MĚLKÁ TROPICKÁ MOŘE Typy korálových útesů NÁPLŇ TÉTO LEKCE Specifika + abiotické parametry Světové rozšíření daného biotopu Adaptace potřebné pro život organizmů Ekologický význam daného biotopu primární produkce, útočiště pro živočichy Ing. Miloslav Petrtýl Ph.D. E mail: petrtyl@af.czu.cz Info web: home.czu.cz/petrtyl/ Katedra zoologie a rybářství ČZU v Praze Ukázka typických organismů, kteří jsou součástí tohoto biotopu Jedná se o jeden z nejdiverzifikovanějších ekosystémů. Zabírají 0.1% plochy oceánu hostí 25% mořských druhů Klasický suchozemský ekosystém: Velká biomasa producentů x malá biomasa konzumentů x predátorů Tropický korálový útes Velká diverzita a biomasa konzumentů x velmi málo producentů (rostlin) Růst korálů je (většinou!!) omezen na hloubky do 25-30 metrů Jeden z nejvýznamnějších a nejrozšířenějších ekosystémů světa ¼ druhového bohatství oceánů Většina biomasy bezobratlých se živý planktonem Tropická moře jsou ale známá svou průhledností dík absenci planktonu Kdo je tedy zodpovědný za všechnu primární produkci na útesu? "Darwin's paradox produkce 5 10 gc/m 2 /den Důležitým limitním faktorem (zdrojem) v mělkých tropických mořích je přítomnost a distribuce tvrdého podkladu Většina rostlinných a živočišných organismů, které žijí přisedlé ke dnu je lépe poutáno k pevnému podkladu než na dno z jemných sedimentů. I z tohoto pohledu májí svou nezastupitelnou roli korálové útesy Tvoří platformu a životní prostor, který umožňuje koexistenci širokého spektra organismů. Koráli zahrnují cca 6000 druhů, dělí se na tzv. tvrdé a měkké. Korálový útes tvoří převážně zástupci třídy korálnatci (Anthozoa), jež patří mezi žahavce (Cnidaria). Většina korálů žijících na útesu patří mezi tzv. tvrdé koráli, které se skládají z polypů jež se sdružují do kolonií a jež produkují pevnou vápenitou kostru. Většinu stavebních prací zajišťují koráli skupiny Hexacoralia. 1
HEXACORALIA ŠESTIČETNÍ MORFOTYPY KORÁLŮ Podtřída zahrnující přes 4000 druhů korálnatců Šestičlenná symetrie těla polypů s jednou řadou ramen Monofyletický původ skupiny (společný předek pro všechny) Patří sem (mimo jiné): SASANKY (Actiniaria) měkký, převážně větší samostatný polyp. TVRDÉ KORÁLI (Scleractinia) kolonie malých polypů, které jsou schopné vylučovat vápenitou schránku vlastní základ korálového útesu. Většina jednotlivých polypů tvrdých korálů má velikost 1 3mm Materiál útesu se označuje jako koralit, jedná se o sekret epidermis Různé druhy korálů produkují různé morfo typy Sloupcovitý Větevnatý Listovitý kulovitý Actinostola chilensis Tvrdý korál GLOBÁLNÍ DISTRIBUCE KORÁLOVÝCH ÚTESŮ ROZŠÍŘENÍ KORÁLOVÝCH ÚTESŮ 20 C isoterma s jasným snížením teploty díky vzestupným proudům u západních Pobřeží Jižní Ameriky a Afriky. Většina korálů žije tomto rozpětí. GOOGLE EARTH UKÁZKA Oceánografie Thurman a Trujillo (2005) TYPY KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Lemový útes Bariérový útes Oceánografie Thurman a Trujillo (2005) Atol 2
VZNIK ATOLU KRUHOVÝ BIOLOGIE KORÁLNATCŮ Zpět k Darwinovu paradoxu Jak přežít v prostředí chudém na potravu? SYMBIÓZA KORÁLNATCŮ A OBRNĚNEK mixotrofní výživa Rod Symbiodinium označovaný též jako Zooxanthellae Korál řase poskytuje CO2 a dusík (jakožto své odpadní látky) Endosymbiont předává svému hostiteli 50 95% fotosyntetických produktů, které tvoří převážně cukry NA TOM JE POSTAVENA ÚŽIVNOST ÚTESŮ BIOLOGIE KORÁLNATCŮ Většinou do hloubky 50m nezbytná dostupnost světla (pro řasy) Většinou optimální teplota 26 27 C Proudící voda bez sedimentu s normální slaností NEJSOU poblíž ústí řek Hermatypický vs. Ahermatypický korál (ne/přítomnost symbiontů) Hlubokomořské koráli relativně nové objevy, zatím nemnoho informací Dojde li ke zhoršení podmínek Řasy korál opustí Dojde k jeho vybělení a smrti Současný problém s rostoucí t BIOLOGIE KORÁLNATCŮ BĚLENÍ KORÁLŮ Stáří kolonií tisíce až desetitisíce let Citlivost korálů na teplotu Bělení korálů=odumírání symbiotických řas REPRODUKCE KORÁLNATCŮ Rozmnožování pohlavní i nepohlavní U žahavců se střídá pohlavní a nepohlavní množení METAGENEZE Metageneze zahrnuje fázi polypa a fázi medúzy a střídání vzniku pohlavních buněk a polypového pučení. Korálnatci mají metagenezi potlačenou a nedochází u nich k fázi medúzy. Vývoj je přes plovoucí larvu planulu Larva planula 3
REPRODUKCE KORÁLNATCŮ Pohlavně gonochoristé i hermafroditi synchronizované noční vypouštění vajíček a spermií v obrovském množství dny jsou druhově specifické. Výsledkem pohlavního mn. je pohyblivá planktonní larva planula, nechává se unášet proudy u hladiny několik dnů až týdnů. Nepohlavní mn. zahrnuje pučení, kdy dojde k odštěpení dceřiného polypa a k jeho dalšímu samostatnému růstu. Toho lze využívat při umělé obnově korálových útesů odnože a řízkování jako u rostlin. OBNOVA KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Zakládání korálových školek a možnosti řízkování Vysazování předchovaných korálů na pevný podklad EKOSYSTÉMOVÉ SLUŽBY ÚTESŮ ¼ biodiverzity vodního prostředí Vysoká primární produkce v prostředí chudém na živiny MĚKKÉ KORÁLI VIDEO Ochrana pobřeží před přírodními živly (vlnobití, tsunami, hurikány,..) Ekoturistika, potápění, relaxace Obchod s ornamentálními organismy mořská akvária Rybolov a zdroj potravy pro člověka NEVYČÍSLITELNÁ EKONOMICKÁ HODNOTA!! HLUBINNÉ KORÁLOVÉ ÚTESY Poslední dobou jsou objevovány korálové útesy ve velkých hloubkách s teplotami 4 C a minimem světla. ORGANISMY KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Filtrátořia planktonožravci Bentičtí detritovoři Ožírači korálů Drobní predátoři Velcí predátoři Zdravotní služba Jako v každém jiném biotopu se zde vyskytují různé typy ekologických vazeb: Symbióza korál:řasy, medúza:řasy, hlaváč:krevetka, klaun:sasanka Mutualizmus čističi : klienti Parazitizmus široká škála endo a exoparazitů Predace požírání ostatních vyšších organismů Zdroj:Tauna Rankin, NOAA (map); Ocean Biogeographic Information System (OBIS), February 9, 2011 4
FILTRÁTOŘI A PLANKTONOŽRAVCI Ostatní žahavci Vyskytuje se zde větší množství sasanek. Houby dorůstající do velikosti několika m a stáří několika set let. Houby jsou další klíčový prvek z hlediska toku energie filtrují až 60% fytoplanktonu z vodního sloupce a živiny postupují útesu (2 m 2000 let). Mlži zévy různých velikostí a barev, částečně symbióza a filtrování. OBŘÍ HOUBY VIDEO MEDŮZY NA PALAU VIDEO BENTIČTÍ DETRITOVOŘI Ostnokožci Korýši Měkkýši Pojídání drobných organických partikulí případně lov drobné kořisti úklid organických zbytků ze dna POŽÍRAČI KORÁLŮ Ostnokožci hvězdice trnová koruna (Acanthaster planci) Korýši Měkkýši Ryby papouščí ryba (Scaridae), čtverzubci, Primárním cílem je často symbiontická řasa korál má jen smůlu BIOEROZE vznik korálového písku, dlouhodobá činnost ryb sumýš Krevetka harlekýn Nahožábrýplž zuby papouščí ryby Hvězdice rodu Acanthaster 5
DROBNÍ PREDÁTOŘI Ostnokožci, korýši, měkkýši, obratlovci dna VĚTŠÍ PREDÁTOŘI Převážně rybovití obratlovci Kranasi, barakudy, velké druhy kaniců, VĚTŠÍ PREDÁTOŘI VIDEO KLAUNI A SASANKY NASÁVÁNÍ POTRAVY VIDEO Klauni kolem 30 druhů podčeledi Amphiprioninae (č. Pomacentridae) Symbióza se sasankou (nedochází k požahání klaunů) Celoživotní páry monogamie Protandrie hermafroditismus samice + hlavní samec + zásobní samci v kolonii. Uhyne li samice změní se hlavní samec v samici. Parentální péče NASÁVÁNÍ POTRAVY 2 VIDEO Nemo = klaun očkatý (Amphiprion ocellaris) POMCI Ryby čeledi Pomacanthidae, cca 90 druhů Výrazný preoperkulární trn na spodní straně skřelí Výrazná barevná změna při dospívání (juvenil vs. adult) Protogynie hermafroditismus (rodí se jako samice v průběhu života změna na samce) KLAUNI V SASANCE VIDEO Pomec královský (Pygoplites diacanthus) 6
JE NUTNÉ BÝT VELKÝ? VĚRNÉ KLIPKY Klauni ze samce samice Pyskouni ze samice samec Ryby rodu Chaetodon, cca 90 druhů Celoživotní monogamie Proto často viděny ve stálých párech Klipka pološkrabošková (Chaetodon semilarvatus) PISTOLNÍCI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Pistol shrimp (ukázka video) Asymetrická klepeta větší slouží jako sonická zbraň Obrovská rychlost sklapnutí klepítka Vznik vakuové bublinky Sonická tlaková vlna kterou omráčí kořist či zažene vetřelce STRAŠEK UCHVATITEL VIDEO STRAŠEK KOPÁČ VIDEO Manta shrimp strašek (ukázka video, sbírky) kopací končetiny + uchvacovací končetiny Nejsilnější kop v živočišné říši KREVETKA PISTOLNÍK VIDEO SKRYTÉ HROZBY Predátoři ze zálohy Množství predátorů se stává neviditelnými díky maskování a často útočí ze zálohy, pokud se kořist dostatečně přiblíží. Častá je jedovatost těchto druhů možné riziko pro člověka ZDRAVOTNÍCI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ Čističi https://www.youtube.com/watch?v=toa8y95khk8 Drobné krevetky či drobné rybky, které se specializují na požírání exoparazitů z těl ostatních organismů většina ryb je nebere jako potravu, ale jako službu. Odklízeči Žraloci v podobě vrcholových predátorů plošně limitují ostatní střední predátory (čímž udržují rovnováhu a vysokou diverzitu) a odstraňují slabé a nemocné jedince. Stonefish Synanceia JEDOVÉ ŽLÁZY VIDEO 7
MIMIKRY PODVODNÍCI SYMBIÓZA PARTNERSTVÍ Mimo společně obývanou noru se krevetka permanentně dotýká rybky anténou Tím se udržují v kontaktu a v případě nebezpečí ryba signalizuje útěk Pysknoun čistič (Labroides) cleaner wrasse Jeho napodobitel hlaváč (Aspidontus taeniatus) false cleanerfish Tzv. Batesiánské mimikry sníží riziko predace, oždibuje své klienty Hlaváč Amblyeleotris yanoi s krevetkou Alpheus randalli https://www.youtube.com/watch?v=_4drbzcbney ZNÁMÉ FIRMY OTÁZKY K TÉTO LEKCI 1) Sapín 2) Klipka 3) Bodlok 4) Ostenec 5) Papuščíryba 6) Slizoun 7) Hlaváč 8) Perutýn, ropušnice, rozedranec Viz opakování obecné zoologie taxonomická, anatomická a fyziologická specifika žahavců korálnatců. Vymezení popisovaných biotypů Světové rozšíření popisovaných biotypů Ekologický význam Význam pro člověka Typické druhy organismů jejich vzájemné vazby jejich přizpůsobení pro daný biotop (ekologicky, anatomicky, ) 9) Muréna 10) Barakuda 11) kanic ZAJÍMAVÉ ODKAZY ZDROJE POUŽITÉ LITERATURY GOOGLE STREET VIEW POUŽITÝ NA DOKUMENTACI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ http://globalreefrecord.org/ Podvodní výzkumná laboratoř projekt AQUARIUS (Florida Keys) Od roku 1993 v hloubce 18 metrů https://www.youtube.com/watch?v=gj6frb_mhzq Garrison, T. (2009). Essentials of oceanography. Fifth edition. ISBN 13: 978 0 495 55531 5 Mojetta, A. 2005. Středozemní moře. Svojtka &Co., s.r.o., ISBN 80 7352 250 0 Thurman, H. V., Trujillo, A. P., Abel 2002. Oceánografie. Prentice Hall. ISBN 80 2510 353 6 8