2.1.POJMY EKOLOGICKÝCH ČINITEĽOV
Organizmy sú stále vystavené pôsobeniu prostredia, prosperujú len
vtedy, ak im prostredie spĺňa existenčné požiadavky. Životné prostredie
tvoria abiotické (fyzikálne) a biotické činitele. Oboje pôsobia v zložitých
vzájomných vzťahoch.
Pre organizmy sú jednotlivé zložky, faktory
ich prostedia rôzne významné, niektoré sú nevyhnutné, iné postrádateľné,
priaznivé alebo nepriaznivé.
Hraničné (limitujúce) faktory vymedzujú
hranice vitality a možnosti prežitia jednotlivých druhov. Delíme ich
na kondicionálne a materiálové.
Materiálové faktory zabezpečujú pre organizmus materiál potrebný pre
metabolizmus. Kondicionálne faktory poskytujú vonkajšie podmienky pre
fyziologické procesy organizmu - teplotu, svetlo ap. Podľa dĺžky trvania
a časového rozdelenia rozlišujeme faktory pôsobiace stále (dýchacie
plyny, gravitácia.....), periodicky (denný rytmus svetla a tmy, sezónnosť
ročných období), dočasne (vietor, dážď ...) a náhodne (povodeň, veľké
sucho, požiar ...).
Niektoré faktory sa môžu čiastočne zastupovať,
napr. zvýšenie koncentrácie CO2
v ovzduší zvyšuje odolnosť rastlín voči nízkej teplote. Ekologické faktory
niekedy pôsobia sprostredkovane, napr. minerálna výživa rastlín vyžaduje
prítomnosť vody, v ktorej sú rozpustené minerály.
Jednotlivé organizmy a dokonca aj ich
vývinové štádia sú rozlične tolerantné voči jednotlivým ekologickým
činiteľom. Inak reagujú klíčiace a zrelé rastliny alebo mláďa a dospelý
živočích, napr. srpica Boreus hiemalis žije na snehu a má teplotné optimom
9oC, jej larva sa vyvíja cez leto
na slnečných stanovištiach a má teplotné optimum 34oC.
Organizmu najlepšie vyhovuje určitá intenzita
daného faktora - optimum či preferendum. Jej znižovanie, či zvyšovanie
znáša len po určitú hranicu - vývinovú nulu (pesimum), v ktorej sa zastavuje
príjem živín či potravy, rast, rozmnožovanie a pohyb. Ak sa zavčasu
spätne upraví intenzita daného faktora, organizmus obnoví normálnu aktivitu.
Schopnosť prežiť nepriaznivé životné podmienky, t.j. prekročenie aktívnej
zóny, určuje jednak intenzita pôsobiaceho faktora, jednak trvanie
jeho pôsobenia, t.j. expozícia. Interval medzi vývinovou nulou a kritickým
letálnym bodom predstavuje vitálnu zónu organizmu.
Ako príklad reakcie organizmu na limitujúci faktor uvedieme reakcie
húseníc mníšky veľkohlavej na teplo:
dolná letálna teplota -10,5oC
chladová letargia -10 až -0,5oC
normálna aktivita 8 až 33oC
maximálna aktivita 33 až 38oC
tepelná letargia 43 až 45oC
horná letálna teplota nad 45oC
Rozpätie (amplitúda) hraničných hodnôt faktora predstavuje znášanlivosť
(toleranciu) organizmu na daný faktor (Shelfordov zákon tolerancie).
Mieru, úroveň tolerancie však lepšie vystihuje pojem ekologická valencia,
nakoľko táto eviduje aj jej kvantitatívny rozsah. Pri grafickom znázornení
získame krivku Gaussovej normálovej distribúcie, ktorá často vykazuje
asymetriu smerom vpravo. Ekologická valencia je rozdielna podľa druhu,
veku a fyziologického stavu (výživa, nemoci ...) organizmu.
Relatívnu šírku tolerancie druhu vyjadrujeme
buď predponou steno- (úzko) alebo eury- (široko), napr. stenofág je
potravný špecialista (niektoré húsenice, lumky, koala ...), kým euryfág
prijíma rôznu potravu (potkan, sviňa ...). Predpona oligo- označuje
obmedzenú toleranciu, napr. oligoxénny parazit žije u hostiteľov systematicky
blízko príbuzných, obyčajne na úrovni
rodu, alebo čeľade.
2.2.ABIOTICKÉ FAKTORY PROSTREDIA
2.2.1. T E P L O
Teplo patrí k najdôležitejším podmienkam
života. Jeho hlavným dodávateľom je Slnko. Množstvo tepla rozhoduje
o základnom formovaní zemského povrchu do klimatických oblastí
a o geografickom rozšírení biologických druhov.
Rôzna je tolerancia organizmov voči teplote ich prostredia. Delíme
ich na psychrofilné (chladnomilné), mezofilné (prispôsobené na telesnú
teplotu homoitermných živočíchov, napr. ich symbionty a endoparazity)
a termofilné (obyvatelia termálnych prameňov ...).
2.2.1.1. T e p e l n á b i l a n c i a
Na teplotu prostredia a jej zvyčajné
kolísanie vytvorili organizmy viaceré funkčné prispôsobenia. Podľa tepelnej
bilancie delíme organizmy na exotermné a endotermné. Exotermné organizmy
vytvárajú málo tepla a rýchlo ho odovzdávajú do vonkajšieho prostredia,
preto sa teplota ich tela mení v závislosti od teploty okolia. Sem patria
mikróby, huby, rastliny a poikilotermné živočíchy. Endotermné sú iba
vtáky a cicavce. Tieto živočíchy
produkujú viac tepla a ich telesná teplota je za normálnych okolností
nezávislá od teploty prostredia. Ich temperatúrna valencia býva širšia
ako poikilotermných živočíchov. Rýchlosť vývinu exotermných organizmov
preto závisí od teploty prostredia
(závislosť rýchlosti priebehu chemických reakcií metabolizmu od teploty).
2.2.1.2. L e t á l n a t e p l o t a
Každý organizmus, resp. jeho vývinové štádium má svoju temperatúrnu
valenciu, ktorá je závislá od anatomických a fyziologických prispôsobení
daného organizmu, jeho schopnosti regulovať teplotu a vytvárať si "vnútornú
makroklímu". Pri nízkych teplotách je to predovšetkým hodnota kritického
bodu zamŕzania telových tekutín, ktorá limituje ich temperatúrnu vitálnu
zónu.
Rastliny a živočíchy pochádzajúce z teplých
oblastí hynú chladom už pri teplotách blízkych 0oC, napr. aligátor
pri 4oC. Exotermné organizmy, ktoré majú domov v miernom podnebnom pásme,
tolerujú aj teploty pod bodom mrazu, napr.
trávy odolávajú mrázikom, na snehu a ľade sú aktívne chvostoskoky a
rastú tam aj niektoré riasy atď. Veľmi nízke teploty prežívajú aj výtrusy,
semená, cysty, vajíčka článkonožcov a i. Niektoré druhy sa dokonca natoľko
prispôsobili na periodicky pôsobiace nízke teploty, že premrznutie ich
určitého vývinového štádia, spravidla
diaspóry alebo vajíčka, je podmienkou pre ich ďalší vývin, napr. pre
vajíčka tzv. jarných druhov komárov rodu Aedes.
Pomerne úzky rozsah tolerancie voči
vysokým teplotám závisí od denaturácie bielkovín teplom. Horná letálna
teplota pri dlhodobej expozícii väčšinou leží medzi 50 až 60oC.
Len výnimočne sa organizmy prispôsobia na vyššie teploty, napr. kalifornská
rybka Cypronod macularius žije v prameňoch pri teplote vody 52oC
a larvy múch rodu Scatella dokonca znesú vody teplé 55oC.
V horúcich prameňoch v Yellowstonskom národnom parku prebieha fotosyntéza
siníc až po teplotu 75oC a vo vode teplej 88oC
žijú baktérie. Udáva sa aj výskyt baktérií vo vodách vriacich sírových
prameňov.
Proti pôsobeniu vysokých i nízkych teplôt
sú zrejme najodolnejšie spóry baktérií, ktoré prežívajú dlhodobé pôsobenie
teploty nad 100oC a cysty, resp.
obdobné anabiotické štádiá niektorých živočíchov, napr. pomalky znášajú
teplotu v rozmedzí od+100oC do -272oC.
2.2.1.3. M o r f o l o g i c k é a d a p t á c i e
Morfologické adaptácie organizmov na vonkajšiu teplotu sú rôzne. Rastliny
v chladných cirkumpolárnych a horských polohách sú podstatne menšie
ako tie, ktoré vyrastajú v teplejších
oblastiach, napr.trpasličie formy púpavy
v horách alebo
trpasličie brezy a vŕby v tundre. Horské rastliny sa často chránia
pred chladom aj hustým ochlpením, napr. plesnivec, poniklec atď. Takisto
vtáky a cicavce z chladných oblastí majú
hustejšie operenie, resp. srsť atď. Podobne
chĺpky, šupiny, zámotky a kokóny hmyzu majú okrem ďalších funkcií aj
úlohu chrániť organizmus pred chladom. Systematicky príbuzné bezstavovce
sú často väčšie v chladnom prostredí, napr. perloočky v horských a severských
jazerách bývajú väčšie než v teplých
vodách. Medúza Cyanea arctica dorastá v tvare zvonu v Arktickom mori
až 2 m v priemere, kým v teplejšom Severnom mori iba 40-50 cm.
Poikilotermné stavovce sú často väčšie
v teplej klíme, napr. tropické veľhady sú väčšie ako hady mierneho podnebného
pásma. Aj
ropuchy v strednej Európe sú väčšie ako v severnej Európe atď.
Pri homoitermných živočíchoch, ktoré
sa prevažne alebo stále zdržiavajú vo voľnom atmosferickom prostredí
(epiedafické druhy), sa uplatňuje zákonitosť o vzťahu medzi veľkosťou
tela a relatívnou veľkosťou povrchu. Čím je objem tela väčší (a tvar
zavalitejší), tým má živočích relatívne menší povrch a preto menej tepla
odovzdáva do okolia, napr. medveď hnedý v strednej Európe dosahuje 150-250
kg, v chladnejších podmienkach Sibíri váži už
500 kg a jeho najsevernejšie populácie na Aljaške a Wrangelovom ostrove
(rasa kodjak) dosahujú hmotnosť nad 700 kg. Polárny medveď biely môže
dosiahnuť až 1000 kg. Z takýchto pozorovaní vychádza Bergmannovo pravidlo,
podľa ktorého vtáky a cicavce v chladných
oblastiach sú väčšie ako rovnaké, či príbuzné druhy v teplých oblastiach.
Toto pravidlo neplatí pre ťažné vtáky a pre drobné cicavce, ktoré prežívajú
väčšinu svojho života v špecifických mikroklimatických podmienkach svojich
nor alebo pod snehom, napr. lumíky.
Fyziologická potreba čo najviac zmenšiť
telový povrch, aby sa obmedzil odvod tepla, vedie k tomu, že cicavce
zmenšujú telové výčnelky - ušnice a krk (Allenovo pravidlo), napr. polárny
zajac belák má celkom krátke ušnice, kým zajace v teplých krajinách
ich majú veľké, slúžia im aj na odovzdávanie tepla z tela. Podobne líška
polárna má uši celkom drobné, ukryté v srsti, kým európska líška obyčajná
ich má stredne veľké a fenek, ktorý obýva horúce africké púšte, má mimoriadne
veľké ušnice. Cicavce a vtáky žijúce
v chladných oblastiach majú nielen hustejší a dlhší telový pokryv, ale
vytvárajú aj vrstvy podkožného tuku, ktorý im slúži ako tepelný izolátor.
Veľmi hrubé vrstvy podkožného tuku majú živočíchy studených cirkumpolárnych
vôd (tučniaky, plutvonožce a veľryby).
2.2.1.4. F y z i o l o g i c k é a e t o l o g i c k é
a d a p t á c i e
Na ochranu pred nízkymi teplotami sú
vyvinuté rôzne stabilizačné zariadenia. Pri rastlinách dochádza k zníženiu
obsahu a cirkulácie vody, čo zvyšuje ich odolnosť voči chladu, dreviny
z chladných stanovíšť majú drevo suché. Rastliny sa pritiskujú k zemi,
kde je teplejšie, ako vyššie, vo voľnom priestore, preto na studených
miestach rastú plazivé vankúše machu, kosodreviny ap. Tepelné vyžarovanie
a transpiráciu znižujú i spánkové
(nyctistické) pohyby vykonávané v noci a počas chladu, kedy sa kvety
zatvárajú a čepele listov skladajú k sebe.
Nadbytočného tepla sa rastliny zbavujú transpiráciou, na výpar 1 g
vody sa spotrebuje 2,4 kJ. Získavať vedia len slnečné teplo natáčaním
asimilačných plôch a kvetov smerom k Slnku (pozitívny heliotropizmus).
Článkonožce dokážu zvýšiť telesnú teplotu
svalovým pohybom, hmyz najčastejšie chvením a kmitaním krídel, pričom
sa jeho telesná teplota zvýši až na 34-36oC.
Až po dosiahnutí potrebnej teploty pre normálnu svalovú činnosť hmyz
odlieta. Podobne aj zimomriavky a triaška cicavcov má za úlohu zvýšiť
teplotu organizmu svalovou aktivitou. Značne rozšíreným mechanizmom
na zvýšenie telesnej teploty je sociálna termoregulácia. Jednoduchým
zhromaždením a vzájomným pritlačením viacerých jedincov sa zmenšuje
celkový spoločný povrch vystavený vonkajšiemu prostrediu. Obdobne je
podmienené aj zohrievanie mláďat rodičmi, zimné sústreďovanie sa do
zhlukov pri niektorom hmyze, obojživelníkoch a hadoch
alebo tvorba kolónií tučniakov pri ich zimovaní na pevnine ap.
Kombináciu fyziologickej termoregulácie
a sociálneho správania sa vykazujú včely. Prezimujú nakopené na sebe
a časť ich vibruje krídlami, čím sa uvoľňuje teplo zo svalovej činnosti.
Pri vysokých teplotách v úli zasa chvením krídel zaisťujú ventiláciu
a výdatne znižujú teplotu prostredia. Mravce stavajú svoje hniezda na
výslnných expozíciách, tzv. teplotná anténa. Mravce rodu Formica zakrývajú
na noc otvory do mraveniska, aby obmedzili únik tepla
atď.
2.2.2. S V E T L O
Viditeľná časť žiarenia, svetlo, patrí k najvýznamnejším ekologickým
faktorom. Na zemský povrch dopadá priame svetlo zo Slnka. Živočíchy
s nočnou aktivitou využívajú aj svetlo odrazené od Mesiaca.
Svetlo je v podstate elektromagnetické
žiarenie, v ekológii ho charakterizujeme podľa intenzity (jednotkou
je lux) a kvality (vlnovej dĺžky). Ekologický význam má aj dĺžka a rovnomernosť
pôsobenia svetla.
Svetlo má zásadný význam pre fotosyntetickú asimiláciu rastlín, ktorá
je základnou formou získavania energie
pre chod celej biosféry. Vzťah medzi intenzitou svetla a fotosyntézou
vykazuje lineárny rast až k optimálnej hodnote pre daný druh (nasýtenie
svetlom), po prekročení ktorej nastáva pokles fotosyntézy. Intenzita
svetla určuje aj vertikálnu štruktúru
viacetážových rastlinných spoločenstiev. V horných etážach sú rastliny
svetlomilné, v dolných etážach tieňomilné.
2.2.2.1. M o r f o l o g i c k é a f y z i o l o g i c k é
a d a p t á c i e n a s v e t l o
Na svetlo sa rastliny adaptovali úpravou
asimilačných orgánov a to jednak ich priestorovou orientáciou (fotické
reakcie listov), jednak tvorbou asimilačných farbív, ktoré sú prispôsobené
na rôznu kvantitu svetla (premiestňovanie chloroplastov). Iným mechanizmom
na zníženie osvetlenia je kryt listov
trichómami. Nároky živočíchov na svetlo sú rôzne, od druhov vyslovene
fotofóbnych (pravé pôdne a jaskynné živočíchy, cez šeromilné (komáre
...) až po heliofilné (svižníky, väčšina ortoptér ...). Niektoré druhy
normálne žijúce na svetle môžu dlhodobo
vydržať pri jeho nedostatku, ak majú zabezpečenú potravu, napr. vo vodovodných
systémoch nachádzame hubky, machovky a larvy pakomárov. Larvy komára
obtiažneho (Culex molestus) sa vyvíjajú aj v mlákach tmavých pivničných
priestorov atď. Niektoré živočíchy
striedajú počas vývinu osvetlené a tmavé prostredie, napr. larvy hmyzu
vyvíjajúce sa v pôde alebo v dreve, mláďatá cicavcov obývajúcich nory
ap.
2.2.2.2. S v e t e l n á t o l e r a n c i a
Svetelná tolerancia predstavuje rozsah prispôsobenia
organizmu na určitú intenzitu a kvalitu svetla. Pohyblivé organizmy
aktívne vyhľadávajú priestor, resp. čas s priaznivými svetelnými podmienkami,
napr. bičíkaté riasy sa sústreďujú do vodného pásma s intenzitou osvetlenia,
ktorá im najlepšie vyhovuje. Živočíšny planktón, ktorý sa riasami živí,
ich nasleduje. Fytofágny hmyz býva fotopozitívny, napr. húsenice lezú
za svetlom do korún stromov. Dážďovky a iné edafonty sú fotofóbne a
pred svetlom sa ukrývajú.
Rastliny pri nedostatočnej intenzite
svetla vykazujú tropistické reakcie za svetlom, etiolizujú sa a "ťahajú"
sa za svetlom. Nadbytok svetla škodí tieňomilným rastlinám. Aj náhla
silná zmena intenzity osvetlenia, ktorú za normálnych okolností rastlina
toleruje, môže vyvolať poškodenie rastliny, napr. ak rastlinu,
dlhý čas žijúcu v tieni, odrazu vystavíme intenzívnemu osvetleniu, čo
pôsobí ako stres a vyvoláva jej defoliáciu.
Svetelná tolerancia živočíchov závisí
od vývoja príslušných ochranných zariadení. Spravidla sa uplatňuje pigmentácia
pokožky, kým pravým podzemným živočíchom pigment v integumente chýba.
Ďalšou možnosťou na zníženie pôsobenia svetla na organizmus je odrážanie
svetelných lúčov od hladkého povrchu tela, napr. lesklá kutikula hmyzu,
lesklé perie tropických vtákov. Suchozemské stavovce regulujú
príkon svetla na očnú sietnicu pomocou zužovania zrenice, prižmurovaním
očných viečok ap.
2.2.2.3. Z r a k o v á o r i e n t á c i a
Zraková orientácia umožňuje živočíchom
diaľkovú orientáciu v primerane osvetlenom prostredí. Najjednoduchšou
formou tejto schopnosti sú fototaktické reakcie prvokov. Aj primitívne
mnohobunkovce (červy ...) vlastnia zrakové receptory, ktoré ich informujú
len o smere prichádzajúceho svetla. Mäkkýše už majú oči, ktoré im umožňujú
aj obrazové videnie na krátku vzdialenosť. Pri niektorých článkonožcoch
je zraková schopnosť značne vyvinutá, umožňuje obrazové videnie (opeľovače
rastlín). Pri stavovcoch žijúcich vo fotickom prostredí je zrak dôležitým,
často najvýznamnejším zmyslom. Vizuálna
schopnosť zodpovedá intenzite osvetlenia, pri ktorej je daný druh normálne
aktívny, ako aj existenčným nárokom na vzdialenostný dosah zrakovej
orientácie. Ryby sú krátkozraké, lebo potravu nachádzajú v svojej blízkosti
a optické pomery vo vodách neumožňujú
viditeľnosť na väčšiu vzdialenosť. Suchozemské bylinožravce a všežravce
ľahšie nachádzajú potravu, preto majú zrak slabšie vyvinutý (sviňovité,
kopytníky ...). Naopak, dravce majú zvyčajne výborný zrak.
Viaceré živočíchy sa buď pre nároky
na nočnú vlhkejšiu mikroklímu (slimáky, žaby ...), alebo preto, že sú
menej vystavené biologickým nepriateľom, prispôsobili na nočný život.
Na lov živočíchov s nočnou aktivitou sa adaptovali niektoré predátory
(ropuchy, sovy, netopiere ...). Tieto súmračné a najmä
nočné živočíchy majú obmedzenú možnosť orientácie zrakom. Pri niektorých
sa vytvorila schopnosť vidieť i pri slabom osvetlení. Ich oči sa prispôsobili
tak, že majú široké zreničky, v sietnici prevládajú tyčinky nad čapíkmi,
čo však oslabuje schopnosť farebne
vidieť. Často býva vyvinuté tapeteum (sovy, plchy, mačky, psovité šelmy).
Trvalý život v úplnej tme vedie k redukcii nepotrebných zrakových orgánov,
ktoré nahradzujú iné zmysly (hmyz, mloky a ryby v jaskyniach a podzemných
vodách).
2.2.2.4. M e n o t a x i a
Menotaxia znamená využívanie svetelného zdroja pre navigáciu. Takýmto
zdrojom môžu byť určité hviezdy, podľa ktorých sa riadia niektoré sťahovavé
vtáky pri ťahoch, hoci za normálnych okolností sú dennými živočíchmi.
Iné živočíchy využívajú polarizované svetlo Slnka, ktoré prechádza aj
cez husté mraky, pre orientáciu v ich akčnom území. Podľa neho nachádzajú
smer cesty pri návrate do svojho hniezda (mravce, včely ...).
2.2.2.5. V p l y v s v e t l a n a a k t i v i t u
Čas diurnálnej aktivity rastlín aj epiedafických
živočíchov ovplyvňuje do značnej miery svetlo. Živočíchy podľa toho
rozlišujeme denné, súmračné a nočné. Dôležitá je aj kvantita svetla,
napr. jednotlivé druhy vtákov začínajú ráno spievať pri určitej intenzite
svetla, podobne rojenie niektorého
hmyzu je viazané na západ Slnka (efeméry, komáre ...), lelek a sovy
sa aktivizujú počas pokročilého šera atď.
Živočíchy môžu mať deň rozdelený na jednu fázu aktivity a jednu fázu
pokoja (jednofázové), napr. denný alebo nočný hmyz, spevavce ap., alebo
majú za 24 hodín viac fáz aktivity a pokoja (polyfázové), napr. myši,
mačky, jelenia zver ap.
Svetlo vplýva aj na reprodukciu fotických
organizmov. Dĺžka denného osvetlenia, fotoperióda, je rozhodujúcim signálom
pre začiatok kvitnutia mnohých rastlín, aj pre hniezdenie vtákov, napr.
maximálne znášky vtákov sú pri 16 h. osvetlení, čo sa využíva v hydinárstve
pri chove nosníc, ktorým sa svetelný deň predlžuje umelým osvetlením.
Periodicita rozmnožovania spojená s ročnými zmenami fotoperiódy sa vyskytuje
pri niektorom hmyze, ktorý sa v larválnom štádiu vyvíja vo vode (efeméry,
pošvatky atď.). Dĺžkou svetelného dňa je indukovaný aj nástup diapauzy
(prechod do zimnej aktivity) mnohých druhov fytofágnych roztočov a hmyzu.
Schopnosť vydávať svetlo (bioluminiscencia)
sa vyskytuje v rôznych systematických skupinách organizmov. Svetielkujú
niektoré psychrofilné baktérie, podhubie, jednobunkové morské riasy,
pŕhlivce, červy, hlavonožce, hmyz a hlbinné morské ryby. Svetielkovanie
má jednotný fyziologický základ.
Vzniká pri chemickej oxidačnej reakcii medzi tukovitou látkou luciferínom
a enzýmom luciferinázou. Jav má rôzny biologický význam. Pri najnižších
organizmoch - baktériach, hubách a červoch - je zrejme len náhodne vzniknutým
produktom látkového metabolizmu.
Vyššie živočíchy svetielkovanie využívajú pre stretnutie pohlaví (chrobáky
svietivky, juhoamerický cucujo, hlbinné hlavonožce), na pasívnu obranu
pred útočníkmi (niektoré hlavonožce) alebo na lákanie koristi (hlbinné
morské ryby).
2.2.3. N E V I D I T E Ľ N É Ž I A R E
N I E
Pojem žiarenie zahŕňa elektromagnetické vlnenie v celom rozsahu vlnových
dĺžok. Okrem viditeľného pásma, ktorého rozsah je rôzny pri rôznych
živočíchoch, ho tvoria priľahlé pásma krátkovlnného ultrafialového žiarenia
(UV žiarenie), dlhovlnné infračervené žiarenie (IF žiarenie) a nízkofrekvenčné
rádiové pásmo.
UV žiarenie aktivizuje vitamín D a pohlavné hormóny v telách niektorých
živočíchov. Vyššie dávky UV žiarenia sú škodlivé pre rastliny aj živočíchy,
napr. pri cicavcoch vyvolávajú erytém kože, zrážanie bielkovín, kožnú
rakovinu a sivý očný zákal (glaukomu). V ostatných rokoch dochádza k
rizikovým hodnotám UV žiarenia v dôsledku vzniku ozónových dier v ozonosfére.
Vysoké intenzity radiácie UV v oblasti vlnovej dĺžky 0,27 - 0,24 µm
sa využívajú na dezinfekciu vzduchu v aseptických prevádzkach, v chirurgických
sálach, pri výrobe krvných preparátov, bakteriologických kultivačných
pôd ap.
IF žiarenie sa prejavuje tepelnými účinkami. V atmosfére je viac pohlcované
ako iné druhy radiácie, absorbujú ho najmä vodné pary, menej oxid uhličitý
a ozón. Na vyžarovaní i na spätnom žiarení ovzdušia sa zúčastňuje iba
IF žiarenie.
Rádioaktívne žiarenie zamoruje biosféru
najmä v dôsledku antropogénneho pôsobenia, prirodzená rádioaktivita
je pomerne malá. Biologické účinky radiácie sa prejavujú ionizáciou,
excitáciou a disociáciou. Tieto fyzikálne deje vyvolávajú biochemické
zmeny. Štrukturálne sa menia bielkoviny, zvyšuje sa ich viskozita, posúva
izoelektrický bod, koagulujú pri nižších teplotách ap.
V skladbe DNA sú vyvolávané rôzne mutácie, ktoré sa prejavujú geneticky.
Výsledný biologický efekt ionizujúceho žiarenia závisí od ďalších faktorov
fyzikálnych (hlavne teplota prostredia), chemických aj biologických
(druh, vek a kondícia zasiahnutého organizmu).
Pri cicavcoch najcitlivejšie reaguje krvotvorný a lymfatický systém,
potom nasleduje črevný epitel a gonády, menej senzibilná je koža, svalstvo
a nervy.
Biologické prejavy nastupujú v rôznych
časových intervaloch po ožiarení. Potlačenie bunkového delenia už po
niekoľkých minútach, zníženie počtu lymfocytov po hodinách, krvácanie
za niekoľko dní, chudokrvnosť po týždňoch a vznik nádorov po mesiacoch
až rokoch. Všeobecne platí, že poikilotermné živočíchy sú odolnejšie
voči žiareniu ako živočíchy teplokrvné.
Vysokou toleranciou sa vyznačuje niektorý hmyz. Pri pokusných atómových
výbuchoch sa ako najodolnejšie ukázali šťúry.
Pre niektoré živočíchy má existenčný význam aj magnetické pole Zeme.
Podľa neho sa zrejme orientujú viaceré ťažné vtáky, ale aj morské živočíchy.
2.2.4. V O D A
Voda patrí k nevyhnuteľným podmienkam
života. V súčinnosti s teplotou rozhoduje o raze vegetačnej pokryvky
a tým aj o charaktere terestrických ekosystémov. Živočíchy získavajú
potrebnú vodu pitím, potravou, niektoré aj absorpciou cez pokožku (vodné
druhy bezstavovcov), alebo absorpciou vodných pár (vajíčka článkonožcov),
prípadne pri metabolických procesoch oxidáciou potravy či rezervných
látok, tuku alebo cukrov, ako tzv. metabolickú vodu (hmyz žijúci v suchých
vegetabíliách, zvieratá púšte ...).
Dôležitým ekologickým faktorom pre suchozemské organizmy, najmä rastliny
a primitívnejšie živočíchy, je tiež vlhkosť, t.j. množstvo vodných pár
vo vzduchu. Toto množstvo, ktoré sa udrží pri nasýtení, kolíše s teplotou
a tlakom vzduchu, preto ho vyjadrujeme ako relatívnu vlhkosť, čo značí
percento vodných pár prítomných vo vzduchu v porovnaní s jeho úplným
nasýtením parami za daných podmienok teploty a tlaku.
Aj tuhé formy vody sú dôležitým ekologickým
faktorom. Vysoká snehová pokrývka je pre nízku vegetáciu aj pre väčšinu
drobných živočíchov priaznivá, lebo ich chráni pred mrazom. Na veľké
organizmy však pôsobí vysoký sneh nepriaznivo, láme konáre stromov,
zvieratám sťažuje prístup k potrave, obmedzuje ich pohyblivosť. Zamrznutý
sneh robí potravu nedostupnou pre zver,
ktorá si hľadá obživu pod rozhrabaným snehom. Ľad na vodách zabraňuje
výmene plynov medzi vodou a ovzduším, čo vedie k duseniu rýb ap.
Podľa nárokov na vlhkosť prostredia
rozlišujeme organizmy euryhygrické (nenáročné, prispôsobivé)
a stenohygrické. Posledné delíme na xerofilné (suchomilné), hygrofilné
(vlhkomilné) a hydrofilné (vodné).
Tolerancia organizmov proti zníženiu
vodnej bilancie je rôzna. Mladé vývinové štádia znášajú nedostatok vody
horšie ako odrastené jedince.
Aj prebytok vlhkosti môže byť škodlivý.
Pri terestrických rastlinách vyvoláva hnilobu. Môže znižovať vitalitu
živočíchov, vajíčka článkonožcov plesnejú, zaplavenie nôr vedie k utopeniu
alebo podchladeniu prítomných mláďat cicavcov ap. Na ochranu voči narušeniu
vodnej bilancie sa vyvinuli rôzne mechanizmy. Regulácia hladiny vody
v tele rastlín sa uskutočňuje transpiráciou. Odpar sa reguluje uzatváraním
prieduchov, prípadne aj voskovými povlakmi na listoch. Niektoré rastliny
ronia nadbytočnú vodu (gutácia).
Na periodicky dlhodobý nedostatok vlahy sa rastliny prispôsobili buď
vytváraním zásob vody a jej obmedzeným výdajom v čase sucha (sukulenty
...), alebo fyziologickou schopnosťou stratiť značný podiel vody a prejsť
do latentného stavu anabiózy. Niektoré vysychavé rastliny, najmä lišajníky
a sinice, môžu stratiť vodu až na 5% pôvodného obsahu. V trópoch a subtrópoch,
oblastiach s periodickými obdobiami sucha, sa vytvoril bióm opadavých
lesov, v ktorom stromy strácajú listy v suchom období.
Živočíchy sa nadbytočnej vody zbavujú osmoregulačnými ústrojmi. Voči
nadmernému vlhku ich chráni hydrofóbna pokožka - kutikula s voskovitou
povrchovou vrstvou, husté mastné perie, alebo srsť.
Na nedostatok vody sa živočíchy prispôsobili
fyziologicky aj správaním. Mnohé nižšie živočíchy prechádzajú do stavu
anabiózy (cysty prvokov, obdobne pokojové štádia vírnikov, atď.) alebo
zastavujú pohybovú aktivitu (vodné mäkkýše, ryby a žaby zaliezajú do
bahna, prednožiabré ulitníky uzatvárajú ústie ulity trvalým viečkom,
ulitníky sa chránia pred vyschnutím uzatváraním ústia schránky slizovým
alebo vápnitým viečkom ...). U suchozemských živočíchov je pre zníženie
strát vody významné aj uloženie dýchacích ústrojov vo vnútri tela (vzdušnice,
pľúca). Ďalším spôsobom ako zmenšiť stratu
vody, je zníženie množstva moču a množstva vody v exkrementoch a obmedzenie
potenia.
K etologickým formám ochrany pred nepriaznivými vlahovými podmienkami
patria aj únikové reakcie, napr. pôdne živočíchy zaliezajú pri vysychaní
pôdy hlbšie do zeme, kým pri jej podmočení vyhľadávajú suchšie miesta.
Vlhkosť, spolu s teplotou, ovplyvňuje vývin terestrických bezstavovcov.
Vajíčka článkonožcov sa vyvíjajú pri dostatočnom vlhku. Aj počet lienení
môže vlhkosť ovplyvňovať. V suchom prostredí ich býva menej ako vo vlhkom.
2.2.4.1. V o d a a k o v o n k a j š i e p r o s t r e d i e
Charakteristické znaky vody ako prostredia
sú častá pohyblivosť, pomerne obmedzené kolísanie teploty, závislosť
medzi teplotou a rozpustnosťou dýchacích plynov a viskozitou vody, zmena
pri kritických teplotách (premena na ľad a paru), tepelná anomália vody
(najvyššia hustota pri 4oC), ktorá
zabraňuje zamŕzaniu recipientov od dna.
2.2.4.2. T e p l o t n é p o m e r y
Teplotné pomery, termika, sa prejavujú
špecifickou tepelnou kapacitou a teplotou. Voda má oveľa vyrovnanejšiu
tepelnú zotrvačnosť ako suchá zem. Voda sa oproti zemi a vzduchu pomalšie
ohrieva a pomalšie ochladzuje. Preto veľké objemy vody pomaly podliehajú
tepelným zmenám, čím voda vykonáva funkciu termostatu, v ktorom
organizmy nie sú vystavené prudkým zmenám.
Teplo získava voda adsorpciou slnečného žiarenia podstatne viac, ako
zo vzduchu a z pôdy. V čistej priezračnej vode sa už v hĺbke 1 m premení
60% celkového slnečného žiarenia na teplo. Z vody sa teplo odvádza vyžarovaním
a vyparovaním.
Teplota spolu s tlakom vzduchu vplýva na obsah rozpustených plynov
vo vode: v 1 litri vody sa rozpustí pri 0OC 10,2 ml kyslíka, pri 20oC
už len 6,4 ml. Zvýšenou teplotou podmienený pokles obsahu O2
je napr. príčinou, prečo počas teplých podvečerov vyskakujú ryby z vody
- prekysličujú si žiabre bublinami vzduchu.
Teplota povrchových vôd značne kolíše, čím sa mení aj ich viskozita.
To má význam obzvlášť pre drobné planktonty, ktoré môžu vytvárať rôzne
morfologické sezónne varianty, ktorými sa mení ich povrchové napätie
a tým aj vztlak vody, napr. cyklomorfóza niektorých dafnií.
Podzemné vody a pramene majú stálu nízku teplotu, ich obyvatelia sú
preto zvyčajne stenotermní.
2.2.4.3. C h e m i z m u s v o d y
Chemizmus vody má takisto rozhodujúci
význam pre jej oživenie. Z plynov je najdôležitejšie nasýtenie vody
kyslíkom. Kyslíkový režim určujú faktory fyzikálne (teplota a tlak vzduchu),
mechanické (pohyby vody) a biologicko-chemické (fotosyntéza, respirácia,
rozklad organických látok). Pri hnití bielkovín vzniká jedovatý sirovodík,
ktorý sa hromadí pri dne a pôsobí jedovato na prítomné organizmy. Naopak
metán sa vo vodách nerozpúšťa a v podobe bublín uniká z bahna. Preto
sa jeho toxické účinky na organizmy
neprejavujú.
Pre existenciu heterotrofných vodných organizmov je limitujúcim činiteľom
obsah rozpustených plynov a chemických látok, ďalej pH vody a až potom
nasleduje teplota a svetlo.
Zastúpenie minerálnych látok vo vodách je značne rozdielne. Morská
voda sa vyznačuje vysokou salinitou (v priemere okolo 3% soli). Pevninské
vody bohaté na minerálne látky (eurytrofné) majú vysokú produkciu fytoplanktónu,
kým vody chudobné na minerálne látky (oligotrofné) sú chudobné aj produkčne.
V rôznej miere sú vo vodách zastúpené
organické látky. Väčšinou dochádza k antropogennému znečisteniu kanalizačnými
splaškami a agrochemikáliami. Hnojivá a fekálie v nízkych koncentráciach
pôsobia stimulačne na rozvoj vodnej biocenózy. Priemyselné splašky,
pesticídy a saponáty vodu vždy otravujú.
2.2.4.4. P r ú d v o d y
Prúd vody patrí k hlavným limitujúcim faktorom v tokoch a v príbojovom
pásme morí. Organizmy sa prispôsobujú na tento faktor stálym priľnutím
k pevnému substrátu, tvorbou prichytávacích zariadení (prísavky, byssusové
vlákna) prípadne tvarom tela sploštelým (ploskulice, larvy blefarocér
...) alebo prúdnicovitým (lososovité). Vodný prúd je aj príčinou pozdĺžnej
zonácie tokov na lenitické a lotické úseky (rybie pásma na tokoch).
2.2.5. V Z D U C H
Vzduch, hlavne jeho zložky, kyslík a oxid uhličitý, sú základnou podmienkou
existencie života v biosfére. Ako faktor prostredia pôsobia aj ďalšie
chemické a fyzikálne zložky vzduchu, najmä jeho hustota a prúdenie.
Chemické zloženie je značne homogénne:
78% N2, 21% O2, zvyšok tvoria vzácne plyny a CO2,
prípadne znečisťujúce látky. Vzduch má malú hustotu a nosnosť, preto
medzi živočíchmi chýbajú druhy schopné trvalého pobytu vo vzduchu. Len
inaktívne formy mikroskopických živočíchov (cysty ...) a rozmnožovacie
častice niektorých rastlín (spóry, peľ, semená) sa dlhší čas môžu vznášať
vo vzdušných prúdoch. Za trvalých obyvateľov vzduchu môžeme do istej
miery považovať niektoré autotrofné baktérie oxidujúce plynné látky,
napr. vodíkové a metánové baktérie. Všetky drobné organizmy vznášajúce
sa pasívne vo vzduchu nazývame aeroplanktón.
Tlak vzduchu na jednom mieste pomerne málo kolíše, avšak značne klesá
s narastajúcou nadmorskou výškou. Cicavce pomerne zle znášajú náhly
prechod do redšieho vzduchu, ktorý u nich vyvoláva vznik tzv. horskej
choroby. Vtáky sú voči riedkemu vzduchu odolnejšie a mnohé z nich vyletujú
až do výšky niekoľkých km.
Vlnenie vzduchu vnímajú mnohé živočíchy ako zvuk. Vlnenie s veľmi
vysokou frekvenciou, nad 20 tis. Hz, nazývame ultrazvuk. Vnímajú ho
len netopiere a niektorý hmyz. Netopiere využívajú ultrazvuk pri orientácii
pomocou echolokácie.
Prúdenie vzduchu, vietor, sa vyskytuje v základných formách prevažne
ako vodorovné alebo vertikálne (výstupný a zostupný vietor). Prúdenie
vzniká presunom vzduchovej masy z miest vyššieho na miesto nižšieho
tlaku v dôsledku nerovnomerného zohriatia povrchu Zeme slnečným žiarením.
Vzdušné prúdenie využívajú anemofilné
(vetrosnubné) rastliny na opeľovanie a aeroplanktón na priestorové rozširovanie.
Niektoré drobné živočíchy, najmä hmyz a pavúky, môžu byť vzdušnými prúdmi
vynášané do veľkých výšok. Mláďatá niektorých pavúkov pomocou pavučín,
ako tzv. babie leto, využívajú vietor na premiestňovanie na väčšie vzdialenosti.
Slabé prúdenie vzduchu uľahčuje
let zlým letcom, silné prúdenie vedia využiť len výborní letci pri plachtení
(víchrovníky, albatros ...). Silný vietor môže zaniesť vtáky a hmyz
na značné vzdialenosti, čo vysvetľuje ich rozšírenie na ostrovoch vzdialených
od pevniny alebo v odľahlých oázach.
Slabí letci, žijúci na izolovaných exponovaných miestach pri existenčne
nevyhovujúcom prostredí (morské ostrovy, hory nad pásmom lesov, okraje
púští ...), sú ohrození možnosťou prenesenia vetrom do existenčne nevyhovujúcich
miest. Preto sa pri ináč lietajúcich radoch hmyzu na takýchto
stanovištiach vytvorili bezkrídle populácie.
Vietor ovplyvňuje aj orientáciu živočíchov. Cicavce "vetria" proti
vetru, ktorý im prináša pachy, podobne vietor usmerňuje šírenie sexuálnych
feromónov motýľov ap. Šelmy sa prikrádajú k vyhliadnutej koristi proti
vetru, aby sa neprezradili pachom a aj zvuky zapríčinené ich pohybom,
takisto telesný pach sú vetrom tlmené atď.
2.2.5.1. Z a ť a ž e n i e o v z d u š i a
Zaťaženie ovzdušia, znečistenie, stále
vzrastá vinou priemyselných exhalátov, výfukových plynov, dymu z vykurovacích
zariadení a sekundárnej prašnosti, ktorú zapríčiňujú dopravné prostriedky,
vietor, stavebné práce ap. Plyny, tekuté i pevné častice látok, ktoré
kontaminujú ovzdušie, sa sedimentáciou a zrážkami vracajú
späť na zem, kde podstatne menia vlastnosti pôdy a vody.
Všetky škodliviny v ovzduší, plynné
aj pevné, ktoré emitujeú primárny zdroj, nazývame exhaláty. Rozlišujeme
pri nich emisie a imisie. Emisie sú škodliviny produkované konkrétnym
zdrojom (určitou fabrikou, hutou ...), meriame ich v kg.h-1,
alebo v tonách za rok. Imisie sú všetky škodliviny prítomné v ovzduší
bez ohľadu na ich pôvod, napr. v mestách ich tvoria výfukové plyny áut,
dym z vykurovacích zariadení, aj exhaláty závodov. Miera pre imisie
je ich koncentrácia v mg.m-3 vzduchu. Pevné látky hodnotíme ako
prašný spad.
Vplyv imisií na organizmy sa prejavuje
priamo i nepriamo. Primárne škody vznikajú bezprostrednými dráždivými
a toxickými účinkami imisií na organizmy. Upchávajú prieduchy rastlín,
u živočíchov vyvolávajú katary slizníc, alergické reakcie, otravy atď.
Sekundárne škody spočívajú v znehodnocovaní životného prostredia, napr.
dym a prašnosť znižujú slnečnú radiáciu, aerosoly sa stávajú
kondenzačnými jadrami pre vznik hmly a smogu.
Nepriamym ukazovateľom kontaminácie
ovzdušia je nástup alebo ústup špecifických organizmov, prípadne celých
asociácií a spoločenstiev. Tieto organizmy signalizujúce prítomnosť
nežiadúcich látok nazývame bioindikátory.
K najhojnejším emisiám energetiky, hút priemyslu patrí SO2 a As2O3.
Vyvolávajú podstatné zmeny v spoločenstvách, aj zmeny chemizmu pôdy.
Nápadne poškodzujú ihličnaté stromy. Postupne odumiera smrek, borovica,
jedla a neskoršie i smrekovec. Odolnejšie sú breza, jarabina vtáčia,
osika, dub letný a hrab. Citlivým indikátorom zvýšenej koncentrácie
SO2 vo vzduchu sú niektoré lišajníky.
Arzén spôsobuje hynutie včiel, preto
klesajú výnosy ovocinárstva a je znemožnené pestovanie ďateliny na semeno.
Intoxikovaný rožný statok chudne, stáva sa malátny, klesá jeho dojivosť.
Drasticky sa znižuje početnosť edafontov, miznú nitrifikačné a anaeróbne
pôdne baktérie, čo spôsobuje pokles úrodnosti pôdy. Dochádza aj k otravám
zveri atď. U obyvateľstva narastá nemocnosť
na choroby dýchacích ciest a zažívacieho traktu.
Fluórom zamorujú prostredie najmä hlinikárne
a niektoré priemyselné exhalácie. Fluór potláča najmä ďatelinu, lúčne
trávy a dreviny. Poškodenie rastlín sa prejavuje v depigmentácii listových
čepelí, prechádza do nekróz až defoliácie. V oblasti maximálnej intoxikácie
fluórom sa rozširujú tolerantné rastliny Festuca rubra, Agropyron repens,
Agrotis alba. Živočíchy ochorejú na fluorózu, z domácich zvierat sú
najviac citlivé hovädzí dobytok, ovce, potom ošípané a králiky.
Magnezitky exhalujú magnezitový prach,
ktorý zaletuje až do vzdialenosti 20 km od závodu. Prach obsahuje až
75% MgO, po styku s vodou prechádza na Mg(OH)2,
ktorý vytvára na povrchu pôdy hrubú tvrdú kôru. V pôde sa brzdia nitrifikačné
procesy, degradácia pôdy znemožňuje pestovať poľnohospodárske plodiny
a spôsobuje vysýchanie stromov. Vzniká rastlinné spoločenstvo "otužilých"
druhov: Agropyron repens, Agrostis stolonifera, Puccinelia distans,
Carex distans, Calomagostris epigeios a Chenopodium glaucum.
2.2.6. P Ô D A
Pôdu definujeme ako vrchnú vrstvu zemskej
kôry, v ktorej prebiehajú pôdotvorné procesy a ktorá je prostredím pre
podzemné orgány rastlín (rizosféru). Pôda patrí k podstatným činiteľom
formujúcim povahu ekosystémov. Má prvoradý význam ako stanovište rastlín,
je prostredím pre pôdne orgamizmy a je podložkou, po ktorej sa pohybujú
živočíchy. Pôda ako povrchová časť geobiosféry plní aj funkciu retenčného
priestoru pre vodu, reguluje vodný režim na súši. Významná je i pufrovacia
schopnosť pôdy, najmä jej sorpčné
schopnosti a schopnosti rozkladať toxické látky na látky neškodné.
Pôdne zložky sú organické a anorganické. Anorganickú zložku tvoria
minerálne častice rôznej veľkosti a tvaru, ktoré vytvárajú zrnitosť
(textúru) pôdy. Častice pozostávajú zvyčajne z kremičitanov a hlinitokremičitanov,
často v spojení so zlúčeninami železa. Organický podiel pôdy tvorí zložka
neživá, humus a zložka živá, edafon.
Pedogenéza, čiže proces vzniku pôdy je
založený na fyzikálnom, chemickom a biologickom zvetrávaní povrchových
vrstiev zemskej kôry a humifikácii zvyškov ústrojných látok pôsobením
klímy, edafónu a rastlín.
Najdôležitejším pôdotvorným vplyvom je
podnebie, najmä množstvo zrážok a teplota. Chemické zloženie materskej
horniny podmieňuje zastúpenie a množstvo živín v pôde. Podzemná voda
pôsobí na vzdušno-tepelný a vodný režim pôdy a obohacuje pôdu o rôzne
látky. Do tvorby pôdy významne zasahujú antropogénne vplyvy: orba, hnojenie,
meliorácie, exhaláty atď., čím sa pôdy rozdeľujú na prirodzené
a kultúrne.
Podľa pôvodu podložia a substrátu delíme pôdy na primárne uložené
(eluviálne), ktoré vznikli na mieste materskej horniny a na pôdy sekundárne
uložené (deluviálne), ktoré tvorí materiál premiestnený na druhotné
stanovište vodou (aluviálne usadeniny), vetrom (spraše), gravitáciou
(koluviálne sedimenty), ľadovcami (glaciálne usadeniny) alebo ľudskou
činnosťou.
2.2.6.1. P ô d n y p r o f i l a t e x t ú r a
Pôdny profil predstavujú vrstvy na zvislom
priereze pôdy. Počas pôdotvorných procesov sa menia jednotlivé vrstvy
pôdy, ktoré nazývame pôdné horizonty. V úrodnej pôde nachádzame obyčajne
3 vrstvy odlišné morfologicky, chemicky aj oživením. Najvrchnejšiu vrstvu,
tzv. A horizont tvoria deštruované organické látky, ktoré sa humifikačnými
pochodmi pretvárajú na humus. Obyčajne
má niekoľko subhorizontov pričom platí "čím je pôda zrelšia tým má výraznejšiu
diferenciaciu. U lesných pôd ho prekrýva opadankový horizont Ao
z listového opadu, pod ním je fermentačná (F) vrstva, ktorá obsahuje
enzymaticky a mechanicky pozmenené zbytky organizmov. Pod A horizontom
leží prechodný (iluviálny) B horizont (metamorfovaný horizont), do ktorého
minerálnych častíc sa vyplavujú látky z humusového horizontu. C horizont
je pôvodná nezmenená materská hornina, podložie, je
dôležitý aj po stránke chemickej. Vápencové horniny vytvárajú chemicky
značne stabilnú zeminu, čo podporuje mikrobiálnu činnosť a rozvoj rastlín.
Alkalitu pôdy vyvoláva najmä uhličitan vápenatý. Kyslá reakcia pôdy
je na silikátových podkladoch a na miestach,
kde je pôda odvápnená. Kyselinu kremičitú potom nahrádzajú kyseliny
humínové a k hydroxidu hlinitému pristupuje i hydroxid železitý. Vzniknutý
íl je veľmi nestály a preniká do väčších hĺbok, takže v horných častiach
profilu mizne.
Na vlastnosti pôd výrazne vlýva druh
materskej horniny, klíma a vegetačný porast. Vo vlhkom podnebí je tendencia
vzniku kyslých pôd (pH 6-4), v suchom podnebí prevláda zásaditá reakcia
(pH 7-12). Indikátormi kyslých pôd sú napr. vres (Calluna vulgaris),
metlica krivoľaká (Deschampsia flexulosa).
Alkalifilné sú lomikameň (Saxifraga sozoon), stračka (Consolida regalis),
hlaváčik letný (Adonis aestivalis) a mliečník drobný (Euphorbia exiqua).
Pre vegetáciu sú dôležité aj fyzikálne vlastnosti pôdy, jej hmotnosť,
pórovitosť, vlhkosť, priepustnosť pre vodu, vzdušnosť, tepelná kapacita
a farba.
Podľa zrnitosti pôdy (textúra) delíme
na ľahké (piesočnaté), stredné (hlinité) a ťažké (ílovité). Významná
je najmä štruktúra povrchovej vrstvy, kde sa uskutočňujú najdôležitejšie
chemicko-fyzikálne a biologické deje súvisiace s výživou rastlín. Zrnitosť
nižších horizontov rozhoduje o postupe vody. Do vodných pomerov pôdy
zasahuje hlavne prítomnosť ílovitej, pre vodu nepriepustnej vrstvy,
ktorá býva príčinou zamokrenia pôd. Obrátene pôsobia piesčité
a štrkovité podklady. Podložie sa odráža i v reakcii povrchových tokov
na zrážky. Toky s nepriepustným podložím (flyšové pásmo Slovenska) reaguje
na nedostatok zrážok rýchlejším poklesom prietoku. Povodia s priepustným
podložím dovoľujú vytvárať zásoby podzemných vôd.
Reliéf terénu ovplyvňuje vodný režim pôdy. Na strmších svahoch steká
voda rýchlejšie a pôdy sú suchšie. V preliačeninách sa naopak voda hromadí
a zem je vlhšia. Výpar je podporovaný expozíciou svahu na juh a východ.
Západné a severné svahy sú vlhké a chladné. To ovplyvňuje aj ráz spoločenstiev
na rôznych expozíciach.
2.2.6.2. P ô d n e t y p y
Pôdné typy sú hlavnými pôdnými predstaviteľmi
pri klasifikácii pôd. Zodpovedajú komplexu vlastností určitého typu
krajiny. Najčastejšie prístupom triedenia pôd je klasifikácia založená
na tých kritériách, ktoré súvisia s genézou pôd, resp. činiteľmi pôdotvorného
procesu. Tento prístup klasifikácie pôd označujeme ako genetický a vyčleňujeme
tzv.genetické pôdné typy.Geneticky pôdný typ zahŕňa skupinu
pôd charakterizovanú rovnakým súborom pôdotvorných procesov.Pôdy rovnakého
typu sa vývijajú v podobných hydrotermických podmienkach geografického
prostredia, na určitých skupinách materských substrátov s podobným vegetačným
krytom.
Najvýznamnejšie vlastnosti pôdného typu
sú textúra pôdy, podiel ústrojnej hmoty a výmenná schopnosť živín.
Charakteristika hlavných pôdných typov
Č e r n o z e m - sa nachádza v najšuchších
a najteplejších nížinatých oblastiach Slovenska v nadmorských výškach
do 250 m, s priemernou ročnou teplotou 8.5-9 oC
pri ročnom úhrne zrážok 500-650 mm. Na vzniku černozemi sa podieľa pôdotvorný
proces, pri ktorom sa humifikáciou veľkého množstva vegetácie vytvára
0,6-0,8 m hrubý humusový horizont. Majú neutrálnu pôdnú reakciu, vysoký
obsah kvalitného humusu s drobno hrudkovitou štruktúrou a dobrým vodným
režimom, vysokým obsahom živín a pomerne vysokou úrodnosťou.
H n e d o z e m - je rozšírená v pahorkatinách a v nízko polože-
ných kotlinách v nadmorských výškach okolo 150-300 m, s priemernou
ročnou teplotou 8-9 oC a zrážky
600-700 mm. Hlavný pôdotvorný proces je ilimerizácia, pri ktorom dochádza
k posunu ílovitých častíc pôdy. Majú slabokyslú až neutrálnu pôdnú reakciu,
menej kvalitný a stabilný humus, ornica je hlinitá s
hrudkovitá štruktúrou s dostatkom živín,
patria medzi najhodnotnejšie pôdy.
K a m b i z e m - je najrošírenejším
pôdným typom. Nachádza sa na pahorkatinách, vrchovinách a pohoriach
pevných hornín (žula, andezit) preto obsahujú štrk a kamenie. Sú v nadmorskej
výške 300-600 m s ročnou teplotou 6-9 oC,
ročný úhrn zrážok 600-900 mm.Hlavným pôdotvorným procesom je vnútropôdné
zvetrávanie. Má kyslú až slabokyslú pôdnú reakciu. Ich úrodnosť sa znižuje
od pahorkatín k horám a od hlbokých a neštrkovitých k plytkým, kamenistým
a štrkovitým kambizemiam.
F l u v i z e m - je rozšírená pozdĺž vodných tokov, kde ich pôdotvorným
substrátom sú hlinité, piesočnaté, ílovité i štrkovité riečne uloženiny.
Vplyv vodného toku na pôdu sa prejavuje účinkom podzemnej vody, kedy
vznikajú glejové horizonty,ale aj povrchovej vody, kedy vznikajú oglejené
horizonty. Majú rôzne chemické i fyzikálne vlastnosti. Môžu byť kyslé,
neutrálne, alkalické, piesočnaté až ílovité. Obsah humusu je nízky,
ale aj vysoký, úrodnosť je rôzná.
2.2.6.3. P ô d n e o r g a n i z m y
Pôdne organizmy (edafon, geobionty) žijú
v štrbinách a dutinách pôdy vyplnených vzduchom alebo vodou. Osídľujú
najmä horné vrstvy pôdy. Pre humifikačné procesy sú z nich najdôležitejšie
baktérie a huby. Živočíchy sa zúčastňujú iba prvých stupňov mineralizačných
procesov, najväčší význam majú mrlice, dážďovky, roztoče a chvostoskoky.
Významné je aj nepriame pôsobenie väčších živočíchov, ktoré vŕtaním
chodbičiek a chodieb uľahčujú prístup vzduchu a tým prevzdušňovanie
pôdy, čím urýchľujú oxidáciu organických
látok v pôde a ich humifikáciu.
2.2.7. K L Í M A
Klíma (podnebie) je komplexom najdôležitejších abiotických faktorov,
ktoré určujú charakter pevninových ekosystémov. Klímu definujeme ako
priemerné každoročne sa opakujúce poveternostné podmienky: teplotu,
zrážky, žiarenie, vlhkosť, pohyby a tlak vzduchu.
Podľa polohy daného priestoru vzhľadom
k rovníku rozlišujeme tropické, subtropické, mierne, chladné a polárne
podnebie. Krajiny v blízkosti oceánov vykazujú prímorskú (oceánickú)
a krajiny vnútrozemské zase kontinentálnu klímu. Tieto veľkoklímy (makroklímy)
sa diferencujú na regionálne mezoklímy, ktoré určuje nadmorská výška,
morfologické pomery a prevládajúci smer a intenzita vetrov, napr. Košická
kotlina, Východoslovenská nížina.
Na menších priestoroch sa vytvára miestne podnebie (mikroklíma) určované
najmä vegetačným krytom, napr. horská, stepná a lesná klíma. V priestore
ekoklímy vzniká osobitný režim meteorologických prvkov, mikroklíma,
napr. na severnej a južnej strane
vrchov, v jaskyniach ap. Na malých ohraničených priestoroch v rámci
ekosystémov sa vytvára štrukturálna klíma, napr. pod odškerenou kôrou
stromov, v norách ap.
Klimatické faktory podmienili vznik rôznych morfologicko-fyziologických
a etologických adaptácií. Zmeny podnebia
sprevádzali premeny druhov (procesy speciácie), zmeny v sile populácií,
v priestorovom rozšírení i spôsobe života.
Najčastejšie adaptácie živočíchov na klímu vystihujú tzv. klimatické
pravidlá:
1. Veľkostné (Bergmannovo) pravidlo: Vnútri druhu vykazujú populácie
vtákov a cicavcov z chladnejších oblastí v priemere väčšie telesné rozmery
ako populácie z teplejších oblastí, napr. veľkosť jeleňov, diviakov,
medveďov, tigrov a výrov sa smerom na sever zväčšuje.
2. Proporciové (Allenovo) pravidlo: Telové
prívesky (končatiny, ušnice, zobáky) majú populácie z teplých oblastí
relatívne dlhšie ako u populácií žijúcich v chladnejšej klíme. Tento
jav sa vysvetľuje tým, že populácie žijúce v chladnejšej klíme sa vyčnievajúce
časti tela viac ochladzujú. Chlad inhibuje, kým teplo podporuje
bunkové delenie.
3. Glogerovo pravidlo o pigmentácií: Živočíchy z vlhkých a teplých
oblastí vytvárajú melanín silnejšie ako v oblastiech suchých a chladných.
Svetlá farba integumentu má taký fyziologický význam, že vyžaruje menej
tepla ako tmavé sfarbenie.
2.2.8. O H E Ň
V suchých lesných a stepných oblastiach
mierneho a tropického pásu, hlavne v období sucha, majú významnú úlohu
požiare. Časté požiare ničia stromy a spolu s ďalšími faktormi zabraňujú
vzniku lesa vo vlhkých podmienkach. Oheň však neničí trávy, resp.ich
podzemnú časť, nakoľko majú široko rozvetvený koreňový systém. Má selektívny
účinok, niektoré organizmy obmedzuje viac ako iné a podporuje rozširovanie
druhov odolných voči ohňu. Ľahké
prízemné požiare však pomáhajú deštruentom rozkladať telá mŕtvych organizmov
a uvoľňovať živiny do pôdy. Vysoké požiare môžu zničiť všetko rastlinstvo
a sú limitujúce pre väčšinu organizmov. Postihnuté spoločenstvo sa musí
vyvíjať celkom od počiatku a jeho
regenerácia trvá veľa rokov.
2.3. BIOTICKÉ FAKTORY PROSTREDIA
Za biotické faktory považujeme vzťahy jedincov vnútri druhu, medzi
rôznymi druhmi ako aj trofické faktory.
2.3.1.VNÚTRODRUHOVÉ (HOMOTYPICKÉ, INTRASPECIOVÉ) VZŤAHY
Vnútrodruhové vzťahy sú prevažne priaznivé,
len pri premnožení druhu sa menia na antagonistické. Prílišná hustota
vedie ku kompetícii (konkurencii), napr. premnožená kultúra baktérií
vyčerpá živiny v svojom médiu a jej exkrečné splodiny pôsobia inhibične
až autointoxikačne. Podobne nahustený
porast rastlín vedie k ich vzájomnému potláčaniu. Kalamitne premnožené
bylinožravce si navzájom požierajú potravu atď.
V prírodných podmienkach prevládajú
priaznivé vnútrodruhové vzťahy, čo sa prejavuje zoskupovaním (agregáciou),
ktoré môžu ovplyvňovať miestne stanovištné podmienky, procesy rozmnožovania,
sociálne stavy pri vyšších živočíchoch alebo zmeny počasia. Určité optimálne
zoskupenie jedincov vedie k lepšiemu využívaniu potravy, prežívaniu,
lepšiemu rastu atď. (Alleho princíp). Súvislý stromový
porast s vyvinutým korunovým zápojom je odolnejší voči veterným vývratom
ako solitárne stromy. Trávy a byliny lepšie znášajú spásanie, ak sú
porastené na väčšej ploche ako pri ostrovčekovitom rozšírení. Živočíchy
v spoločenstvách si pomáhajú navzájom
pri získavaní potravy alebo pri výstrahe, či obrane pred nepriateľmi
atď. Pospolný život prináša organizmom rôzne výhody. Zoskupovanie organizmov
zhruba rozlišujeme na trsy a na spoločenstvá (society).
Trsy vytvárajú mnohé rastliny a sesilné živočíchy, hubky, pŕhlivce,
machovky ai. Výhoda spolunažívania v trsoch spočíva v tom, že určitý
telesný styk umožňuje lepšie sa chrániť pred vonkajšími vplyvmi, uľahčuje
rozmnožovanie ap.
Spoločenstvá rastlín chápeme ako vzťahy
medzidruhové alebo biocenotické. Pri živočíchoch majú society vnútorné
zákonitosti závislé od stupňa rozvoja sociálneho inštinktu. Na rozdiel
od ostatných foriem živočíšnych spoločenstiev sú podmienené nervovou
stránkou organizmu. Sociálny inštinkt vedie k rôznym formám pospolitého
spôsobu života s rôznou mierou vzájomnej
závislosti a nevyhnuteľnosti. Predpokladom vzniku spoločenstva je vzájomná
príťažlivosť, sociálna atrakcia jeho členov.
Väzby vnútri society môžu byť rôzne
silné, otvorené alebo prechodné, obmedzené na niekoľko funkcií alebo
trvalé a uzavreté.
Východiskovými bodmi vnútrodruhových
societ je rozmnožovanie, prípadne klimatické a potravné faktory alebo
spoločná bezpečnosť. Zoskupenie môže byť buď z jedincov rovnakého pohlavia
a vekovej úrovne (homomorfické) alebo v rodinách (heteromorfické). Podľa
stupňa závislosti môžeme rozlišovať society anonýmne a neanonýmne (uzatvorené).
Za anonýmne považujeme potravné, nocľažné, prezimovacie, liahništné
a sťahovacie society. Neanonýmne sú rodiny a rôzne formy rodinných spoločenstiev
a štátov.
Potravné spoločenstvá sú založené na sústredení jedincov istého druhu
na potravnom substráte, napr. škodcov na rastline, mrcinožravcov na
mrcine. Dokonalejšie formy takéhoto zoskupenia poskytujú účastníkom
určité výhody, napr. kŕdle vtákov a rýb spája aj prvok istého zvýšenia
bezpečnosti pred útočníkmi. Niektoré vtáky (kormorány pelikány) a cicavce
(vlky, hyeny, dingo ...) sa združujú do poľovných spoločenstiev a naháňajú
korisť vo svorkách.
Nocľažné spoločenstvá vychádzajú z využívania vhodného miesta na spoločné
prenocovanie. Takto sa správajú netopiere, krkavcovité, sýkorky, kačice
atď. Nocľažné spoločenstvá často prechádzajú do zoskupení viacerých
príbuzných druhov, napr. pri netopieroch alebo divé holuby a hrdlička
poľná často nocujú spoločne.
Prezimovacie society majú podobný princíp
ako predchádzajúce, t.j. ich účastníkom vyhovujú rovnaké miesta na zimnú
inaktivitu, napr. samotárske včely sa sústreďujú v norách hlodavcov,
čo je predstupňom sociálneho správania včiel. Na zimovanie sa združujú
aj salamandry, žaby, hady, netopiere
atď.
Sťahovacie society môžu byť vyvolané dostupnou potravou, rozmnožovacím
pudom alebo premnožením druhu.
Potravné sťahovanie býva podmienené sezónnymi zmenami počasia, pre
ktoré živočíchy putujú za potravou alebo za vodou, napr. ťahy vtákov
medzi zimoviskami a liahniskami.
Rozmnožovacie sťahovanie predstavuje sústreďovanie živočíchov na párenie,
napr. jarné zhromažďovanie obojživelníkov pri liahništných vodách, putovanie
lososov a úhorov medzi morskou a sladkou vodou resp. naopak atď.
Sťahovanie vyvolané premnožením nastáva vtedy, ak hustota populácie
prekročí potravnú únosnosť teritória. Sem rátame opúšťanie hniezdneho
revíru rodičov odrastenými mláďatami, masové migrácie lumíkov, invázie
sarančí ap.
Liahništné spoločenstvá združuje priaznivé
stanovište na hniezdenie, prítomné živočíchy však nevytvárajú užšie
vzťahy, len sa navzájom varujú pred nebezpečenstvom, napr. hniezdiská
brehulí, bazáre vtákov na vtáčich ostrovoch. Vyššiu formu society tvoria
hniezdiaci tučniaci, ktorí si poskytujú
aj vzájomnú ochranu pred vetrom a mrazom.
Rodiny zabezpečujú vývin potomstva,
ktoré by samo nebolo schopné prežiť. V primitívnych rodinách sa matka
istý čas stará o vajíčka, príp. aj o vyliahnuté potomstvo. Samice rakov
nosia vajíčka prilepené na brušku, kde sú bezpečnejšie ako by boli odložené
v prostredí. Samičky pavúkov strehúňov podobne nosia kokón s vajíčkami
a neskôr aj vyliahnuté mláďatá, ktoré opúšťajú matku, len aby získali
potravu. Samičky ucholakov strážia svoje
vajíčka a čistia od plesní. Samice krokodílov odnášajú práve vyliahnuté
mláďatá v papuli do vody, aby ich zachránili pred striehnucími predátormi
atď.
Podľa štruktúry rozlišujeme rodiny rodičovské,
materské a otcovské. V rodičovských rodinách sa o potomstvo spoločne
starajú obidvaja rodičia. Sú rozšírené najmä pri kŕmivých vtákoch. Partneri
sa môžu striedať pri sedení (holuby, bociany, čajky..), alebo majú povinnosti
rozdelené, napr. u drozda čierneho na vajíčkach sedí len samička, po
vyliahnutí mladých sa pripojí samček
a pomáha ich kŕmiť.
Materské rodiny tvorí len matka s mláďatami, rozšírené sú hlavne u
druhov polygamných a promiskujúcich, napr. kurovité, kačice, drobné
cicavce, väčšina mäsožravcov, jeleňovité atď.
V otcovských rodinách sa úloha samice
obmedzuje na znesenie vajec, ďašiu starostlivosť o potomstvo preberá
samec, napr. samec pichľavky sinej zhotoví hniezdo, v ktorom stráži
ikry a mláďatá. Samce morských koníkov a ihlíc nosia vajíčka vo vrecku
na bruchu. Samce emu a nandu vysedia vajíčka
od viacerých samíc a vodia mladé atď.
2.3.1.1. Č e ľ a d e
Čeľade vytvára trvalejší rodinný zväzok rodičov s potomstvom, čo môže
viesť k stádovitosti. Jednoduchou formou sú čriedy diviakov, v ktorých
sa niekoľko matiek združuje a žije spolu s mladším i starším potomstvom.
Stepné kopytníky vytvárajú stáda buď s jedným vedúcim jedincom (koňovité),
alebo aj bez pevnejšej organizačnej štruktúry (turovité).
2.3.1.2. Š t á t y
Štáty predstavujú najvyšší typ vnútrodruhových societ. Vyznačujú sa
pevnou organizáciou spoločenstva a funkčnou špecializáciou členov, t.j.
kastovou diferenciáciou.
2.3.2. MEDZIDRUHOVÉ (INTERSPECIOVÉ, HETEROTYPICKÉ) VZŤAHY
Vzťahy medzi rôznymi spoločne žijúcimi druhmi sú produktom dlhého
vývoja, môžu byť relatívne nezávislé (indiferentné, neutrálne), alebo
pozitívne závislé (probióza a symbióza) alebo antagonistické (konkurenčné,
parazitické a koristnické). Tieto formy vzťahov však nie sú nemenné
a presne ohraničené, ale často do seba v rôznej miere prechádzajú.
2.3.2.1.N e u t r á l n y v z ť a h
Neutrálny vzťah je taký, pri ktorom si dva organizmy v žiadnom smere
neškodia, ani neosožia. Táto nezávislosť môže byť len zdanlivá, napr.
dážďovky a včely považujeme za indiferentné. Činnosť dážďoviek však
vplýva na úrodnosť pôdy a tým i na rastliny, čo poskytujú včelám, ktoré
ich opeľujú, výživu. Včely opeľovaním rastlín podporujú ich rozšírenie,
čím vlastne stimulujú pôdotvorné procesy, lebo odumreté rastliny sú
potravou pre dážďovky. V relácii včely-dážďovky je ich zdanlivo neutrálny
vzťah v skutočnosti pozitívny.
P r o b i ó z a (k a r p ó z a)
Probióza (karpóza) je vzťah pomerne voľného
a často len dočasného spolužitia, pri ktorom sú si účastníci do istej
miery vzájomne osožní, alebo je osoh jednostranný, avšak druhá strana
nie je poškodzovaná. Základné formy probiózy sú parekia, epekia,
forézia, synekia a komenzalizmus.
P a r e k i a, čiže spolusídlenie, znamená, že živočích hľadá u druhého
ochranu. Lastovičky a bociany hniezdia v ľudských sídliskách, kde sa
cítia bezpečnejší ako v prírode. Niektoré drobné rybky sa ukrývajú pod
zvonom medúz, kde sú chránené pred dravými rybami atď.
E p e k i a predstavuje prichytenie alebo prisadnutie na telo iného
organizmu. Jednobunkové riasy, machy a lišajníky vytvárajú nárasty na
stromoch. Na vodné rastliny prisadajú nálevníky,
hubky a machovky. Na morské stavovce prisadajú fúzonôžky Balanus atď.
F o r é z i a je využívanie iného, väčšieho živočícha ako
transportného prostriedku na priestorové rozširovanie druhu, napr.
larvy pôdnych nematód sa prichytávajú chrobákov,
ktoré hrabú chodbičky v zemi.
S y n e k i a značí spolunažívanie do istej miery navzájom osožných
organizmov v spoločnom priestore, zvyčajne v hniezde väčšieho z účastníkov,
napr. v hniezdach spoločenského hmyzu, vtákov a cicavcov žijú roztoče,
ktoré tu nachádzajú priaznivú mikroklímu a živia sa odpadkami bezcennými
pre vlastníka hniezda, čím pomáhajú udržiavať čistotu v hniezde.
K o m e n z a l i z m u s (spolustolovníctvo)
je vzťah pridruženia sa organizmu k inému druhu za účelom využívať odpady
jeho potravy, napr. nepatogénne črevné baktérie a prvoky sa živia zvyškami
potravy hostiteľa, ktoré tento už nevie využiť. Hostiteľovi sú aj do
istej miery osožné, lebo obmedzujú nežiadúce kvasné procesy. Niektoré
baktérie (Escherichia coli) pritom
produkujú vitamín K, ktorý je potrebný pre hostiteľa. Tie isté baktérie
sa však môžu zmeniť na fakultatívne patogény (hemolytické kolifornmé
baktérie). Komenzalizmus môže byť aj príležitostný a dočasný, napr.
červienka sa pridružuje k diviakovi, ktorý vyrýva pôdu, aby získala
potravu.
2.3.2.2.S y m b i ó z a
Symbióza znamená spolužitie dvoch vzájomne si prospešných organizmov
rôznych druhov. Má rôzny stupeň viazanosti od pomerne voľnej (protokooperácia)
až po nevyhnutnú (mutualizmus).
A l i a n c i a je dočasné spoločenstvo
dvoch aj viacerých druhov živočíchov, založené na vzájomnom zastupovaní
slabšie vyvinutých zmyslov, za účelom zvýšenia bezpečnosti pred nepriateľmi,
napr. pštrosy, ktoré majú výborný zrak, sa pridružujú k zebrám a antilopám,
ktoré sú lepšie vybavené sluchom
a čuchom. Takýto spojenci majú lepšiu možnosť včas zbadať prikrádajúceho
sa dravca a vzájomne sa varovať.
T r o f o b i ó z a je voľné spolužitie, zamerané na získanie potravy,
pri ktorom sa jeden z aktérov odvďačuje druhému určitou službou, napr.
mravec Lasius flavus prenáša bezkrídle vošky na ich živné rastliny,
vošky sa mu odvďačujú medovinou, ktorú mravce dychtivo oblizujú.
Z o o f y t o s y m b i ó z a je mutualistický
vzťah medzi rastlinou a živočíchom. Niektoré vodné bezstavovce (meňavky,
nezmary, hubky, ploskulice atď.) hostia vnútrobunkovo jednobunkové riasy,
zelené zoochlorely a hnedé zooxantely. Riasy odoberajú hostiteľovi pre
neho škodlivý CO2 a dusíkaté exkrementy,
začo mu odovzdávajú vyprodukovaný kyslík a škrob. Zoofytosymbióza
vytvára plynulé prechody k endosymbióze, alebo ektosymbióze.
E k t o s y m b i ó z a b a k t é r i í a r a s t l í n je osobitným
prípadom vzájomnej trofickej závislosti organizmov. Bezprostredné
okolie koreňového systému rastlín, rizosféra, je veľmi bohaté na voľne
žijúce baktérie. Baktérie využívajú organické látky vylučované z koreňov
do pôdy, rastlinám sú prospešné mineralizáciou organických látok a pútaním
molekulového dusíka. Baktérie rodu
Rhizobium už vytvárajú hľúzky v korienkoch rastlín, fixujú molekulový
dusík a rastline poskytujú dusíkaté látky, rastlina sa im odvďačuje
hlavne glycidmi.
M y k o r í z a je dynamický, značne
labilný vzťah vzájomného využívania medzi rastlinou a hubou. Väčšina
vyšších rastlín má korene infikované pôdnymi hubami, ktoré prenikajú
do korienka pomocou výbežkou, haustórií, a potom rastú intracelulárne.
Mutualizmus mykorízy spočíva v tom, že v koreňoch nachádzajú zdroj jednoduchých
glycidov. Huby však uľahčujú rastline
prijímať vodu a minerálne soli z pôdy, lebo svojimi hýfami mnohonásobne
zväčšujú adsorpčný povrch koreňového systému. Kým medzi obrannými silami
rastliny a prenikaním huby trvá rovnováha, je ich vzťah mutualistický.
Pri narušení tejto rovnováhy sa huba stáva parazitom rastliny
a stav sa mení na antagonistický.
E n d o s y m b i ó z a je pevný vzťah medzi živočíšnym makroorganizmom
a jeho črevnou mikroflórou, ktorá mu svojím enzymatickým vybavením pomáha
tráviť prijatú potravu. V bachore prežúvavcov a slepých črevách koní
a vtákov žijú baktérie a nálevníky, ktoré produkujú celulázy a za hostiteľa
trávia celulózu v potrave.
2.3.2.3.A n t i b i ó z a
Antibióza má povahu konkurenčnú (kompetícia),
cudzopasnícku (parazitizmus), alebo koristnícku (predátorstvo).
K o m p e t í c i a môže nastať v súťaži o priestor alebo výživu.
Najsilnejšia je súťaž medzi druhmi s rovnakými ekologickými nárokmi.
Rastliny sa navzájom zatieňujú, odčerpávajú vodu so živinami a potláčajú
alelopaticky. Pri alelopatii dochádza k vylučovaniu špecifických produktov
látkového metabolizmu, ktoré pôsobia na iný organizmus inhibične alebo,
toxicky.
P a r a z i t i z m u s predstavuje prípad
spolužitia, pri ktorom jeden organizmus, cudzopasník čiže parazit žije
na úkor druhého, spravidla podstatne väčšieho organizmu. Na rozdiel
od dravcov parazity svoju obeť, hostiteľa, zvyčajne neusmrcujú, ale
iba do istej miery poškodzujú. Hostiteľa ochudobňujú o časť jeho potravy,
ktorú už natrávil, alebo ho traumatizujú požieraním jeho tkanív
a škodia mu mechanicky upchávaním čriev, žlčovodov, ciev ap., prípadne
môžu vyvolať perforáciu jeho čreva, ciev, kože atď. Parazity vždy intoxikujú
hostiteľa svojimi exkréčnymi splodinami.
Parazity žijúce na povrchu tela hostiteľa nazývame vonkajšie cudzopasníky
alebo ektoparazity (pijavice, vši, komáre ...). Vo vnútri tela hostiteľa
cudzopasia vnútorné parazity, endoparazity (krvné, črevné a tkanivové
cudzopasníky).
Trvalý (obligátny) parazit je odkázaný
po celý život, resp. jeho aktívnu časť, žiť v spojení s hostiteľom.
Ak hostiteľa vyhľadávajú iba preto, aby sa nasýtili a inak žijú voľne,
hovoríme o dočasných, čiže temporálnych parazitoch (pijavice, kliešte,
ploštice, ovady ...). Stále (stacionárne, permanentné) parazity sú po
celý život viazané na telo hostiteľa
(vnútorné parazity, svrabovce, vši ...).
Hostiteľské spektrum parazitov je rôzne. Niektoré môžu žiť len v jednom
druhu hostiteľa, nazývame ich stenoxénne (vírusy a baktérie vyvolávajúce
detské nemoci, ľudské vši, pôvodca moru ošípaných atď.). Oligoxénne
parazity majú úzky okruh systemeticky príbuzných hostiteľov (švoly,
blchy ...). Polyxénne parazity majú široký okruh hostiteľov systematicky
často vzdialených (toxoplazma, cysty echinokoka, trichinela, hemofágny
hmyz atď.).
Aj cudzopasníky môžu mať svoje parazity,
čiže parazity druhého stupňa alebo hyperparazity, napr. vírusy, baktérie,
mikrosporídie atď.
P r e d á t o r s t v o (episitizmus, koristníctvo) značí vzťah dravca
a jeho koristi. Korisťou rozumieme iného živočícha, nie vzťah rastliny
a jej konzumenta (hoci pre veľké rastlinožravce používame názov fytoepizit).
Na rozdiel od parazita predátor svoju korisť nevyhnutne usmrcuje.
V nenarušených ekosystémoch sú parazity a dravce dôležitými regulátormi
populácií živočíchov, na ktoré sú potravne viazané. Tým sa podieľajú
na udržiavaní prírodnej rovnováhy.
2.4. TROFICKÉ FAKTORY
Organizmy pre svoje životné deje musia z prostredia prijímať materiál
a energiu v podobe výživy, ktorú rozdeľujeme na autotrofnú a heterotrofnú.
2.4.1. A U T O T R O F N Á V Ý Ž I V A
Autotrofné organizmy získavajú potrebnú energiu pre svoj metabolizmus
buď fotochemickou asimiláciou (fotosyntézou) alebo chemotrofne, prostredníctvom
oxidácie anorganických látok.
2.4.1.1. C h e m o a u t o t r o f n é o r g a n i z m y
Zaobídu sa bez svetla, potrebujú len
primeraný substrát, z ktorého získavajú energiu a prostredie s o určitými
fyzikálnymi a chemickými vlastnostami. Rozšírené sú hlavne vo vodách.
Patria k nim rôzne vláknovité baktérie obalené slizovým sekrétom, napr.
Sphaerolitus, ktorý ukladá do púzdra zrniečka síry. Toxothrix ukladá
v svojom obale železo a Leptothrix mangán. Tieto baktérie zlepšujú filtračný
účinok pieskových filtrov vody. Naopak, Crenothrix polyspora sa rozmnožuje
v rezervoároch a pachom znehodnocuje
vodu, môže aj upchávať vodné potrubia.
2.4.1.2. F o t o a u t o t r o f n é o r g a n i z m y
Sinice a rastliny,vyžadujú na procesy fotosyntézy svetelnú a tepelnú
energiu, vodu a určité minerálne látky ako živiny.
Rastliny podľa ich vzťahu k zastúpeniu
minerálnych živín v prostredí rozdeľujeme na nenáročné (oligotrofné),
stredne náročné (mezotrofné) a náročné (eutrofné). Podľa nárokov na
pH prostredia ich rozdeľujeme na oxifilné (acidofilné), vyžadujúce kyslé
pôdy resp. vodu, na hemioxifilné (neutrofilné),
s nárokmi na prostredie s približne neutrálnou reakciou a na bazifilné
(alkalifilné), vyžadujúce zásadité médium.
Z á s o b n é l á t k y
Zásobné látky autotrofným organizmom
slúžia k respirácii a stavbe tela. Pri prokaryotických organizmoch sú
to najčastejšie glykogénu blízke polysacharidy, ďalej kyselina polyhydromaslová
a volutínové zrniečka, ktoré obsahujú polyfosfáty a glykogén. Euglenida
ukladajú ako potravnú zásobu paramylum a Volvocida zasa škrob, ktorý
je typickou rezervnou látkou pre vyššie rastliny.
2.4.2. H E T E R O T R O F N Á V Ý Ž I V A
Podľa nárokov na zdroj uhlíka a energie rozdeľujeme heterotrofné organizmy
na fotoheterotrofné a chemoheterotrofné. Fotoheterotrofné organizmy
využívajú svetlo ako zdroj energie a organické látky ako základný zdroj
uhlíka. Chemoheterotrofné organizmy utilizujú organické zlúčeniny ako
hlavný zdroj uhlíka a závisia od zdrojov chemickej energie. Tu patrí
väčšina baktérií, všetky huby a živočíchy.
Podľa rázu potravy rozlišujeme heterotrofné organizmy na saprofyty,
ktoré sa živia mŕtvymi substrátmi a na biofágy, ktoré vyžadujú živú
potravu. Hranice medzi týmito základnými vyživovacími typmi však nie
sú ostré, vyskytuje sa množstvo prechodných foriem stálych aj príležitostných.
2.4.2.1. N á r o k y n a k v a l i t u p o t r a v y
Nároky na kvalitu potravy rôznych organizmov sú často značne rozdielne.
Vždy však platí, že potrava musí mať istú energetickú a biologickú hodnotu
(nutričná hodnota). Vývojovo nižším organizmom spravidla postačuje počas
celého života tá istá potrava, napr. pre baktérie, kvasinky, prvoky
a červy. Pri vyšších živočíchoch sa nároky na kvalitu potravy často
menia podľa ich vývinového štádia alebo fyziologického stavu, napr.
rozdielna je potrava húseníc a motýľov, mnohé zrnožravé vtáky kŕmia
svoje mláďatá hmyzom ap.
Spotrebu potravy podmieňuje predovšetkým
individuálna schopnosť prijatú potravu zúžitkovať. Menšie jedince majú
relatívne väčšiu spotrebu potravy ako jedince väčšie, čo súvisí s rozdielnou
relatívnou veľkosťou povrchu tela v pomere k jeho objemu. Na spotrebu
pôsobí aj fyziologická záťaž daného organizmu a schopnosť prijatú potravu
zúžitkovať. Dospelé živočíchy vyžadujú menej potavy ako mladé rastúce
jedince, ktoré potrebujú viac materiálu na výstavbu vlastnej telesnej
hmoty. Homoitermné živočíchy spotrebujú
značné množstvo energie na udržiavanie telesnej teploty.
2.4.2.2. V p l y v v ý ž i v y n a k o n d í c i u
Vplyv výživy na kondíciu je podstatný.
Od akosti a množstva potravy závisí aktivita, rýchlosť vývinu a rozmnožovacia
schopnosť organizmu, napr. výživa lariev včiel rozhoduje, či sa z nich
vyvinie matka alebo asexuálna robotníčka. Kliešte, ploštice a komáre
kladú vajíčka až po nasýtení krvou. Rýchlosť vývinu a počet lienení
larválnych štádií mnohých článkonožcov závisí od
množstva a kvality potravy atď.
Podvýživa vždy oslabuje organizmus.
Dlhodobý nedostatok potravy spôsobuje smrť hladom. Schopnosť rôznych
organizmov hladovať je druhovo rozdielna, pochopiteľne je ovplyvňovaná
aj vonkajšími faktormi (fyzická záťaž, teplota prostredia ...). Veľmi
dlho, mesiace, roky, niekedy až desaťročia vydržia bez príjmu potravy
pokojové štádia baktérií, výtrusy rastlín, cysty prvokov aj niektorých
červov (napr. háďatka pšeničného). Odolné voči hladovaniu sú aj ryby,
priam rekordérmi medzi stavovcami
sú hady, napr. Python reticulatus po zhltnutí malej ošípanej bez újmy
sa postí až jeden rok. Nedostatok potravy najhoršie znášajú drobné vtáky
a drobné cicavce, zvyčajne sa vydržia postiť len 1-2 dni. Všeobecne
platí, že živočíchy znášajú oveľa
horšie nedostatok vody, ako samotný nedostatok potravy.
Z á s o b n é l á t k y
Zásobné látky v bunkách húb tvorí glykogén, kryštáliky bielkovín a
minerálnych substrátov. Zásobnými látkami živočíchov sú glykogén (pri
obojživelníkoch jediná zásobná látka) a tuk. Tuk sa hromadí najmä pred
nastúpením zimovania (svišť, jazvec, plch ap.) alebo pred periodicky
sa opakujúcou zvýšenou fyzickou námahou, napr. vtákom pred jesenným
ťahom alebo článkonožcom pred lienením a metamorfózou.
Hemofágne ektoparazity odkázané na nepravidelný
príjem potravy si ukladajú prijatú krv do zásoby v žalúdku alebo vo
vychlípeninách čreva (pijavice, kliešte, komáre ...). Stavovce si často
vytvárajú vonkajšie zásobárne, napr. včely deponujú med, krt ukladá
do hniezda paralyzované dážďovky,
viaceré hlodavce zhromažďujú do hniezd alebo skrýš semená resp. suché
huby, strakoš napichhuje hmyz a myši na tŕne krov, kuvíček vrabčí ukrýva
korisť v bútľavinách stromov, psovité šelmy zvyšky koristi zahrabávajú.
2.4.2.3. P o t r a v n á š p e c i a l i z á c i a
Potravná špecializácia sa v rôznej miere
prejavuje pri mikroorganizmoch (napr. pri patogénnych mikróboch, alebo
symbiontoch ako viazanosť na druh hostiteľa) aj pri živočíchoch. Živočíchy
rozdeľujeme aj podľa ich základnej potravy. Omnivor (pantofág) využíva
takmer všetku dostupnú rastlinnú a živočíšnu potravu. Polyfág má široký
okruh potravy buď rastlinnej (fytofág) alebo živočíšnej (zoofág). Oligofág
je obmedzený na pomerne úzky okruh potravy a monofág je špecialista
na jediný potravný substrát.
Rastlinožravé živočíchy môžeme členiť
podľa ich telesnej veľkosti na veľké druhy, fytoepisity a na malé druhy,
fytoparazity. Podľa častí rastlín, ktoré požierajú, rozlišujeme druhy
herbivorné, čiže bylinožravé (zelené časti rastlín), fylovorné (listy),
granivorné (semená), fruktivorné alebo karpofágne (plody), pollivorné
(peľ), xylofágne (drevo), korticovorné (kôra), rizofágne (korene). Iná
klasifikácia fytofágnych živočíchov je podľa taxónu, ktorý konzumujú.
Podľa tohto hľadiska rozoznávame druhy mycetofágne (huby), algofágne
(riasy), lichenofágne (lišajníky) ap.
Zoofágne živočíchy rozdeľujeme na predátory
(episity, dravce), ktoré lovia a usmrcujú svoju korisť. Predátory podľa
systematickej príslušnosti ich koristi rozlišujeme insektivorné (hmyz,
resp. iné bezstavovce), myrmekofágne (mravce), piscivorné čiže ichtyofágne
(ryby), karnivorné (všeobecne mäsožravé), myofágne (drobné cicavce)
atď. Inou skupinou zoofágov sú parazity (cudzopasníky), nekrofágy (mrcinožravce)
a koprofágy, ktoré sa živia výkalmi.
2.5. B I O G E O C H E M I C K É C Y K L Y
Biogénne chemické prvky vykonávajú v prírode viacmenej okružnú dráhu
od neživého prostredia po živé organizmy a späť. Tento nepretržitý kolobeh
látok nazývame biogeochemický cyklus. Prejavuje sa v rozpade hornín,
tvorbe pôdy, tvorbe biomasy, deštrukcii a mineralizácii neživej organickej
hmoty.
Chemické prvky zapojené do kolobehu sa
môžu hromadiť a presúvať medzi ekosystémami. V ich obehu sa nachádza
základný a výmenný zásobník. Základný zásobník sústreďuje prevažnú časť
daného prvku v biosfére. Výmenný zásobník je menší, avšak aktívnejší,
obsahuje tú časť zásoby prvku, ktorá je v pohybe medzi organizmami a
abiotickým prostredím. Plynné prvky - vodík, dusík, uhlík - sa hromadia
v atmosfére (plynový cyklus). Tuhé prvky - vápnik, fosfor ai.
- sa ukladajú v sedimentoch (sedimentový cyklus).
2.5.1.V o d a
Voda patrí k najdôležitejším zložkám tiel organizmov, aj k zložkám
ich prostredia. Súčasne je zásobníkom vodíka pre fotosyntetickú asimiláciu.
Z povrchu Zeme sa voda vyparuje pôsobením slnečnej energie (evaporácia)
a výparom z rastlín (transpirácia). V ovzduší sa vodné pary kondenzujú
do oblakov a v podobe zrážok sa voda vracia na zemský povrch.
V jednotlivých fázach obehu vody pôsobia
rôzne rušivé činitele, ktoré spôsobuje civilizácia. Dochádza k znečisteniu
povrchových i podzemných vôd. Do ovzdušia prichádzajú rozličné znečisťujúce
látky - dym, výfukové plyny, prach ap. Tieto látky pôsobia na atmosferickú
vodu, podmieňujú tvorbu hmly, smogu, kyslých zrážok atď.
V obehu vody existujú čistiace mechanizmy, a to destilácia v atmosferickej
fáze; fyzikálne, chemické a biologické samočistenie v pôdnej fáze a
vo vodách.
2.5.2.K y s l í k
Kyslík má zásobník v ovzduší a v horných vrstvách oceánu v podobe
O2 a CO2. Jeho cyklus je jednoduchý. Zelené
rastliny uvoľňujú molekulárny kyslík z atmosferického CO2
pri fotosyntéze. Všetky aeróbne organizmy, vrátane rastlín, pri dýchaní
kyslík spotrebúvajú. Medzi pochodmi produkcie a spotreby kyslíka bola
doteraz približná rovnováha. Industriálne krajiny však vykazujú stále
väčšiu spotrebu kyslíka, hlavne v dôsledku spaľovania fosílnych palív.
Tým je ohrozená globálna rovnováha obehu O2 na Zemi.
2.5.3.U h l í k
Väčšina zásob uhlíka je uložená vo forme uhličitanov v hydrosfére
a litosfére, avšak jeho výmena s atmosférou je veľmi pomalá. Výmenným
zásobníkom je ovzdušie.
Uhlík je zložkou všetkých organických
látok v protoplazme. Väčšina, až 90% celkového dodávaného CO2,
pochádza z mikrobiálnych mineralizačných pochodov, zvyšok pochádza z
dýchania iných organizmov a z horenia.
Spomalenie obehu uhlíka spôsobuje hromadenie
humusu v lesoch a hromadenie rašeliny. Naopak, človek spaľovaním a priemyselnou
činnosťou vracia do obehu uhlík konzervovaný v palivách. Na produkcii
CO2 sa významne podieľa aj poľnohospodárstvo,
ktoré orbou uvoľňuje značné množstvo CO2
z pôdy. V súčasnosti už prísun CO2
do ovzdušia presahuje asimilačnú kapacitu rastlín.
2.5.4.D u s í k
Dusík je zložkou bielkovín, nukleových
kyselín a koenzýmov. Základným zásobníkom dusíka je vzduch. Do ekosystémov
sa dusík dostáva hlavne činnosťou nitrogénnych pôdnych baktérií (Rhizobium,
Azotobacter, Clostridium ...), ktoré viažu molekulárny dusík. Druhotným
zdrojom dusíka sú bielkoviny z tiel odumretých organizmov a dusíkaté
látky v exkrementoch živočíchov.
Tieto substráty sa enzymatickou aktivitou saprofytických baktérií, húb
a aktinomycét menia na čpavok (amonizácia) a ďalšie nízkomolekulové
látky. Nitritačné baktérie prevedú čpavok na dusitany (nitritácia) a
ďalej na dusičnany (nitratácia),
ktoré už rastliny vedia využívať. Cyklus uzatvárajú denitrifikačné baktérie,
tie prevádzajú dusičnany na molekulárny dusík. Dusík sa vracia späť
do ovzdušia, čím sa kompenzuje činnosť viazačov dusíka.
Do obehu dusíka zasahuje človek prílišným
používaním dusíkatých hnojív, ktoré sú splachované do vodných tokov
a nádrží, kde podporujú nadmerný rozvoj vegetácie. Z hnoja a hnojnice
dochádza k úniku čpavku. Spaľovaním fosílnych palív, najmä ropných derivátov,
sa uvoľňujú do ovzdušia toxické oxidy dusíka. Miestami poškodzujú
lesné porasty viac ako exhaláty síry.
2.5.5.F o s f o r
Jeho základným zásobníkom je litosféra,
fosfor sa uvoľňuje zvetrávaním hornín. Rastliny ho prijímajú v podobe
fosforečnanov a spotrebujú pri syntéze životne dôležitých látok -
nukleoproteidov, adenozíntrifosfátu (ATP) ap.
Na rozklade organických zlúčenín fosforu sa podieľajú rozličné druhy
baktérií a aktinomycét. Poľnohospodárstvo hnojením obohacuje veľké plochy
polí nadbytkom fosforu, ktorý sa splachom dostáva do povrchových vôd.
Vo vodách vyvoláva vznik nebezpečného vodného kvetu a celkové premnoženie
vodnej vegetácie, zapríčiňuje zarastanie melioračných kanálov makrofytmi
ap.
2.2.6.S í r a
Síra je zložou bielkovín (v aminokyselinách
cysteín a metionín) a niektorých koenzýmov. Síra je prvok hojne
zastúpený v zemskej kôre. Organizmy ju prijímajú vo forme síranov. V
redukovanej podobe ako H2S sa síra nachádza
ako produkt metabolizmu mikróbov. Môže sa hromadiť iba v anaeróbnom
prostredí, kým v aeróbnych podmienkach sa oxiduje na sírany.
Oxidácie H2S a elementárnej síry sa výrazne
zúčastňujú fotosyntetizujúce a chemoautotrofné baktérie.
2.5.7.V á p n i k
Dôležitým biogénnym prvkom je vápnik (bunkový katión, oporné tkanivá
ap.). Má veľké ťažiteľné zdroje vo vápencoch. Vápnik pôsobí aj sprostredkovane
zvyšovaním hodnoty pH pôdy alebo vody. Používame ho na vápnenie kyslých
poľnohospodárskych a lesných pôd, podobne aj na vápnenie rybníkov a
jazier.
2.5.8.O s t a t n é b i o g é n n e p r v k y
Aj tieto elementy sú sedimentovaného typu
a do obehu sa uvoľňujú hlavne zvetrávaním hornín. Biotickým zásobníkom
sú odumreté organizmy, exkrementy živočíchov ap.
Železo je zložkou cytochrómov a ďalších hemových bielkovín, je aj
kofaktorom pre rad enzýmov. Pre vývin rastlín je dôležitý draslík, ktorý
je na väčšine obrábaných pôd deficitný a treba ho dopĺňať hnojením.
Zo stopových prvkov je pre výživu mikróbov a rastlín potrebný horčík,
molybdén atď. Cicavce z mikroelementov potrebujú jód, zinok atď.
2.6.ADAPTÁCIE NA PROSTREDIE A SPÔSOB ŽIVOTA
Organizmy sa účelne prispôsobujú svojmu
prostrediu a spôsobu života stavbou tela a fyziologicky, živočíchy aj
správaním. Ich geneticky zakódované vlastnosti a reaktívne schopnosti
sú produktom prírodného výberu, ktorému boli jednotlivé druhy počas
svojho vývoja vystavené.
Stupeň vývojovej dokonalosti a ekologická
špecializácia organizmov vedie k ich určitým tvarovým úpravám, tzv.
morfotypom. Pri druhoch žijúcich podobným spôsobom sa často vytvárajú
určité znaky súbežne, napr. sukulenty sú si značne podobné, hoci patria
do rôznych čeľadí. Podobne sa navzájom podobajú systematicky vzdialené
žraloky, ryby a plútvonožce. Naopak taxonomicky blízke formy, ak obývajú
iné prostredie alebo žijú odlišným spôsobom sa, odlišujú aj habituálne,
napr. tučniaky, pštrosy a lietajúce vtáky.
2.6.1. A D A P T Á C I E B A K T É R I Í A R A S T L Í N
Baktérie sa chránia proti vonkajším vplyvom slizovými alebo voskovými
púzdrami. Niektoré, napr. bacily, vytvárajú v nepriaznivých podmienkach
spóry, ktoré si zachovávajú dlhú životaschopnosť a dokážu vzdorovať
rôznym fyzikálnym a chemickým činiteľom. Iné baktérie, napr. Azotobacter,
prežívajú nepriaznivé existečné podmienky tvorbou cyst.
Huby produkujú rozvetvené podhubia, ktoré
zväčšujú ich aktívny povrch na príjem živín. Podobnú funkciu
zastávajú korene rastlín, ktorými sa rastliny aj fixujú v prostredí.
Tvar rastliny je výsledkom pôsobenia
viacerých ekologických činiteľov, napr. štíhle kužeľovité koruny ihličnanov
mechanicky umožňujú zosunutie hrubých vrstiev snehu, čím sa zabráni
zlámaniu konárov pod ťarchou napadaného snehu. Stupňovité usporiadanie
koruny s postupne kratšími vetvami zväčšuje osvetlenú fotosynteticky
aktívnu plochu. Stromy vystavené silným vetrom na horských chrbtoch
majú vlajkovité koruny, ktoré kladú menší odpor
náporom vetra. Vodné rastliny s kvetom nad hladinou majú nadnášavé listy,
pomocou, ktorých plávajú. Niektoré rastliny sa chránia pred poškodzovaním
bylinožravcami tŕňmi, pichliačmi, hrubou kôrou ap. Iné adaptácie rastlín
umožňujú ich rozmnožovanie atď.
2.6.2. A D A P T Á C I E Ž I V O Č Í C
H O V
Evolučne najstaršie prispôsobenie živočíchov
prostrediu a vlastnému pohybu sú úpravy základného stavebného plánu
tela, promorfy. Sférická súmernosť zodpovedá vznášaniu drobného telesa
v tekutom prostredí, ktorého tlak pôsobí na teleso zo všetkých smerov
rovnako. Vyskytuje sa pri málo pohyblivých planktontoch: slncovkách,
dierkavcoch a niektorých vodných bičíkovcoch. Stretávame sa s ňou aj
pri pokojových vývinových štádiach, napr. v cystách prvokov, kde guľovitý
tvar je geometricky najvýhodnejší,
nakoľko má najmenší povrch (t.j. styčnú plochu s vonkajším prostredím)
v pomere k objemu. Kolónie prisadnutých vodných bezstavovcov, ktoré
sa živia drobnými organickými čiastočkami flotujúcimi vo vode (hubky
a machovky) bývajú habituálne premenlivé.
Vodné archaické živočíchy s obmedzenou pohyblivosťou sú často lúčovito
súmerné s hlavnou osou kolmou na osi lúčovité (polypy, ostnatokožce).
Vznikla tak morfologická a funkčná polarita tela so spodnou a hornou
(prednou) časťou. Spodná časť tela
slúži na prichytenie k podložke a na pohyb, kým jeho horná časť prispôsobená
na získavanie a prijímanie potravy (chápadlá, ústny otvor) a na obranu
organizmu. Pri malej pohyblivosti živočícha je výhodný lúčovitý tvar
tela, lebo umožňuje reagovať na
popudy v obvode kruhu.
Vodné živočíchy pohybujúce sa aktívne
(bičíkovce, červy, ryby) museli tvar tela prispôsobiť tak, aby sa zmenšili
straty energie trením o vodu a aby sa funkčne uplatnili ich pohybové
zariadenia, t.j. bičíky, brvy alebo plutvy. Tvar tela sa preto stal
viac-menej vretenovitý, pretiahnutý podľa predo-zadnej osi. Potreba
súmerne ovládať pohybové orgány viedla k ich zostaveniu v pravidelnej
polohe k osi tela, čím vznikla zrkadlová súmernosť pravej a ľavej polovice
tela - dvojstranná symetria. Táto
symetria sa osvedčila aj pri prechode živočíchov z vodného prostredia
k suchozemskému životu.
Ektoparazitom lepšie vyhovuje krátke
a sploštené telo. Ak sú málo pohyblivé, prisadajú tesne na kožu hostiteľa,
čo ich chráni pred vytrasením. Takýmto nárokom zodpovedá telo zhora
sploštené, napr. vši, švoly. Aj väčší hmyz žijúci na povrchu rastlín
alebo v štrbinách pod kôrou stromov býva zhora sploštený, napr. bzdochy,
cikády ap. Naopak blchy, ktoré pred nebezpečenstvom unikajú skokom,
majú telo bočne sploštené, čo im
uľahčuje rýchly pohyb medzi perím a srsťou. Väčší hmyz, ktorý žije na
Zemi medzi steblovitou vegetáciou je takisto bočne sploštený (koníky,
kobylky ...). Podobne i ryby z pokojných vôd so zárastom rastlín sú
bočne sploštené (karas, kapor ...).
Drobné cicavce, hniezdiace v zemných norách alebo stromových dutinách,
majú krátke valcovité telo a pomerne krátke nohy. Šelmy, ktoré prenasledujú
korisť v dierach a v hniezdach musia mať telo primerane úzke a takisto
krátkonohé (lasice, tchory ap.).
Väčšie stromové šelmy, ktorým ich veľkosť zabraňuje prenasledovať korisť
v norách, majú nohy dlhšie, upravené na šplhanie aj na skoky (mačka
divá, rys ap.). Mäsožravce, ktoré svoju korisť zvyčajne uštvú, majú
nohy dlhé (vlk, divé psi, hyeny ...).
Lietajúce živočíchy - hmyz, vtáky, netopiere
- majú telo odľahčené: pneumatizácia, tenké kosti, redukcia kostry atď.
Letová schopnosť sa odráža tiež v dokonalosti aerodynamických tvarov
tela a úprave krídel, napr. rozdielny habitus dravcov a veľkých kurovitých
vtákov.
Článkonožce a stavovce, ktoré žijú na
povrchu pôdy (epiedafické), sa pohybujú pomocou nôh. Nohy fungujú na
princípe páky, umožňujú pomerne rýchly pohyb s nízkou spotrebou energie.
Podľa ekologickej špecializácie jednotlivých druhov sa tvar a funkcie
nôh menili. Pôvodným typom sú nohy kráčavé, z nich vznikli nohy skákavé
(rovnokrídlovce, žaby, kengury ...), hrabavé (krtonôžka, krt, kurovité
vtáky ...), plávacie (vodný hmyz, veľryby ...), šplhavé (ďatle, brhlík
...), prichytávacie (vši, švoly ...), ruky (primáty) a krídla (vtáky,
netopiere). Tvar nôh závisí od ich hlavnej funkcie: vodomerky behajú
po vodnej blanke, majú dlhé obrvené chodidlá, čím sa zvyšuje ich styčná
plocha s podložkou. Zvieratá, ktoré chodia po málo únosnej podložke
- v bahne, piesku, snehu, majú rozšírené
chodidlá: močiarne vtáky majú dlhé prsty, zajac belák a snehuľa majú
"snežnice", losy a ťavy široké ratice ap. Kopytníky, pohybujúce sa po
úzkych výbežkoch strmých skál majú úzke a tvrdé ratice (kamzík, kozy
pazúrmi prispôsobenými na uchvacovanie
koristi atď.
Aj chvost stavovcov zastáva rôzne funkcie. Pôvodne bol pohybovým ústrojom
(ryby, mloky, krokodíly ...). Pri vtákoch má úlohu nosnej plochy a kormidla
počas letu. Stabilizáciu a kormidlovanie pri skokoch zabezpečuje chvost
stromovým cicavcom (veverice) aj stepným kengurám. Ako kormidlo slúži
chvost vodným cicavcom (ondatra, bobor, duľovnice ...).
Úprava tráviacej sústavy zodpovedá povahe prijímanej potravy. Ústny
ústroj je prispôsobený na konzistenciu a objem potravy. Mikrofágy,
ktoré pohlcujú bahno, pôdu, majú jednoduchý ústny otvor (dážďovky, lastúrniky
...). Živočíchy, ktoré požierajú drobné častice flotujúce vo vode, majú
vyvinuté osobitné filtračné zariadenie, ktorým zachytávajú potravné
partikuly, kým precedená voda vychádza
von (dafnie, bezzubé veľryby ...). Pri živočíchoch, ktoré sa živia tekutou
potravou, je ich ústny ústroj upravený na princípe rúročky, napr. stilety
háďatok, duté chelicéry pavúkov a hryzadlá lariev potápnikov, hypostom
kliešťov, bodec bzdôch, hemofágnych
diptér, vší a bĺch, cuciak motýľov.
Stavovce majú čeľuste rôzne upravené. Pri kruhoústniciach sú v podobe
ozubenej prísavky. Čeľustnatým slúžia čeľuste na uchvacovanie a často
aj na porcovanie potravy. Dravé ryby (pstruh, šťuka ...) majú čeľuste
ozbrojené spätnými háčikmi, ktoré zabraňujú úniku uchvátenej koristi.
Zobák vtákov je mechanickým predĺžením
čeľusti, čo vtákom uľahčuje dosiahnuť potravu a chráni im hlavu pred
úrazmi pri získavaní potravy. Vtáky živiace sa jemným hmyzom majú drobný
rovný zobáčik (lastovičky, penice ...). Vtáky konzumujúce malé a mäkšie
semená majú zobák už trocha hrubší (stehlík, pinka ...). Ak zobák slúži
na rozlúskavanie tvrdých obalov semien, potom je silný a zakrivený (hýľ,
glezg, krivonos, papagáje ...). Zobák ďatľov je špecializovaný
na vysekávanie dreva, preto je silne dimenzovaný a dlátovitý. Nektarofágne
kolibríky a medosavky majú tobák upravený na dlhú rúrkovitú násosku.
Dlhý zobák brodivých vtákov je vhodný na lov koristi pod vodou. Vrúbkozobce
majú zobák prispôsobený na precedzovanie
vody atď.
Už pri niektorých rybách sa objavuje
jazyk, jeho pôvodnou funkciou je posúvať prijatú potravu ďalej do pažeráka.
Pri obojživelníkoch a mnohých plazoch (chameleón ...) je jazyk vymrštiteľný,
pomocou neho sa zmocňujú koristi. Jazyk plazov slúži hlavne ako hmatový
ústroj. Niektoré vtáky, napr. ďatle, napichujú korisť na jazyk. Vtáky
často nalepujú korisť na jazyk (žlna ...), podobne mravčiare chytajú
termity nalepením na dlhý jazyk atď. Všežravým cicavcom a prežúvavcom
pomáha jazyk pri mechanickom rozomieľaní
prijatej potravy.
Evolúcia a ekológia živočíchov sa odráža aj v úprave ich tráviacej
rúry. Vývoj smeroval k relatívnemu predlžovaniu čreva. Črevo je pri
primitívnych formách slepo ukončené (pŕhlivce, ploskavce), potom priechodné
a priame (hlístovce, obrúčkavce) až napokon vytvára záhyby a kľučky
(mäkkýše, článkonožce, stavovce). Resorpčná plocha čreva sa zvyšovala
aj vnútornými záhybmi.
Na relatívnu dĺžku zažívacej trubice
vplýva i stráviteľnosť potravy. Pre energeticky bohatú výživu dostačuje
i krátke črevo a jednoduchý žalúdok (mäsožravce ...), kým rastlinná
potrava energeticky chudobná a ťažko stráviteľná vyžaduje pomerne dlhé
črevo a často i zložitú úpravu žalúdka, napr. predžalúdky prežúvavcov,
mocný svalnatý žalúdok semenožravých
vtákov. Bylinožravce majú tiež silne vyvinuté slepé črevá, v ktorých
sa završuje trávenie potravy (zajace, kone ...).
Pred mechanickým a fyzikálnym poškodením organizmu sa živočíchy chránia
pevnými pokryvmi na povrchu tela. Prvou takouto ochranou sú pelikula,
obaly cýst a spór prvokov. Pri mnohobunkových živočíchoch je prítomná
pokožka, ktorá zvyčajne zastáva aj ďalšie úlohy.
Živočíchy môžu vlastniť aj anatomické útvary určené na aktívnu obranu,
alebo ako útočná zbraň. Sem patria zuby, pazúry, zobáky, žihadlá, klepetá
atď. Kopytníky pri obrane uplatňujú kopytá, prežúvavce pri súbojoch
rivalizujúcich samcov aj rohy či parohy.
Na vlastnú obranu, príp. na omračovanie
a usmrcovanie koristi produkujú mnohé živočíchy odpudzujúce (repugnatórne),
alebo jedovaté látky. Často je to telová tekutina, ktorá vyvoláva odpor
u ich možných predátorov, napr. dážďovky hnojnice, mnohonôžky, majky,
pľuzgierniky, lienky, vretienočky. Obojživelníky vylučujú na povrch
tela rôzne odpudzujúce a dráždivé sekréty. Tchor
a skunk pri obrannej reakcii vystrekujú z perianálnych žliaz odporne
páchnucu tekutinu atď. Polypy a medúzy majú pŕhlivé bunky, ktoré im
slúžia pri získavaní koristi aj na obranu pred nepriateľmi. Podobne
aj škorpiony ajedovaté hady uplatňujú svoj jed pri love aj pri
obrane.
Inou habituálnou adaptáciou živočíchov
je mimetizmus, kedy sa tvarom a sfarbením tela snažia o nenápadnosť
a optické splynutie s prostredím. Značne rozšírené sú krycie farby voči
okoliu, homochromia, napr. zelená farba lúčnych koníkov a iného hmyzu
žijúceho prevažne na zelených rastlinách, nenápadná sivohnedá farba
zvierat pohybujúcich sa po pôde a v opadanom lístí - myší, hrabošov,
zajacov, jarabíc atď. Obyvatelia suchých stepí a púští sú sfarbení žltkasto
- fenek, lev, ťavy, mnohé antilopy.
Zvieratá zo zasnežených polárnych a vysokohorských oblastí sú biele
- belaňa tundrová, líška polárna, medveď biely. Ochranná farba sa môže
meniť aj podľa sezóny, napr. snehuľa, hranostaj a zajac belák sú v lete
hnedé a v zime biele. Pri niektorých
stavovcoch sa môže farba meniť aj podľa farby podkladu, na ktorom sa
práve nachádzajú, napr. chameleón, rosnička, hrúz. Pri hlavonožcoch
nastáva často zmena farby ako reakcie podľa ich psychického stavu.
Prispôsobením sa prostrediu sú aj rozkladné farby
v podobe systému ostrých kresieb a kontrastných farieb. V zvyčajnom
prostredí živočícha vedú k jeho vizuálnemu splynutiu s okolím (somatolýza),
napr. tmavé priečne pásy na koži tigra a zebry pôsobia dojmom kontrastu
tieňa, vrhaného okolitým porastom. Rozkladné
farby sú aj škvrny na pokožke ropúch alebo na operení rôznych vtákov
(tiež vojenské "maskáče").
Najdokonalejším prípadom mimetizmu je
kryptizmus (homotypia). Pri nej sa živočích nielen farbou, ale aj tvarom
tela podobá predmetu svojho prostredia: niektoré motýle a pakobylky
napodobňujú listy rastlín, na ktoré sadajú. Modlivky a húsenice piadivky
verne imitujú konáriky rastlín. Mimikri sú prípadom, kedy živočích pripomína
jedovaté alebo z iných dôvodov málo prenasledované živočíchy: motýle
podobníkovité napodobňujú osy, rôzne
nejedovaté hady sa podobajú hadom jedovatým ap.
Niektoré živočíchy, najmä cicavce prispôsobujú svoju telesnú veľkosť
rozmerom životného priestoru. Na menších ostrovoch žijú väčšinou malé
cicavce, napr. na Shetlandských ostrovoch a Islande žijú trpasličie
rasy koní, na ostrove Bali malá rasa tigra, na Špicbergoch malá rasa
soba atď.
|