Čeština
Prozkoumejte fascinující svět planktonu, mikroskopických mořských organismů, které tvoří základ oceánského potravního řetězce a hrají klíčovou roli v regulaci globálního klimatu.
Plankton: Neviditelný motor oceánu
Plankton, odvozený z řeckého slova "planktos" znamenajícího "poutník" nebo "tulák", je rozmanitá sbírka mikroskopických organismů, které obývají světové oceány, moře a dokonce i sladkovodní prostředí. Navzdory své malé velikosti je plankton neuvěřitelně hojný a hraje klíčovou roli v globálním ekosystému, ovlivňuje vše od mořského potravního řetězce až po regulaci klimatu. Tento článek poskytuje komplexní přehled o planktonu, zkoumá jeho rozmanité typy, ekologický význam a výzvy, kterým čelí v měnícím se světě. Ponoříme se do příkladů z různých oceánských regionů, abychom zajistili globální pohled na tyto základní mořské organismy.
Co je plankton?
Na rozdíl od nektonu, který může aktivně plavat proti proudům (např. ryby, mořští savci), je plankton z velké části vydán na milost a nemilost oceánským proudům. To neznamená, že jsou zcela pasivní; mnoho planktonních organismů má adaptace, které jim umožňují kontrolovat svou vertikální polohu ve vodním sloupci.
Plankton se obecně dělí do dvou hlavních skupin:
- Fytoplankton: Jedná se o rostlinný plankton, primárně jednobuněčné řasy, které provádějí fotosyntézu a přeměňují sluneční světlo na energii. Jsou to primární producenti v mořském potravním řetězci, tvoří základ celého ekosystému. Příklady zahrnují rozsivky, dinoflagellates, coccolithophores a sinice.
- Zooplankton: Jedná se o živočišný plankton, včetně mikroskopických korýšů, larválních stádií větších živočichů (rybí larvy, krabí larvy) a dalších heterotrofních organismů, které se živí fytoplanktonem nebo jiným zooplanktonem. Příklady zahrnují copepods, krill, larvy medúz a foraminifera.
Na velikosti záleží (někdy): Klasifikace velikosti planktonu
I když je plankton obecně mikroskopický, dále se klasifikuje podle velikosti. Následující tabulka ukazuje běžné klasifikace velikosti, měřené největším rozměrem:
| Velikostní třída | Rozsah velikostí | Příklady |
|---|---|---|
| Megaplankton | > 20 cm | Medúzy, sifonofory |
| Makroplankton | 2 – 20 cm | Kril, někteří pteropodi |
| Mesoplankton | 0.2 – 20 mm | Copepods, foraminifera |
| Mikroplankton | 20 – 200 μm | Rozsivky, dinoflagellates |
| Nanoplankton | 2 – 20 μm | Coccolithophores, malé flagellates |
| Pikoplankton | 0.2 – 2 μm | Sinice, malé bakterie |
| Femtoplankton | 0.02 – 0.2 μm | Viry |
Zásadní role planktonu v mořském ekosystému
Plankton hraje v oceánu několik klíčových rolí, díky čemuž je nepostradatelný pro zdraví a fungování mořského ekosystému:
- Primární produkce: Fytoplankton je zodpovědný za přibližně polovinu veškeré fotosyntézy na Zemi, produkuje kyslík a přeměňuje oxid uhličitý na organickou hmotu. Tento proces tvoří základ mořského potravního řetězce a podporuje veškerý další mořský život.
- Základ potravního řetězce: Zooplankton se pase na fytoplanktonu a přenáší energii potravním řetězcem na větší organismy, jako jsou ryby, mořští ptáci a mořští savci. Jsou kritickým článkem v toku energie a živin v oceánu. Například v antarktickém ekosystému je krill (druh zooplanktonu) primárním zdrojem potravy pro velryby, tuleně, tučňáky a mnoho dalších druhů.
- Koloběh živin: Plankton hraje významnou roli v koloběhu živin a usnadňuje výměnu esenciálních prvků, jako je dusík, fosfor a křemík, mezi vodním sloupcem a sedimenty. Když plankton umírá, klesá na dno oceánu, kde se rozkládá a uvolňuje živiny zpět do prostředí.
- Sekvestrace uhlíku: Protože fytoplankton fotosyntetizuje, absorbuje oxid uhličitý z atmosféry. Když umírají a klesají na dno oceánu, transportují tento uhlík s sebou a účinně jej odstraňují z atmosféry na delší dobu. Tento proces, známý jako biologická pumpa, pomáhá regulovat zemské klima. Rozsivky se svými křemičitými skořápkami jsou obzvláště účinné při sekvestraci uhlíku.
Typy planktonu: Bližší pohled
Fytoplankton: Primární producenti oceánu
Fytoplankton je neuvěřitelně rozmanitý, s tisíci různých druhů, které se nacházejí v oceánech a sladkých vodách po celém světě. Mezi nejdůležitější skupiny fytoplanktonu patří:
- Rozsivky: Tyto jednobuněčné řasy mají složité křemičité skořápky zvané frustuly. Rozsivky jsou velmi hojné a jsou obzvláště důležité ve studených vodách bohatých na živiny, jako jsou ty, které se nacházejí v Arktickém a Antarktickém oceánu. Jsou zodpovědné za významnou část globální primární produkce a sekvestrace uhlíku. V oblastech, jako je Jižní oceán, mohou být květy rozsivek masivní a pokrývat rozsáhlé oblasti mořské hladiny.
- Dinoflagellates: Tyto řasy mají dva bičíky, které používají k pohybu. Některé dinoflagellates jsou fotosyntetické, zatímco jiné jsou heterotrofní nebo mixotrofní (schopné získávat energii jak z fotosyntézy, tak z konzumace jiných organismů). Dinoflagellates jsou známé svou bioluminiscencí, která může v noci vytvářet v oceánu velkolepé displeje. Některé druhy mohou také produkovat škodlivé květy řas (HAB), běžně známé jako červené přílivy, které mohou být toxické pro mořský život a lidi.
- Coccolithophores: Tyto řasy jsou pokryty deskami uhličitanu vápenatého zvanými coccoliths. Coccolithophores se nacházejí ve všech oceánech, ale nejhojnější jsou v teplejších vodách. Hrají roli v globálním uhlíkovém cyklu tím, že přispívají k tvorbě mořských sedimentů a ovlivňují alkalitu oceánu. Masivní květy coccolithophores jsou viditelné z vesmíru a mění povrch oceánu na mléčně bílý.
- Sinice: Také známé jako modrozelené řasy, sinice jsou prokaryotické organismy (postrádající jádro), které patří mezi nejstarší formy života na Zemi. Jsou schopné fixovat dusík a přeměňovat atmosférický dusík na formu, kterou mohou využívat jiné organismy. Sinice jsou obzvláště důležité ve vodách chudých na živiny, kde mohou významně přispívat k primární produkci. Příklady zahrnují *Prochlorococcus* a *Synechococcus*, které patří mezi nejhojnější fotosyntetické organismy na Zemi.
Zooplankton: Konzumenti moře
Zooplankton je stejně rozmanitý jako fytoplankton a zahrnuje širokou škálu organismů s různými strategiemi krmení a životními cykly. Mezi klíčové skupiny zooplanktonu patří:
- Copepods: Jedná se o malé korýše, které jsou nejhojnějším typem zooplanktonu v oceánu. Copepods se živí fytoplanktonem a jiným zooplanktonem a jsou zásadním zdrojem potravy pro mnoho větších zvířat, včetně ryb, mořských ptáků a velryb. Nacházejí se ve všech oceánech a jsou vysoce adaptabilní na různé environmentální podmínky.
- Kril: Jedná se o korýše podobné krevetám, které jsou obzvláště hojné v Jižním oceánu. Kril je klíčový druh v antarktickém ekosystému, tvoří základ potravního řetězce a podporuje širokou škálu mořského života. Živí se fytoplanktonem a jsou zase konzumovány velrybami, tuleni, tučňáky a rybami.
- Medúzy: Zatímco některé medúzy jsou velké a snadno viditelné, mnoho druhů tráví část svého životního cyklu jako malé planktonní larvy. Medúzy jsou masožravé a živí se jiným zooplanktonem a malými rybami. Mohou mít významný dopad na mořský potravní řetězec, zejména během kvetoucích událostí.
- Foraminifera: Jedná se o jednobuněčné protisty s uhličitanovými skořápkami. Foraminifera se nacházejí ve všech oceánech a jsou důležitou součástí mořských sedimentů. Živí se fytoplanktonem a jinými malými organismy a jejich skořápky mohou poskytnout cenné informace o minulých oceánských podmínkách.
- Larvální stádia: Mnoho mořských živočichů, včetně ryb, krabů a měkkýšů, tráví svá raná životní stádia jako planktonní larvy. Tyto larvy se často velmi liší vzhledem od svých dospělých forem a mají specializované adaptace pro přežití v planktonu. Jsou zásadním článkem v životním cyklu mnoha komerčně důležitých druhů.
Dopad environmentálních změn na plankton
Plankton je vysoce citlivý na environmentální změny, což z něj činí cenné ukazatele zdraví oceánu. Populace planktonu po celém světě v současné době ovlivňuje několik faktorů, včetně:
- Změna klimatu: Rostoucí teploty oceánů, acidifikace oceánů a změny v oceánských proudech ovlivňují distribuci, hojnost a druhovou skladbu planktonu. Teplejší vody mohou upřednostňovat určité druhy fytoplanktonu před jinými, což může narušit potravní řetězec. Acidifikace oceánů, způsobená absorpcí nadměrného oxidu uhličitého z atmosféry, může organismům, jako jsou coccolithophores a foraminifera, ztížit stavbu jejich uhličitanových skořápek.
- Znečištění: Znečištění živinami ze zemědělského odtoku a odpadních vod může vést ke škodlivým květům řas (HAB), které mohou být toxické pro mořský život a lidi. Znečištění plasty může také poškodit plankton, protože mikroplasty mohou být pozřeny zooplanktonem, což může vstoupit do potravního řetězce. Ropné skvrny a další chemické znečišťující látky mohou mít také ničivé účinky na populace planktonu.
- Nadměrný rybolov: Nadměrný rybolov může nepřímo ovlivnit populace planktonu odstraněním jejich predátorů nebo konkurentů. Například vyčerpání rybích populací může vést ke zvýšení populací zooplanktonu, které mohou zase spásat populace fytoplanktonu.
- Acidifikace oceánů: Zvyšující se kyselost oceánů, způsobená absorpcí atmosférického oxidu uhličitého, představuje významnou hrozbu pro plankton s uhličitanovými skořápkami, jako jsou coccolithophores a foraminifera. Zvýšená kyselost může těmto organismům ztížit stavbu a údržbu jejich skořápek, což může ovlivnit jejich přežití a hojnost.
Studium planktonu: Nástroje a techniky
Vědci používají k studiu planktonu řadu nástrojů a technik, včetně:- Planktonní sítě: Jedná se o sítě ve tvaru kužele s jemným okem, které jsou taženy vodou k odběru vzorků planktonu. K cílení na různé velikostní třídy planktonu se používají různé velikosti ok.
- Mikroskopy: Vzorky planktonu se zkoumají pod mikroskopy, aby se identifikovaly a spočítaly různé přítomné druhy. Pokročilé mikroskopické techniky, jako je fluorescenční mikroskopie, lze použít ke studiu fyziologie a chování planktonu.
- Dálkové snímání: Satelity a další platformy dálkového snímání lze použít k monitorování květů fytoplanktonu a barvy oceánu, což poskytuje cenné informace o distribuci a hojnosti planktonu ve velkých prostorových měřítcích.
- Molekulární techniky: Sekvenování DNA a další molekulární techniky se používají k identifikaci a studiu diverzity planktonu, jakož i k výzkumu genové exprese planktonu a adaptace na environmentální změny.
- Autonomní podvodní vozidla (AUV): AUV mohou být vybavena senzory a odběrovými zařízeními ke sběru dat o planktonu ve vzdálených nebo těžko dostupných oblastech.
Globální příklady výzkumu a monitoringu planktonu
Výzkum a monitoring planktonu se provádí po celém světě, přičemž četné iniciativy se zaměřují na pochopení role planktonu v globálním ekosystému. Zde je několik příkladů:- Průzkum kontinuálního planktonního záznamníku (CPR): Tento dlouhodobý monitorovací program shromažďuje vzorky planktonu ze severního Atlantiku od roku 1931 a poskytuje cenná data o distribuci a hojnosti planktonu v průběhu času. Průzkum CPR zdokumentoval významné změny v planktonních společenstvech v reakci na změnu klimatu a další environmentální faktory.
- Globální oceánský pozorovací systém (GOOS): Tento mezinárodní program koordinuje oceánská pozorování po celém světě, včetně monitoringu planktonu. Cílem GOOS je poskytovat data a informace na podporu udržitelného hospodaření s oceánem a jeho zdroji.
- Expedice Tara Oceans: Tento ambiciózní projekt obeplul zeměkouli a shromáždil vzorky planktonu ze všech hlavních oceánských pánví. Expedice Tara Oceans vygenerovala velké množství dat o diverzitě, distribuci a funkci planktonu a poskytla nové poznatky o roli planktonu v mořském ekosystému.
- Regionální monitorovací programy: Mnoho zemí a regionů má své vlastní programy monitoringu planktonu pro posouzení zdraví svých pobřežních vod a sledování změn v planktonních společenstvech. Například rámcová směrnice Evropské unie o strategii pro mořské prostředí (MSFD) vyžaduje, aby členské státy monitorovaly plankton jako součást svého úsilí o dosažení dobrého environmentálního stavu svých mořských vod.
Strategie ochrany a řízení
Ochrana populací planktonu je zásadní pro udržení zdraví a odolnosti mořského ekosystému. Mezi klíčové strategie ochrany a řízení patří:- Snížení emisí skleníkových plynů: Řešení změny klimatu je zásadní pro zmírnění dopadů rostoucích teplot oceánů a acidifikace oceánů na plankton.
- Kontrola znečištění: Snížení znečištění živinami ze zemědělského odtoku a odpadních vod může pomoci zabránit škodlivým květům řas. Nezbytné je také řádné hospodaření s plastovým odpadem a dalšími znečišťujícími látkami.
- Udržitelné řízení rybolovu: Zavedení udržitelných postupů rybolovu může pomoci udržet zdravé populace ryb a zabránit nepřímým dopadům na populace planktonu.
- Chráněná mořská území (MPA): Zřizování MPA může chránit planktonní společenstva a další mořský život před lidskými aktivitami.
- Zvyšování povědomí: Vzdělávání veřejnosti o významu planktonu a hrozbách, kterým čelí, může pomoci podpořit odpovědné chování a podpořit úsilí o ochranu.