Sveuilite Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Odjel za

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Odjel za Biologiju Cara Hadrijana 8/A, 31000 Osijek www. biologija. unios. hr Predavanja iz ekologije životinja (nastavak 4. predavanja) EDAFSKI ČIMBENICI prof. dr. sc. Stjepan Krčmar & doc. dr. sc. Davorka K. Hackenberger

n n Pedosfera – površinski sloj zemlje osnova za život biljnih i životinjskih organizama. Edafski čimbenici – fizička i kemijska svojstva tla, te klimatski čimbenici na površini i unutrašnjosti tla (temperatura, vlažnost, svijetlost). Tlo – čvrsti, tekući, plinoviti dio. Čvrsti dio: mineralne tvari (grubi pijesak, fini pijesak, prah, glina) i organske tvari (humus). Tekući dio: voda s koloidnim česticama, otopljene soli (bikarbonati, sulfati, kloridi, nitrati, silikati kalcija, magnezija, kalija, natrija, željeza). Plinoviti dio: zrak zasićen vodenom parom, i bogat s CO 2. § Tlo je dinamički pojam: nastaje raspadanjem stijena kao primarnog geološkog materijala = fizičko–kemijske promjene; organska komponenta tla = humifikacija.

Profil tla bukove šume, A 00, A 1, A 2 gornji sloj; B srednji sloj; C donji sloj. (Stanković 1961).

n n Tlo: a) gornji sloj - površinski sloj – šumska prostirka (proces humifikacije) - sloj humusa i mineralnih tvari - eluvijalni sloj. b) srednji sloj - iluvijalni sloj – nagomilavanje materijala iz gornjih slojeva. c) donji sloj – mrtvica – neizmijenjena geološka podloga. Fizička svojstva tla: mehanički sastav i kompaktnost od velikog je značaja za životinjske vrste koje žive na površini ili u unutrašnjosti tla. - pjeskovita tla (pustinje, dine) – prilagodbe životinja sastoje se u povećavanju površine oslonca stopala (rožnate pločice, hitinske dlačice, rožnate čekinje) - rastresita pjeskovita tla – omogućuju životinjama ukopavanje ispod površine tla - tvrda glinovita tla (tropska područja) - omogućuju lako kretanje kopitarima - čvrsta stjenovita tla –onemogućuju životinjskim vrstama u svojoj unutrašnjosti već samo na površini - normalno rastresito tlo – naseljeno je velikim brojem životinjskih vrsta u svojoj unutrašnjosti i gradi jedan poseban životni kompleks

n Temperatura, vlažnost, kemijska svojstva tla: zagrijavanje i hlađenje tla, njegove površine ili unutrašnjosti ovisi o klimatskom području, prirodi tla, mehaničkom sastavu, boji i vlažnosti. a) zagrijavanje i hlađenje tla • variranja površinske temperature tla najveća su u pustinjskim područjima pustinja Tjan Šan (Azija-Kazahstan/Kirgistan) 43°C danju, -9°C noću (razlika 52°C) • na dubini od 80 cm dnevna variranja temperature nestaju • toplinska provodljivost tala: stjenovita>pjeskovita> tresetna • vlažna tla bolje provode toplinu, ali se slabije zagrijavaju • tla s manjom toplinskom provodljivošću noću se više hlade • životinje vertikalno migriraju u tlu (dnevna i sezonska variranja). - ose iz roda Bembex, love plijen pri temperaturi od 25 do 44 C, pri višoj temperaturi povlače se u tlo, većina kukaca ne može izdržati temperature preko 50 C do kojih se površina pijeska zagrijava danju.

b) vlažnost tla ovisi o klimatskim čimbenicima, vodenom kapacitetu, mehaničkom sastavu, i od poroznosti. Voda se u tlu pojavljuje kao: • gravitacijska voda – potječe od vodenih taloga • kapilarna voda – dostupna biljkama • higroskopska voda – voda vezana za koloidne čestice • vodena para – prisutna u zraku tla • na životinje posredno djeluje preko vegetacije, a neposredno: gravitacijska voda (sezona kiša – pomor glodavaca, kukaca), nedostatak svjetlosti, nedostatak kisika, porast CO 2, pad p. H tla • raspored tala je klimatski uvjetovan, te razlikujemo slijedeće najvažnije tipove tala: a) podzoli – tla humidnih i perhumidnih područja umjereno tople ili umjereno hladne klime s malo hranjivih tvari b) crvenice – tla mediteranske i submediteranske klime crvenkaste do crvenkastosmeđe boje. Crvenice su glinaste do ilovaste građe, neutralne do slabo kisele reakcije c) submediteranska smeđa tla – smeđe boje nalaze se u području vlažnije i hladnije submediteranske klime d) rendzine – isprane, humusno-karbonatne crnice male dubine, relativno su to suha tla, neutralna do slabo lužnata e) smeđa i žućkastosiva mineralno-karbonatna tla – u kontinentalnom području, tla su smeđe do žućkastosive boje. Najveći dio tih tala je pod vinogradima i poljoprivrednim kulturama (Šegulja & Hršak, 1988).

KEMIJSKA SVOJSTVA OKOLIŠA

n n Stalna razmjena tvari i energije između organizma i okoliša. Kemijska svojstva atmosfere: N (78, 08%), O 2 (20, 94%), ostali plinovi (0, 93%) - dušik – nitrati, nitriti, amonijak - kisik – disanje aerobnih organizama - anaerobni organizmi (bakterije, parazitske životinje) - porast nadmorske visine – opadanje parcijalnog tlaka O 2 – siromaštvo faune - smanjuje se intenzitet metabolizma - povećanje količine hemoglobina, broja eritrocita - ozon – apsorbira UV zrake od 280 -320 nm - CO 2 – u atmosferi 0, 03 % - proces fotosinteze - izvori atmosferskog CO 2: vulkanske erupcije, organske oksidacije (disanja), razlaganje uginule organske tvari - 1 do 3% CO 2 u krvi homoioterma nadražuje centre disanja.

n § Kemijska svojstva vodenog okoliša (hidrosfera): - voda - univerzalno otapalo - otopljene soli – razlika između slatkih i slanih voda - morska voda: Na+>Mg 2+>Ca 2+>K+, odnosno Cl->SO 42 ->CO 32 - slatka voda: Ca 2+>Mg 2+>Na+>K+, odnosno CO 32 ->Cl->SO 42 - slana voda ~ 35 g soli na 1 litru vode (~35‰) - morska voda: kalcij u obliku sulfata - slatka voda: kalcij u obliku karbonata - meke vode: Ca. CO 3 ispod 20 mg/l - tvrde vode: Ca. CO 3 iznad 20 mg/l - slanost kao ograničavajući čimbenik – Mrtvo more (237, 5 g/l) - soli fosfora i dušika – ograničavajući čimbenik organske produkcije u morima i kopnenim vodama. - onečišćenje - slatke vode (prema količini organske tvari): - polisaprobne – zagađene vode (nastanjuju vrste roda Vorticella-trepetljikaši, Tubificidae-glibnjače, ličinka E. tenax - mezosaprobne –Sphaerium-školjkaši, Lymnaea-puževi - oligosaprobne – ličinke tulara Trichoptera, i obalčara Plecoptera (Kerovec 1988).

n Otopljeni plinovi: Temperatura °C Slatka voda O 2 cm 3/l Morska voda O 2 cm 3/l 0 10. 3 8. 0 15 7. 2 5. 8 30 5. 6 4. 5 § 1 litra atmosferskog zraka sadrži 210 cm 3 O 2; u vodi ga ima 25 x manje. § Izvori O 2 za prirodne vode su atmosfera i fotosintetička aktivnost vodenih biljaka. § Količina O 2 u vodi jako varira. § Crno more: ispod 200 m, sve do 2200 m nema O 2 već samo H 2 S. § Kaspijsko jezero: ispod 500 m nema O 2. § Ribe iz porodice Salmonidae žive u vodi s O 2 iznad 7 cm 3/l, šaran u vodi s O 2 od 0, 5 cm 3/l.

n n n n CO 2 u vodi: 47 cm 3/ l; 150 x više od atmosfere. Ocean glavni rezervoar CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H+ + HCO 3 - → 2 H+ + CO 32 slobodnog CO 2 – morska voda ima 0, 5 cm 3/l na 0°C do 0, 2 cm 3/l na 24°C. Ravnotežni sustav: CO 2 ↔ bikarbonati ↔ karbonati – kemijsko stanje prirodnih voda, regulira p. H. Morska voda i tvrde slatke vode p. H > 7. Kopnene vode s malo vezanog CO 2 kisele p. H < 7. Razlike u CO 2 u vodama utječu na ponašanje životinja posebno na orijentaciju riba prilikom kretanja (anadromne vrste) Kopnene vode su manje konstantni životni okoliš nego more. Na osnovi brzine strujanja vode kopnene vode dijelimo u: a) stajaće kopnene vode: lokve, močvare, bare i jezera b) tekućice: izvori, potoci, rijeke Tekućice osciliraju u količini vode (suša ili velika količina padalina).

Prilagodbe na život u slatkoj vodi n n n Slatka voda je hipotonična u odnosu na koncentraciju tjelesnih tekućina vodenih organizama → prodor vode u njihovo tijelo; mehanizam za izbacivanje vode iz tijela. Dušični ostaci – amonijak (vodeni organizmi), (Ricklefs & Miller 2000). Dušični ostaci – mokraćevina, mokraćna kiselina (kopneni organizmi), (Ricklefs & Miller 2000). Voda – primarni biotop za većinu životinja. Hidrobionti – trajno žive u ili na vodi. Higrobionti – na staništima s puno vlage i s jakim prozračivanjem vode. Pri temperaturi od 0°C do 50°C odvijaju se svi životni procesi. ►skuša: razvoj jaja na 10°C traje 207 sati, na 21°C 50 sati jaja pastrve razvijaju se na 1 do 4°C, žabe na 22°C n Voda se najsporije grije i hladi. Zbog toga je značajan klimatski čimbenik.

n n n n Tekućice: izvori, potoci i rijeke Brzina vode u tekućici od 0. 6 do 3. 5 m/s, ovisi o nagibu korita, propusnosti korita, količini vode. Najveća brzina vode je u gornjim tokovima – kamenito ili valutičasto dno, srednji tokovi – šljunkovito dno, donji tokovi – muljevito dno s puno detritusa. Tekućice nemaju vertikalnu stratifikaciju temperature, otopljenog kisika, ugljik dioksida već postoji uzdužni gradijent, zimi od izvora prema ušću temperatura vode opada, a ljeti raste. U tekućicama nema pravih planktonskih zajednica već seston – organizmi s dna ili obraštaja sa suspendiranim organskim i anorganskim česticama. U gornjim tokovima žive stenotermni organizmi (potočna pastrva, alpska puzavica), srednjem toku euritermni organizmi, u donjem toku nalazimo i vrste koje žive u stajaćim vodama. Prilagodbe na život u tekućicama su: leđno-trbušna spljoštenost - plosnatija životinja – sila vodene struje u smjeru toka < od sile struje vode kojom je pritiskuje na dno (virnjaci Turbellaria, obalčari Plecoptera, vodencvjetovi (Ephemeroptera). Spljošnjavanjem tijela dobiva se na širini onoliko koliko se gubi na visini zadržavajući isti volumen tijela i mase, a povećavajući adhezivnu plohu za priljubljivanje. Posebni organi u obliku zakački ili retencijskih organa služe za zadržavanje na kamenu ili biljci (ličinke dvokrilaca: Liponeura, Simulium, tulara Trichoptera), sluz kod puževa (Kerovec 1988).

- Zonacija tekućica: na osnovi promjena brzine vode, temperature vode i količine otopljenog kisika: a) zonacija potoka prema virnjacima: - izvorišno područje potoka – nastanjuje Crenobia alpina - gornji i srednji tok nastanjuje Polycelis felina (cornuta) - donji tok nastanjuje Dugesia gonocephala b) zonacija na osnovi faune riba: - zona pastrve – Salmo trutta m. fario potočna pastrva, Cottus gobio balavi peš, Phoxinus phoxinus zlatni pijor - zona lipljena – Thymallus thymallus - zona mrene Barbus barbus, klen Leuciscus cephalus, smuđ Sander lucioperca, uklija Alburnus alburnus, bodorka Rutilus rutilus - zona deverike Abramis brama, šaran Cyprinus carpio, linjak Tinca tinca, grgeč Perca fluviatilis, som Silurus glanis, štuka Esox lucius - zona bočatih voda – ušće rijeka u more: Dicentrarchus labrax lubin, cipal Mugili i Liza, jegulja Anguilla anguilla (Kerovec 1988). - Životinje tekućica su fitofagi, zoofagi, detritofagi, omnivori. - Ukoliko je brzina vode < 1 m/s to je onda stanište organizama stajaćih voda.

n Brzina strujanja određuje svojstva dna tekućice: Brzina Svojstva dna 3 -20 cm/s Organski mulj, detritus 20 -40 cm/s Sitni pijesak 40 -60 cm/s Grubi pijesak, sitni šljunak 60 -120 cm/s Šljunak do veličine šake 120 -200 cm/s Veliko kamenje, kameni blokovi § Svjetlost § Negativno fototaksične (sklanjaju se od svjetlosti) skupljaju se u crvenom kraju spektra. § Pozitivno fototaksične – skupljaju se u modrom kraju spektra. § Količina O 2 ovisi o temperaturi vode. § O 2 je 17% bolje topljiv u morskoj od slatke vode.

Literatura: Glavač V. (1999) Uvod u globalnu ekologiju. Duzpo-Hrvatske šume, Zagreb 211 pp. Kerovec M. (1988) Ekologija kopnenih voda. Hrvatsko ekološko društvo, Zagreb 75 pp. Ricklefs R. E. & G. L. Miller (2000) Ecology 4 th edition by W. H. Freeman and Company, New York 823 pp. Stanković S. (1961) Ekologija životinja. Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd 420 pp. www. forest. ap. nic. in/index/htm www. ittiofauna. org