2.3.2017

1

MĚLKÁ TROPICKÁ MOŘE

Miloslav Petrtýl

Katedra zoologie a rybářství ‐ ČZU v Praze

petrtyl@af.czu.cz  home.czu.cz/petrtyl/

NÁPLŇ TÉTO LEKCE

• Korálové útesy se vyskytují v mělkých převážně tropických vodách s minimem živin

• Většina organizmů korálových útesů jsou heterotrofní organizmy.

• Co je zde zdrojem vysoké primární produkce?

• Jak je možná vysoká biodiverzita a abundance na korálových útesech?

• Typy korálových útesů

• Specifika + abiotické parametry 

• Světové rozšíření daného biotopu

• Adaptace potřebné pro život organizmů

• Ekologický význam daného biotopu – primární produkce, útočiště pro živočichy

• Ukázka typických organismů, kteří jsou součástí tohoto biotopu

KORÁLOVÝ ÚTES

Růst korálů je (většinou!!) omezen na hloubky do 25-30 metrůJeden z nejvýznamnějších a nejrozšířenějších ekosystémů světa¼ druhového bohatství oceánů

KORÁLOVÝ ÚTES

• Důležitým limitním faktorem (zdrojem) v mělkých tropických mořích je přítomnost a distribuce „tvrdého  podkladu“

• Většina rostlinných a živočišných organismů, které žijí přisedlé ke dnu je lépe poutáno k pevnému podkladu než na dno z jemných sedimentů.

• I z tohoto pohledu májí svou nezastupitelnou roli korálové útesy

• Tvoří platformu a životní prostor, který umožňuje koexistenci širokého spektra organismů.

KORÁLOVÝ ÚTES

• Koráli zahrnují cca 6000 druhů, dělí se na tzv. tvrdé a měkké.

• Korálový útes tvoří převážně zástupci třídy korálnatci (Anthozoa), jež patří mezi žahavce (Cnidaria).

• Většina korálů žijících na útesu patří mezi tzv. „tvrdé korály“, které se skládají z polypů jež se sdružují do kolonií a jež produkují pevnou vápenitou kostru.

• Většinu „stavebních prací“ zajišťují koráli skupiny Hexacoralia.

HEXACORALIA ‐ ŠESTIČETNÍ

• Podtřída zahrnující přes 4000 druhů korálnatců 

• Šestičlenná symetrie těla polypů s jednou řadou ramen

• Monofyletický původ skupiny (společný předek pro všechny)

Patří sem (mimo jiné):

SASANKY (Actiniaria) – měkký, převážně větší samostatný polyp.

TVRDÉ KORÁLY (Scleractinia) kolonie malých polypů, které jsou schopné vylučovat vápenitou schránku – vlastní základ korálového útesu.

Actinostola chilensis Tvrdý korál

2.3.2017

2

MORFOTYPY KORÁLŮ

• Většina jednotlivých polypů tvrdých korálů má velikost 1‐3mm

• Materiál útesu se označuje jako „koralit“, jedná se o sekret epidermis

• Různé druhy korálů produkují různé „morfo‐typy“• Sloupcovitý• Větevnatý• Listovitý• kulovitý

Sumich, J. L., & Morrissey, J. F. (2004). Introduction to the biology of marine life.

KORÁLOVÝ ÚTES

Oceánografie ‐ Thurman a Trujillo (2005)

Dle konkrétní pozice na útesu >> různé podmínky  >> různé nároky  >> různé koráli

TYPY KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

• Lemový útes

• Bariérový útes

• Atol

VZNIK ATOLU – KRUHOVÝ KORÁLOVÝ ÚTES

GLOBÁLNÍ DISTRIBUCE KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

20 °C isoterma s jasným snížením teploty díky vzestupným proudům u západníchPobřeží Jižní Ameriky a Afriky.Většina korálů žije tomto rozpětí.GOOGLE EARTH ‐ UKÁZKA

ROZŠÍŘENÍ KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

Oceánografie ‐ Thurman a Trujillo (2005)

2.3.2017

3

HLUBINNÉ KORÁLOVÉ ÚTESYPoslední dobou jsou objevovány korálové útesy ve velkých hloubkách s teplotami 4°C a minimem světla.

Zdroj:Tauna Rankin, NOAA (map); Ocean Biogeographic Information System (OBIS), February 9, 2011

„PARADOXY“ KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

• Proč je v mělkých tropických vodách často velmi čistá voda?

• Jak je možná tak vysoká abundance i druhová pestrost?

• Okolní voda je přeci velmi chudá na živiny a organické látky?!

KORÁLOVÝ ÚTES

• Jedná se o jeden z nejdiverzifikovanějších ekosystémů.• Zabírají 0.1% plochy oceánu – hostí 25% mořských druhů

• Klasický suchozemský ekosystém:• Velká biomasa producentů x malá biomasa konzumentů x predátorů

• Tropický korálový útes• Velká diverzita a biomasa konzumentů x velmi málo producentů (vyšších rostlin)

• Většina biomasy bezobratlých se živý planktonem• Tropická moře jsou ale známá svou průhledností dík absenci planktonu

• Kdo je tedy zodpovědný za všechnu primární produkci na útesu?• "Darwin's paradox„ produkce 5‐10 gC/m2/den

BIOLOGIE KORÁLNATCŮ

Darwinův paradox ‐ Jak přežít v prostředí chudém na potravu?

SYMBIÓZA KORÁLNATCŮ A OBRNĚNEK (dinoflagelata) – mixotrofní výživaRod Symbiodinium označovaný též jako ZooxanthellaeKorál řase poskytuje CO2 a dusík (jakožto své odpadní látky)Endosymbiont předává svému hostiteli 50‐95% fotosyntetických produktů, které tvoří převážně cukry – NA TOM JE POSTAVENA ÚŽIVNOST ÚTESŮ

BIOLOGIE KORÁLNATCŮ

• Většinou do hloubky 50m – nezbytná dostupnost světla (pro řasy)

• Většinou optimální teplota 26‐27 °C

• Proudící voda bez sedimentu s normální slaností – NEJSOU poblíž ústí řek

• Hermatypický vs. Ahermatypický korál (ne/přítomnost symbiontů)

• Hlubokomořské koráli – relativně nové objevy, zatím nemnoho informací

viz. přednáška „hluboký oceán“

BIOLOGIE KORÁLNATCŮ

2.3.2017

4

BIOLOGIE KORÁLNATCŮ

• Při zhoršení podmínek…

• Řasy korál opustí…

• Dojde k jeho „vybělení“ a smrti

• Současný problém s rostoucí teplotou oceánů a moří!!

BĚLENÍ KORÁLŮ

Stáří kolonií – tisíce až desetitisíce let

Citlivost korálů na teplotu

Bělení korálů=odumírání symbiotických řas

REPRODUKCE KORÁLNATCŮ

• Rozmnožování nepohlavní i pohlavní  (samčí a samičí korál)

• U žahavců se střídá pohlavní a nepohlavní množení ‐METAGENEZE

• Metageneze zahrnuje fázi polypa a fázi medúzy a střídání vzniku pohlavních buněk a polypového pučení.

• Korálnatci mají metagenezi potlačenou a nemají fázi medúzy (!!). Vývoj je přes plovoucí larvu planulu

Larva ‐ planula

REPRODUKCE KORÁLNATCŮ

• Pohlavně gonochoristé i hermafroditi ‐ synchronizované noční vypouštění vajíček a spermií v obrovském množství – dny jsou druhově specifické.

• Výsledkem pohlavního mn. je pohyblivá planktonní larva – planula, nechává se unášet proudy u hladiny několik dnů až týdnů.

• Nepohlavní mn. zahrnuje pučení, kdy dojde k odštěpení dceřiného polypa a k jeho dalšímu samostatnému růstu. Toho lze využívat při umělé obnově korálových útesů – „odnože“ a „řízkování“ jako u rostlin.

OBNOVA KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

Zakládání korálových „školek“ a možnosti „řízkování“Vysazování „předchovaných“ korálů na pevný podklad

MĚKKÉ KORÁLI ‐ VIDEO

2.3.2017

5

EKOSYSTÉMOVÉ SLUŽBY ÚTESŮ

• ¼ biodiverzity vodního prostředí

• Vysoká primární produkce v prostředí chudém na živiny

• Ochrana pobřeží před přírodními živly (vlnobití, tsunami, hurikány,..)

• Ekoturistika, potápění, relaxace

• Obchod s ornamentálními organismy – mořská akvária

• Rybolov a zdroj potravy pro člověka

• NEVYČÍSLITELNÁ EKONOMICKÁ HODNOTA!!

ORGANISMY KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

• Filtrátoři a planktonožravci

• Bentičtí detritovoři

• Ožírači korálů

• Drobní predátoři

• Velcí predátoři

• Zdravotní služba

• Jako v každém jiném biotopu se zde vyskytují různé typy ekologických vazeb:

• Symbióza – jakýkoliv vzájemný vztah dvou různých druhů organizmů

• Mutualizmus – „čističi“:“klienti“, korál:řasy, medúza:řasy, hlaváč:krevetka, klaun:sasanka

• Parazitizmus – negativní vliv: široká škála endo a exoparazitů

• Predace – negativní vliv: požírání ostatních „vyšších“ organismů

• …

FILTRÁTOŘI A PLANKTONOŽRAVCI

• Ostatní žahavci ‐ Vyskytuje se zde větší množství sasanek.

• Houby ‐ dorůstající do velikosti několika m a stáří několika set let.

Houby jsou další klíčový prvek z hlediska toku energie – filtrují až 60% fytoplanktonu z vodního sloupce a živiny postupují útesu (2 m‐2000 let).

• Mlži – zévy různých velikostí a barev, částečně symbióza a filtrování.

HOUBY ‐ PORIFERA

• Celkově mezi 5.000 – 10.000 druhy (nejednotná taxonomie)

• Vícebuněční živočichové s velmi jednoduchou stavbou těla, bez výrazné tělní symetrie

• Výztuha těla pomocí křemičitých jehlic (sedimenty, fosilní záznam)

• Absence nervové, trávicí či oběhové soustavy, schopnost regenerace z malé části těla

• Tělo výrazně porézní a proděravělé, slouží jako jeden velký filtr

• Velké houby dokáží vyfiltrovat zhruba polovinu biomasy bakterioplanktonua fytoplanktonu v okolní vodě

• Některé druhy mají podobnou symbiózu jako korálnatci

• Výskyt do hloubek 8km

OBŘÍ HOUBY ‐ VIDEO

Obr. Philcha ‐ commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5100738

CO SE STANE V IZOLACI?

• Souostroví Palau, ostrovní jezero se slanou vodou, ovšem oddělené fyzicky od oceánu

MEDŮZY NA PALAU ‐ VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=dA6Y9uSE5zc

2.3.2017

6

BENTIČTÍ DETRITOVOŘI

• Ostnokožci

• Korýši

• Měkkýši

Pojídání drobných organických partikulí – případně lov drobné kořisti

„úklid“ organických zbytků ze dna

sumýš Krevetka harlekýn Nahožábrý plž

POŽÍRAČI KORÁLŮ

• Ostnokožci – hvězdice „trnová koruna“(Acanthaster planci)

• Korýši

• Měkkýši

• Ryby – papouščí ryba (Scaridae), čtverzubci, 

• Primárním cílem je často symbiontická řasa – korál má „jen“ smůlu

• BIOEROZE – vznik korálového písku, dlouhodobá činnost ryb

„zuby“ papouščí ryby Hvězdice rodu Acanthaster

DROBNÍ PREDÁTOŘI

• Ostnokožci, korýši, měkkýši, obratlovci dna

VĚTŠÍ PREDÁTOŘI

• Převážně rybovití obratlovci

• Kranasi, barakudy, velké druhy kaniců,…

VĚTŠÍ PREDÁTOŘI ‐ VIDEO

NASÁVÁNÍ POTRAVY ‐ VIDEO

NASÁVÁNÍ POTRAVY 2 ‐ VIDEO

KLAUNI A SASANKY

• Klauni – kolem 30 druhů podčeledi Amphiprioninae (č. Pomacentridae)

• Symbióza se sasankou (nedochází k požahání klaunů)

• Celoživotní páry ‐monogamie

• Protandrie ‐ hermafroditismus ‐ samice + hlavní samec + „zásobní“ samci v kolonii. Uhyne‐li samice změní se hlavní samec v samici.

• Parentální péče

Nemo = klaun očkatý (Amphiprion ocellaris)

2.3.2017

7

KLAUNI V SASANCE ‐ VIDEO

POMCI• Ryby čeledi Pomacanthidae, cca 90 druhů

• Výrazný preoperkulární trn na spodní straně skřelí

• Výrazná barevná změna při dospívání (juvenil vs. adult)

• Protogynie ‐ hermafroditismus (rodí se jako samice v průběhu života změna na samce)

Pomec královský (Pygoplites diacanthus)

JE NUTNÉ BÝT VELKÝ?

Změna pohlaví může být užitečná pokud reprodukční úspěch koreluje s velikostí těla

U samic vždy koreluje s množstvím jiker v těle

U samců závisí zda musí bojovat o samice či žijí spíš monogamně

Klaunize samce samice

Pyskounize samice samec

Pro mladou (malou) rybu je výhodnější být samcemPro starší (větší) je výhodnější být samicí

Pro mladou (malou) rybu je výhodnější být samicíPro starší (větší) je výhodnější být samcem

VĚRNÉ KLIPKY

• Ryby rodu Chaetodon, cca 90 druhů

• Celoživotní monogamie

• Proto často viděny ve stálých párech

Klipka pološkrabošková (Chaetodon semilarvatus)

PISTOLNÍCI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

Pistol shrimp (ukázka video)

• Asymetrická klepeta – větší slouží jako sonická zbraň

• Obrovská rychlost sklapnutí klepítka• Vznik vakuové bublinky• Sonická tlaková vlna kterou omráčí kořist či zažene vetřelce

Manta shrimp – strašek (ukázka video, sbírky)

• „kopací“ končetiny + uchvacovací končetiny• Nejsilnější kop v živočišné říši 

STRAŠEK UCHVATITEL ‐ VIDEO

STRAŠEK KOPÁČ ‐ VIDEO

KREVETKA PISTOLNÍK ‐ VIDEO

2.3.2017

8

SKRYTÉ HROZBY

Predátoři ze zálohy

Množství predátorů se stává neviditelnými díky maskování a často útočí ze zálohy, pokud se kořist dostatečně přiblíží.

Častá je jedovatost těchto druhů – možné riziko pro člověka

JEDOVÉ ŽLÁZY ‐ VIDEO

Stonefish ‐ Synanceia

ZDRAVOTNÍCI KORÁLOVÝCH ÚTESŮČističi

Drobné krevetky či drobné rybky, které se specializují na požírání exoparazitů z těl ostatních organismů ‐ většina ryb je nebere jako potravu, ale jako službu.

Odklízeči

Žraloci v podobě vrcholových predátorů plošně limitují ostatní střední predátory (čímž udržují rovnováhu a vysokou diverzitu) a odstraňují slabé a nemocné jedince.

https://www.youtube.com/watch?v=TOa8y95khK8

MIMIKRY ‐ „PODVODNÍCI“

Pysknoun čistič (Labroides) „cleaner wrasse“ 

Jeho napodobitel hlaváč (Aspidontus taeniatus) „false cleanerfish“

Tzv. Batesiánské mimikry – sníží riziko predace, oždibuje své „klienty“

MUTUALIZMUS ‐ PARTNERSTVÍ

Hlaváč Amblyeleotris yanoi s krevetkou Alpheus randalli

https://www.youtube.com/watch?v=_4drBZcbneY

Mimo společně obývanou noru se krevetka permanentně dotýká rybky anténouTím se udržují v kontaktu a v případě nebezpečí ryba signalizuje útěk

MUTUALIZMUS ‐ PARTNERSTVÍ

• Eusociální krevety rodu Synalpheus žijící v houbáchhttps://www.youtube.com/watch?v=z735I4m8F8c

Mimo společně obývanou noru se krevetka permanentně dotýká rybky anténouTím se udržují v kontaktu a v případě nebezpečí ryba signalizuje útěk

„ZNÁMÉ FIRMY“

Sapíni (Pomacentridae)

Klipky (Chaetodontidae)

Bodloci (Acanthuridae)

Ostenci (Balistidae)

Papuščí ryby (x)

Slizouni (Blenniidae)

Hlaváči (Gobiidae)

Perutýn, ropušnice, rozedranec 

(Scorpaenidae)

Muréna (Muraenidae)

Soltýn Barakuda (Sphyraenidae)

kanici (Serranidae)

2.3.2017

9

OTÁZKY K TÉTO LEKCI

• Viz opakování obecné zoologie – taxonomická, anatomická a fyziologická specifika žahavců ‐ korálnatců.

• Princip potravní symbiózy s obrněnkami

• Reprodukce korálnatců (specifika, rozdíly oproti ostatním žahavcům)

• Vymezení popisovaných biotypů…

• Světové rozšíření popisovaných biotypů vč. hlavních vlivů podmínke

• Ekosystémový význam 

• Význam pro člověka

• Typické druhy organismů 

jejich vzájemné vazby

jejich přizpůsobení pro daný biotop (ekologicky, anatomicky, …)

ZAJÍMAVÉ ODKAZY

• GOOGLE STREET VIEW POUŽITÝ NA DOKUMENTACI KORÁLOVÝCH ÚTESŮ

• http://globalreefrecord.org/

• Podvodní výzkumná laboratoř – projekt AQUARIUS (Florida Keys)

Od roku 1993 v hloubce 18 metrů

https://www.youtube.com/watch?v=gj6frb_mHzQ

ZDROJE POUŽITÉ LITERATURY

Garrison, T. (2009). Essentials of oceanography. Fifth edition. ISBN‐13: 978‐0‐495‐55531‐5

Mojetta, A. 2005. Středozemní moře. Svojtka & Co., s.r.o., ISBN 80‐7352‐250‐0

Sumich, J. L., & Morrissey, J. F. (2004). Introduction to the biology of marine life.

Thurman, H. V., Trujillo, A. P., Abel 2002. Oceánografie. Prentice Hall. ISBN 80‐2510‐353‐6