Ekologie invazních sinic a řas



Podobné dokumenty
Journal of Applied Phycology

Biotechnologie sinic a řas

Journal of Applied Phycology

Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 2015, ČZU Praha

Hydrochemie přírodní organické látky (huminové látky, AOM)

Eutrofizace Acidifikace

Sezónní peridicita planktonu. PEG model

primární producenti: řasy, sinice, vodní rostliny konkurence o zdroje mikrobiální smyčka

Sinice "vynález" thylakoidů a fykobilisómů. oxygenní fotosyntéza (proto také oxyfototrofní baktérie) (umějí ovšem i sulfurogenní fotosyntézu)

Sinice v koupacích vodách ČR v letech

Jevy a organismy pozorovatelné pouhým okem

Produkce organické hmoty

Ekologie. (obecná ekologie, ochrana životního prostředí, globální problémy)

Využití zásoby živin a primární produkce v eutrofních rybnících

SINICE. Kde se vzaly? Co jsou to sinice? cyanobakterie (sinice) a řasy přirozená součást života ve vod. nádržích. důsledek eutrofizace.

KYSLÍKOVÉ DEFICITY - PROJEV NESTABILITY RYBNIČNÍHO EKOSYSTÉMU? Ing. Ivana Beděrková Ing. Zdeňka Benedová doc. RNDr. Libor Pechar, CSc.

Problematika hodnocení výskytu sinic a fytoplanktonu

CZ.1.07/1.5.00/

S postupným nárůstem frekvence lokalit se zjevnou nadprodukcí (tzv. hypertrofie) přechází definice v devadesátých letech do podoby

Botanika bezcévných rostlin pro učitele 1. praktické cvičení

Determinační schůzka Centra pro cyanobakterie a jejich toxiny, Mgr. Lenka Šejnohová, CCT. & Masarykova Univerzita

Jak fungují rybníky s rybami a rybníky bez ryb, při nízké a vysoké úrovni živin

CYLINDROSPERMOPSIN. Nový alkaloidní toxin produkovaný sinicemi: toxikologie a analýzy

TŘÍDA: TREBOUXIOPHYCEAE Tato třída začala být uznávána teprve nedávno (původně pod názvem Pleurastrophyceae) a neustále se ukazuje, že do ní spadají

Botanika bezcévných rostlin 1. praktické cvičení

Algologie ve výuce biologie a přírodopisu

Děkuji za pozornost. & Masarykova Univerzita

ON-LINE KVANTIFIKACE SINIC V SUROVÉ VODĚ

SINICE hrozba pro pitnou vodu

Vizuální hodnocení vodního květu sinic

4 ROKY HYDROBIOLOGA NA MOSTECKÉM JEZEŘE

Ekosystém II. Koloběh hmoty: uhlík, dusík, fosfor. Člověk a biosféra

Zdravotní rizika ze sinic v koupacích vodách Petr Pumann

Mikroskopické stanovení sinic

TŘÍDA: TREBOUXIOPHYCEAE Tato třída začala být uznávána teprve nedávno (původně pod názvem Pleurastrophyceae) a neustále se ukazuje, že do ní spadají

O sinicích, epidemiologických studích a pitné vodě

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

Ztrátové faktory Grazing filtrační rychlost, filtrační rychlost společenstva.

Malý test znalostí odběrových skupin - fotografie

Oddělení: HAPTOPHYTA (PRYMNESIOPHYTA)

Malý test na znalosti odběrových skupin ODPOVĚDI. PT#V/6/2010 Odběry vzorků koupaliště ve volné přírodě

Monitoring toxických sinic ve vodárenských nádržích ČR (tradiční a nové toxiny)

Můžeme věřit údajům o výskytu sinic v našich koupacích vodách?

Umí provozní laboratoře určovat planktonní sinice?

Vyhodnocení PT # V/10/2005 Stanovení mikroskopického obrazu v koupalištích ve volné přírodě a stanovení chlorofylu-a

Zpráva z algologického průzkumu PP Luží u Lovětína ( ), PP Králek (2007)

Eutrofizace. Zvyšování úživnosti ekosystémů

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ

Řasy, sinice a další biologické jevy pozorovatelné pouhým okem

Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR

= hodnocení biologického vlivu stresorů od

Téma 3: Voda jako biotop mořské biotopy

Co znamená, že jsou sinice prokaryotické organismy, jakou buněčnou součást v nich nikdy nenajdeme?

Voda jako životní prostředí rozpuštěné látky : sloučeniny dusíku

Botanika - bezcévné rostliny 2. praktické cvičení Přehled pozorovaných objektů

URČOVÁNÍ SINIC A ŘAS Jak na to? Logicky a jednoduše stačí se pozorně v klidu dívat a srovnávat

Hodnocení rozborů vody v přírodních koupalištích

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

+ Fytoplankton (producenti) Zooplankton, zoobentos (konzumenti 1.řádu) Ryby (konzumenti 2.řádu)

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav rybářství a hydrobiologie Likvidace sinic a řas ekologicky šetrným algicidem

Řasy a sinice ve vodárenství

05 Biogeochemické cykly

Orientační sledování fytoplanktonu v rekreačních nádržích v povodí Moravy v roce 2008 Vypracoval: Mgr. Rodan Geriš

Oddělení: HAPTOPHYTA (PRYMNESIOPHYTA)

Sdružení Flos Aquae SLEDOVÁNÍ ZMĚN V MNOŽSTVÍ A SLOŽENÍ FYTOPLANKTONNÍCH SPOLEČENSTEV V BRNĚNSKÉ ÚDOLNÍ NÁDRŽI V OBDOBÍ KVĚTEN ŘÍJEN 2010

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH ZEMĚDĚLSKÁ FAKULTA

SLEDOVÁNÍ PLANKTONNÍCH SPOLEČENSTEV A HYDROCHEMICKÝCH PARAMETRŮ NA LEDNICKÝCH RYBNÍCÍCH V ROCE

PROBLEMATIKA VZORKOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH KOUPACÍCH VOD

Sinice v koupacích vodách ČR v mimořádně teplé sezóně 2018

Fotosyntéza ve dne Ch_054_Přírodní látky_fotosyntéza ve dne Autor: Ing. Mariana Mrázková

Invazní ekologie II. Transport Evžen Tošenovský FRVŠ F4b 2863/2010

Problematika vzorkování povrchových vod ke koupání

Onemocnění z pitné vody a cyanotoxiny

trubicovitá pletivná vláknitá, větvená vláknitá

Co znamená, že jsou sinice prokaryotické organismy, jakou buněčnou součást v nich nikdy nenajdeme?

Sinice a řasy v životním prostředí našich ryb

Konference Vodárenská biologie 2019, února 2019, Interhotel Olympik, Praha

Nutriční aspekty konzumace mléčných výrobků

MOŘSKÉ POBŘEŽÍ LITORÁL

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

HLAVNÍ PROBLÉMY V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ

1. Makrořasy na bentických krabech

Realizace opatřen. ení na. Ing. Jan Moronga

STAV POVRCHOVÝCH VOD V ČR SINICE A JINÉ PROBLÉMY

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Profil vod ke koupání - rybník Hnačov Souhrn informací o vodách ke koupání a hlavních příčinách znečištění

Jan POTUŽÁK a Kateřina KOLÁŘOVÁ. Povodí Vltavy, státní podnik, VHL České Budějovice

Sezónní dynamika fytoplanktonu dvou rybníků u Protivanova

Řasy a sinice v přírodních koupacích vodách

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo předmětu Přesahy, poznámky. Poznáváme přírodu

Sinice Cyanobacteria (Cyanophyta, Cyanoprokaryota)

Vliv teploty na růst

Malý test znalostí odběrových skupin - fotografie a živé vzorky

VODA. Voda na Zemi. Salinita vody CZ.1.07/2.2.00/ Modifikace profilu absolventa biologických studijních oborů na PřF UP. Ekologie živočichů 1

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.

Metody kvantifikace fytoplanktonu a revidovaná ČSN

VY_32_INOVACE_018. VÝUKOVÝ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu EU peníze školám

Transkript:

Ekologie invazních sinic a řas aneb smrt v kapce vody Petr DVOŘÁK 2010 Katedra botaniky Algologická laboratoř

Outline Úvod základní dělenířas Vektory Sekundární metabolity a toxiny Allelopatie Invazní sinice HABs Harmful Algal Blooms Caulerpa taxifolia

Co jsou zač? www.sinicearasy.cz Sinice (Cyanophyta, Cyanobacteria) vodní květ Ruduchy (Rhodophyta) Hnědé řasy (Chromophyta) Chaluhy

Co jsou zač? Obrněnky (Dinophyta) HABs: Harmful Algal Blooms Zelené řasy (Chlorophyta) Killer algae - Caulerpa

Vektory přenosu Propagule buňky, spory, akinety Oceánské a atmosferické proudy Člověk Lodě (lodní balast) Záměrné vypuštění (málo případů) Mastocarpus stellatus (Rhodophyta) vysazen na Helgolandu v Německu, původní v severním Atlantiku Akvaristika pravděpodobně jeden z vektorů Caulerpa taxifolia Úniky z akvárií Úniky z vědeckých zařízení

Sekundární metabolity řas Organické látky, které nejsou přímo zapojeny do normalního chodu organismu, tzn. do růstu, vývoje a reprodukce Chemická struktura terpeny, polyketidy, deriváty aminokyselin Amsler (2009)

http://www.who.int/water_sanitation_health/resourcesquality/toxcyanobacteria.pdf Sekundární metabolity - toxiny Cyanotoxiny (sladké vody): Hepatotoxiny (cyklické peptidy) poškozují játra, rody Noctoc, Planktothrix, Nodularia, např. Microcystin, Nodularin Neurotoxické alkaloidy (anatoxiny a saxitoxiny) poškozují nervový systém, rody Cylindrospermopsis, Anabaena, Aphanizomenon, např. Cylindrospermopsin, Anatoxin-a Cytotoxické a dematotoxické alkaloidy Nodularin

Sekundární metabolity - toxiny Toxiny HABs (slané vody): Amnesic Shellfish Poisoning: Pseudo-nitzschia sp. (Diatomae) domoic acid působí toxicky na gastrointestinální a nervovou soustavu, působí letálně Diarrhetic Shellfish Poisoning: Dinophysis spp., Prorocentrum spp. (Dinophyta) okadaic acid působí na gastroinstestinální soustavu Neurotoxic Shellfish Poisoning: Karenia brevis (Dinophyta) brevitoxin - neurotoxický Paralytic Shellfish Poisoning: Alexandrium spp.,gymnodinium catenatum, Pyrodinium bahamense (Dinophyta) saxitoxin fatálně působí na nervovou soustavu (Red Tide) saxitoxin domoic acid

Gross (2003) Allelopatie Produkce biochemických látek ovlivnňující růst, přežití a reprodukci ostatních organismů (pozitivně i negativně) Kompetiční výhoda proti ostatním organismům Příklady ze slaných vod: obrana proti nasedání Enteromorpha prolifera (Cholorophyta)

Příklady ze slaných vod: Larencia pinnatifida (Rhodophyta) antifugální a antibakteriání účinky Allelopatie Prorocentrum lima (Dinophyta): inhibice růstu ostatních řas ve fytoplanktonu Nodularia harveyana (Cyanobacteria): ve Středozemním moři, inhibuje růst bakterií

Allelopatie Příklady ze sladkých vod: Chara globularis (Chlorophyta): inhibice růstu epifytů a fytoplanktonu pomoci bioaktivnich sirných látek Spirogyra sp. (Chlorophyta): pozitivní i negativní allelopatie inhibice růstu některých epifytů (rozsivky) a zároveň stimulace růstu jiných např. Planktothrix aghardii (Cyanobacteria)

Allelopatie Příklady ze sladkých vod: Peridinium bipes (Dinophyta): algicidní účinek na Microcystis aeruginosa (Cyanobacteria)

Allelopatie Příklady ze sladkých vod: Fischerella muscicola (Cyanobacteria): inhibice fotosystému II Oscillatoria late-virens (Cyanobacteria): inhibice fotosyntézy

Invazní sinice Whitton et Potts (2002) Problém sladkých a brakických vod Vyšší růst sinic obecně při vyšších teplotách, ph a obsahu živin Vodní květ sinic: Definován jako biomasa fytoplanktonu podstatně vyšší než je průměr v daném jezeře Většinou souvisí s eutrofizací soubor přírodních a uměle vyvolaných procesů vedoucích ke zvyšování obsahu anorganických živin stojatých a tekoucích vod V našich podmínkách obvykle eutrofní lokalita: >50 µg.l -1 Důsledky cyanotoxiny, špatné organoleptické vlastnosti, utilizace dusíku a fosforu, tvorba anoxické vrstvy atd. http://www.vscht.cz/uchop/ekotoxikologie/kategorie/eutro_tisic.pdf

Vodní květ Ekostrategie vodní květ tvořících sinic Povlak tvořící Aphanizomenon sp., Microcystis aeruginosa vytváří velké agregáty na hladině Homogenně rozptýlené ve vodním sloupci Limnothrix redekei, Plaktothrix aghardii

Vodní květ Ekostrategie vodní květ tvořících sinic Stratifikační strategie růst mezi meta a epilimnionem, nutná adaptace pigmentů na nedostatek světla Planktothrix rubescens Dusík fixující sinice mohou fixovat atmosferický dusík, výskyt na lokalitách s nedostatkem dusíku často estuária Nodularia, Aphanizomenon Malé kolonie tvořící rod Aphanothece

Microcystis aeruginosa Povlak tvořící, sladkovodní Řád: Chroococcales Rozšíření: Hojně rozšířená v eutrofizovaných lokalitách v celém temperátním pásu Nebezpečnost: Produkce toxinů hepatotoxin microcystin Toxická pro zooplankton i ryby Bioakumulace microcystinu v environmentu

Nodularia spumigena Dusík fixující, halotolerantní Řád: Nostocales Rozšíření: Obecně brakické vody Baltské moře Austrálie Peel-Harvey Estuary USA Neuse River Estuary Nebezpečnost: Produkce toxinů hepatotoxin nodularin Bioakumulace v baltské biotě (Kankaanpää et al. 2002)

Cylindrospermopsis raciborskii Dusík fixující, sladkovodní Řád: Nostocales Rozšíření: Původně tropická sinice, šíření do mírného pásu Šíření není pravděpodobně spojeno s globálním oteplováním ale s adaptabilitou tohoto druhu (Briand et al. 2004) Severní Amerika, Evropa, Austrálie a Afrika, časté vodní květy Nebezpečnost: Produkce toxinů neurotoxin cylindrospermopsin

Šíření Cylindrospermopsis raciborskii Gugger et al. (2005) Původní předpokládané šíření z Austrálie přes Afriku do Evorpy a Severní Ameriky (Padisák 1997) na základě ekofyziologie Na molekulární úrovni jsou ale kmeny vyizlované z různých kontinentů příliš rozdílné Pravděpodobně šíření C. raciborskii z teplých refugií na kontinentech

Ekologie invazních obrněnek (Dinophyta) Většina druhů mořských Asi polovina se živí heterotrofně Sladkovodní většinou neškodné Nárůst biomasy netoxických obrněnek blízko pobřeží může vést k vytvoření anoxického prostředí Nejznámější událost 1976 New York Bight úhyn ryb a měkkýšů na ploše 13 000 km 2 Častěji jsou nebezpečné v nízkých abundancích toxiny nebezpečné pro mořské mlže voda nemá typické červenohnědé zbarvení HABs: Harmful Algal Blooms Fenomén Red Tide přemnožení některých HABs Granéli et Turner (2007)

HABs a globální oteplování Hallegraef (2010) HABs přirozeným jevem, v poslední době však dochází ke změnám jejich rozšíření ve světovém oceánu Pyrodinium bahamense Přirozené rozšíření pouze tropické vody Fosilní rozšíření viz B výskyt i kolem Austrálie Nyní nebezpečí návratu k Austrálii kvůli oteplování oceánu Pyrodinium bahamense (Dinophyta)

HABs a globální oteplování Noctiluca scintilans (Dinophyta) šíření tohoto druhu v průběhu posledních 150 let pravděpodobně souvisí s oteplováním vody

Vliv globálního oteplování na mořský fytoplankton A snížení množství fytoplanktonu v tropických středních zeměpisných šířkách způsobené nedostatkem živin a příliš vysokou teplotou B zvýšení množství fytoplanktonu ve vyšších zeměpisných šířkách způsobené dostatkem živin a vyšší teplotou

Hallegraef (2010) Vliv globálního oteplování na mořský fytoplankton Přírodní populace fytoplanktonu se obvykle vyskytují ve spíše suboptimálních podmínkách Růst fytoplanktonu obvykle vyšší ve vyšších teplotách Množství fytoplanktonu v Severním moři v letech 1948-2001

Vliv globálního oteplování na mořský fytoplankton

http://www.whoi.edu/redtide/page.do?pid=9257 Red Tide PSP - Paralytic Shellfish Poisoning Vznik: teplé,slunečné počasí, nízká salinita (po dešti), pobřežní vody Projevy: Neurotoxiny: otrava měkkýšů, ryb, savců Červenohnědá až červená barva http://www.mass.gov/?pageid=eohhs2modulechunk&l=4&l0=home&l1=provider&l2=guida nce+for+businesses&l3=food+safety&sid=eeohhs2&b=terminalcontent&f=dph_environment al_foodsafety_p_red_tide&csid=eeohhs2

Red Tide Organismy: Alexandrium spp. Gymnodinium catenatum Pyrodinium bahamense var. compressum

Red Tide Důsledky: V ekosystému: akumulace toxinů v různých úrovních potravních řetězce, vymírání měkkýšů, ryb, savců Pro člověka: přímá konzumace měkkýšů může způsobit smrt přítomnost neurotoxinů ve vysokých dávkách Pro ekonomiku: USA zaplatí každoročně 50 mil. dolarů za problémy způsobené HABs hlavním komponentem je zdravotnictví a rybářství Pyrodinium bahamense je zodpovědné za 100 úmrtí a více než 2000 vážných onemocnění lidí ročně

White Water Emiliana huxley (Chromophyta, Coccolithophoridales) Důležité v koloběhu vápníku Přemnožení vytváří bílé povlaky na hladině oceánu

http://www.sbg.ac.at/ipk/avstudio/pierofun/ct/caulerpa.htm Killer Algae Caulerpa taxifolia Litorál moří, do hloubky 100 m Zelené řasy (Chlorophyta), Briopsidales Ovlivnění původních stanovišť a flóry Porůstání všech substrátů Ničení mikrohabitatů Snižování density a diversity bezobratlých, ryb i flóry (i Posidonia oceanica a Cymodocea nodosa) Toxin caulerpin Poprvé ve Středozemním moři objevena 1988 v akváriu Oceánografického muzea v Monaku

Killer Algae Caulerpa taxifolia

Killer Algae Caulerpa taxifolia Efekt na původní flóru přerůstání a kompetice o živiny Efekt na původní faunu redukce density i diversity bezobratlých

Závěr Šíření invazních řas většinou negativní důsledky zdraví, místní i globální ekosystém Změny globálního klimatu zvýšení teploty, změna stratifikace oceánů, změna směru oceánických proudů, acidifikace Globální změny však ne vždy strůjcem změn viz případ Cylindrospermopsis

Použitá literatura Amsler, C. D. (2009): Algal Chemical Ecology. Springer. Gross, E. M. (2003): Allelopathy of aquatic autotrophs. Critical Reviewes in Plant Science 22, 313-339. Granéli, E. et Turner, J. T. (2007): Ecology of Harmful Algae. Springer. Hallegraeff, G. M. (2010): Ocean Climate Change, Phytoplankton Community Responses, and Harmful Algal Blooms: a Formidable Predictive Challenge. J. Phycol., 46: 220-235. Kankaanpää, H., Vuorinen, P. J., Sipiä, V. et Keinänen, M. (2002): Acute effects and bioaccumulation of nodularin in sea trout (Salmo trutta m. trutta L.) exposed orally to Nodularia spumigena under laboratory conditions. Aquat. Toxicol. 61:155-168. Briand, J. F., Leboulanger, C., Humbert, J. F., Bernard, C. et Dufour, P. (2004): Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) invasion at mid-latitudes: selection, wide physiological tolerance, or global warming? J. Phycol. 40: 231-238. Padisak, J. (1997): Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszyn ska) Seenayya et Subba Raju, an expanding, highly adaptive cyanobacterium: worldwide distribution and review of its ecology. Arch. Hydrobiol. Suppl. 107:563 593. Gugger M., Molica, R., Le Berre, B., Dufour, P., Bernadr, C. et Humbert. J. F. (2005): Genetic diversity of Cylindropsemopsis Strains (Cyanobacteria) isolated from four continents. Appl. and Environ. Microbiol. 72(2): 1097-1100.

Děkuji za pozornost!!! Otázky???