Predavanja iz ekologije životinja (nastavak 4. predavanja)

EDAFSKI ČIMBENICIEDAFSKI ČIMBENICI

prof. dr.sc. Stjepan Krčmar &doc.dr.sc. Davorka K. HackenbergerDodani novi sadržaji 20.12.2014.

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u OsijekuOdjel za BiologijuCara Hadrijana 8/A, 31000 Osijekwww.biologija.unios.hr

Edafski čimbenici – fizička i kemijska svojstva tla, te klimatski čimbenici na

površini i unutrašnjosti tla (temperatura, vlažnost, svijetlost).

Tlo – čvrsti, tekući, plinoviti dio.

Čvrsti dio: mineralne tvari (grubi pijesak, fini pijesak, prah, glina) i organske tvari (humus).

Tekući dio: voda s koloidnim česticama, otopljene soli (bikarbonati,sulfati, kloridi,nitrati, silikati kalcija, magnezija, kalija, natrija, željeza). Plinoviti dio: zrak zasićen vodenom parom, i bogat s CO2.

Tlo je dinamički pojam: nastaje raspadanjem stijena kao primarnog geološkog materijala kao rezultat fizičko–kemijskih promjena nastaje organska komponenta tla kroz proces humifikacije.

Profil tla bukove šume, A00, A0, A1, A2 gornji sloj; B srednji sloj; C donji sloj. (Stanković 1961).

Tlo: a) gornji sloj - površinski sloj – šumska prostirka (proces humifikacije) - sloj humusa i mineralnih tvari - eluvijalni sloj. b) srednji sloj - iluvijalni sloj – nagomilavanje materijala iz gornjih slojeva. c) donji sloj – mrtvica – neizmijenjena geološka podloga.

Fizička svojstva tla: mehanički sastav i kompaktnost od velikog je značaja za životinjske vrste koje žive na površini ili u unutrašnjosti tla.

- pjeskovita tla (pustinje, dine) – prilagodbe životinja sastoje se u povećavanju površine oslonca stopala (rožnate pločice, hitinske dlačice, rožnate čekinje)

- rastresita pjeskovita tla – omogućuju životinjama ukopavanje ispod površine tla

- tvrda glinovita tla (tropska područja) - omogućuju lako kretanje kopitarima

- čvrsta stjenovita tla –onemogućuju život životinjskim vrstama u svojoj unutrašnjosti već samo na površini

- normalno rastresito tlo – naseljeno je velikim brojem životinjskih vrsta u svojoj unutrašnjosti i gradi jedan poseban životni kompleks

Temperatura, vlažnost, kemijska svojstva tla: zagrijavanje i hlađenje tla, njegove površine ili unutrašnjosti ovisi o klimatskom području, prirodi tla, mehaničkom sastavu, boji i vlažnosti.

a) zagrijavanje i hlađenje tla • variranja površinske temperature tla najveća su u pustinjskim područjima pustinja Tjan Šan (Azija-Kazahstan/Kirgistan) 43°C danju, -9°C noću (razlika 52°C) • na dubini od 80 cm dnevna variranja temperature nestaju • toplinska provodljivost tala: stjenovita>pjeskovita> tresetna • vlažna tla bolje provode toplinu, ali se slabije zagrijavaju

• tla s manjom toplinskom provodljivošću noću se više hlade • životinje vertikalno migriraju u tlo, razlikujemo dnevne i sezonske migracije.

- ose iz roda Bembex, love plijen pri temperaturi od 25 do 44 C, pri višoj temperaturi povlače se u tlo, većina kukaca ne može izdržati temperature preko 50 C do kojih se površina pijeska zagrijava danju.

b) vlažnost tla ovisi o klimatskim čimbenicima, vodenom kapacitetu, mehaničkom sastavu, i od poroznosti. Voda se u tlu pojavljuje kao:

• gravitacijska voda, potječe od vodenih taloga • kapilarna voda, dostupna biljkama • higroskopska voda, voda vezana za koloidne čestice • vodena para, prisutna u zraku tla • na životinje posredno djeluje preko vegetacije, a neposredno

gravitacijska voda u sezoni kiša uzrokuje pomor glodavaca, kukuljica kukaca zbog nedostatka kisika, porasta CO2, pad pH tla

• raspored tala je klimatski uvjetovan, te razlikujemo slijedeće najvažnije tipove tala:a) podzoli su tla humidnih i perhumidnih područja umjereno tople ili umjereno hladne klime s malo hranjivih tvarib) crvenice su tla mediteranske i submediteranske klime crvenkaste do crvenkastosmeđe boje. Crvenice su glinaste do ilovaste građe, neutralne do slabo kisele reakcije c) submediteranska smeđa tla su smeđe boje nalaze se u području vlažnije i hladnije submediteranske klimed) rendzine su isprane, humusno-karbonatne crnice male dubine, relativno su to suha tla, neutralna do slabo lužnatae) smeđa i žućkastosiva mineralno-karbonatna tla većinom su u kontinentalnom području. Najveći dio tih tala je pod vinogradima i poljoprivrednim kulturama (Šegulja & Hršak, 1988).

KEMIJSKI ČIMBENICI KEMIJSKI ČIMBENICI (Kemijska svojstva okoliša) (Kemijska svojstva okoliša)

Stalna je razmjena tvari i energije između organizma i okoliša. Kemijska svojstva atmosfere: N (78,08%), O2 (20,94%), ostali plinovi (0,93%) - dušik – nitrati, nitriti, amonijak - kisik – disanje aerobnih organizama - anaerobni organizmi (bakterije, parazitske životinje) - porast nadmorske visine uzrokuje opadanje parcijalnog tlaka O2 a to je povezano sa siromaštvom faune - smanjuje se intenzitet metabolizma - povećava se količina hemoglobina i broja eritrocita - ozon – apsorbira UV zrake od 280-320 nm - CO2 – u atmosferi iznosi 0,03 % (fotosinteza) - izvori atmosferskog CO2 su vulkanske erupcije, organske oksidacije (disanja), razlaganje uginule organske tvari - 1 do 3% CO2 u krvi homoioterma nadražuje centre disanja.

Kemijska svojstva vodenog okoliša : - voda je univerzalno otapalo - otopljene soli: razlika između slatkih i slanih voda - morska voda: Na+>Mg2+>Ca2+>K+, odnosno Cl->SO4

2->CO32-

- slatka voda: Ca2+>Mg2+>Na+>K+, odnosno CO32->Cl->SO4

2-

- slana voda ~ 35g soli na 1 litru vode (~35‰) - morska voda: kalcij u obliku sulfata - slatka voda: kalcij u obliku karbonata - meke vode: CaCO3 ispod 20 mg/l - tvrde vode: CaCO3 iznad 20 mg/l - slanost kao ograničavajući čimbenik (Mrtvo more, 37,5g/l) - soli fosfora i dušika su ograničavajući čimbenici organske produkcije u morima i kopnenim vodama.

- onečišćenje - slatke vode (prema količini organske tvari):

- polisaprobne – zagađene vode (nastanjuju vrste roda Vorticella-trepetljikaši,Tubificidae-glibnjače, ličinka E. tenax) - mezosaprobne –Sphaerium-školjkaši, Lymnaea-puževi - oligosaprobne – ličinke tulara Trichoptera, i obalčara Plecoptera (Kerovec 1988).

Otopljeni plinovi: Temperatura °C

Slatka voda O2 cm3/l

Morska voda O2 cm3/l

0 10.3 8.0

15 7.2 5.8

30 5.6 4.5

1 litra atmosferskog zraka sadrži 210 cm3 O2 u vodi ga ima 25 puta manje. Izvori O2 za prirodne vode su atmosfera i fotosintetička aktivnost vodenih biljaka. Količina O2 u vodi jako varira. Crno more: ispod 200 m, sve do 2200 m nema O2 već samo H2S. Kaspijsko jezero: ispod 500 m nema O2. Ribe iz porodice Salmonidae žive u vodi s O2 iznad 7cm3/l, šaran u vodi s O2 od 0,5cm3/l.

CO2 u vodi zastupljen je s 47 cm3/ l; 150 puta više od atmosfere. Ocean glavni rezervoar CO2. CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3

- → 2H+ + CO32-

slobodnog CO2 morska voda ima 0,5 cm3/l na 0°C do 0,2 cm3/l na 24°C.

Ravnotežni sustav: CO2 ↔ bikarbonati ↔ karbonati određuju kemijsko stanje prirodnih voda, regulira pH.

Morska voda i tvrde slatke vode pH > 7. Kopnene vode s malo vezanog CO2 kisele pH < 7. Razlike u CO2 u vodama utječu na ponašanje životinja posebno na

orijentaciju riba prilikom kretanja (anadromne vrste) Kopnene vode su manje konstantni životni okoliš nego more. Na osnovi brzine strujanja vode kopnene vode dijelimo: a) stajaće kopnene vode: lokve, močvare, bare i jezera b) tekućice: izvori, potoci, rijeke Tekućice osciliraju u količini vode (suša ili velika količina padalina).

Slatka voda je hipotonična u odnosu na koncentraciju tjelesnih tekućina vodenih organizama te je omogućen prodor vode u njihovo tijelo (osmoza).

Dušični ostaci su u obliku amonijaka kod vodenih organizama, (Ricklefs & Miller 2000).

Dušični ostaci su u obliku mokraćevine i mokraćne kiseline kod kopnenih organizama, (Ricklefs & Miller 2000).

Voda je primarni biotop za većinu životinja. Hidrobionti – trajno žive u ili na vodi. Higrobionti – žive na staništima s puno vlage i s jakim

prozračivanjem vode. Pri temperaturi od 0°C do 50°C odvijaju se svi životni procesi. Npr. skuša: razvoj jaja na 10°C traje 207 sati, na 21°C 50 sati jaja pastrve razvijaju se na 1 do 4°C, žabe na 22°C Voda se najsporije grije i hladi. Zbog toga je značajan klimatski

čimbenik.

Prilagodbe na život u slatkoj vodi

Tekućice: izvori, potoci i rijeke Brzina vode u tekućici je od 0.6 do 3.5 m/s, ovisi o nagibu korita,

propusnosti korita, količini vode. Najveća brzina vode je u gornjim tokovima gdje je kamenito ili valutičasto dno, srednje tokove karakterizira šljunkovito dno, donje tokove muljevito dno s puno detritusa.

Tekućice nemaju vertikalnu stratifikaciju temperature, otopljenog kisika, ugljik dioksida već postoji uzdužni gradijent, zimi od izvora prema ušću temperatura vode opada, a ljeti raste.

U tekućicama nema pravih planktonskih zajednica već seston – organizmi s dna ili obraštaja sa suspendiranim organskim i anorganskim česticama.

U gornjim tokovima žive stenotermni organizmi (potočna pastrva, alpska puzavica), u srednjem toku euritermni organizmi, u donjem toku nalazimo i vrste koje žive u stajaćim vodama.

Prilagodbe na život u tekućicama su: leđno-trbušna spljoštenost što je plosnatija životinja sila vodene struje u smjeru toka manja je od sile struje vode kojom je pritiskuje na dno (virnjaci Turbellaria, obalčari Plecoptera, vodencvjetovi (Ephemeroptera).

Spljošnjavanjem tijela dobiva se na širini onoliko koliko se gubi na visini zadržavajući isti volumen tijela i mase, a povećavajući adhezivnu plohu za priljubljivanje.

Posebni organi u obliku zakački ili retencijskih organa služe za zadržavanje na kamenu ili biljci (ličinke dvokrilaca: Liponeura, Simulium, tulara Trichoptera), sluz kod puževa (Kerovec 1988).

- Zonacija tekućica na osnovi promjena brzine vode, temperature vode i količine otopljenog kisika:

a) zonacija potoka prema virnjacima: - izvorišno područje potoka – nastanjuje Crenobia alpina

- gornji i srednji tok nastanjuje Polycelis felina (cornuta)- donji tok nastanjuje Dugesia gonocephala

b) zonacija na osnovi faune riba:- zona pastrve – Salmo trutta m. fario potočna pastrva, Cottus gobio balavi peš, Phoxinus phoxinus zlatni pijor- zona lipljena – Thymallus thymallus- zona mrene Barbus barbus, klen Leuciscus cephalus, smuđ Sander lucioperca, uklija Alburnus alburnus, bodorka Rutilus rutilus- zona deverike Abramis brama, šaran Cyprinus carpio, linjak Tinca tinca, grgeč Perca fluviatilis, som Silurus glanis, štuka Esox lucius- zona bočatih voda – ušće rijeka u more: Dicentrarchus labrax lubin, cipal Mugili i Liza, jegulja Anguilla anguilla (Kerovec 1988).

- Životinje tekućica su fitofagi, zoofagi, detritofagi, omnivori.- Ukoliko je brzina vode manja od 1m/s to je onda stanište organizama

stajaćih voda.

Brzina strujanja određuje svojstva dna tekućice:

Brzina Svojstva dna

3-20 cm/s Organski mulj, detritus

20-40 cm/s Sitni pijesak

40-60 cm/s Grubi pijesak, sitni šljunak

60-120 cm/s Šljunak do veličine šake

120-200 cm/s Veliko kamenje, kameni blokovi

Količina O2 ovisi o temperaturi vode. O2 je 17% bolje topljiv u morskoj od slatke vode.

Literatura:

Glavač V. (1999) Uvod u globalnu ekologiju. Duzpo-Hrvatske šume, Zagreb 211 pp.

Kerovec M. (1988) Ekologija kopnenih voda. Hrvatsko ekološko društvo, Zagreb 75 pp.

Ricklefs R. E. & G. L. Miller (2000) Ecology 4th edition by W. H. Freeman and Company, New York 823 pp.

Stanković S. (1961) Ekologija životinja. Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd 420 pp.

www.forest.ap.nic.in/index/htm

www.ittiofauna.org