Tajga, Bakteriální společenstva v závislosti na podmínkách prostředí - referát
TAJGA
Též nazývaná severní jehličnatý les. Vyskytuje se na hraničním pásu severní Ameriky a Eurasie. Navazuje z jihu na zonobiom tundry a je nejrozsáhlejším zonobiomem na Zemi (asi 17% území Země). Je přítomna pouze na severní polokouli. Biom tajgy je vždy na západě posunut severněji. Příčinou jsou teplé mořské proudy (Golfský proud), ovlivňující klima v
oceánických oblastech, např. Norsko. [1]
Tajga se dělí na 4 podtypy:
1. Ekoton mezi listnatým a jehličnatým lesem
2. Pravý jehličnatý (boreální) les s výskytem souvislých porostů jehličnatých stromů
3. Oblasti s nesouvislým a méně hustým stromovým porostem
4. Ekoton mezi končící tajgou a počínající tundrou
Průměrné roční teploty jsou v tajze asi -5 až 3°C (1-4 měsíce mají průměrnou teplotu vyšší než 10°C) a srážky 350 – 750 mm. Čistá primární produkce se pohybuje v rozmezí 4 až 20 t.da -1 za rok a biomasa sušiny činí 60 až 400 t.da -1. [2]
Voda v tekutém skupenství je po většinu zimy nedostupná a rostliny a živočichové mají nápadný zimní spánek, kdy je jejich metabolismus velice pomalý.
Zahrnuje lesy studeného podnebí vysoké zeměpisné šířky a vysoké nadmořské výšky. Tyto lesy jsou charakteristické hustými stanovišti a relativně malými stromy – typicky pod 30 m, které tvoří hustý stín a znesnadňují chůzi. [3] Celkově je stromové patro velmi limitované. V oblastech, kde je méně krutých zim dominují borovice (Pinus) a opadavé stromy jako je modřín (Larix), bříza (Betula) nebo osiky (Populus). Velice často jako směsice druhů. Více na severu se vyskytují monokultury jedle (Picea). Prvořadé enviromentální omezení v těchto severních jedlových lesích je v přítomnosti permafrostu, který vytváří sucho kromě období, kdy slunce ohřívá povrch. Kořenový systém jedle může vyvinout speciální povrchní půdní vrstvu, ze které stromy získávají všechnu vodu v krátkém období růstu. [1]
Jelikož severní Amerika a Eurasie byly dříve spojené ledovým mostem, tak se zvířata a vegetace mohla široce rozšířit. Losi, pro příklad, jsou k nalezení na obou kontinentech. Takže jak Amerika tak i Eurasie mají společné genetické dědictví a stejnou formu a tvar. Hlavními zvířaty vyskytujícími se zde je los, jelen, vlk, medvěd, veverka, zajíc, liška, mnoho hmyzu a stěhovaví ptáci – vodní ptáci a karnivorní povrchoví ptáci jako jsou sovy a orli. [3]
Ovšem tajgy jsou poslední dobou velice ohrožené a to ze dvou důvodů:
1. Je zde mnoho ekonomicky cenných surovin – hlavně tedy dřevo, které je hlavním zdrojem pro dřevařství a výrobu papíru.
2. Velice časté jsou disturbance – hlavně požáry, bouřky a gradace hmyzu. Pro příklad, celý milion akrů „Boundary Waters Canoe Area v Minnesotě“ byl spálen (při počtu menších požárů). Individuální stanoviště jsou teď velice výjimečně starší než 91 let. [3]
STRUKTURA BAKTERIÁNÍCH SPOLEČENSTEV TAJGY V ZÁVISLOSTI NA PODMÍNKÁCH PROSTŘEDÍ
Vyšetřování půdního fondu jako ekologicky nepozměněné oblasti je velice důležité pro management životního prostředí, zahrnuje ochranu půd a záchranu její biologické rozmanitosti. [4]
Ve své práci se chci zaměřit hlavně na dvě hlavní skupiny půd, které se v této oblasti tajgy vyskytují. Jedná se o podzolovou půdu a lesní hnědozem.
Souhrnně se dá říci, že se počet bakterií zvyšoval s následujícím: zelené části rostlin odpad ze stromů fermentační vrstva. Takže bakteriální rozmanitost byla na maximu ve fermentační vrstvě obou druhů sledovaných půd.
Bakterie izolované z různých substrátů byly reprezentované především spirilami, myxobakteriemi, cytofágy, gramnegativními bakteriemi druhu Flavobacterium a Xanthomonas, tyčinkami a streptomycety. Rozdíl mezi bakteriovými komplexy různých půdních vrstev se ukazuje v nadvládě různých bakteriálních taxonů. [4]
Když jsem řekla, že ve fermentační vrstvě je největší bakteriální rozmanitost, tak nesmím zapomenou na to, že dle výzkumů [4, 5, 6] je na dominantní druhy bakterií mnohem bohatší hnědozem než podzolová půda. Rozdíly v rozmanitosti bakteriálních komplexů v závislosti na druhu půdy jsou dány hlavně jejich rozdílným organickým složením [6]. Hnědozemě mají vyšší fermentační vrstvu než podzoly a obsahují mnohem více humusu.
Složení bakteriálních komplexů je také silně vázáno na roční dobu a přírodní podmínky. U podzolových půd je mokrá půda ovládaná spirilami, typičtí jsou hydrobionti, zatímco relativně suchá půda je ovládaná myxobakteriemi. [5] Ovšem zavlaženost nemá vliv pouze na složení bakteriálních společenstev, ale také na jejich prostorové uspořádání. V průběhu mokrých period, kdy je půda skoro kompletně saturovaná vodou, jsou bakterie rovnoměrně uspořádány v půdě ve výšce až 0,5 m (i s fermentační vrstvou). Ve stejném období, kdy je obsah vody v půdě nižší než její celková vlhkostní kapacita, jsou bakterie rozmístěny v prostředí diskrétně – tedy hlavně ve fermentační vrstvě a ve vrchních vrstvách půdy. [4]
Bakteriální složení a množstevní zastoupení se také silně liší typem substrátu a nadmořskou výškou.
Organizace taxonomického postavení bakterií typická pro daný typ biocenózy pomáhá k určení ekologické role těchto mikroorganismů. Například, saprotrofické bakterie CSFBR (The Central State Biosphere Reserve) půd jsou reprezentované členy různorodých ekologických a trofický skupin - hydrolytické, kopiotrofické a oligotrofní. Poté například
hydrolytické jsou reprezentovány různorodými bakteriálními skupinami- myxobakteriemi a
cytofágy, aktinomycety druhů Cellulomonas, Nocardioides, Micromonospora, a Streptomyces. [4]
Bakterie schopné degradovat celulózu se vyskytují ve všech vrstvách, ovšem největší zastoupení je samozřejmě ve fermentačních vrstvě, kde mají největší využití a nejvíce živin pro jejich vlastní život. [4]
Počet a zastoupení bakterií se projevil i na procesech, které v půdě probíhají. Při vysoké aktivitě kvašení půd se vyskytují ve velkém množství hydrolytické bakterie. Jejich aktivita je mnohem vyšší v půdách hnědozemě než v podzolech. Znovu je tento jev přičítám vyššímu obsahu humusu v půdě. Sukcesní studie hydrolytických bakterií v organogenních půdních horizontech ukázaly, že v prvních fázích sukcese, amylolytické bakterie byly reprezentované
cytofágy a myxobakteriemi, zatímco, v pozdních stádiích byly reprezentovány aktinomycetami, myxobakteriemi a tyčinkami. [5]
Hlavní chemické prvky vyskytující se v půdách vlhkých zón jsou železo a mangan. Fe,Mn – oxidující bakterie byly odhaleny ve všech částech podzolové půdy a hnědozemě. Tyto bakterie byly hlavně reprezentované tyčinkami, spirilami, a myxobakteriemi (tedy dominantními bakteriový druhy těchto půd). [4]
Na základě všech těchto informací můžeme konečně vytvořit soupis hlavních rozdílů podzolových půd a hnědozemě z hlediska bakteriálního zastoupení:
1. Fermentační i půdní vrstva hnědozemě jsou charakterizovány větší druhovou rozmanitostí sledovaných mikroorganismů a vyšším obsahem hydrolytických bakterií než je tomu u půdy podzolové. Je to dáno příznivějšími podmínkami pro degradaci organických zbytků.
2. Podzolové půdy mají vyšší obsah aktinomycet než hnědozem, protože jsou adaptované na vyšší vlhkost prostředí.
3. Silně se liší iluviální části těchto druhů půd, protože je zde jiný obsah vody a tudíž jiné bakteriální zastoupení.
4. Arthrobakterie, které špatně rostou ve vysoce kyselém prostředí, nebyly objevené v jakékoli části podzolové půdy, ačkoli tyto bakterie byly objevené ve všech částech hnědozemě.
Zdroje:
1. Ecology, From individuals to Ecosystems, Michel Begon a kolektiv, Blackwell Publishing, 2006
2. Ekologie, Zdeněk Laštůvka, Pavla Krejčová, 2000
3. Enviromental science, Earth as a Living Planet, Botkin Keller, Von Hoffmann Press 2000
4. A. V. Golovchenko, T. G. Dobrovoi’skaya, I. A. Maksimova, V. A. Terekhova, D. G. Zvyagintsev, S. Ya. Trofimov; Structure and Role of Microbial Communities in southern taiga soils, Microbiology; Vol. 69, No 4, 2000, pp. 371-380. Translated from Mikrobiologiya, Vol. 69, No. 4, 2000, pp. 453-464
5. A. V. Golovchenko, T. A. Semenova, A. V. Polyakova, L. I. Inisheva; The structure of the micromycete complexes of olygotrophic peat deposits in the southern taiga subzone of west Siberia, Microbiology, Vol. 71, No. 5, 2002, pp. 575–581. Translated from Mikrobiologiya, Vol. 71, No. 5, 2002, pp. 667–674.
6. L.V.Mukortova, I.N.Bezkorovainaya ; Transformation of organic matter of the Larche Forest soils in the northern taiga of nizhne-tungusskoe plateau, central Siberia, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change (2006) 11: 191–202 Springer 2006
Načítám ...