Loading

19. Predace

exploatace
• predace
-pravá predace (karnivorie)
-pastva (herbivorie)
• parasitismus
-paraziti – kořist žije dál
-parazitoidi hmyz – kořist je usmrcena

generalisté – živí se širokým okruhem potravních zdrojů (polyfágové), potrava se snadno hledá
- trade-off - nelze mít příliš sofistikovaná přizpůsobení na zacházení s potravou a její zpracování
- potrava se často skládá z hmoty živočichů i rostlin

specialisté - omezeni na několik málo (oligofágové) nebo jedinou (monofágové) položku
- někdy jen část potravního organismu
- náročnější hledání kořisti - je možné investovat do vývoje specializovaných orgánů ke zpracování právě určité potravy
- potravní specializace se vyskytuje v různém stupni u všech výše uvedených kategorií konsumentů, ale zvláště častá je u pravých parazitů a zejména u larev parazitoidů (dospělci se většinou živí sáním nektaru apod.)

predátoři:
- často větší než jejich potravní druh
- kořist srovnatelných rozměrů – skupinový lov nebo vlastní útok, ale ulovení může trvat dlouho, výsledek nejistý
- proces získávání potravy:
1. fáze „práh hladu“ - predátor se začíná zabývat hledáním potravy
2. fáze hledání (searching) – různě dlouhá, závisí na výskytu kořisti a schopnostech predátora vyhledávat, atd.
3. fáze ulovení - po vyhledání útok, ale ne vždy úspěšný, často se opakuje
4. fáze zpracování (handling) – po ulovení kořisti a konzumace (někdy jen část kořisti) následuje odpočinek či jiná aktivita – opětovné překročení „prahu hladu“.

- technika lovu - číhající predátor
- pronásledující predator
- u velkých i malých dravců, bezobratlých i obratlovců

- predátoři působí selektivně na složení společenstva, které loví, ze kterého si vybírají kořist
- preface na zaměřená na tentýž druh působí selektivně např. velikostně (bezobratlí predátoři preferují menší kořist), věkově (určitá věkovou kategorie kořisti), na oslabené, nemocné a přestárlé (někdy nejmladší a nezkušené)

Přeskok čili switching - když se zastoupení složek potravy mění, přejde predátor od jedné složky k druhé
- přechod se neděje plynule, nýbrž náhle
- predátor na změnu zastoupení složek potravy (úbytek jedné a vzestup druhé složky) nereaguje až při určitém vzájemném poměru začne náhle preferovat složku, která se stala více zastoupenou – a druhou začne opomíjet

kořist a riziko predace – predační tlak způsobil evoluci kořisti, které riziko ulovení a sežrání snižují:
- obranné mechanismy - obranu proti ulovení (zvýší možnost přežití) - mimikry
- lepší únik při nebo před napadením (ukrytí, výskyt v době nižšího rizika, včasné zjištění predátora, apod.)
- snižují pravděpodobnost lokalizace predátorem

mimikry (mimetické zbarvení, vzhled, chování)
- kamuflážní mimikry – podobnost s okolým a následná „nenápadnost“ (kryptické zbarvení), např. svrchní křídla nočních motýlů v barvě stromové kůry nebo zeleně zbarvený hmyz méně nápadný na listech rostlin, hmyz napodobující tvarem těla a zbarvením část rostliny
- Müllerova mimikry - nápadné výstražné zbarvení (obvykle střídání černých a nápadných = červených nebo žlutých pruhů), které připomínají výstražné zabarvení nebezpečně jedovatých druhů, žihadlem = obranným mechanismem (vosy)
- Batesova mimikry – napodobování výstražného zbarvení nebezpečných živočichů - pestřenky napodobují vosy
- Mertensova mimikry – výstražné zbarvení příčně pruhovaných hadů, napodobující mírně jedovaté hady
- mimikry Peckhamovská - predátor napodobuje neškodný organismus, např. rozmnožovacího partnera kořisti a láká ji k sobě (světlušky r. Photinus a Photuris).

Herbivorie
• konzumace rostlinného materiálu:
-spásání celých nadzemních částí mnoho druhů rostlin
-specializovaný okus více či méně vymezených částí rostliny (kořeny, květy, pyl, plody)
-minování (vyžírání chodbiček) v parenchymové vrstvě listů
-sání tekutin z rostlinných tkání,
• výhoda – rostliny nemohou uniknout a tak jsou herbivoři omezeni jen svými predátory a zdroji
• býložravci musí vhodně volit potravu aby získaly všechny potřebné látky, ale i rostliny s projímavým účinkem
• obranné strategie rostlin: únik, obrana, znovu vyrůst
• obrana – mechanická (trny),
- chemická (vedlejší produkty metabolismu) - latex
- kvantitativní obrana (taniny, celulosa, lignin, hemicelulosa, krystaly křemíku) - velké polymerní molekuly, málo pohyblivé, náročné na výrobu, účinné ve vysoké koncentraci, v dospělých tkáních, přítomny u aparentních rostlin, účinné proti většině herbivorů
- kvalitativní obranné (alkaloidy, toxické aminokyseliny, cyanogenické glukosidy, glukosinoláty terpenoidy) - malé toxické molekuly, pohyblivé, snadná výroba, účinné v malých dávkách, v rostoucích tkáních, u neaparentních rostlin, účinné proti nespecializovaným herbivorům
- mutualistický vztah s mravenci – rostliny poskytují místo na hnízdění a potravu - extraflorální nektarie, proteinová tělíska) – jeden druh akátu, Endospermum, Cecropia, Macaranga
- rostliny poškozené herbivory uvolňují chemické signály, lákající parazity dotyčných herbivorů (funguje pouze skutečné poškození, ne jen mechanické)
- další obrana je masový kvetení jednou za několik let, kdy je populace herbivorů nasycena semeny a předtím byla populace omezena malým výskytem semen
- výroba omamných látek stojí energii - stromy Cecropia syntetizujíci vysoké koncentrace obranných taninů také produkují méně listů
• rostliny jsou složeny z úplně jiných látek než ti kdo je můžou chtít sežrat – špatně stravitelné až jedovaté (celulóza, lignin, silice, alkaloidy)
• hledání rostliny je těžší v druhově rozmanitější oblasti - úkryt

3 strategie rostlin:
a) velká investice do růstu a malá do obrany v prostředí bohatém na živiny a energii
- prostředí bohaté na zdroje - živiny a energii - vede k investici do růstu, zde je hlavní uspět v konkurenci s ostatními rostlinami o světlo, aby ji ostatní rostliny nepřerostly a nezastínily - zda ji přitom napadnou herbivoři není zásadní
-- neaparentní rostliny: únik před herbivory v čase a prostoru
- využívájí náhlé příležitosti - déšť
- krátká délka života (jednoletky)
- rychle plodí
- malá velikost a biomasa
- nepředvídatelné rozšíření v prostoru a čase
- sítina žabí, ostřice česká
jsou tedy pro herbivory obtížně nalezitelné
-aparentní rostliny: tolerance k herbivorii
- pionýrské druhy stromů
- velké a tenké listy s krátkou životností: konstrukce dosahující co největší plochy listu na jednotku použitého materiálu (biomasy)
- rychlý růst a fotosyntéza vede k tomu, že jsou bohaté na živiny a tedy chutné pro herbivory
- jak rychle rostou je to nejdůležitější
- jsou aparentní, proti herbivorům se příliš nebrání - vystaveni intenzivní herbivorii, poškození díky rychlému růstu v prostředí bohatém na živiny tolerováno a rychle nahrazeno novou biomasou.
b) malá investice do růstu a velká do obrany v prostředí chudším na zdroje
- prostředí chudé na živiny vede k maximální ochraně vytvořené biomasy - její tvorba je v chudém prostředí obtížná.
- malé, tuhé a solidně konstruované listy s dlouhou životností, dobře chráněné před herbivory
- epifytické orchideje a bromélie: velmi dobře chráněné rostliny z extrémně chudého prostředí, herbivorie na epifitech: kromě kapradin nízká, bromélie a orchideje nežere prakticky nikdo
- návratnost investic do produkce obranných látek závisí také na riziku herbivorie, proto je produkce obranných látek až jako odezva na herbivorii dobrou strategií
c) tolerance k okusu – úbytek listů zvětší přísun světla k ostatním listům a tím jejich produkci, přerozdělení asimilátů po okusu, stimulace vývoje pupenů

- okus kůry a lýka celého kmene mladého stromu vede k uhynutí rostlin (králícy, zajíci, hlodavci apod) nebo vniknutí patogenu okusem a úhyn v důsledku infekce
- Mladé listy:
- obzvláště cenné pro rostlinu, tedy by měly být obzvláště chráněné
- přesto jsou preferované většinou herbivorů a mají nejvyšší intenzitu herbivorie
- okus mladých listů je velký problém – ten nejprve spotřebovává více cukrů a energie než produkuje a celková bilance je obzvláště poškozena za vysoké úmrtnosti mladých listů
- ochrana:
- strategie rychlé expanze listů: nejprve vyrostou nezpevněné hadrovité listy bez chlorofylu,ty potom rychle dospějí

- Trade-off - negativní korelace (trade-off) mezi přežíváním semenáčků na lesních světlinách a v lesním podrostu
- nemožné vytvořit super-rostlinu kombinující ekologické vlastnosti nutné pro úspěšné přežití v obou prostředí, neboť jde často o protichůdné vlastnosti
- proto vznikly dvě strategie pro přežití buď na světlině, nebo v podrostu.

predace
• čas na lov = hledání + zpracování kořisti
• výtěžek = energie/čas
• zisk z lovu = energie/(hledání + zpracování)
• na době hledání kořisti závisí specializace x generalizace predátora
• fční odpověď predátora, liší se % ulovené populace:
• lineární (Nicholsonův model) – přímo úměrné kořisti, např. lumíci x jednoděložky v tundře
• konvexní (Hollingův model) – roste rychleji, než hojnost kořisti, čas k nalezení kořisti se s přibývající kořistí snižuje, ale limitace časem na zpracování kořisti (počet ulovených = účinnost hledání.čas hledání.početnost kořisti) - nejčastěji
• sigmoidní – roste pomaleji
• predátor se snaží o co nejvyšší celkový zisk kořisti, musí se tedy rozhodovat, zda pokračovat v lovu na daném místě, nebo hledat výhodnější oblast
• délka setrvání predátora v dané oblasti závisí na:
-kvalitě oblasti [t.j. množství energie získané lovem za daný čas]
-vzdálenost alternativních oblastí s kořistí
-kvalita dané oblasti také klesá v čase, jak se stává postupně vylovenou.
• různé oblasti s různým výskytem kořisti – trade off jestli se přesunout za kořistí nebo ne (zisk E současný x přesunové vydání E a času)
• oblast je vhodné opustit jakmile se dosáhne maximálního zisku energie za dobu cestování do oblasti a jejího využívání, závisí tedy na bohatosti oblasti a vzdálenosti mezi oblastmi

populační dynamika systému predátor-kořist
Lotka-Volterra

dN/dt = rN - aCN
dC/dt = faCN - qC

N = počet jedinců kořisti
C = počet jedinců predátora
t = čas
r = rychlost růstu populace
a = frekvence útoků na kořist
f = efektivita převodu energie z kořisti do potomstva predátora
q = úmrtnost

• kořist: změna = kořist bez přítomnosti dravce – počet sežrané kořisti za jednotku času
• predátor: změna = - vymírání dravce bez kořisti + zisk z biomasy kořisti
• populace predátora sigmoidně následuje populaci kořisti (lze převést na kruh závislosti počtu predátorů na počtu kořisti)

Žádné komentáře:

Okomentovat