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (62).jpg D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (61).jpg D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (42).jpg D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (64).jpg D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (63).jpg D:\AA prezentace rozsivky skola\Svalbard 2013 (46).jpg D:\Diatoms\Hybkaňa\770\770.jpg D:\Diatoms\Hybkaňa\590\590.jpg