wz

Biologie moří a oceánů


Návrat na hlavní stránku

Obsah

  1. Životní prostor oceánu
  2. Základní členění mořského ekosystému
  3. Biologická produkce a toky energie
  4. Studijní materiály
  5. Kontrolní otázky
  6. Doporučená studijní literatura
  7. Odkazy na další zdroje

Životní prostor oceánu

Objem životního prostoru Světového oceánu je asi 300 krát větší nežli objem životního prostředí souše, neboť život je v něm rozšířen od hladiny až po dno. Existenční podmínky mořského ekosystému jsou určovány světlem, salinitou, hustotou a teplotou vody, obsahem rozpuštěných látek a plynů. Jejich množství a vlastnostem (hodnotám) se přizpůsobuje jak stavba těla živočichů, tak i jejich ekologicko-zoologické vlastnosti a schopnosti.

Sluneční světlo pronikající pod hladinu, je nezbytným (až na hlubokomořské vývěry) předpokladem nejen pro existenci rostlin v mořské vodě, ale určuje i existenci mnoha živočichů. Vazba mezi ním a životem je přímá i zpětná. Množství světla ubývá od hladiny s hloubkou velmi rychle.  Dochází k odrazu od vodní hladiny, adsorpci a rozptylu světla. Při vysoké poloze Slunce je i v modrých mořích (mořské pustiny) v hloubce 10 metrů pouze 25 %, v hloubce 40 metrů jen 2 % a v hloubce přes 100 metrů jen 0,5 % množství světla dopadajícího na hladinu.  kromě úbytku světelných kvant dochází při průniku vodními vrstvami též ke změnám kvalitativním, poněvadž barevné složky slunečního světla jsou rozličně adsorbovány. Světlo o kratší vlnové délce (modré a zelené) proniká hlouběji nežli světlo o delší vlnové délce (červené), na tuto skutečnost reagují některé řasy chromatickou adaptací (komplementárním zabarvením).

Světlo ve vodě podmiňuje a ovlivňuje fotosyntézu a dýchání vodních rostlin, a to znamená produkci velkého množství kyslíku, který může přecházet do atmosféry. V určitém bodu vodního sloupce, v němž se při úbytku světla vyrovnává intenzita fotosyntézy a dýchání rostlin, dochází  ke kompenzaci obou procesů. Tento bod se označuje jako kompenzační bod a znamená to, že množství energie inkorporované rostlinami fotosyntetickou činností ve světlé části dne je vydáno jejich dýcháním během noci, takže výsledný efekt fotosyntetické činnosti a přírůstek produkce organické hmoty je nulový.

Ve vodních vrstvách nad uvedeným bodem dochází k produkci organické hmoty z minerálních látek obsažených ve vodě a ze světelné energie. Tato zóna se označuje jako zóna eufotická a z produkčního hlediska jako vrstva trofogenní. Pod ní v hloubce převládá rozkládání organické hmoty za současné spotřeby kyslíku. Zóna s nedostatkem světla se označuje jako afotická nebo trofolytická. Hranice mezi eufotickou a a afotickou vrstvou leží v hloubce 80 - 100 metrů. Přechodná zóna mezi oběma s omezeným počtem druhů rostlin,které jsou přizpůsobeny i malému množství přítomného světla, se označuje jako disfotická.

Pro celkovou stabilizaci salinity vod Světového oceánu se vytvořila u většiny mořských organismů těsná vazba na tuto vlastnost vody, většina mořských živočichů je v osmotické rovnováze s vnějším prostředím. Většina organismů snáší  jen malé výkyvy salinity. Označují se jako organismy stenohalinní. Ty, které mají schopnost přežít i velké změny salinity, jsou euryhalinní (žijící v blízkosti pevnin, ve vnitřních mořích). Organismy schopné vyrovnávat změny salinity osmotickými změnami a složením tělních tekutin, se označují jako organismy poikiloosmotické. Organismy schopné stabilizovat své tělní tekutiny i při změnách salinity mořské vody se označují jako homoiosmotické.

Základní členění mořského ekosystému

Podle vlastností životního prostředí a podmínek existence organismů v něm je možno prostory oceánů rozdělit na dvě základní oblasti:

  1. pelagická zahrnuje celý vodní objem světového oceánu, v němž se organismy vznášejí nebo plavou,

  2. bentická představuje dno, na němž žijí organismy buď trvale přisedlé, pohyblivé, nebo zahrabány v sedimentech.

Obě se dále dělí na neritickou a oceánskou zónu. Neritická zóna je mělká příbřežní část (nad pevninským šelfem) s intenzívním pohybem a výměnou vody, často i s rychlými změnami chemismu vody. Je bohatší na živiny nežli voda otevřených oceánů a moří. Vyniká zpravidla vysokou organickou produktivností pro stálý přínos živin z pevniny i z volného oceánu. Dostatečný přísun slunečního záření umožňuje existenci bohaté vegetace jak ve volné přírodě, tak i na dně (eufotická zóna). Tím je umožněna vysoká fotosyntetická aktivita v celé zóně. Velká produkce organické hmoty umožňuje i bohatý rozvoj jejich konzumentů, tj. živočichů. Ti jsou početní nejen svým množstvím, ale i druhovou pestrostí. Není zde nedostatek kyslíku, odčerpávaného dýchací činností živočichů a baktériemi, neboť je nahrazován a doplňován vysokou fotosyntetickou aktivitou rostlin, difúzí z ovzduší, podporovanou intenzívní cirkulací a konvekcí.

Na otevřeném moři se podmínky mění s hloubkou a proto se tato část dělí na tři, resp. čtyři vertikální zóny: epipelagickou, batypelagickou (svrchní a spodní), bentickou.

  1. Epipelagická zóna (epipelagiál) je vrstva od hladiny asi do 200 metrů.  Horní polovina má dostatek světla pro fotosyntézu, poblíž dolní hranice epipelagiálu dochází už k výraznému poklesu obsahu rozpuštěného kyslíku, jelikož zde již nežijí žádné planktonní řasy produkující kyslík, a naopak je kyslík spotřebováván bakteriemi na rozklad odumřelé organické hmoty, která propadá touto vrstvou.

  2. Svrchní batypelagická zóna (mezopelagiál) je v hloubkách od 200 do 1 000 metrů. Do této vrstvy proniká již jen nepatrné množství  záření. V její svrchní části se nacházejí vrstvy vody s maximální koncentrací dusičnanů a fosforečnanů, ale jen s minimem kyslíku - vyskytuje se zde vrstva kyslíkového minima. Zóna je osídlena konzumenty, živícími se tím, co propadlo ze svrchní vrstvy a požírajícími se navzájem.

  3. Spodní batypelagická zóna (batypelagiál) je v hloubkách pod 1 000 metrů do 4 000 metrů, je bez světla, vyjma bioluminiscence. Osídlení živočichy je chudé na ti jsou vysoce specializováni a přizpůsobeni na extrémní podmínky tmy, chladu, vysokého tlaku, nedostatku kyslíku a na trvalý nedostatek potravy.

  4. Bentická oblast se člení na litorální a hlubinnou zónu. Litorální zaujímá část pobřeží mezi úrovní hladiny za odlivu a přílivu, kterou osídluje specifické společenstvo organismů, snášejících i dočasný pobyt na souši se všemi důsledky na životní prostředí. Hlubinná zóna se rozprostírá od spodní hranice kontinentálního šelfu až po největší hloubky dna. Dělí se na tři části: batyál, abysál, hadál. Batyální zóna pokrývá hloubky mezi 200 a 4 000 metrů a zhruba odpovídá kontinentálnímu svahu. Abysální zóna se rozprostírá mezi 4 000 a 6 000 metrů, zahrnuje většinu dna oceánů a zabírá přes 80 % veškerého bentického prostředí v mořích. Ploché dno abysálu je pokryto měkkými oceánskými sedimenty, zvláště  hlubokomořským jílem. Zóna hadálu sahá pod 6 000 metrů a zahrnuje pouze hlubokomořské příkopy podél okrajů kontinentů, obývané živočichy s unikátními znaky a adaptovanými pro své extrémní prostředí.

Organismy obývající pelagickou oblast oceánů se dělí podle schopnosti aktivního pohybu na plankton a nekton.  Plankton tvoří živočišné organismy a rostliny vznášející se ve vodě více či méně pasívně a pokud mají schopnost pohybu, nestačí jejich síly k překonání proudění nebo větší vzdálenosti. Udržují se ve svrchní vrstvě vody, kde je dostatek světla, kyslíku a živin. Některé druhy planktonu z živočišné říše jsou přizpůsobeny i pro život ve větších hloubkách.

K nektonu se řadí živočichové se schopností aktivního pohybu a k překonání proudění i značných vzdáleností. Náleží k nim především ryby a ostatní mořští obratlovci, z bezobratlých hlavonožci. Organismy bentické oblasti jsou zastoupeny druhy rostlin, přirostlých nebo zakořeněných na pevném podkladu dna, a živočichy pevně přisedlými, volně pohyblivými, vrtajícími nebo hrabajícími na dně. Souhrnně se označují jako bentos.

Biologická produkce a toky energie

Organickou hmotu produkují fotosyntetické organismy, které zachycují oxid uhličitý a v procesu fotosyntézy jej přeměňují na organické látky. Jejich schopnost zachytit světelnou energii a vytvářet organické látky je základem výživy téměř všech ostatních organismů v mořích (s výjimkou některých hlubokomořských společenstev například v okolí hydrotermálních vývěrů, kde podobnou roli hraje bakteriální chemosyntéza). Producenti jsou také základnou potravních sítí v oceánu. Hlavními primárními producenty v mořském prostředí jsou řasy a sinice, především mikroskopické, které produkují většinu organické hmoty, která je potravou pro ostatní společenstva.

Mikroskopické řasy a sinice se vyskytují ve sluncem prozářené povrchové vrstvě moří a oceánů a tvoří dohromady produktivní složku pelagického společenstva - fytoplankton. V naprosté tmě hlubokomořského prostředí, kam neproniká sluneční záření, žijí jednobuněčné organismy podobné baktériím, které oxidují sirovodík nebo metan, a tím získávají energii pro syntézu potravy. tato chemosyntéza následně umožňuje na některých místech život řadě nezvykle velkých hlubokomořských živočichů.

Primární produkce může být definována jako množství anorganického uhlíku zabudovaného organismy do organických látek v procesech, které využívají buď energie slunečního záření (fotosyntéza) nebo jiných chemických reakcí (chemosyntéza - její podíl na primární produkci je však zanedbatelný). Energie asimilovaná fytoplanktonem a organická hmota vytvořená jeho fotosyntetickou činností jsou k dispozici  dalším článkům produkčního řetězce, tj. konzumentům prvého řádu. Jsou to býložravci (herbivoři), živící se čerstvou nebo odumírající rostlinnou hmotou. Ti jsou opět potravou konzumentů druhého řádu čili masožravcům (karnivorů). Tento řetězec může pokračovat dále ve statnějších masožravcích, kteří tvoří v potravním řetězci  Světového oceánu konečný cíl čili terminální článek produkčního řetězce. Býložravci se označují souhrnným pojmem sekundární producenti a jimi vytvořená organická hmota jako sekundární produkce. Organická hmota vytvořená masožravci je produkce terciární. Pokud jde o produktivnost a efektivnost potravních řetězců, je kratší řetězec produktivnější a efektivnější nežli delší, u něhož nastávají větší energetické ztráty (na pohyb). Ve výnosu produktu užitečného pro člověka je nejefektivnější tříčlánkový potravní řetězec (např. fytoplankton - zooplankton - sleď).

Studijní materiály

Kontrolní otázky

  1. Popište hlavní složky mořského ekosystému.
  2. Charakterizujte klíčové faktory mořského prostředí, které limitují fotosyntézu.
  3. Vysvětlete příčiny v odlišnosti produktivity moří polárních, tropických a moří mírných šířek.
  4. Jak se liší potravní řetězec a potravní síť?

Doporučená studijní literatura

Byatt, A., Fothergill, A., Holmes, M.: Modrá Planeta. Přírodopis oceánů. Knižní klub, Praha 2002.
Pernetta, J.: Philip´s Guide to the Oceans. Philip´s, London 2004
Stow, D.: Encyclopedia of the Oceans. Oxford University Press, Oxford 2004
Thurman, H. V. ,Trujillo, A.P.: Oceánografie. Tajemný svět moří a oceánů.  Computer Press, Praha 2005.

 

Odkazy na další zdroje


Návrat na hlavní stránku

Nahoru