Terestrické ekosystémy, autekologie bezobratlých živočichů, na příkladu hmyzu (Insecta) Obecná charakteristika: unitární semelparní (méně často iteroparní) dormance = schopnost rozptylu v čase Hmyz využil všechny niky mimo bentické zóny (jen rod Halobates, bruslařka)

Hmyz – druhově nejbohatší skupina Srovnání např. s obratlovci – nejznámější skupina, předpoklad, že skoro všechny druhy popsány V rámci Arthropoda i „bezobratlých“ nejpočetnější

Vztaženo na biomasu a interakce s ostatními terestrickými organismy – hmyz nejdůležitější skupina Popsáno cca 1.8 mil. druhů, předpoklad do 10 mil. Kdyby se ze Země odstranili všichni obratlovci (hlavně člověk) ve fungování ekosystémů by se nic nezměnilo

Ecdysozoa: Arthropoda: Pancrustacea: Hexapoda (= Insecta s. lat.) „Entognatha“ Insecta s. str.

Počet druhů jednotlivých řádů hmyzu, velký skok mezi 10 100 1.000 10.000 100.000 Počet druhů jednotlivých řádů hmyzu, velký skok mezi nejpočetnějšími hemimetabolními a holometabolními řády Hemi – řádově desítky tisíc, Holo – řádově stovky tisíc

Holometabolních řádů méně, ale výrazně početnější, vysvětluje se i lepším využitím potravních zdrojů. Zřejmé – hmyz hraje v ekosystémech význačnou roli

Ekologické asociace hmyzu Kompetice = konkurence – společná potřeba zdroje intraspecifická: exploatace, interference interspecifická Predace, včetně parazitace – napadení organismu jiným organismem, při prvním napadení je oběť živá praví predátoři spásači paraziti, vč. herbivorie parazitoidi

Typy hálek, domatií, min na listech, způsobu okusu

Mutualismus – vztah přináší užitek oběma stranám, světová biomasa z větší části tvořena mutualisty, např. opylování symbiósa sociální vztahy Detritovoři – neregulují přísun potravních zdrojů

Postupný vznik habitatů hmyzu během evoluce (vybrané události) 400 mil. let – nejstarší známé fosilie (Monura) 300 mil. let – listové miny a hálky hmyzu 275 mil. let – hmyz živící se pylem 160-280 mil. let – intracelulární symbionti u mšic 130 mil. let – fosilní mravenci 100 mil. let – diferenciace čeledí brouků 88-93 mil. let – komáři živící se krví dinosaurů

Předpoklad – nejnápadnější radiace hmyzu souběžně s radiací kvetoucích rostlin (cca 85% opylována hmyzem), ale nejisté – radiace hmyzu zřejmě dříve

Potravní guildy (podle Southwooda): detritofágové nejpočetnější karnivorové herbivorové

Ochrana rostlin proti herbivorům (hlavně hmyzu) chemická (chemická ochrana hmyzu často získána z „jedovatých“ rostlin), válka rostliny x hmyz přes 350 mil. let fyzická = strukturální – bodliny, trny, ostny, trichomy Tato evoluční překážka již jednou v evoluci překonána – může nastoupit prudká a široká radiace Nejpočetněji mezi herbivory zastoupeni Lepidoptera a řády orthopteroidního komplexu – 100% druhů, hemipteroidní řády - cca 90%

Hmyz a habitaty Homogenní habitaty – relativně málo vhodných nik Čím bohatší flóra tím bohatší entomofauna Pro hmyz nejvhodnější – mozaiky habitatů Zvláštní habitat = hybridní zóny rostlin Obdobně platí i pro ostatní potravní guildy

Architektura rostliny – poskytuje různé niky Chemismus rostlin – určuje hladinu živin, chemická ochrana Entomofauna ovlivněna i: klimatickými interakcemi, zjednodušeně – bohatství entomofauny se snižuje od rovníku k pólům

Abundance = početnost hmyzu Další ukazatel úspěšnosti taxonu Kolísání denzity hmyzí populace v čase – cíle ekologických studií: Populační cykly: Periodické, předpověditelné (predikovatelné) Regulace populací – mortalita, natalita, emigrace, imigrace: vyrovnání hustoty populace Pokud regulace funguje s prodlevou cyklické chování

Eruptivní populace: zlom denzity naráz, často nepředvídatelně populace zůstává dlouhou dobu na nízké denzitě, k erupci dojde po působení změny prostředí, buď přímo, nebo nepřímo via potrava rychlý růst, disperze Zmizí regulace fungující při nízké denzitě Např. saranče stěhovavé (Schistocerca gregarina) – rojení ovlivněno klimatickými faktory

Vliv abiotických faktorů na hmyz Teplota hmyz poikilotermní např. k vývoji potřeba suma vývojové teploty Imaga žijí při vyšších teplotách kratší dobu Fotoperioda základní vliv na hmyz žijící v oblastech se sezónním klimatem synchronizace s výskytem jeho potravy, platí i pro parasitoidy

Dešťové srážky – vliv přímý (atak) nebo nepřímý = vliv sezónních srážek na růst živných rostlin 3% hmyzu – vodní Řada dalších- vodní larvy Specializované, efemerní biotopy Vliv na výskyt patogenních hub hmyzu

Vzdušné proudění = vítr: Vzdušný plankton – pasivní přenos hmyzu Přenos komunikačních chemikálií, i vzhledem k rostlinám Využití chemických signálů - lokalizace živných rostlin, komunikace mezi sebou, feromóny Vítr může i zničit biotopy Ovlivnění složitější např. ovlivnění srážek – růst vegetace

Změna klimatu Celkové oteplování – zvýšení obsahu oxidu dusíku v ovzduší Vliv přirozených nepřátel Predátoři Paraziti Parazitoidi – hmyz na jiném hmyzu, celkem až 25% hmyzu, z toho 75% Hymenoptera, 25% Diptera + Coleoptera Patogeny – bakterie, viry, houby, prvoci, nematodi Dominantní role u herbivorů – využití v biologickém boji proti škůdcům

Adaptace na široké rozpětí biotopů, včetně extrémních Velmi specifické modifikace – ekologické, fyziologické, behaviorální Extrémní teploty: extrémní kolísání teplot např. poušť nízké teploty – přežití díky změnám v chemismu buňky (např. Collembola) v teplých pramenech – nedostatek kyslíku, dýchání kyslíku vzdušného

Vysoká salinita: hmyz sladkovodní, výjimečně adaptace na horké slané prameny Hmyz v přílivové zóně, na slaniskách – nejsou v přímém kontaktu se slanou vodou Toxické prostředí: Spad Ropné znečištění Schopnost poměrně rychlé adaptace na různé toxické látky

Aplikovaná ekologie = hmyz a lidé nejdůležitější asociace Škůdci – kompetitor člověka pro limitované zdroje (obilí) (Leptinotarsa, Ceratitis, Schistocerca, Lymantria, Scolytidae) - medicínský význam (alergie, atd.) Vektory – přenos chorob Z jednoho savčího hostitele na druhého (člověk – člověk, hlodavec – člověk) Epidemie, pandemie, Pediculus, Triatominae, Glossina, Anopheles, Aedes, Xenopsylla Z jedné rostliny na druhou (hlavně Hemimetabola, virózy)

Užitkový a užitečný hmyz včely (opylovači), producenti hedvábí (bourci) Dravý a parazitický hmyz využívaný v biologickém boji Estetický a výchovný vliv silně výchovný prvek – chovy hmyzu Hmyz jako potrava zdroj proteinů pro velkou část lidské populace

Děkujeme za pozornost