organismy a prostředí

ologických faktorů, ve kterém
může organismus uplatnit svoje životní
projevy a ekologické funkce
– nika základní (celé rozmezí)
– nika realizovaná (skutečně realizovaná)
Hutchinsonova mnohorozměrná nika
„ multidimensional hypervolume“
• Soubor vybraných zdrojů (případně
abiotických faktorů), které tvořín-
rozměrný podprostor určitého prostoru
charakterizovaného stejnými proměnnými.
Faktory ovlivňující obsazení nik
Zdroj: Chytrý, 2004
Orobinec širo- a úzkolistý

Základní a realizovaná nika
Zdroj: Chytrý, 2004

Význam jednotlivých ekologických
faktorů
• Sluneční radiace
• Živiny
• Voda
Sluneční radiace
Globální radiace v různých oblastech
(GJ/m
2
/rok)
Charakteristika slunečního záření
•záření = šíření energie prostorem
• základní jednotka = foton
– povaha částicová (korpuskulární)
– vlnová (undulární)
Fotosyntéza
• Fotochemický proces, při kterém dochází
k přeměně energie fotonových kvant na
energii chemických vazeb organických
sloučenin.
• Zelené rostliny, sinice – tvorba primární
produkce ekosystémů
Fotosyntéza
• Fáze světelná = transformace energie
– fotosystém II a I
– elektronový tok
– fotolýza vody a vznik kyslíku a protonů (Hillova
reakce)
– syntéza NADPH a ATP
• Fáze temnostní – syntéza sacharidů v
Calvinově cyklu
– karboxylace
– redukce
– regenerace
Fáze fotosyntetického procesu
světelná fáze temnostní fáze
•absorpce fotonových kvant
chlorofyly a karotenoidy
•excitace barviv a přenos
uvolněných elektronů na
akceptor
•hydrolýza vody
•vznik protonového gradientu
•redukce NADP
+
na NADPH
•uložení energie fosforylací ADP na ATP
•fixace CO
2
v Calvinově cyklu
Proces fotosyntézy
Základní rovnice fotosyntézy:
6 CO
2
+ 12 H
2
O + energie →
C
6
H
12
0
6
+ 6O
2
+ 6 H
2
O
Základní typy fotosyntézy
• Fotosyntéza typu C
3
– první produkt asimilace kyselina fosfoglycerová (3 atomy
uhlíku)
– vznik asimilatů za účasti enzymu rubisco (ribulóza 1,5
bifosfát karboxyláza / oxygenáza
– celý proces se odehrává v 1 buňce
• Hlavní zástupci
–většina dvouděložných rostlin
– pšenice, žito, jílek, srha, bob, fazol, jetel,
vojtěška, dub, buk, bříza, borovice
Základní typy fotosyntézy
• Fotosyntéza typu C
4
– první produkt asimilace oxaloacetát (4 atomy uhlíku)
– vznik asimilatů za účasti enzymu PEPs (fosfoenolpyruvát
karboxyláza)
– asimiláty transportovány do pochev cévních svazků
– nutnost transportu mimo buňku
–odštěpení CO
2
a zabudování v Calvinově cyklu
• Hlavní zástupci
–převážně teplomilné trávy (1/2 druhů z celkem 10 tis.)
–kukuřice, cukrová třtina, proso, čirok, ježatka, bér,
laskavec, šrucha
Základní typy fotosyntézy
• Fotosyntéza typu CAM (Crassulacean Acid Metabolism)
– fotosyntéza probíhá v jednom typu buněk
– první produkt asimilace kyselina jablečná (malát) vzniká
v noci za účasti karboxylačního enzymu enzymu PEPs
(fosfoenolpyruvát karboxyláza)
– malát se hromadí ve vakuole
– ve dne se z malátu uvolňuje CO
2
– zabudová se do asimilátů v Calvinově cyklu s pomocí
enzymu Rubisco
• Hlavní zástupci – sukulenty a epifyty
– Crassulaceae, Cactaceae, Euphorbiaceae,
Agavaceae, Portulacaceae
Proměnlivost záření jako zdroje x
charakter fotosyntetického aparátu
• Pravidelná proměnlivost v přísunu záření
– denní a roční rytmy (střídání období nasycení a
nedostatku) – kromě pólů, resp. rovníku
–důsledky – pohyby listů, opadávání, tvorba
různého typu listů v průběhu ontogeneze ...
• Nepravidelná proměnlivost
– zastínění oblaky, jinými listy, ...
–důsledky – patrovitost s rozdílným postavením
nebo morfologií listů, heterofýlie, ...
Pasivní charakter rostlin:
Nemožnost rychlého přizpůsobení se
architektury a morfologie uvedeným
změnám – vznik zón vyčerpání zdroje
(resouce depletion zone – RDZ)
Diurnální a sezónní proměnlivost
záření
• Zelené rostliny musí čelit střídání období nadbytku a
nedostatku světla během dne (s výjimkou polárních
oblastí) a během roku (s výjimkou tropů).
• Stromy temperátních oblastí shazují listy v zimě, přitom
u rostlin v podrostu může být zima z hlediska světelného
požitku nejlepším obdobím (viz jarní lesní heliofyty a
vždyzelené druhy v podrostu).
• Rychlost fotosyntézy je největší u listů, které žijí nejkratší
dobu (např. jednoletky) a nejmenší u listů dlouho žijících
(mediteránní vždyzelené dřeviny, jehličnany).
Roční chod záření v různých
zeměpisných šířkách
Holandsko rovníková Afrika
upraveno podle de Witta, 1965
Denní nepravidelnost v
jednotlivých obdobích roku
Adaptace rostlin na sluneční záření
• Heliofyty (slunobytné)
–vertikálně (vzpřímeně) orientované listy
– adaptace na vysoké inten