Organismy ve vodním prostředí - živočichové

Transkript

1 Organismy ve vodním prostředí - živočichové

2 AKVATICKÉ BIOCENÓZY

3 Dělení vodních organismů hledisko velikostní, funkční, taxonomické Organismy permanentní (stálý) - celý životní cyklus prodělávají ve vodě pijavky, měkkýši, červi, ryby, korýši, mechovky, houby temporární (dočasní) - pouze část životního cyklu prodělávají ve vodě larvy hmyzu, obojživelníci,

4 Podle způsobu života bentos - upoutaní ke dnu (hyporeos v podříčí) perifyton - nárosty na dně plankton - vzplývající organismy (závislí na proudu) nekton - plovoucí organismy (nezávislí na proudu) neuston - žijící na povrchové blance vody

5 Plankton v pelagiálu stojatých a pomalu tekoucích vod slabý aktivní pohyb nepřekonají proudění Typy podle prostředí: oceánoplankton - oceány eulimnoplankton - jezera potamoplankton - řeky heleoplankton tůně, bažiny podle velikosti: femto-, piko-, nano-, mikro-, mezo-, makro-, megaplankton (viry menší než 0,2 μm až korýši větší než 2 cm) podle skupin organismů: baktério-, fyto-, zooplankton

6 Fytoplankton

7 Zooplankton Zooplankton - prvoci - vířníci - drobní korýši perloočky, buchanky

8 Bentos společenstvo žijící na dně tekoucích i stojatých vod Typy podle velikosti: mikro- (pod 63 μm) meio- ( μm) makro- (nad 1000 μm) podle skupin organismů: fyto-, zoo- organismy sesilní x vagilní perifyton nárosty (epilithon, epipsammon, epifyton ) hyporheos hlubší vrstvy dna tekoucích vod

9 Makrozoobentos x x

10 Nekton živočichové schopni aktivně překonávat proudění vody ryby a další obratlovci, i velcí bezobratlí brouci ryby proudobytné: tělo na průřezu kulaté široce elipsovité (vyhledávání úkrytů energetická náročnosti pobytu v proudu), ryby žijící v pomalu tekoucích vodách tělo úzce elipsovité

11 Neuston společenstva vázaná na povrchovou blanku vody většinou drobné organismy vodní blanky (baktérie, prvoci, řasy, korýši, larvy hmyzu) - dělí se na epineuston na horní straně hladiny a hyponeuston na dolní straně hladiny - hladinovka Scapholeberis, lasturnatka Notodromas Pleuston společenstvo větších živočichů a rostlin žijících na hladině vody, nezakořeněné rostliny (okřehek, nepukalka, trhutka), ploštice (bruslařka, vodoměrka) brouci (vírník) vodní ptáci

12 Prvoci Euglena viridis (krásnoočko zelené) Euglena sanguinea (krásnoočko krvavé) Euglena gracilis (krásnoočko štíhlé)

13 Amoeba proteus (měňavka velká) Amoeba verrucosa (měňavka zemní) Acanthocystis aculeata Paramecium bursaria (trepka zelená)

14 Nebela (zdobenka) Arcella (štítovka) Difflugia (rozlitka)

15 Gymnodium Actinosphaerium eichhorni (slunivka obecná) Peridinium Noctiluca miliaris (svítilka)

16 Vířníci (Rotifera) tělo kryté kutikulou, která někdy vytváří krunýř vířivý orgán corona slouží pohybu a příjmu potravy velikost řádově stovky mikrometrů většinou planktonní živočichové, fytofilní druhy žijí benticky filtrátoři zachycují partikule větší než 18 μm (Keratella, Polyarthra, Brachionus) omnivoři Asplanchna, Synchaeta velmi rychlý cyklus reprodukce - partenogeneze Keratella Floscularia Brachionus

17 Houbovci (Porifera) houbovité kolonie nebo trsy na předmětech ve vodě filtrátoři částice velikosti baktéria až velkých řas Spongilla lacustris Žahavci (Cnidaria) Polypovci (Hydrozoa) v povrchové vrstvě těla a chapadlech žahavé buňky nejznámější zástupci nezmaři (Hydra) predátoři loví drobné vodní organismy (malé korýše, larvy hmyzu apod.)

18 Ploštěnky (Turbellaria) 36 druhů dorzoventrálně zploštělé tělo výjimečná schopnost regenerace dravci živí se hlavně drobnými živočichy anebo na mršinách Polycelis nigra (ploštěnka černá) Crenobia alpina (ploštěnka horská) Dugesia gonocephala (ploštěnka potoční)

19 Měkkýši (Mollusca) plži (Gastropoda) 51 druhů charakterističtí vápenatou schránkou ulitou či lasturou seškrabávači hlavní zdroj potravy je perifyton a detritus mezihostitelé motolic Lymnaea stagnalis (plovatka bahenní) Viviparus contectus (bahenka živorodá) Galba truncatula

20 Měkkýši (Mollusca) mlži (Bivalvia) 31 druhů tělo kryté lasturou larvy glochidie (Anodonta, Unio, Margaritifera) parazitace na rybách Corbicula fluminea trochofora volně pohyblivé (Dreissena) veliger Pisidium a Sphaerium rodí se plně vyvinutí jedinci filtrátoři zachycují ve vodě rozptýlené částice, nestravitelné obalují slizem a vylučují Dreissena polymorpha Pisidium Sphaerium

21 Mechovky (Bryozoa) vytváří kolonie podobné houbám jednotliví jedinci žijí v trubičkách ven vysunují chapadla, při vyrušení je zatahují vytvářejí trvalá vajíčka statoblasty (determinační znak) filtrátoři suspendovaných částic ve vodě zástupci rody Plumatella, Cristatella, Pectinatella aj. Plumatella repens Cristatella mucedo

22 KROUŽKOVCI (ANNELIDA) Červi ( Oligocheata ) 127 druhů válcovité tělo tvořené články většinou druhy žijící benticky nebo fytofilně detritovoři - bentické druhy žijící v substrátu (Tubifex, Lumbriculus) fytofilní druhy se živí detritem a nárostovými řasami dravci Stylaria lacustris významné jako potrava ryb a při procesech samočištění

23 Pijavky (Hirudinea) 19 druhů přísavky na obou koncích těla tělo měkké, dorzoventrálně zploštělé, bez štětin některé druhy (rod Glossiphonia) nosí kokon i mláďata na břišní straně dravci - většina druhů (Helobdella, Erpobdella, Haemopis sanguisuga) parazitický způsob obživy - sáním tělních tekutin studenokrevných (Piscicola geometra, Hemiclepis marginata) i teplokrevných živočichů (Hirudo medicinalis) Glossiphonia concolor Haemopis sanguisuga (pijavka koňská)

24 KORÝŠI (CRUSTACEA) 11 druhů Isopoda (stejnonožci) tělo zploštělé dorzoventrálně - kráčivé nohy stojaté a pomalu tekoucí vody, hojně mezi vegetací živí se tlející organickou hmotou - indikátor organického znečištění potrava ryb beruška vodní (Asellus aquaticus) Asellus aquaticus (beruška vodní)

25 Korýši (Crustacea) Anisopoda (různonožci) tělo zploštělé laterálně živí se detritem a organickými zbytky (listí, rostliny) Gammarus fossarum (blešivec potoční) Niphargus sp. Dikerogammarus villosus

26 KORÝŠI (CRUSTACEA) Perloočky (Cladocera) dvouchlopňová schránka velké výrazné složené oko končetiny ukryté ve schránce (filtrace potravy a dýchání) velká většina perlooček filtrátoři, ale i dravci rozmnožování partenogenetické v průběhu roku 2 maxima pozdní jaro a pozdní léto jsou významnou potravou ryb (planktonofágové) a dalších vyšších článků potravního řetězce význam pro biomanipulace Bosmina sp. nosatička Daphnia sp. hrotnatka

27 Klanonožci (Copepoda) zadeček zakončený furkou první pár antén dlouhý pohybový orgán spolu s plovacíma nožkama larvy nauplia (6 instarů) kopepoditi (6 instarů) významná potrava ryb a dalších vyšších článků potravního řetězce mezihostitelé řady parazitů ryb Diaptomus sp. vznášivka Cyclops sp. buchanka

28 Branchiopoda lupenonožci Anostraca žábronožky filtrátoři pohlavní dimorfismus, mají mohutné anteny, vaječné vaky menší periodické vody, vajíčka odolná proti vyschnutí i vymrznutí žábronožka sněžní (Siphonophanes grubii) periodické vody v povodí Moravy a Odry žábronožka severská (Branchinecta paludosa) glaciální relikt v tatranských, jezerech, jinak tundry severní polokoule Notostraca listonozi velcí korýši s velkým krunýřem typičtí pro peridocké vody listonoh jarní (Lepidurus apus) a listonoh letní (Triops cancriformis) živí se dravě i fytofágně (rostlinami)

29 Korýši (Crustacea) Astacidae Pontastacus leptodactylus (r. bahenní) Astacus astacus (rak říční) Austropotamobius torrentium Orconectes limosus (rak pruhovaný) (rak kamenáč)

30 Jepice (Ephemeroptera) 15 čeledí, přes 90 druhů většina zástupců jsou filtrátoři či sběrači jemných částic Ephemeridae a Heptagenidae pomocí ochlupených nohou a ústních končetin spásači nárostů (Baetidae Cloeon, Baetis) larvy žijí několik měsíců až let, imaga max. několik dnů významná produkční složka tekoucích (méně často stojatých vod)

31 Pošvatky (Plecoptera) 102 druhů imaga křídla složená ploše nad tělem, 2 štěty larvy žijí jeden až tři roky tracheální žábra na nohou, kusadlech, hrudních článcích, nikdy ne na zadečku významná produkční složka tekoucích vod pstruhového až lipanového pásma stojaté vody pouze jeden rod Nemoura důležitá potrava ryb, významný indikátor vysoké kvality vody detritovoři Capnidae, Leuctridae, Nemouridae - utilizace listového opadu dravci Chloroperlidae, Perlidae, Perlodidae většinou v průběhu života přechod od herbivorie ke karnivorii

32 Chrostíci (Trichoptera)

33 Chrostíci (Trichoptera) 250 druhů proměna dokonalá bez schránek, se schránkami tekoucí i stojaté vody stavba schránky často druhově specifická využívají písek, kaménky, úlomky a úkrojky rostlin nebo dřeva apod., ale i např. ulity měkkýšů vše lepí sekretem slinných žláz důležité indikátory kvality vody drtiči, filtrátoři sběrači, spásači a škrabači, dravci významná potrava bentofágních ryb

34 Vážky (Odonata) 69 druhů motýlice (Zygoptera) křídla kolmo nad tělem šídla (Anisoptera) křídla vodorovně dospělci - dva páry křídel, dravci larvy (proměna nedokonalá) - délka vývoje měsíce až 5 let motýlice - zadečku 3 tracheální žábra ve tvaru ploutvičky šídla - rektální tracheální žábra, dýchání nasáváním a vypuzováním vody konečníkem schopnost reaktivního pohybu dravci (spodní pysk = maska) kořist až do velikosti plůdku

35 Střechatky (Megaloptera) 3 druhy proměna dokonalá, larvy dravé s nitkovitými tracheálními žábrami na zadečku tekoucí vody - Sialis fuliginosa stojaté vody - S.lutaria

36 Heteroptera (ploštice) řada druhů vodních (larvy i dospělci) s proměnou nedokonalou ústní ústrojí bodavě savé dravá výživa (výjimka Corixidae řasy, detritus) nohy původně kráčivé u některých přeměněny v plovací (znakoplavka) zarostlý litorál - Nepa cinerea, Ranatra linearis, Ilyocoris cimicoides; pleuston - bruslařky (Gerris) a vodoměrky (Hydrometra); klešťanky (Corixa) plavou hřbetem nahoru, max. 5 mm; znakoplavky (Notonecta) plavou hřbetem dolů, až 16 mm

37 Brouci (Coleoptera) proměna dokonalá, povrch těla sklerotizovaný dva podřády Masožraví a Všežraví Masožraví Dytiscidae dravé larvy (mimotělním natrávením kořisti) i dospělci Haliplidae fytofágní larvy i dospělci Gyrinidae dravé larvy i dospělci potápník vroubený (Dytiscus marginalis) příkopník rýhovaný (Acilius sulcatus) Vodomilovití (Hydrophilidae ) plavčík (Haliplus sp.) Všežraví Hydrophilidae dravé larvy s mimotělním natrávením kořisti, dospělci fytofágní Elmidae oškrabávači nárostů - larvy i dopělci Donacidae larvy fytofágní žijí na kořenech vodních rostlin Dytiscidae (potápníkovití) Psephenidae a Helodidae fytofágní až fytosaprofágní larvy

38 Dvoukřídlí (Diptera) imaga mají vyvinutý jen první pár křídel ústní ústrojí bodavě savé larvy nemají nohy, tvar červovitý 1126 druhů Pakomáři (Chironomidae) v ČR 236 druhů výskyt ve stojatých i tekoucích vodách, často velmi hojný filtrátoři sběrači (Chironominae) ale i dravci (Tanyponinae) škrabači (Orthocladinae a Diamesinae) často budují pouzdra trubičky z jemných sedimentů na hrudi mají pár panožek a na zadečku pár pošinek dýchají celým povrchem těla nebo krevními žábrami

39 Muchničky (Simuliidae) v ČR 42 druhů tmavé zavalité mušky - samičky sají krev, útočí ve dne, bodnutí je bolestivé, silně svědí a vzácností nejsou silné alergické reakce filtrátoři jenom v prudce tekoucích vodách některé africké druhy jsou přenašeči filárií Onchocerca volvulus, původce tzv. říční slepoty.

40 Komárovití (Culicidae) v ČR 40 druhů samičky sají krev, samečci rostlinné šťávy larvy i kukly součást nektonu, dýchají atmosférický kyslík larvy se většinou živí filtrací Culex, Aedes aj. visí svisle dolů Anopheles pozice při dýchání téměř rovnoběžná s hladinou přenašeči nemocí malárie, žlutá zimnice, borelióza,

41 Dvoukřídlí (Diptera) pakomárcovití (Ceratopogonidae) koutulovití (Psychodidae) tiplicovití (Tipulidae) bahnomilkovití (Limoniidae)

42 Přizpůsobení organismů životu ve vodním prostředí

43 Organismy - adaptace hydrobionti, hydrofilové, hydroxenové rheobiont, rheofil, rheoxen adaptační mechanismy organismus morfologie těla, fyziologie, imunologické reakce atd. populace rozmnožování (načasovaní, mechanismy), vývojové cykly (délka, počet), behaviorální mechanismy, dormance atd. společenstva mezidruhové vztahy -.

44 S čím se musí vodní organismy ve vodě vyrovnat? 1. Mechanické vlastnosti vody (hustota a viskozita): tvarová a pohybová přizpůsobení mechanickým vlastnostem vody 2. Hypertonické vnitřní prostředí sladkovodních organismů: osmoregulace 3. Nízká koncentrace O2 a pomalá difúze (plynů) ve vodě: speciální dýchací orgány (tracheální žábry, žábry), ventilační pohyby, anaerobní dýchání

45 Pohyb aktivní pasivní taxe - foto-, rheo-, tigmo- pasivní pohyb vzduchem (hmyz, ) vodními proudy (plankton, drift, monté) plovoucí předměty (kry, rostliny, lodě ) jiné organismy (vzduch: ptáci, hmyz; voda: ryby, obojživelníci )

46 Pohyb aktivní pohyb ve vodním prostředí povrchová blanka vodní sloupec substrát (dno, makrofyta ) hydrodynamický tvar těla, améboidní pohyb, řasinky, hlen, undulace, svalové stahy, reaktivní pohyb, píďalkovitý pohyb, ploutvičky a ploutve

47 Pohyb klasifikace živočichů druhy plovoucí/klouzající druhy plovoucí/potápějící se pohybující se po povrchu vody. plovoucí ve volné vodě druhy hrabající/vrtající druhy lezoucí/kráčející druhy přisedlé úplně či částečně osídlující jemné sedimenty, v nichž si mohou hloubit chodbičky. osídlující povrch substrátů. nepohyblivé či schopné pohybu pouze v omezené míře.

48 Pohyb - migrace planktonu = přesun do oblastí s příznivějšími životními podmínkami (potrava, predační tlak) - běžně u zooplanktonu juvenilové většinou nemigrují - méně u fytoplanktonu (světlo) - nepravidelné migrace (vertikální - pokles před bouří, změny fyz.-chem. podmínek) - pravidelné cirkadianní, sezónní - horizontální migrace (noc pelagiál, den litorál)

49 Pohyb - migrace bentosu toky drift aktivní (hmyz před výletem, únik), pasívní, katastrofický pozitivní rheotaxe, thigmotaxe protiproudové migrace zoobentosu, kompenzační lety samic hmyzu migrace do hyporeálu (podříčí) obvykle únik před nepříznivými vlivy stojaté vody vertikální migrace do dna zhoršení kyslíkových poměrů, vysychání

50 Pohyb - migrace ryb aktivní x pasivní m. - třecí migrace - potravní migrace - migrace spojené se zimováním monodromní x diadromní migrace (jen slané nebo jen sladké x mezi) anadromní (z moře do řeky) x katadromní migrace (z řeky do moře)

51 Sladkovodní živočichové - hypertonické tělní prostředí -odstranění pronikající vody a zachycení rozpuštěných iontů - neustálé nasávání vody a únik solí do zředěného okolního prostředí - zařízení na odstraňování přebytečné vody, ledvina vylučuje velmi zředěnou moč Mořští bezobratlí - izotoničtí s mořskou vodou stejný osmotický tlak Mořské ryby - hypotonické tělní prostředí - neustálé odsávání vody do vnějšího prostředí - příjem mořské vody trávicím ústrojím - vylučování nadbytečných solí žábrami

52 Dýchání anaerobní bakterie anoxibióza dočasný stav atmosférický kyslík snazší, ale nutno doplňovat zásobu dýchací trubice, vzdušné rezervy množství kyslíku rozpuštěného ve vodě závisí na teplotě, cca 30x méně než ve vzduchu Příjem buď - povrchem těla nebo - spec. orgány (žábry, tracheje, plíce) - symbionti autotrofové, - plastron, fyzikální plíce, vzdušnice rostlin Zlepšení - zvětšení plochy dýchacích povrchů, ztenčení krytů, dýchací pohyby, krevní barviva (hemoglobin, popř. hemocyanin)

53 Dýchání příjem povrchem těla příjem spec. orgány (žábry, tracheje, plíce) symbionti autotrofové, plastron, fyzikální plíce, vzdušnice rostlin 53

54 Fyziologické a behaviorální adapatace na nízkou dostupnost kyslíku migrace krevní barviva koncentrace závisí na množství kyslíku - hemoglobin (máloštětinatci, perloočky, plži, obratlovci) - hemocyanin (rak, škeble) anaerobní metabolisms (fermentace - karas) anoxibiosa (Chironomus, Chaoborus, Tubifex)

55 Působení ph přímé (H + ) = druhy acido-/alkalifilní /-tolerantní nepřímé účinky metabolismus vápníku (měkkýši, korýši) toxicita NH 3 při ph > 9 toxicita Al 3+ při ph < 5, sraženiny Al na žábrách

56 Adaptace na teplotu - oligostenotermní vs eurytermní - rozrůznění ekologických nik aklimatizace tolerance teploty není nezbytně fixovaná, ale může se změnit, jestliže je organizmus vystaven rozdílným teplotám adaptace na extrémní teplotní režimy: - sníh (Chlamydomonas nivalis); horké prameny (sinice, baktérie) klidová stádia v suboptimálních podmínkách - řasy tlustostěnné cysty morfol. odlišné od vegetativních buněk - zooplankton eggs bank líhnutí při vhodných podmínkách (až 332 let stará vajíčka Diaptomus sanguineus); Daphnia ephiphium teplotně indukové líhnutí zejména u poikilotemů jikry plotice (Rutilus rutilus) se nelíhnou každý rok stejně, ale v závislosti na akumulované teplotě během období před líhnutím, tj. součtu denních stupňů ( degreedays ) behaviorální termoregulace - organismy mohou změnit své teplotní okolí přemístěním se do jiných mikrohabitat diurnální vertikální migrace - migrující druhy tráví denní dobu v chladné vodě hypolimnia a během noci migrují do teplejšího epilimnia

57 Rozmnožování a vývoj voda jako prostředí pro - šíření diaspor a pohlavních buněk, šíření juvenilních stádií sesilnich organismů - vývoj během určité části životního cyklu (larvy hmyzu..) střídání typů rozmnožování v závislosti na podmínkach vodního prostředí heterogonie, geografická parthenogeneze výskyt dormantních stadií v závislosti na podmínkach vodního prostředí přežívání nepříznivých podmínek, cysty, letní trvalá vajíčka

58 Resting stages (cysts) of plankton organisms collected in the sediment of the studied hypersaline lakes. a) resting eggs of large branchiopods (a1 Phallocryptus spinosa; a2 Artemia parthenogenetica) (range μm); b) ephippium of anomopod cladocerans (Moina salina) holding one resting egg (range 0,5 1 mm); c) types of spherical resting eggs in calanoid copepods (range μm); d) types of monogonont rotifers resting eggs (d2 Hexarthra fennica; d3 Brachionus sp.; d4 Ptygura sp.)(range μm); (e) flask-shaped cyst in ciliates (Fabrea salina) (range μm); f) undetermined spherical resting eggs (range μm); g) type of spherical resting eggs in turbellarians (range μm).

59 Plankton - adaptace důležité je udržet ve správné hloubce: zmenšení specifické hmotnosti (redukce skeletu, oleje, plyny, sliz, voda..) zvětšení odporu zabraňuje klesání (zvětšení relativního povrchu vyrůstky,...) slabý aktivní pohyb využívání pohybu vody (vzestupné proudy, turbulence )

60 Proudění v přírodě laminární vyjímečně, turbulentní riffles: lotické úseky - peřejnaté úseky pools: lenitické úseky - málo proudivé ovlivňuje fyzikální a chemické faktory vody, působí na všechny organismy morfoplasticky fyzioplasticky etoplasticky Proudové preference limnobiont limnofil limno-rheofil rheo-limnofil rheofil rheobiont indiferentní

61 Bentos - adaptace důležité je udržet se na místě odolat proudu, vlnobití, zavalení substrátem: zvýšení specifické hmotnosti (též schránky) fixace k substrátu (přilnutí háčky, přísavky, přilepení..) pobyt v úkrytech, v substrátu, v hraniční vrstvě (tvar těla) 61

62 Adaptace živočichů na proudění tělo opatřeno háčky, výrůstky, přísavkami, na různých místech těla (Liponeura) úkryty hyporeál závaží (Silo) tvar těla (Ancylus, Epeorus) sítě (Hydropsyche) lepení pomocí byssových vláken (Dreissena)

63 Adaptace rostlin na proudění vláknité řasy a sinice - přichycují se pomocí rhizoidů různých způsobů ukotvení přilepení kořenující makrovegetace - tvarové a velikostní odchylky oproti druhům ze stojatých vod, i na jedné rostlině (Batrachium).

64 Adaptace na lenitické podmínky