PODSTAWY BIOLOGII: 2. ŻYCIE BIOSFERY. January Weiner. Instytut Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego

Transkrypt

1 PODSTAWY BIOLOGII: 2. ŻYCIE BIOSFERY January Weiner Instytut Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego 14.X.2015

2

3 ŻYCIE BIOSFERY 1. EKOSYSTEM BIOSFERY 2. RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY 3. MECHANIZMY

4 CO TO JEST ŻYCIE??

5 DEFINIOWANIE ŻYCIA PRZEZ ENUMERACJĘ ATRYBUTÓW ŻYWEGO OBIEKTU Jedność strukturalna wszystkich organizmów C, H, O, N, S, P... białka, tłuszczowce, węglowodany budowa komórkowa kod genetyczny Zdolność do przetwarzania materii (METABOLIZM) Zdolność do replikacji (ROZMNAŻANIE) Działanie doboru naturalnego (EWOLUCJA)

6 Życie jest procesem masowym, obejmuje wiele obiektów w interakcjach Żaden pojedynczy organizm nie może żyć w środowisku abiotycznym Wszystkie organizmy i ich interakcje na powierzchni Ziemi stanowią globalny ekosystem - biosferę Biologia jest nauką o życiu całej biosfery (nie tylko pojedynczych organizmów i ich części) Ekologia jest działem biologii zajmującym się interakcjami między organizmami

7 Ekologię stworzył Darwin Nazwę wymyślił Haeckel Charles Darwin ( ) Ernst Haeckel ( )

8 POJĘCIE BIOSFERY SUESS (1875): STATYCZNE, TOPOLOGICZNE (WARSTWA NA POWIERZCHNI GLOBU) VERNADSKIJ (1926): DYNAMICZNE, FUNKCJONALNE (EKOSYSTEM)

9 Miąższość biosfery < 20 km 0,2 mm 15 cm

10 Skład chemiczny organizmów Pierwiastki Związki chemiczne Zawartość w organizmach Bakteria Roślina grzyb ryba świnia H O Woda C H O N S Białka C H O Tłuszcze C H O C H O N P Węglowodany DNA,RNA, ATP ZWIĄZKI ZREDUKOWANE: POTRZEBNA ENERGIA I DONOR ELEKTRONÓW

11 SUBSTRATY ŻYCIA Budowa biomasy DONOR ELEKTRONóW (REDUKTOR LUB SUBSTRAT ENERGETYCZNY) (CH O), H, NH, H S AKCEPTOR ELEKTRONóW (UTLENIACZ) - -- O,NO,SO,CO Energia (praca)

12 PRZYKŁAD REAKCJI REDOKS REDOX REACTION 2H 2 = 4H + + 4e - O 2 + 4e - = H 2 + O 2 = 2H 2 0 H = donor elektronów, reduktor O = akceptor elektronów, utleniacz

13 Aleksander Iwanowicz Oparin ( ) (z Salvadorem Dalim, Barcelona, 1973)

14 Stanley L. Miller

15 EKSPERYMENT MILLERA V Reaktor Chłodzenie Ogrzewanie Wyjście SUBSTRATY: H 2 O H 2 CH 4 NH 3 N 2 (atmosfera redukująca )

16 Wyniki eksperymentów Millera

17 Wyniki eksperymentów Millera AMINOKWASY KWASY TŁUSZCZOWE I ICH POCHODNE MOCZNIK, METYLOMOCZNIK

18 Źródło hydrotermalne

19 ŹRÓDŁA HYDROTERMALNE EKOSYSTEMY CHEMOAUTOTROFICZNE

20 DWIE GRUPY HIPOTEZ: ZIMNA ZUPA (Miller i wsp., następcy): ocean + atmosfera; energia słoneczna i/lub elektryczna; najpierw heterotrofia GORĄCA PIZZA (Wächtershäuser i wsp.) źródła hydrotermalne; autotrofia (chemosynteza) od początku

21 ŻYCIE JAKO WŁAŚCIWOŚĆ PLANETY Życie to endoenergetyczny proces, polegający na cyklicznym utlenianiu i redukowaniu związków węgla, realizowany przez autokatalitycznie powielające się makrocząsteczki (organizmy).

22 Życie biosfery = cykl redoks węgla DEPOZYCJA (ocean, osady) energia CO 2 energia REDUKCJA tylko żywe organizmy UTLENIANIE organizmy: szybko procesy abiotyczne: powoli (CH O) 2 n DEPOZYCJA (złoża paliw)

23 Metabolizm: ODDYCHANIE ODDYCHANIE TLENOWE akceptor elektronów (tlen) CO PRACA 2 O (ciepło) 2 energia elektrony (CH 2 O) H 2 O donor elektronów (substrat organiczny)

24 Metabolizm: ODDYCHANIE ODDYCHANIE BEZTLENOWE akceptor elektronów (azotan) CO PRACA 2 NO (ciepło) 3 _ energia elektrony DENITRYFIKACJA (CH 2 O) donor elektronów (substrat organiczny) N 2 _ N 2 O,NO 2

25 Metabolizm: ODDYCHANIE ODDYCHANIE BEZTLENOWE akceptor elektronów (CO 2 ) CO PRACA 2 CO (ciepło) 2 energia elektrony METANOGENEZA (fermentacja metanowa) (CH 2 O) CH 4 donor elektronów (substrat organiczny)

26 Metabolizm: FOTOAUTOTROFIA BEZTLENOWA SO 4 -- CO 2 S elektrony (CH 2 O) H 2 S S BAKTERIE ZIELONE I PURPUROWE

27 Metabolizm: FOTOAUTOTROFIA BEZTLENOWA CO 2 H 2 O elektrony (CH 2 O) H 2 BAKTERIE ZIELONE I PURPUROWE

28 Metabolizm: FOTOAUTOTROFIA TLENORODNA FOTOSYNTEZA CO 2 O 2 energia elektrony (CH 2 O) H 2 O ROŚLINY ZIELONE SINICE

29 2 mld LAT TEMU: FOTOSYNTEZA CHLOROFIL, TLEN

30 Banded Iron Formation, BIF Żelazo utlenione Żelazo zredukowane

31 Historia Ziemi BIG BANG POWSTANIE ZIEMI FOTO- SYNTEZA DZIŚ Miliardy lat POWSTANIE WSZECHŚWIATA POWSTANIE ŻYCIA EKOSYSTEMY LĄDOWE Miliony lat ,3 FANEROZOIK

32 Wczesny kambr mln lat

33 Późny karbon mln lat

34 Kreda/Trzeciorzęd mln lat

35

36 BIOSFERA WSPÓŁCZESNA

37 Stała słoneczna (poza Ziemią): 1366 W/m 2 Średnio na powierzchnię kuli: 1/4 Odbicie od atmosfery: ok. 1/3 Pochłanianie atmosferyczne: ok. 1/3 Średnio na powierzchni Ziemi: ok. 113 W/m 2 Rozkład nierównomierny ENERGIA SŁONECZNA 1/3 1/3 1/3

38 Widmo promieniowania słonecznego

39 ŚREDNIE ROCZNE NASŁONECZNIENIE [W/m 2 ] (NASA) Na pow. atmosfery 1/3 1/3 1/3 Na pow. Ziemi

40 BILANS WĘGLA BIOSFERY

41 PRODUKCJA PIERWOTNA Pp brutto Respiracja PAR O 2 CO 2 Pp netto H 2 O Aniony kationy

42 METODY ŻNIWNE METODY DENDROMETRYCZNE Zajęcia terenowe kursu Ekologia ekosystemów

43 Produkcja pierwotna BEZPOŚREDNI POMIAR FOTOSYNTEZY (ZAJĘCIA TERENOWE Z EKOLOGII EKOSYSTEMÓW 2014)

44 Landsat 7 LANDSAT 8 METODY SATELITARNE

45 ZASADA ZDALNEGO POMIARU NDVI R IR Roślinność REFLEKTANCJA Goła gleba IR - R Widzialne Bliska podczerwień DŁUGOŚĆ FALI

46 LĄDY g C m -2 rok -2 Mapa produktywności lądów

47 Mapa produktywności oceanów MORZA > 200 g C m -2 rok -2

48 LĄDY Mapa produktywności MORZA > 200 g C m -2 rok -2

49 BILANS ENERGETYCZNY BIOSFERY CAŁKOWITA PRODUKCJA OCEANÓW: ton C/ rok = ton s.m. / rok = J / rok = MW CAŁKOWITA PRODUKCJA LĄDÓW: ton s.m. / rok = J / rok = MW *48.5 Gt C rok 1 *56.4 Gt C rok 1 (53.8%) RAZEM BIOSFERA: J / rok = MW (inne źródła: MW) *104.9 Gt C rok 1 ENERGIA ZE SŁOŃCA (PhAR): MW Pp = % PhAR * Field et al 1998

50 PRODUKCJA PIERWOTNA BIOSFERY A CYWILIZACJA ŚREDNIE ZUŻYCIE 2 kw /1 człowieka KRAJE ROZWINIĘTE 10 kw / 1 człowieka Pp BIOSFERY MW = kw ( ) / 10 = = 10 miliardów ludzi (cywilizowanych nadmiernie) ( )/2 = = 50 miliardów ludzi (cywilizowanych średnio...)

51 BILANS WĘGLA BIOSFERY??

52 UTLENIANIE = HETEROTROFIA, DEKOMPOZYCJA

53 Sieć interakcji troficznych Uporządkowane poziomy troficzne Producent Konsument I Konsument II. Martwa materia organiczna Destruent (pasożyty) EKOLOGIA EKOSYSTEMÓW energia, biomasa, C

54 Sieć interakcji troficznych Uporządkowane poziomy troficzne Producent Konsument I Konsument II. Martwa materia organiczna Destruent (pasożyty) PROGI STECHIOMETRYCZNE pierwiastki odżywcze

55 ROŚLINOŻERNOŚĆ POKARM OBJĘTOŚCIOWY NISKOSTRAWNY OBFICIE DOSTĘPNY SYMBIOZY METABOLICZNE, METANOGENEZA

56 TERMITY

57 Nasutitermes sp.

58 Sieć troficzna boru P.N. PRZEPŁYW ENERGII?

59

60 Morulina sp. (Collembola) Onychiurus sp. (Collembola) Campodea sp. (Diplura) P o r c e l i Porcellio o sp. Isopoda)

61 Pomiar tempa dekompozycji in situ Kurs ekologii tropikalnej, Wenezuela 2008

62 NATURALNY LAS LIŚCIASTY, COWEETA ENERGIA MJ ha -1 rok -1 PRZEPŁYW ENERGII W LESIE Sc 2800 ŚCIÓŁKA GLEBA Sc 1030 KORZENIE DEKOMPOZYCJA ODPŁYW

63 NATURALNY LAS LIŚCIASTY, COWEETA AZOT N kg ha -1 rok -1 LIŚCIE 95 KORA 206 DREWNO 258 Sc OBIEG PIERWIASTKÓW BIOGENNYCH W LESIE GLEBA 6803 Sc 434 KORZENIE ŚCIÓŁKA 102 DEKOMPOZYCJA 0,09 ODPŁYW 83,5 BIOGEOCHEMIA

64 BILANS WĘGLA BIOSFERY

65 BILANS WĘGLA BIOSFERY

66 BILANS WĘGLA BIOSFERY

67 BILANS WĘGLA BIOSFERY 203,3 207,1 207,1-203,3 = 3,8 PRZYROST 4,0 8,9 mld t/rok =4,3%

68 September 2014: September 2013: September 2012: ppm ppm ppm

69 ZMIANY KLIMATU W FANEROZOIKU Wikipedia

70 ZMIANY KLIMATU W KENOZOIKU Wikipedia

71 ZMIANY KLIMATU W CIĄGU OSTATNICH 5 mln LAT

72 ZMIANY KLIMATU W PEJSTOCENIE

73 ZMIANY KLIMATU I ZAWARTOŚCI CO 2 W ATMOSFERZE W CIĄGU OSTATNICH 400 tys. LAT (Rdzeń lodowy Vostoc) Zmiany zawartości CO 2 w atmosferze (ppmv) Zmiany średniej temperatury, o C

74 ZMIANY KLIMATU I ZAWARTOŚCI CO 2 W ATMOSFERZE W CIĄGU OSTATNICH 400 tys. LAT (Rdzeń lodowy Vostoc) 400 (kwiecień 2014) Zmiany zawartości CO 2 w atmosferze (ppmv) 400 tys, lat CAŁA HISTORIA CYWILIZACJI Zmiany średniej temperatury

75

76 ŻYCIE BIOSFERY 1. EKOSYSTEM BIOSFERY 2. RÓŻNORODNOŚĆ BIOSFERY 3. MECHANIZMY

77 Górska łąka w Beskidzie Sądeckim

78 78

79 RÓŻNORODNOŚĆ BIORÓŻNORODNOŚCI Polimorfizm genetyczny Bogactwo gatunkowe Przestrzenne zróżnicowanie siedlisk

80 Heterotrof jeden gatunek pełni funkcję ekosystemu Substrat zredukowany Ciepło Substrat utleniony Potomstwo

81 Ekosystem złożony z dwóch gatunków Substrat utleniony Energia Ciepło REDUCENT (PRODUCENT) DESTRUENT (KONSUMENT) Substrat zredukowany

82 Ekosystem złożony z wielu gatunków Energia Ciepło konkurencja drapieżnictwo pasożytnictwo mutualizm

83 ILE JEST GATUNKÓW?

84 Liczba nowo opisywanych rodzajów i gatunków orzęsków wciąż rośnie wykładniczo

85 Co roku opisywane jest kilka nowych gatunków ptaków; liczba nowych gatunków pajęczaków i skorupiaków rośnie wykładniczo

86 Pseudoryx nghetinhensis 1992

87 T.L.Erwin

88 OSZACOWANIE LICZBY GATUNKÓW PRZEZ ERWINA Fumigowano 19 drzew Luehea seemani (Panama) zebrano gatunków chrząszczy Założenie 1: Średnia specyficzność chrząszczy 13.5% zatem: l. gat specyficznych Założenie 2: L. gat. drzew w lesie równikowym 50000, na każdym wyspecjalizowane chrząszcze zatem: łączna l. gat. wyspecjalizowanych Założenie 3: Chrząszcze stanowią 40% gat. stawonogów zatem: l. gat. stawonogów Założenie 4: W koronach drzew 2 x więcej gat. niż na dnie lasu zatem: całkowita l. gat w lesie równikowym.. 30 mln

89 Liczba gatunków owadów GB: Liczba gatunków motyli dziennych GB: 67 Liczba gatunków motyli dziennych świata: tys. Szacowana liczba gatunków owadów świata: (22000/67) ( ) = 4.9 do 6.6 mln

90 Nieznana różnorodność gatunkowa mikroorganizmów Grupa Liczba gatunków % znanych znanych szacowana gatunków Algae Bacteria Fungi ? 5? Virales Protista RAZEM ? 8?

91 SZACOWANA RÓŻNORODNOŚĆ FORM PROCARYA ŹRÓDŁO DNA LICZEBNOŚĆ KOMÓREK SZACOWANA LICZBA GENOMÓW Gleba leśna 4.8 x Gleba pastwiska 1.8 x Gleba orna 2.1 x Osady mor skie 3.1 x Osady morskiej 7.7 x hodowli ryb Solanka 6.0 x Torsvik et al

92 Liczba znanych gatunków: ? Hipotetyczna liczba gatunków obecnie żyjących: ? 92

93 WSZYSTKIE ZNANE ORGANIZMY (ok. 1.8 mln gatunków) 93

94 ?

95 RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKOWA W POLSCE (ŁĄCZNIE ZNANYCH OK GATUNKÓW) ? 1600? ROŚLINY 7299 GLONY 4133 MSZAKI 910 PAPROTNIKI 67 NAGOZALĄŻKOWE 17 OKRYTOZALĄŻKOWE 2172 KRĘGOWCE 620 RYBY 116 PŁAZY 18 GADY 9 PTAKI 365 SSAKI ? STAWONOGI 28500? SKORUPIAKI 432 PAJĘCZAKI 2253 WIJE 136 OWADY 26000? PLUSKWIAKI 1500 MOTYLE 3000 BŁONKÓWKI 6000 MUCHÓWKI 7000 CHRZĄSZCZE

96 ZMIANY BIORÓŻNORODNOŚCI W HISTORII BIOSFERY

97 Liczba rodzin planktonowych Foraminifera (Sepkoski 1993)

98 Zmiany różnorodności gatunkowej radiolarii (a) i roślin lądowych (b) w okresie fanerozoiku

99 Zmiany różnorodności (liczba rodzin) owadów i kręgowców czworonogów w okresie fanerozoiku

100 Zmiany różnorodności form życiowych w biosferze w ciągu fanerozoiku wszystkie organizmy organizmy lądowe organizmy morskie (Benton, 1995)

101 Liczba rodzin Planktonowych Foraminifera (Sepkoski 1993) WIELKIE WYMIERANIA

102 Liczba rodzin Planktonowych Foraminifera (Sepkoski 1993) WIELKIE WYMIERANIA

103 KRATER METEORYTOWY CHICXULUB

104 ROZMIESZCZENIE PRZESTRZENNE BIORÓŻNORODNOŚCI BIOSFERY jw

105 Alfred Russel Wallace ( )

106 Bogactwo rodzajów termitów w zależności od szerokości geograficznej

107 GRADIENT GEOGRAFICZNY BOGACTWA RODZIN Rośliny kwiatowe Płazy Liczba rodzin Gady Ssaki Strefa szerokości geograficznej Gaston et al

108 Bogactwo gatunkowe ptaków w Ameryce Północnej (Brown & Gibson, 1983; Currie, 1991) Szerokość geograficzna

109 Bogactwo gatunkowe ptaków wróblowatych w Argentynie (Rabinowich & Rapoport 1975)

110 ZALEŻNOŚĆ BOGACTWA GATUNKOWEGO OD PRODUKTYWNOŚCI EKOSYSTEMÓW Ssaki mięsożerne w Teksasie Drzewa Azji Wsch. i Ameryki Liczba gatunków Liczba gatunków Produktywność (g x m -2 x rok -1 ) Produktywność (t x ha -2 x rok -1 )

111 Bogactwo gatunkowe drzew Ameryki Północnej w zależności od czynników klimatycznych (Currie, 1991) Bogactwo gatunków drzew Szerokość geograficzna ºN Ewapotranspiracja potencjalna mm rok -1 Opady, mm rok -1 Ewapotranspiracja rzeczywista mm rok -1

112 BOGACTWO GATUNKÓW KRĘGOWCÓW LĄDOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD POTENCJALNEJ EWAPOTRANSPIRACJI (Currie 1991) Bogactwo gatunków Ewapotranspiracja potencjalna, mm rok -1

113 RÓŻNORODNOŚĆ BIORÓŻNORODNOŚCI Polimorfizm genetyczny Bogactwo gatunkowe Przestrzenne zróżnicowanie siedlisk

114 Energia promieniowania słonecznego

115 ŚREDNIE ROCZNE SUMY OPADÓW

116 EWAPOTRANSPIRACJA RZECZYWISTA [mm/rok] FAO

117 Lód Chłodny Suchy Ciepły-umiarkowany Tropikalny Górski GŁÓWNE KLIMATY ZIEMI

118 Cyrkulacja atmosferyczna Determinuje strefowość opadów (wilgotności klimatu)

119 BIOM: fragment biosfery, odznaczający się typowymi warunkami środowiskowymi, determinującymi tempo produkcji i dekompozycji (czyli bilans materii organicznej), w konsekwencji: rozwój charakterystycznych gleb i roślinności; Pojęcie biomu można rozszerzyć na typowo ukształtowane obszary oceanów NIE MYLIĆ Z KRAINĄ BIOGEOGRAFICZNĄ!

120 GŁÓWNE TYPY GLEB uproszczona klasyfikacja genetyczna Glejowe Bielicowe Czarnoziemy Szaroziemy Lateryty Gleby górskie

121 cm ZALEŻNOŚĆ TYPU ROŚLINNOŚCI (BIOMU) OD TEMPERATURY I OPADÓW (WG WHITTAKERA, ZMIENIONE)

122

123 BIOM: RÓWNIKOWY LAS DESZCZOWY Klimat Temperatura Opady Gleby Brak sezonowości średnia > 17 o C > mm/rok laterytowe Produkcja g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja błyskawiczna Roślinność Uwagi las wieczniezielony, wielowarstwowy ogromne bogactwo gatunków

124 82 m 69 m

125 Równikowy las górski, Wenezuela

126 Drzewa z korzeniami przyporowymi. Rancho Grande, Venezuela

127 Nizinny las deszczowy (dipterokarpowy), Sabah, Borneo

128 Las mgłowy; Cordillera de la Costa, Venezuela

129 Namorzyny (lasy mangrowe); Ocumare, Venezuela

130 jw MRÓWKI GRZYBIARKI Atta sp.

131

132 BIOM: LAS LIŚCIASTY STREFY UMIARKOWANEJ Klimat Temperatura Opady Gleby sezonowy latem > 12 o C, zimą < 0 o C mm/rok brunatne Produkcja do 1200 g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja równoważy produkcję Roślinność Uwagi las liściasty sezonowy lub zimozielony obecnie: rolnictwo; odmiany: macchia itd.

133 PUSZCZA NIEPOŁOMICKA

134 ŻUBRY W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ

135 Pola uprawne

136

137 BIOM: BOREALNY LAS IGLASTY = TAJGA Klimat Temperatura Opady Gleby silnie sezonowy, krótki okres wegetacyjny latem > 10 o C, zimą < 0 o C mm/rok bielicowe Produkcja ok. 800 g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja nie nadąża za produkcją (akumulacja C org.) Roślinność Uwagi las iglasty zimozielony Mała różnorodność gat., fluktuacje

138 Tajga mongolska górna granica lasu w górach Chentej

139 Tajga mongolska w górach Chentej

140

141 BIOMY TRAWIASTE: STEP, PRERIA, PAMPA Klimat Temperatura Opady Gleby sezonowy, kontynentalny duża amplituda ok mm/rok czarnoziemy; kasztanowe Produkcja 500 g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja może nie nadążać za produkcją Roślinność Uwagi jednowarstwowa; trawy, zioła, krzewy Pastwiska; odmiana: sawanna

142 Preria, Wyoming, USA

143 Step karaganowy, Mongolia

144 Śr. temp. roczna Suma opadów Pory roku BIOM: SAWANNA TROPIKALNA C mm/rok Wyraźne (pora sucha, pora deszczowa) Stan biomasy 1.5 kg/m 2 Produkcja (NPP) g m -2 rok -1 Producenci Roślinożercy Drapieżne Destruenci Gleby Przewaga fotosyntezy C4 Liczne duże przeżuwacze, gryzonie Duże ssaki drapieżne (kotowate, psowate); ssaki mrówko- i termitożerne duży udział termitów i mrówek; pożary laterytowe

145 jw Żyrafa siatkowana Giraffa camelopardalis reticulata; Samburu, Kenia

146 Sawanna trawiasta, Masai Mara, Kenia

147 Sawanna zalewowa, Los Llanos, Wenezuela

148

149 BIOM: PUSTYNIA Klimat Temperatura Opady Gleby Produkcja suchy; czasem sezonowy niska, wysoka, lub sezonowo zmienna < 250 mm/rok pustynne (szaroziemy; kasztanowe) znikoma Dekompozycja powolna Roślinność Uwagi sukulenty, pokrycie 0-30% pow. półpustynie; życie pod ziemią

150 Egipt - Pustynia Wschodnia (Sahara)

151 Pustynia kaktusowa; Paraguana, Venezuela

152

153 BIOM:TUNDRA Klimat Temperatura Opady Gleby sezonowość; b. krótki okres wegetacyjny niska; wieczna zmarzlina < 250 mm/rok laterytowe Produkcja g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja powolna Roślinność Uwagi mchy, porosty, zioła, krzewinki latem długi dzień; pojawy masowe

154 Zmarzlina

155

156

157 PIĘTRA ROŚLINNOŚCI W TATRACH

158 Piętrowość roślinności w Alpach (Hohe Tauern)

159 Paramo Andy, Cordiliera de Merida, Venezuela

160 Senecio sp. Mt. Kenia

161 BIOMY MORSKIE

162 GLOBALNY SCHEMAT POWIERZCHNIOWYCH PRĄDÓW MORSKICH

163 GŁÓWNE STREFY UPWELLINGÓW Anderson & Lucas 2009

164 Występowanie raf koralowych granica izotermy 20 o C

165 MORSKIE OKRZEMKI PLANKTONOWE wiki

166 Trichodesmium sp. Wolnożyjąca sinica morska wiążąca azot

167 Planktonowe Coccolithophora Coccolithus pelagicus Gephyrocapsa oceanica

168 LETNI ZAKWIT GLONÓW W MORZU BARENTSA; niebeskie zmętnienia: Coccolithophora (?) zielonkawe: okrzemki acquired August 31, 2010

169 wiki KRYL Meganyctiphanes norvegica

170 wiki Mors (Odobenus rosmarus)

171 wiki Foka pospolita Phoca vitulina

172 OKRZEMKI UPROSZCZONA SIEĆ TROFICZNA OCEANU POŁUDNIOWEGO ZOOPLANKTON KRYL WIELORYBY KRABOJAD ORKA PTAKI PELAGICZNE PINGWIN ADELI SKUA DUŻE RYBY LAMPART MORSKI MAŁE RYBY I GŁOWONOGI PINGWIN CESARSKI FOKA ROSSA FOKA WEDDELLA

173 KRYL ANTARKTYCZNY (Euphausia superba) STAN BIOMASY: mln ton

174 PRODUKCJA PIERWOTNA OCEANU POŁUDNIOWEGO Producenci: okrzemki, bruzdnice Otwarty ocean 0,5-2 g C m 2 d -1 Łącznie Ocean Południowy (na pd od 50 S) 4,4 Tg C rok -1 [= 10 9 t] Westwood et al. 2010, Arrigo et al. 1998

175 KONSUMPCJA FITOPLANKTONU Kryl (Euphausia superba) Osłonice (Salpa thompsoni) Łącznie do 86% dobowej NPP Łącznie eliminacja do 30% C 1 do 50 mg C m -2 d -1» E.A. Pakhomov 2004 Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography» Volume 51, Issues 22-24, November-December 2004, Pages

176 KONSUMPCJA KRYLA Krabojady 63 mln t/rok Wszystkie foki razem mln t/rok Ptaki mln t/rok Głowonogi mln t/rok Ryby mln t/rok RAZEM mln t/rok

177 wiki Foka Weddella (Leptonychotes weddellii)

178 Pingwin cesarski (Aptenodytes forsteri)

179 RAFA KORALOWA jw

180 Ekosystem rafy koralowej Tylko w wodach tropikalnych (temp.>18 o C;optimum o C) Płytko (max. 150 m, zwykle do 50 m) Maksymalna Pp (2500 do 4000 g C m -2 rok -1 ) [5-10 g C m -2 d -1 ] Maksymalna bioróżnorodność Złożone interakcje (symbioza zooksantelli z koralowcami i in.) Znaczenie biogeochemiczne: obieg wapnia, tworzenie skał (0,3-12 kg CaCO 3 m -2 rok -1 ); aragonit

181 żywy polip SCHEMAT POLIPA KORALOWCA koralit ektoderma symbiotyczne zooksantelle (bruzdnice) entoderma szkielet wapienny Neshyba

182 Symbioza z zooksantellami: 80-90% zapotrzebowania pokarmowego polipa; Drapieżnictwo: pozostałe 10-20%

183 Threadfin Butterflyfish Chaetodon auriga żywi się bezkregowcami, nie koralowcami Koralowce twarde Koralowce miękkie Chaetodontidae: 120 gatunków w 10 rodzajach; głownie indo-pacificzne, wiele gatunków kosmopolitycznych Red Sea JW

184 RYBY RAF KORALOWYCH jw

185 BIOMY ZAGROŻONE BIOMY ANTROPOGENICZNE ANTROMY

186 ANTROPOGENICZNE PRZEKSZTAŁCENIE BIOMÓW W OKRESIE 1700 DO 2000 anthropogenic biomes = anthromes Anthropogenic transformation of the biomes, 1700 to 2000 E.C. Ellis, K. K. Goldewijk, S. Siebert, D. Lightman, N. Ramankutty, 2010

187 BIOMY ANTROPOGENICZNE WG. ELLISA et al. 2010

188