Fytoplankton
Obsah boxu
Šablona:Infobox organismus Fytoplankton (z řeckých slov phyton, rostlina, a planktos, poutník nebo tulák) je soubor mikroskopických, převážně jednobuněčných organismů, které se volně vznášejí ve vodním sloupci oceánů, moří, jezer a řek. Tyto organismy jsou autotrofní, což znamená, že si dokáží vytvářet vlastní organické látky pomocí fotosyntézy. Fytoplankton tvoří základní složku planktonu a představuje základ většiny vodních potravních řetězců. Jeho globální význam je obrovský, protože produkuje přibližně 50–85 % veškerého kyslíku v zemské atmosféře a hraje klíčovou roli v globálním uhlíkovém cyklu.
🧬 Charakteristika a biologie
Fytoplankton je neuvěřitelně rozmanitá skupina, která zahrnuje organismy z různých taxonomických říší, včetně bakterií (jako jsou sinice) a eukaryot (jako jsou řasy). Přestože jsou jednotlivé organismy mikroskopické, jejich celková biomasa je enormní a jejich přítomnost je často viditelná z vesmíru jako zbarvení vodní hladiny.
🌿 Fotosyntéza a produkce kyslíku
Hlavním procesem, který definuje fytoplankton, je fotosyntéza. Pomocí slunečního záření, oxidu uhličitého (CO₂) rozpuštěného ve vodě a živin (jako jsou dusičnany, fosforečnany a křemičitany) produkují organické sloučeniny (cukry) pro svou potřebu a jako vedlejší produkt uvolňují kyslík (O₂). Tento proces probíhá v povrchových, prosluněných vrstvách vody, známých jako eufotická zóna.
Díky své masivní globální biomase je fytoplankton zodpovědný za produkci více než poloviny kyslíku, který dýcháme. Jeho role je v tomto ohledu srovnatelná s rolí všech suchozemských rostlin dohromady, včetně obřích deštných pralesů.
🔬 Hlavní skupiny
Fytoplankton se dělí do mnoha různých skupin, z nichž nejvýznamnější jsou:
- Sinice (Cyanobacteria): Jsou to prokaryotické organismy a jedny z nejstarších forem života na Zemi. Předpokládá se, že právě sinice byly zodpovědné za tzv. Velkou oxidační událost před miliardami let, která dramaticky změnila složení zemské atmosféry. Některé druhy (např. Trichodesmium) dokáží fixovat atmosférický dusík.
- Rozsivky (Diatomeae): Jedná se o jednobuněčné řasy s unikátní křemičitou schránkou zvanou frustula. Jsou dominantní složkou fytoplanktonu v chladných, na živiny bohatých vodách, například v polárních oblastech. Po odumření jejich schránky klesají ke dnu a tvoří křemelinu (diatomit).
- Obrněnky (Dinoflagellata): Tato skupina je charakteristická přítomností dvou bičíků, které jim umožňují aktivní pohyb. Některé druhy jsou schopné bioluminiscence (světélkování), což způsobuje fascinující jev "svítícího moře". Jiné druhy mohou při přemnožení tvořit toxické "rudé přílivy" (red tides).
- Kokolitky (Coccolithophyceae): Tyto jednobuněčné řasy si vytvářejí vnější schránku z destiček uhličitanu vápenatého (kokolitů). Jsou hojné v teplejších, oligotrofních vodách. Po odumření jejich schránky tvoří mohutné sedimentární vrstvy, jako jsou například slavné Bílé útesy doverské.
- Zelené řasy (Chlorophyta): Ačkoliv jsou hojnější ve sladkých vodách, některé skupiny (např. Prasinophyceae) jsou důležitou součástí mořského fytoplanktonu. Jsou považovány za předchůdce suchozemských rostlin.
📈 Růst a limitující faktory
Růst fytoplanktonu je závislý na několika klíčových faktorech:
1. Světlo: Fotosyntéza je možná pouze v prosluněné eufotické zóně, která sahá od několika metrů v kalných pobřežních vodách až po 200 metrů v čistých otevřených oceánech. 2. Živiny: Pro růst jsou nezbytné makroživiny jako dusík (ve formě dusičnanů) a fosfor (ve formě fosforečnanů) a pro rozsivky také křemík. V některých oblastech oceánu je klíčovou mikroživinou železo. 3. Teplota: Teplota vody ovlivňuje rychlost metabolických procesů. Různé druhy fytoplanktonu jsou adaptovány na různé teplotní podmínky. 4. Predace: Fytoplankton je spásán zooplanktonem, což omezuje jeho populaci.
Sezónní změny těchto faktorů vedou k typickému jevu známému jako "jarní květ", kdy kombinace rostoucího slunečního svitu a vysoké dostupnosti živin (nahromaděných během zimy) způsobí explozivní nárůst biomasy fytoplanktonu.
🌍 Ekologický význam
Role fytoplanktonu v globálních ekosystémech je naprosto zásadní a nezastupitelná.
🔗 Základ potravního řetězce
Fytoplankton je primárním producentem ve vodním prostředí. To znamená, že stojí na samém počátku většiny mořských a sladkovodních potravních řetězců. Je konzumován býložravým zooplanktonem (např. buchankami a krilem), který je následně potravou pro malé ryby, medúzy a další organismy. Tyto organismy jsou pak loveny většími predátory, jako jsou tuňáci, žraloci, lachtani, delfíni a velryby. I největší živočich na Zemi, plejtvák obrovský, je na fytoplanktonu nepřímo závislý, protože se živí krilem, který spásá fytoplankton.
💨 Uhlíkový cyklus a biologická pumpa
Fytoplankton hraje klíčovou roli v regulaci zemského klimatu prostřednictvím procesu zvaného biologická pumpa. 1. Během fotosyntézy fytoplankton spotřebovává obrovské množství oxidu uhličitého (CO₂) z atmosféry, který je rozpuštěn v povrchové vodě. 2. Tento uhlík je zabudován do jejich těl. 3. Když fytoplankton odumře, nebo je sežrán a vyloučen zooplanktonem, jeho zbytky (tzv. "mořský sníh") pomalu klesají do hlubin oceánu. 4. Většina tohoto uhlíku je tak na stovky až tisíce let "uzamčena" v hlubokém oceánu a jeho sedimentech, čímž je efektivně odstraněna z atmosféry.
Tento proces pomáhá zmírňovat skleníkový efekt a regulovat globální teplotu. Odhaduje se, že biologická pumpa transportuje do hlubin oceánu přibližně 10 gigatun uhlíku ročně.
⚠️ Vodní květ a toxiny
Za určitých podmínek, zejména při nadměrném přísunu živin z lidské činnosti (zemědělství, splašky) dochází k jevu zvanému eutrofizace. To může vést k masivnímu přemnožení fytoplanktonu, známému jako vodní květ (v moři často jako "rudý příliv").
Tento jev má několik negativních dopadů:
- Hypoxie a anoxie: Když obrovské množství fytoplanktonu odumře, je rozkládáno bakteriemi, které při tom spotřebovávají velké množství kyslíku. To může vést k nedostatku kyslíku (hypoxie) nebo jeho úplnému vyčerpání (anoxie), což způsobuje masové úhyny ryb a dalších organismů a vytváří tzv. "mrtvé zóny".
- Produkce toxinů: Některé druhy sinic a obrněnek produkují silné toxiny (např. mikrocystiny, saxitoxin), které mohou být nebezpečné pro vodní živočichy i pro člověka, ať už při koupání nebo konzumaci kontaminovaných mořských plodů.
🔭 Výzkum a sledování
Vzhledem k jeho globálnímu významu je fytoplankton intenzivně studován a monitorován.
🛰️ Satelitní monitoring
Družice na oběžné dráze Země jsou vybaveny senzory, které měří barvu oceánu. Chlorofyl, fotosyntetický pigment v fytoplanktonu, pohlcuje modrou a červenou část světelného spektra a odráží zelenou. Měřením intenzity zelené barvy vody mohou vědci odhadnout koncentraci fytoplanktonu na obrovských plochách v reálném čase. Tento přístup je klíčový pro studium globálních trendů, sezónních cyklů a dopadů klimatických změn.
🚢 Terénní výzkum
Přímé studium probíhá z výzkumných lodí. Vědci odebírají vzorky vody z různých hloubek pomocí speciálních zařízení (např. Niskinových lahví) a analyzují je pod mikroskopem k určení druhů a jejich hojnosti. Používají také planktonní sítě k odchytu větších organismů a sofistikované přístroje jako průtokový cytometr pro rychlou analýzu buněk.
🤔 Fytoplankton pro laiky
Představte si fytoplankton jako neviditelné, mikroskopické "lesy" a "louky", které pokrývají všechny oceány a jezera na světě. I když jednotlivé "rostlinky" nevidíte, dohromady dělají dvě nejdůležitější věci pro život na Zemi:
1. Vyrábí kyslík: Stejně jako stromy na souši, i fytoplankton dýchá oxid uhličitý a vydechuje kyslík. Ve skutečnosti vyrobí více než polovinu kyslíku v každém našem nádechu. 2. Je potravou pro všechno živé v moři: Fytoplankton je jako "tráva" oceánů. Živí se jím drobný zooplankton (malí živočichové), ten je potravou pro malé ryby, a ty zase pro velké ryby, tuleně nebo delfíny. Bez této mikroskopické "trávy" by mořský život, jak ho známe, neexistoval.
Když se fytoplankton přemnoží (často kvůli znečištění), vzniká "vodní květ", který může být pro ostatní živočichy nebezpečný, protože spotřebuje všechen kyslík ve vodě a někdy produkuje jedovaté látky.