Světlo jako ekologický faktor

Transkript

1 I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Pracovní list č. 2 Světlo jako ekologický faktor Pro potřeby projektu MAN zpracoval: Mgr. David Koval

2 Evokace Zamyslete se nad klíčovým slovem světlo a vytvořte k němu myšlenkovou mapu. Dbejte na to, aby vaše mapa byla přehledná, srozumitelná a přiměřeně obsáhlá: světlo Vyberte 5 pojmů z následujících 25, které nemají přímou souvislost se světlem: cirkatidální, polohová reakce, biocenóza, heliotropismus, bioluminiscence, heliofilní, bioindikátor, exogenní rytmy, sezónní dimorfismus, heliofyt, ekotyp, afotní, fototaxe, jarní aspekt, monofázický, klimax, diurnální, poikilotermní, fotosyntéza, dormance, pigment, spektrální složení, cirkadiánní, nokturnální, periodicita

3 Práce s textem - Ano/Ne Následující formulář obsahuje stručné výpovědi týkající se vybraných informací z textu věnovanému světlu. Tyto výpovědi mohou, ale také nemusí obsahově odpovídat údajům v textu. Vaším úkolem je výpovědi posoudit a v případě, že podle vás platí, napsat vedle výpovědi - ANO. Když podle vás neplatí, napište - NE. Teprve poté si text přečtěte a opětovně posuďte výpovědi. Případné nesrovnalosti ve svém formuláři opravte: Výpověď Mezi doplňkové zdroje světla s ekologickým účinkem patří světlo v domácnostech. Světlo ovlivňuje organismy přímo i nepřímo (tzn. přes potravní řetězce). Intenzita světla ovlivňuje především zbarvení živočichů. Před přečtením textu ANO / NE Po přečtení textu Hodnota intenzity světla je stálá. Směrové světlo vyvolává pohybové reakce. V letním aspektu z bylin převládají druhy s vysokými požadavky na světlo. Druhy stenofotní jsou nenáročné na změny světla. Světlomilné druhy vyžadují hodně světla a rovněž vyšší vlhkost. Oči soumračných a nočních druhů mohou být jak velké, tak naopak malé až zakrnělé. Fyziologická změna zbarvení znamená, že se pigment v chromatoforech tvoří nebo odbourává. Světlo jako ekologický faktor Hlavním zdrojem světla na Zemi je Slunce, které je doplněno méně významnými zdroji, jako jsou Měsíc, blesky, antropogenní světlo nebo světélkování. Z ekologického hlediska jsou světlo a jeho periodické změny jedním z hlavních faktorů ovlivňujících život na této planetě, a to buď přímo, nebo nepřímo prostřednictvím světlem podmíněných jevů, jako je fotosyntéza zelených rostlin (tedy troficky). Přímo světlo ovlivňuje organismy svou intenzitou, spektrálním složením, polarizací, délkou působení a směrem působení. U živočichů ovlivňuje intenzita světla a její změny hlavně chování. Hodnota intenzity kolísá v závislosti na denní a roční době, zeměpisné šířce, stupni zastínění oblohy mraky nebo vegetačním pokryvem. Spektrální barvy mají

4 u živočichů význam pro zbarvení těla a jeho změny. Polarizované světlo má význam při stěhování vodních živočichů a některých suchozemských živočichů. Směrové světlo pak vyvolává polohové nebo pohybové reakce. U rostlin podmiňují sezónní změny v průniku slunečního záření vegetační rytmus vývoje rostlin v podrostu. U opadavého lesa se tak vytváří jarní aspekt z bylin náročných na intenzitu přímého záření a ukončujících svůj vegetační cyklus v době, kdy dochází k olistění stromů. Po olistění nastává letní aspekt s rostlinami s menšími požadavky na světelné záření. Tolerance živočichů ke světlu Většina živočichů je na světle závislá. Podle nároků na světlo dělíme živočichy na stenofotní (vyžadují určité osvětlení) a euryfotní (jsou na změny světla nenároční). Dále rozlišujeme druhy světlomilné (fotofilní/heliofilní), které vyžadují během svého životního cyklu hodně světla a jsou zároveň suchomilné, druhy stínomilné (skiofilní), žijící na zastíněných místech a druhy temnomilné (fotofobní/heliofobní), které žijí trvale ve tmě (afotní prostředí) a jsou na světle závislé nepřímo, troficky. Současně vyžadují vyšší vlhkost. Přizpůsobení druhů různým intenzitám světla je pestré. Světlomilné druhy jsou před nadměrným ozářením chráněny světlým zbarvením pokožky, ochlupením, srstí nebo peřím, dále vyhledávají místa s vhodným osvětlením nebo migrují. Soumrační a noční živočichové (viz dále) jsou naopak přizpůsobeni slabé intenzitě světla. Někteří, jako např. sovy, mají velké oči schopné vnímat světlo velmi malých intenzit, jiní, jako např. netopýři, mají oči malé nebo zakrnělé a orientují se sluchem, čichem nebo hmatem. U temnomilných forem částečně nebo zcela zanikly zrakové orgány, v jejich pokožce vymizely pigmenty a zanikla periodicita některých životních projevů (nejčastěji rozmnožování). Zrak byl nahrazen hmatem, čichem nebo sluchem. Tolerance rostlin ke světlu Stejně jako živočichové i rostliny mají různé nároky na světlo na svých stanovištích. Podle nich dělíme rostliny na slunobytné (heliofyty), které vyžadují hodně světla a zároveň sucho, heliosciofyty, jež jsou tolerantní jak k vysoké hustotě záření, tak snášející různý stupeň zastínění a rostliny stínobytné (sciofyty), nesnášející přímé osvětlení. Vliv světla na zbarvení živočichů Zbarvení živočichů není stálé, ale mění se během vývoje a stárnutí. Změny barvy jsou buď trvalé, nebo přechodné a jsou vyvolány reakcí živočicha na změny světla v prostředí. Rozlišujeme změnu morfologickou, kdy se pigment v chromatoforech tvoří nebo odbourává, a která je pomalá a většinou nevratná. U fyziologické změny se pigment v chromatoforech jen přemísťuje. Jedná se o změnu dlouhodobou, která trvá tak dlouho, dokud živočich žije v daných světelných podmínkách. Změna etologická je bezprostředně spojená s vjemy světla zrakovými orgány, je velmi rychlá a bývá také podmíněna reflexně stavem podráždění.

5 Práce s textem - Doplnění chybějících slov V druhé části textu máte za úkol doplnit do textu chybějící slova. I přesto, že nemáte k dispozici žádný výběr vhodných výrazů, text obsahuje dostatečné množství vodítek, která vám umožní vhodné slovo najít: Biologické rytmy Biologické rytmy představují kolísání životních projevů, např. rozmnožování, migrace, zvyšování zásob tuku, zimní a letní spánek, línání, pelichání atd., v závislosti na otáčení Země a jejím pohybu kolem Slunce. Na rozdíl od tropů, kde je podstatné jen teplo a vlhkost, v mírném a pásmu představuje jednu z hlavních příčin biologických rytmů měnící se délka světelné části dne (fotoperiody). Fotoperiodismus ovlivňuje hlavně rozmnožování. Doba rozmnožování je synchronizovaná s ročními obdobími, takže vývoj mladé generace probíhá v době. Fotoperioda však může vyvolávat i další změny, a to většího rozsahu. Jedná se o sezónní změny tvaru, velikosti a zbarvení, známé u hmyzu a označované jako sezónní dimorfismus nebo. Takový druh se pak vyskytuje v průběhu roku ve dvou i více morfologických formách. Synchronizace životního cyklu s roční dobou se v určitém stádiu často projevuje také přítomností fáze, obecně zvané dormance, kdy dochází ke snížení metabolismu a jiných životních funkcí na minimum za účelem přečkání podmínek prostředí. Pokud přechod do klidové fáze není podmíněn dědičně, ale je vyvolán bezprostředně změnami vnějších podmínek, pak hovoříme o kviescenci. Pokud je ale synchronizace životního cyklu s roční dobou dědičně podmíněna, mluvíme o diapauze. Podle období vzniku rozlišujeme hibernaci (v chladném období) a estivaci (v suchém a teplém období). Vedle biologických rytmů závislých na ročním období rozeznáváme také rytmy denní a měsíční. Denní (cirkadiánní) biologické rytmy jsou založené na pravidelné oscilaci biologického děje, kdy frekvence oscilace je podřízena periodickým změnám vnějších podmínek, v tomto případě světelné a tmavé části dne. Takové rytmy označujeme jako exogenní a trvají tak dlouho, pokud změny dne a noci na ně stále působí. V podmínkách proto zanikají. Existují však i rytmy endogenní, které jsou vrozené a nezávislé na vnějších vlivech. Podle doby aktivity v rámci denního rytmu rozlišujeme druhy denní (diurnální), noční (nokturnální), soumračné (krepuskulární) a indiferentní (arytmické). Podle počtu dob aktivity během 24 hodin druhy dělíme na monofázické (jsou aktivní jen jednou během 24 hodin a mají jednu dobu odpočinku), (mají dvě doby aktivity a dvě odpočinku, aktivní jsou zpravidla ráno a večer) a polyfázické (jsou aktivní několikrát a několikrát odpočívají). Měsíční neboli lunární (cirkatidální) biologické rytmy jsou závislé na mořském dmutí. Nejvyšší dmutí je při měsíční kulminaci, nejnižší stav je při východu a západu Měsíce. Zvlášť vysoký příliv vzniká při novoluní a úplňku a mnohé druhy právě sem směřují svoji aktivitu, především rozmnožování.

6 Orientační reakce Jak již bylo řečeno dříve, světlo působí na organismy také a vyvolává různé polohové a pohybové reakce. Obecně mohou být tyto reakce dvojí, a to buď pozitivní (směřují ke světlu), nebo negativní (směřují od světla). Podle charakteru pohybu vzhledem ke světlu ale rozlišujeme ještě další typy. Prvním z nich je fototropismus/heliotropismus, se kterým se setkáváme u rostlin a forem živočichů a znamená, že tyto druhy zaujímají ke světlu určitou polohu svého těla nebo jeho částí (listů, květů, chapadel apod.). Fotokineze představuje ke světlu nesměrované pohyby živočichů, kteří vyhledávají místa s nejvhodnějším osvětlením. Fototaxe naopak znamená ke světlu (přímočaře, klikatě, pod určitým úhlem) směrované pohyby živočichů. Reflexe Závěrem provedeme rekapitulaci poznatků o světle a jeho ekologickém významu. V obou předchozích textech se objevila celá řada ekologických pojmů popisujících vztah organismů ke světlu. Abychom si je zopakovali, pokuste se definovat vlastními slovy následující z nich: letní aspekt opadavého lesa - stenofotní - fotoperioda - dormance - skiofilní - heliosciofyt - kviescence - polyfázický druh - heliofobní - fotokineze -