Ekologie souše

Historické vlivy Skladba společenstev a současný stav Země je hluboce ovlivněn historií organismy žijí

tam, kde žijí, z důvodů, které jsou často alespoň z části důsledky minulých náhod

Pohyby zemských hmot Teorie o pohybu kontinentů vznikla na základě rozšíření organismů mezi kontinenty,

poté podpořena geologickými měřeními Německý meteorolog a geofyzik Alfred Wegener (1915)

Vznik kontinentů pohybem litosférických desek

Pohyby litosférických deseko Zemská kůra není jednolitá, ale skládá se zhruba ze 14 hlavních tzv. litosférických

desek, které se vůči sobě pohybují (cm, max. dm za rok). o Pohyb litosférických desek je vyvoláván konvekčním prouděním ve svrchním

plášti. V místech výstupů plášťového materiálu, tzv. středooceánských valech, dochází k rozšiřování oceánského dna (magmatický materiál se vklíňuje mezi dvě litosférické desky). K těmto procesům nemusí nutně docházet v oceánech rozestupování somálské desky na východě a africké desky na západě východoafrický rift (od severu Rudým mořem, vstupuje na pevninu a směřuje přes Etiopii, Keňu, Ugandu, Tanzánii na jih až do Mosambiku velká východoafrická jezera (např. Tanganjika, Malawi aj.) vznikající v průrvách zemské kůry, sopečná činnost).

o Subdukční zóny místa setkávání desek, jedna z desek se podsunuje (noří) pod druhou a materiál kůry je pohlcován zpět do pláště. Vesměs se jedná o oceánské desky, které se podsouvají pod desky kontinentální. Typickým příkladem subdukční zóny je západní pobřeží Jižní Ameriky mohutná pásemná pohoří lemující celé toto pobřeží s četnými projevy vulkanismu. V místech vzájemného dotyku se nachází řada epicenter zemětřesení.

o Existují však i místa, kde dochází k setkání dvou kontinentálních desek (kontinentální kůra je mocnější než kůra oceánská) a k úplné subdukci nedojde. Desky se začnou srážet, drobit vznik mohutných vrásenných pohoří, například Himalájí (srážka indické a euroasijské kontinentální desky).

o Desková tektonika způsobuje nejen pohyb kontinentů po povrchu zemském, ale také jakousi recyklaci materiálu hraje roli v globálních cyklech prvků, uvolňuje CO2 vznik skleníkového efektu umožnění života na Zemi

Příklad rozšíření, které podporuje teorii velcí nelétaví ptácio Výskyt a stupeň příbuznosti jednotlivých druhů lze alespoň částečně vysvětlit

kontinentálním driftem

Klimatické změny Kratší časové úseky než pohyby zemských hmot rozmístění druhů a jejich

přizpůsobení Př. vysoce specializované zimovzdorné druhy kvetoucích rostlin

o Často se vyskytují v arkticko-alpínské květeně Severní Ameriky a severní Evropyo Často pouze jedna lokalitao Pokud více lokalit, pak často izolované ostrůvky (bicentrické či polycentrické

disjunktivní rozšíření)

Vysvětlení výskytu v izolovaných oblastecho Lokálně výhodná stanoviště poskytující jedinečné specializované podmínky pro

výskyt rostlin daného druhu semena těchto druhů se sem rozšířila napříč oblastmi pro jejich výskyt nevhodnými

Území s vápnitou půdou, nebo požadavek určitých teplotních podmínek Ale neplatí vždy

o Současné rozšíření je reliktem populací, které byly dříve rozšířeny mnohem více při postupu ledovce některé druhy setrvaly v nezaledněných oblastech (vyšší nadm. výška), tzv. nunatacích po odlednění zde izolované zůstaly

Geologické doklady Záhadný výskyt nelétavých brouků oblastech předpokládané existence

nunataků

Spor mezi těmi, kteří chápou dnešní rozšíření organismů jako výsledek přizpůsobení se současným podmínkám a těmi, kteří jej chápou především jako pozůstatek minulosti

Nastupují techniky a metody paleoekologie Studuje pravděpodobnou skladbu společenstev v dávných dobách Analýza vzorků v hloubce uložených vrstev pylového spadu Použití pylové analýzy k rekonstrukci pleistocénních společenstev suchozemských

rostlin rekonstrukce podnebí

Vyhnuly se klimatické změny tropům?o Ukazuje se, že nikoliv vegetační změny podobné těm v mírném pásmu

zvětšování a zmenšování plochy pralesa v závislosti na střídání teplejších v vlhčích období s obdobími chladnějšími a suššími, kdy dominovala savana

Rozšíření jednotlivých druhů po světě a jeho zákonitosti studuje biogeografie Proč nežije tygr v Africe?

Proč jsou kolibříci pouze v Americe a tučňáci jen na jižním pólu? Jak to, že jeden druh kolibříka žije až na Aljašce, zatímco jeden druh tučňáka na

rovníku? Vysvětlení

o Ekologická (překrývá se s ekologií)o Historická (úzce souvisí s geologií a paleontologií)

Model rozšíření jedinců a populací uvnitř areálů výskytu ekologie Stanovení těchto hranic areálu biogeografie

Sedlag Ulrich: Zvířata na zeměkouli. Panorama, Praha 1986.

Disjunktivní areályo Příčinyo Ekologické specializované formy, např. horské nebo jeskynnío Historické rozpad prakontinentu nebo reliktní výskyt (doby ledové)o Př. velemloci

Vikarianceo Vzájemné „zastoupení“ druhůo Geografická (slavík obecný Luscinia megarhynchos a tmavý L. luscinia v Evropě)o Ekologická (kuňka žlutobřichá Bombina variegata a obecná B. bombina)

Hlavní zoogeografické oblasti světao Australskáo Havajské ostrovyo Antarktickáo Neotropickáo Holarktickáo Orientálnío Indoaustralská přechodná oblast – Wallaceova linieo Etiopská

Specifické rysy ostrovůo Ostrovní biota ukazuje ukazuje na tři významné a spolu související skutečnosti

Z hlediska historie existuje shoda mezi organismy a prostředím Neexistuje pouze jediný dokonalý organismus pro každý daný typ

prostředí Na různorodé typy organismů působí silný přírodní výběr, který je

přizpůsobuje podmínkám téhož typu prostředí

o Ostrovní flóra a fauna má dva typické rysyo Na ostrovech se vyskytuje méně druhů než ve velikostně srovnatelných

oblastech na pevniněo Mnohé z druhů žijících na ostrovech se buď mírně nebo nápadně liší od těch,

které žijí v nejbližší oblasti pevniny ostrovní flora a fauna se omezuje na typy, jejichž předchůdci se dokázali

na ostrov dostat; míra tohoto omezení závisí na vzdálenosti ostrova od pevniny (či od jiných ostrovů) a je různá pro různé skupiny organismů v závislosti na jejich schopnosti disperze

Díky izolovanosti ostrova může rychlost evoluční změny na ostrově stačit k tomu, aby potlačila vliv výměny genetického materiálu mezi ostrovní populací a rodičovskou populací na pevnině reprodukční izolace přerušení toku genů, vznik populací přizpůsobených místním podmínkám, popř. samostatných druhů

Př. octomilky Drosophila na Havajských ostrovech Souostroví vznikalo v průběhu posledních 40 mil. let, jednotlivé

ostrovy jsou různě staré a hostí různě bohatou faunu octomilek Na světě je 1500 druhů octomilek, nejméně 500 z nich žije jen na

Havaji Okolo 100 druhů má zvláštní kresbu na křídlech molekulárními

metodami (spektra pruhů na velkých chromozomech ve slinných žlázách) vytvořen evoluční strom nejstarší druhy žijí na nejstarších ostrovech, nejmladší na nejmladších

Př. Darwinovy pěnkavy na Galapágách 13 druhů, tvoří 40% ptačích druhů Galapág využívají rozmanité

typy potravy a obývají různé biotopy Blízce příbuzné vznikly zřejmě z jednoho druhu

Biomy BIOSFÉRA - část povrchu Země s výskytem organismů, rovněž náhodného a

nepravidelného, v atmosféře 8 - 18 km nad povrchem, v litosféře i několik km (jeskyně) pod povrchem Země, v oceánech až ke dnu (cca 11 km hluboko)

EKOSFÉRA - část planety, kde se život vyskytuje pravidelně a zákonitě (atmosféra 5 - 8 km nad povrch Země, v lito a hydrosféře se shoduje s biosférou.

NOOSFÉRA (TECHNOSFÉRA) část biosféry pozměněné člověkem.

BIOM je dílčí oblasti biosféry, charakterizované komplexem podmínek abiotických o Klimatické a hydrologické podmínkyo Půdní a geologické poměry

a biotickýcho Rostlinný kryt

Biomy vodní a suchozemské

Vodní biomy Oceán zaujímá cca 71% zemského povrchu! Biom volného oceánu

o Zaujímá většinu plochy planetyo Průměrná hloubka oceánu cca 3800m, největší přes 11 000mo Vrstva fotická a afotická (hlubší než 200m; bioluminiscenční organismy)o Relativně malá produkce na jednotku plochy, ale vzhledem k rozloze je

fytoplankton rozhodující v zásobení Země kyslíkem Biom šelfových moří

o Pobřežní mělká moře do 200m hloubky (do 80-150m proniká 1% záření dopadajícího na hladinu)

o Produktivní biom, zejména v tropických a subtropických oblastecho Časté oblasti těžby ropy

Sladkovodní biomo Sladké vody planety bez ohledu na charakter a zem. Šířkuo typická je obvyklá proměnlivost (periodicita) ekologických podmínek - obsah

živin, kyslíku atd. Specifické podmínky vykazují např. oblasti vzestupu mořských proudů (upwellings) nebo

oblasti přílivové plošiny či estuária (nálevkovitá ústí řek se silným dmutím)

Pevninské biomy Rozlišujeme osm základních terestrických biomů Hranice nejsou ostré, vzájemně se prolínají Charakterizovány klimatem, substrátem a biotou typická životní forma klimatické

klimaxové vegetace

Tundra Palearktická a nearktická existovalo propojení cirkumpolární rozšíření (vlk); na

jižní polokouli minimum Alpínská tundra plochy podobné tundře v horách mírného pásma, azonální biom

ovlivněný podmínkami mírného pásmu Hlavní ekologické faktory nízké teploty, krátké vegetační období (60 dní); vody

dostatek, ale převážně v pevném skupenství Permafrost Vegetace

o lišejníky, trávy, ostřice, zakrslé dřevinyo Severní tundra je holá s lišejníky a travami, jižní je charakterizována hustou,

houbovitou „rohoží“ živé i mrtvé vegetace, často nasáklá vodou a poseta tůněmi (díky nízkým teplotám je zde velmi pomalý rozklad organické hmoty častá rašeliniště)

o V letních dnech je na příhodných místech značná primární produkce; značná část živin a primární produkce je uložena pod zemí

Živočišstvo o Mnoho druhů teplokrevných živočichů zůstává navzdory nízkým teplotám aktivní

celý rok (sob, pižmoň, zajíc bělák, polární liška, lumík, bělokur aj.)o V létě jsou nápadným jevem tažní ptáci a bodavý dvojkřídlý hmyz (komáři,

muchničky)o Jednoduché potravní řetězce, prudké výkyvy v populační hustotě některých druhů

populační cykly predátora a kořisti

Tajga – biom severských jehličnatých lesůo Pás napříč Severní Amerikou a Euroasií, v horách (i v tropech!)o Hlavní ekologické faktory nižší teploty, sezónní periodicita; vody dostatek, v

dlouhém zimním období ve formě sněhuo Vegetace

Typická životní forma neopadavý jehličnatý strom (zejména smrky, jedle, borovice) po celý rok silně zastíněné spodní patro slabě vyvinuté křovinné a bylinné patro

Celoroční produkce Pomalý rozklad jehlic charakteristický podzolový profil půdy

o Živočišstvo Poměrně málo větších půdních organismů Býložravci závislí na vývojových listnatých společenstvech (los, zajíc,

tetřívek) nebo na semenech jehličnatých stromů (veverky, čížci, křivky) Sezónní periodicita výkyvy v početnosti populací (rys a zajíc) Kalamitní výskyty parazitů jehličnatých lesů (kůrovci, pilatky, obaleči

atd.) součást vývojového cyklu, k němuž jsou jehličnaté lesy přizpůsobeny

Biom vlhkého jehličnatého lesa mírného (mesotermálního) pásmao Západní pobřeží Severní Ameriky od středu Kalifornie až po Aljaškuo Hlavní ekologické faktory vyšší teploty, sezónní výkyvy poměrně malé,

vzdušná vlhkost velmi značná (srážky 750 – 3800 mm; na jihu hlavně ve formě mlhy zachycována stromy)

o Převládající životní forma jehličnatý strom, přesto mají tyto lesy zcela odlišný charakter než tajga

o Vegetace Dominující druhy stromů jedlovec (tsuga) západní (Tsuga heterophylla) Zerav obrovský (Thuja plicata) Jedle obrovská (Abies grandis) Douglasky rodu Pseudotsuga Jižněji sekvoje (Sequia), severněji smrk sitka (Picea sitchensis) Dobře vyvinutý podrost (mechy, vlhkomilné nižší rostliny, epifytické

mechy)o Živočišstvo

Urzoun kanadský, kuna rybářská, hranostaj, mnoho druhů sov a jiných ptáků

Biom opadavého listnatého lesa mírného (mesotermálního) pásma - Silvaea Původně východní část Severní Ameriky, celá Evropa, část Japonska, Austrálie,

nejzazší cíp Jižní Ameriky Dnes značně pozměňován společenstva obdělávaných ploch a lesních okrajů Hlavní ekologické faktory hojné, rovnoměrně rozdělené srážky(750 – 1500 mm),

mírné teploty se zřetelným sezónním rozložením Jednotlivé oblasti izolované různé druhové složení Vegetace

Dobře vyvinuté křovinné a bylinné patro Řada rostlin vytvářejících plody s bohatou dření (žaludy, bukvice) Vývojovým či subklimaxovým stadiem jsou často jehličnany (borovice)

Živočišstvo Bohatá biota půdních organismů Severní Amerika jelenec viržinský, divoké prase, veverky, lišky, rys,

divoký krocan ekologické ekvivalenty

Skleraea – tropické a subtropické suché lesy a lesosavany o Biom listnatého vždyzeleného subtropického lesa teplé mírné přímořské

podnebí středního a jižního Japonska, Florida (hammocks), pobřeží Mexického zálivu a jižního Atlantiku

o Chaparralové biomy (tvrdolisté lesy) Středomoří (macchie), Kalifornie a Mexiko (chaparral), jižní pobřeží Austrálie vesměs zničené kácením a pastvou druhotné porosty

o Lesosavany popř. lesostepi (nesouvislý porost dřevin střídající se s porosty vysokých travin) Austrálie střední a jižní Afrika (bush)

o Hlavní ekologické faktory střídání vyhraněného období sucha a dešťů přizpůsobení organismů klidová období, migrace, xerofytní adaptace

o Významným činitelem je rovněž oheň (chaparral může být požárovým klimaxem)o Vegetace

Macchie řada druhů xerofytních nízkých dřevin, často trnitých, v Austrálii eukalypty

Biom listnatého vždyzeleného subtropického lesa duby, magnólie, vavřín, cesmína, i tropické druhy (fíkovník, tamaryšek, palmy). Časté popínavé rostliny a epifyty (kapradiny, bromelie, orchideje)

o Živočišstvo Mnoho teplomilných druhů vázaných na půdní substrát ® plazi, motýli kuskus, koala, dudkové, rosnice silná, kobylky, ještěrky

Travinné biomy mírného pásma o Oblasti mírného pásma s kontinentálním klimatem Střední Asie, jihovýchodní

Evropa (step; nejzápadněji maďarská puszta), Severní Amerika (prérie), jižní polovina Jižní Ameriky (pampa), Austrálie, Afrika (savany)

o o Úrodná půda s velkým množstvím humusu velký význam pro člověka

nejzneužívanější biom, kulturní stepi, nebezpečí desertifikace

o Hlavní ekologické faktory srážky 250 – 750 mm ročně nedovolí růst lesa, nebo tomu zamezí edafické faktory (vysoká hladina podzemní vody, požáry)

o Vegetace Typická životní forma byliny, hlavně traviny, dřeviny jen na vlhčích

místech (podél vodních toků) Savany roztoušené dřeviny (akácie, baobaby, pryšce, palmy)

o Živočišstvo Velcí herbivoři specializovaní na spásání travin ekologické ekvivalenty

Severní Amerika ® bizoni, vidloroh Jižní Amerika ® lamy Euroasie ® sajga tatarská, koně a osli Afrika ® antilopy, zebry Austrálie ® klokani

o Stepní pěvci (skřivan), termiti, nelétaví ptáci, plazi, norující drobní savcio shlukování do stád

Pouštní biomy o Hlavní ekologické faktory srážky méně než 250 mm ročně, pokud více, tak

nerovnoměrně rozložené důvody Subtropické tlakové výše (Sahara, pouště Austrálie) Zeměpisná poloha ve srážkovém stínu (západní severoamerické pouště) Vysoká poloha (tibetské a bolivijské pouště, Gobi)

o Většinou mají pouště alespoň nějaké srážky a řídký vegetační kryt absolutní pouště centrální Sahara a severní Chile

o Pouště horké a studenéo Desertifikace rozšiřování ploch pouští, nebezpečí zavlažovánío Vegetace

Tři životní formy Jednoletky, které rostou pouze pokud je dostatek vláhy Sukulenty, vytvářející si zásobu vody Pouštní křoviny četné větve vybíhající z krátkého základního

kmínku a nesoucí drobné silné lístky, jež v období sucha opadávají (nepříbuzné vypadají stejně konvergence

Přizpůsobení suchu a horku transpirace velice účinné ochlazování, ale rostlina musí mít

dostatek vody (některé pouštní rostliny transpirací sníží teplotu až o 10°C)

tropismy vhodná orientace vůči dopadajícímu záření morfologické adaptace kulaté tvary stonkových sukulentů (malý

povrch – menší přehřívání), trichomy rozptylující a odrážející záření,...

o Živočišstvo Potemníkovití brouci Tenebrionidae, myšovití hlodavci Heteromyidae

(tarbíci, frčci), velbloudi, Adaptace na sucho

Hospodaření s vodou a solemi

Obrana proti přehřátí - barva a tělní pokryv odrážející záření Noční aktivita Zahrabávání – absorpce vlhkosti z půdy Kondenzace vzdušné vlhkosti

Hylaea - biomy tropického deštného lesa o Nížinná pásma poblíž rovníku

Povodí Amazonky a Orinoka v Jižní Americe a na středoamerické šíji Povodí řek Kongo, Niger a Zambezi ve střední a západní Africe a na

Madagaskaru Oblast indomalajská, Borneo a Nová Guineja

o Hlavní ekologické faktory velké teplo a vlhko srážky přesahují 2000 (max. 12 000!) mm ročně, rozloženy po celý rok, obvykle s jedním či více obdobími sucha; teplotní výkyvy mezi dnem a nocí jsou větší než mezi létem a zimou absence periodických životních projevů

o Typy pralesa Mlžný prales vyšší nadmořské výšky Galeriový prales břehy a zaplavované nížiny řek Tropický monzunový les opadavý, blíže subtropům

o Primární vs. sekudární praleso Biom s největší druhovou rozmanitostí živočichů i rostlin (značná část dosud

nepoznána) o Biomasa stromů dominuje, rychlý rozklad a mineralizace odumřelé hmoty

způsobuje nízký obsah půdního humusu, tím i omezenou úrodnost půd o Zároveň patří k nejprodukčnějším lesním biomům světao Výrazná klimatotvorná funkce pro Zemio Vegetace

Patrovitý les, méně vyvinuté keřové a bylinné patro, obrovská druhová diverzita stromů, liány, epifyty

o Živočišstvo Mnoho druhů přizpůsobených k životu ve vyšších stromových patrech

Savci opice, poloopice, lenochodi, kaloni… Ptáci zoborožci, harpyje, papoušci, rajky… Plazi chameleoni, gekoni, leguáni, anolisové, stromoví hadi… Obojživelníci rosničky, dendrobatky, létavka, červoři… Bezobratlí mravenci (Atta), pakobylky, vrubounovití brouci,

motýli… Pozemní tapíři, šelmy, drobné antilopy (chocholatky)…

Litoraea o Trvale nebo dočasně zaplavená území brakických vodo Lesní porost mangrove

tolerance na vysokou salinitu a na anaerobní podmínky zaplaveného substrátu (dýchací kořeny)

Kolísání hladiny v závislosti na přílivu a odlivuo Zaplavované přímořské louky, šáchory, rákosiny

V chladnějších oblastech Evropa – Dunajská delta

o Jedná se o ekosystémy s nejvyšší produkcí na jednotku plochy (vysoký přísun živin a sluneční energie, voda neomezeně)!

o Má zásadní vliv na koloběh vody naší planety, často působí jako účinné kořenové čistírny vod.

Orobiomy o Vertikální zonace obdoba biomů v jednotlivých nadm. výškách (různé výšky v

různých pohořích) Podmínky v horstvu podle nadmořské výšky, kvality půdy apod.

odpovídají např. určitému typu severské tajgy.o jsou vertikálně vymezené biomy v pohořích, kde abiotické podmínky bývají

obdobné těm, které spoluurčují klima atd. pro tzv. klimatickogeografické biomy.o Největší rozmanitost podmínek orobiomů se vytváří v horstvech ve vlhkých

rovníkových oblastech (Andy, Himaláje, Kilimanjaro).

Ochrana a ohrožení jednotlivých biomů

o Největší rozmanitost podmínek orobiomů se vytváří v horstvech ve vlhkých rovníkových

o Nejohroženější biomy neodpovídají těm nejvíce chráněným proč?

o Využitelnost biomů

o Korelace hot spots biodiverzity s hustotou lidské populace na rezervace zbudou neobydlené plochy

o Propagace ochrany přírody, atraktivita oblastí

o Nesoulad mezi diverzitou a mírou

endemismu bývají chráněna místa druhově pestrá, nikoli s vysokým endemismem

Ekosystémy Evropy Nastudovat Rajchard a kol. (2002): Ekologie I., str. 25 – 36.

Ekosystémy Evropy Vegetační pásy Evropy

Vertikální zonace (ČR)

Doby ledové v Evropě