ROSTLINY A MOŘE. Martin Vohník Botanický ústav AVČR Přírodovědecká fakulta UK.

Transkript

1 ROSTLINY A MOŘE Martin Vohník Botanický ústav AVČR Přírodovědecká fakulta UK vohnik@ibot.cas.cz

2 (Vodní) rostliny většinou zůstávají stranou pozornosti... Most marine naturalists tend to focus nearly all their attention on animals. Somehow, organisms such as whales and crabs tend to capture the imagination. However, the intertidal and shallow subtidal seabed is often covered with seaweeds and sea grasses. These plants are fascinating in their own right, but they also form the base of major food webs in the ocean. Levinton 2001: Marine Biology Function, Biodiversity, Ecology

3 Struktura přednášky 1. Rostliny suchozemské vs. vodní 2. Rostliny a moře 2.1. Rostliny suchozemské, ale ovlivněné mořem 2.2. Mangrove 2.3. Mořské rostliny (cévnaté, bezcévné) 3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny 4. Význam mořských rostlin pro člověka

4 1. Rostliny suchozemské vs. vodní význam kořenů v zásobení vodou příjem živin celým povrchem těla transpirace (x průduchy) malé výkyvy teplot tolerance nižšího osvětlení tolerance hydrostatického tlaku CO 2 pro fotosyntézu z (HCO 3 ) Ca(HCO 3 ) 2 => CaCO 3 + CO 2 + H 2 O (CaCO 3 vysrážený na povrchu listů = biologické odvápnění)

5 1. Rostliny suchozemské vs. vodní v současné době je >> vyšší diverzita rostlin na souši, hydrofytismus vyšších rostlin sekundárně mnohem více vyšších rostlin hydrofyticky ve sladké vodě než ve slané mořské rostlinstvo dominováno nižšími rostlinami řasami rostliny hrají v moři klíčovou roli (potravní řetězec, produkce kyslíku, mechanické zpevňování podkladu, zmírňování proudění vody )

6 2. Rostliny a moře? 2.1. Rostliny bez trvalého kontaktu, ale ovlivněné (sucho, slano, větrno, slunečno ) 2.2. Rostliny v trvalém či periodickém kontaktu s mořem (mangrove) 2.3. Mořské (vodní) rostliny: vyšší (cévnaté) + nižší (bezcévné)

7 2.1. Rostliny bez trvalého kontaktu s mořem, ale ovlivněné jeho přítomností (sucho, slano, větrno, slunečno )

8 2.1. Rostliny bez trvalého kontaktu s mořem, ale ovlivněné jeho přítomností (sucho, slano, větrno, slunečno ) fyziologický nedostatek vody => sukulence + CAM metabolismus nadbytek soli => halofytizmus (vysoký osmotický tlak cytoplazmy) obě adaptace často kombinovány příbřežní slaniska, dostřiková zóna útesů apod.

9 Motar přímořský (Crithmum maritimum, Apiaceae, Apiales) celý Mediterán + pobřeží Černého moře + pobřeží Atlantiku až do Norska a Kanárské ostrovy pobřežní skály, útesy, kamenité pláže; do vnitrozemí jen podél toků a v dosahu mlhy a větrů od moře listy do salátů, nálevů, jako koření; vysoký obsah vitamínu C

10 Slanorožec (Salicornia spp., Chenopodiaceae, Caryophyllales) např. slanorožec evropský (S. europaea, Glassworth ) do konce 18. století popel používán jako zdroj jedlé sody (Na 2 CO 3 ) pro výrobu skla, mýdla apod. jedlý, jako příloha nebo salát; stačíuvařit ve větším množství sladké vody (+ máslo nebo olivový olej)

11 2.2. Neponořené rostliny v trvalém kontaktu s mořskou vodou: mangrove tropy a subtropy Austrálie, Amerika, Asie a Afrika anoxická rhizosféra (H 2 S, CH 4, CO 2, redukující ionty kovů ) vysoká koncentrace solí (exkreční žlázy na listech, energeticky velmi náročné udržování osmotického gradientu v kořenech ) vysoká koncentrace rozkladných baktérií (akumulace taninů v pletivech )

12 2.2. Neponořené rostliny v trvalém kontaktu s mořskou vodou: mangrove např. rody Avicennia, Rhizophora opěrné a dýchací kořeny viviparie hotspoty biodiverzity

13 Mangrove opěrné chůdové kořeny = stabilizace

14 Mangrove dýchací kořeny (pneumatofory)

15 Mangrove viviparie

16 většina nebo celý život ve vodě 2.3. Mořské cévnaté rostliny vodní život sekundárně (před ca. 100 mil. let) předci jiní slanovodní hydrofyti nebo mangrove, rod Enhalus asi sladkovodní předek opylení pod vodou (x Enhalus acoroides samčí květ se oddělí a putuje k hladině => opylení) převažuje nepohlavní rozmnožování krytosemenné, jednoděložné pouze Alismatales (šmelotvaré) 12 rodů, cca. 59 (72) druhů celosvětově, tedy méně než 0.02% druhů cévnatých rostlin více než 50% druhové diverzity ve třech evolučně nejstarších rodech: Halophila, Zostera a Posidonia nejmladší monotypický rod Enhalus

17 ve Středozemním moři původní 3 rody s celkem 4 druhy: CYMODOCEA Cymodocea nodosa POSIDONIA Posidonia oceanica ZOSTERA Zostera marina, Zostera noltii 2.3. Mořské cévnaté rostliny (+ zavlečená Halophila stipulacea)

18 Mořské cévnaté rostliny distribuce zhruba 9 oblastí co se týče distribuce + diverzity některé oblasti se překrývají (společné druhy)

19 Mořské cévnaté rostliny distribuce přítomny ve většině příbřežních oblastí tropů, subtropů a temperátu nepřítomny v arktických a antarktických vodách neprozkoumané oblasti: JV a JZ pobřeží Jižní Ameriky, JZ a S pobřeží Afriky

20 Mořské cévnaté rostliny diverzita centrem diverzity Indomalajská oblast diverzita klesá směrem od rovníku rody s disjunktním areálem výskytu, např. Posidonia

21 Mořské cévnaté rostliny mořské trávníky drtivá většina tvořena pouze jedním druhem (Jadran: P. oceanica nebo C. nodosa), někdy dvěma (Jadran: P. oceanica + C. nodosa)

22 Mořské cévnaté rostliny mořské trávníky nezastupitelná role v příbřežních ekosystémech produkce kyslíku, biomasy (koloběh živin), substrát epifytů, útočiště živočichů... zpevňování dna, zmírňování příboje...

23 per unit area, seagrass meadows can store up to twice as much carbon as the world's temperate and tropical forests coastal seagrass beds store up to 83,000 metric tons of carbon per square kilometer, mostly in the soils beneath them, while typical terrestrial forest stores about 30,000 metric tons per square kilometer, most of which is in the form of wood seagrass meadows occupy less than 0.2 percent of the world's oceans yet they are responsible for more than 10 percent of all carbon buried annually in the sea

24 Mořské trávníky jsou tady?

25 Mořské trávníky jsou tady?

26 Mořské cévnaté rostliny: Posidoniaceae jediný rod Posidonia s osmi druhy Středozemního moře + J a JZ Austrálie

27 Mořské cévnaté rostliny: posidonie Neptunova Posidonia oceanica oceanica omylem (Linné spletl sběry) podmořské louky Středozemního moře od hladiny až do 35 (50) m hloubky (světlo) především nepohlavní rozmnožování rhizomy (růst 5 10 cm za rok) květy nenápadné, ne každý rok kvete na jaře, semena na podzim (jako mořské trávy jižní polokoule) plovoucí semena, často parazitována růst listů a současné zasypávání pískem dávají vzniku zpevněným písečným lavicím ( matte, 1m za 100 let) 1 čtvereční m porostu tvoří1 14 l kyslíku denně (osvětlení, čistota vody, množství živin)

28 posidonie Neptunova: květy a semenáčky

29 posidonie Neptunova: kořeny (a houby)

30

31

32

33 posidonie Neptunova: epifytické organizmy

34 posidonie jako jedny z nejstarších organizmů na světě

35 Cymodocea nodosa

36 Zostera marina

37 Halophila stipulacea

38 2.4. Většinu mořských rostlin ale tvoří bezcévné...

39 Tělo bezcévných rostlin tvořístélka (thallus) Levinton 2001: Marine Biology Říhová-Ambrožová J.: Encyklopedie hydrobiologie : výkladový slovník [online]

40 Bezcévné rostliny mají často složité životní cykly, které jsou u cévnatých rostlin zastřeny izomorfní a heteromorfní stélky, jediná morfologická fáze Levinton 2001: Marine Biology

41 Adaptace mořskému prostředí plovacíútvary

42 Kelp beds, kelp forests (kelpy)

43 Korálové útesy Zooxantely obrněnky, rozsivky; chloroplasty; coral bleaching

44 Fytoplankton

45 Z praktického hlediska dělíme na červené, hnědé a zelené PROKARYOTA: skupina oddělení EUBACTERIA:oddělení CYANOBACTERIA (sinice) EUKARYOTA: skupina oddělení ALGAE (řasy) Oddělení: Rhodophyta ČERVENÉ ŘASY Oddělení: Heterokontophyta (Chromophyta) Třída: Chrysophyceae Třída: Synurophyceae Třída: Dictyochophyceae Třída: Pelagophyceae Třída: Bacillariophyceae Třída: Phaeophyceae HNĚDÉ ŘASY Třída: Xanthophyceae Třída: Raphidophyceae Třída: Eustigmatophyceae Oddělení: Chlorophyta ZELENÉ ŘASY Třída: Prasinophyceae (Micromonadophyceae) Třída: Chlamydophyceae Třída: Chlorophyceae Třída: Pleurastrophyceae Třída: Ulvophyceae Třída: Zygnematophyceae Třída: Charophyceae

46 ČERVENÉ ŘASY (Rhodophyta) = ruduchy chlorofyl a + d, alfa + beta karoteny, zeaxanthin, lutein hlavní zásobní látkou florideový škrob doplněk potravy ( Hoši Nori = Porphyra spp.) agar (Gelidium, Gracillaria), karagén (Chondrus crispus, Gigartina) antihelmintika (Digenea simplex), neuritika minerální látky

47 Amphiroa rigida [Rhodophyceae: Florideophyceae: Corallinales: Corallinaceae]

48 Jania rubens [Rhodophyceae: Florideophyceae: Corallinales: Corallinaceae]

49 Ceramium rubrum

50 Chondrus crispus

51 Lithophyllum spp. [Rhodophyceae: Corallinales: Corallinaceae] dipbot.unict.it; unav.es; unige.ch; dafni.com; ilesmedes.chez-alice.fr

52 Peyssonnelia squamaria [Rhodophyceae: Peyssonneliaceae]

53 HNĚDÉ ŘASY (Phaeophyceae)= chaluhy chlorofyl a + c, beta karoten, fukoxantin hlavními zásobními látkami jsou chrysolaminaran a manitol bakteriostatické látky, rakovinostatické látky vysoký obsah jódu, draslíku a dusíku doplněk potravy (Laminariales), krmiva, hnojiva

54 Dictyota dichotoma [Pheophyceae: Dictyotales: Dictyotaceae]

55 Fucus vesiculosus L. [Pheophyceae: Fucales: Fucaceae]

56 Laminaria ochroleuca [Pheophyceae: Laminariales: Laminariaceae]

57 Padina pavonica [Pheophyceae: Dictyotales: Dictyotaceae] Typické znaky: Kornoutovitá stélka, barva bělo hnědavá až bělo šedavá. Bílé pruhy na stélce kalcifikace Hlavní vegetační sezóna: Červenec Září Rozmnožování: Sporofyt a gametofyt homothalické Habitat: Svrchní infralitorál. Klidné oblasti s dobrým osvětlením. Epilitická (na kamenech) Rozšíření: Atlantik, Středozemní moře, Černé moře Výskyt: Velmi hojná

58 ZELENÉ ŘASY (Chlorophyta) chlorofyl a + b, alfa a beta karoten, lutein, neoxantin, violaxantin, zeaxantin zásobní látkou je škrob (alfa 1,4 glukan) nebo mannan nebo xylan potrava, krmivo, hnojivo, léčiva

59 Acetabularia acetabulum [Chlorophyceae: Dasycladales: Dasycladaceae (nebo Polyphysaceae)] Typické znaky: Vrcholová část JEDNOBUNĚČNÉ stélky je diskovitá, celá řasa má podobu malého deštníku. Bělavé zbarvení je dáno silnou kalcificací Hlavní vegetační sezóna: Červenec Září Rozmnožování: Sporangia ukrytá ve vrcholovém disku Habitat: Svrchní infralitorál. Klidné oblasti s dostatkem světla. Epilitická, na písčitém nebo kamenitém podkladě Rozšíření: Středozemní moře a severovýchodní Atlantik Výskyt: Středně hojná

60 Codium bursa [Chlorophyceae: Bryopsidales: Codiaceae; Syn: Codium bursae ] Typické znaky: Kulovitý tvar s výdutí; houbovitý charakter; tmavě zelená barva. Celá stélka je tvořena sifonálními útvary s měchýřky, v nich gamety. Vegetační sezóna: Celoročně Rozmnožování: Gamety tvořeny uvnitř měchýřků uvnitř stélky Habitat: Epilitická Rozšíření: Středozemní moře, severovýchodní Atlantik, Austrálie, Nový Zéland Výskyt: Velmi hojná

61 Codium bursa a příbuzné druhy Codium coralloides Codium bursa Codium vermilara Codium vermilara Codium adherens Codium tomentosum Codium fragile

62 Caulerpa prolifera [Chlorophyceae: Bryopsidales: Caulerpaceae]

63 Halimeda tuna [Chlorophyceae: Bryopsidales: Udoteaceae]

64 Udotea petiolata [Chlorophyceae: Ulvophyceae: Halimedales: Udoteaceae]

65 Valonia utricularis (Valoniaceae) jednobuněčná stélka

66 3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny

67 3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny

68 3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny Caulerpa taxifolia je invazní řasou a plž Elysia subornata je proti ní účinnou biologickou zbraní

69 3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny

70 3. Invazní vs. ohrožené mořské rostliny

71 4. Význam mořských rostlin pro člověka ARAME: 100g DW = 6 EUR NORI: 100g DW = 16 EUR AGAR-AGAR: 100g DW = 5 EUR Laminaria japonica: 100g DW = 6 EUR vysoký obsah Ca, Mg, Zn, I, Na, Fe, vitamínů, bílkovin, vlákniny... jednoduchá příprava (umýt ve vodě a povařit), absurdní ceny

72 4. Význam mořských rostlin pro člověka

73 4. Význam mořských rostlin pro člověka