Distribucija organizama: Okoliši Ili Kako ekološki uvjeti utječu na distribuciju organizama? 1

Ekološki faktori Međudjelovanje ABIOTIČKIH i BIOTIČKIH faktora utječe na distribuciju organizama. ABIOTIČKI + BIOTIČKI FAKTORI= EKOLOŠKI FAKTORI Nazivaju ih i Graničnim faktorima!!

Definicija: Ekološki faktori Ekološki maksimum – najveći intenzitet nekog faktora kojeg organizam može podnijeti Ekološki minimum – najmanji intenzitet nekog faktora koji mora postojati da bi organizam živio

Ekološki optimum – najpovoljnija vrijednost nekog faktora za neki organizam ili proces Ekološka valencija – razlika između donje i gornje granice nekog faktora

TOLERANCIJA VRSTE Ovisno pravilo: tolerancija prema jednom ili više abitičkih i/ili biotičkih faktora određuje postojanje, brojnost i rasprostranjene vrsta.

Abiotički faktori

Morski okoliši: Abiotički faktori Morski okoliši su definirani s brojnim karakteristikama: Svjetlo Kisik Nutrijenti Temperatura Salinitet Podloga: energija Dubina

SVJETLO i FOTIČKA ZONA Osnovni izvor energije za primarne proizvođače Autotrofni: Heterotrofni organizmi Fotička (Eufotička): Afotička zona

Površina mora – dubokomorsko dno

Paleoekologija i svjetlo: Vertikalna zonacija fitoplanktona obzirom na smanjenje količine svijetla ne ostavlja neposredni fosilni trag. Bentičke alge Fotička zona Mikritizacija  plitkomorki okoliš

Kisik Koliko kisika trebaju organizmi (eukarioti i neki prokarioti) za disanje ovisi o veličini i njihovim aktivnosti. GRANIČNI faktor: < 2 ml/l U morima koncentracija kisika: 0 – 8 ml/l (uglavnom 1 – 6 ml/l)

Kisik Zona osiromašenja kisika (Oxygen minimum zone – OMZ)

Kisik Količina otopljenog kisika u okolišu (Tyson & Pearson, 1991): Oksični okoliš: više od 2 ml/l Dizoksični okoliš: 0.2 – 2 ml/l Suboksični okoliš: 0.0 – 0.2 ml/l Anoksiči okoliš

Kisik Biofacijesi (Tyson & Pearson, 1991; Savrda & Bottjer, 1991): Aerobni: > 1 ml/l Dizaerobni: 0.1 – 1 ml/l Anaerobni: < 0.1 ml/l

Kako prepoznati okoliš u kojem nema dovoljno otopljenog kisika? Bioraznolikost se smanjuje u okolišima u kojima je manjak kisika (osobito BENTOS) Plitka ukopavanja Vrste prilagođuju vrijeme razmnožavanja sezonskim fluktuacijama Jedinke su manje. Zašto?

Neke su podloge sklonije tome? Koje i zašto? Koje je more sinonim za anoksične/dizoksične uvjete?

Crno more: anoksija

Kako do anoksije u Crnom moru?

Paleoekologija i kisik Posidonienschiefer: jurski crni šejlovi Lagenstatten Geografski položaj

Starost Sedimentologija

Biota Amoniti Rakovi Krinoidi

Biota Riba Lepidotes sp., 54 cm dugačka sa sačuvanim ljuskicama

Biota Ichthyosauri: Stenopterygius, Leptopterygius, Eurhinosaurus.

Biota Pliosaur, Hauffiosaurus (pogrešno imenovan Thaumatosaurus), 2.5m dug

Biota Plesiosaurus dolichodeirus. 2.4m dug

Rekonstrukcija

Uvjeti za izvrsnu fosilizaciju Anoksija Velika količina organske tvari Nska energija Kompresija Brzo zatrpavanje

Rekonstrukcija (Kauffman, 1981) Alternativna interpretacija

NUTRIJENTI Organska (masti…) ili anorganska tvar neophodna za rast organizama. Dušik i fosfor, manje željezo i silicij Teza: Brojnost organizama ovisi o količini raspoloživih nutrijenata!

Gdje je najveća koncentracija nutrijenta? U fotičkoj zoni A što je sa dubokomorskim prostorima? Blizina obale Up-welling mjesta

Okoliši Oligotofični Eutrofični Mezotrofični

Okoliš je eutrofičan ili oligotrofičan?

Ciklus dušika

Ciklus dušika

Ciklus fosfora

Donos – autotrofi – biljojedi - mesojedi- strvinari i razgrađivači Ili energetski tok Donos nutrijenta – PRIMARNA PRODUKCIJA – reciklaža organske tvari u hranidbenom lancu je REGENERIRANA PRODUKCIJA – IZVOZNA PRODUKCIJA (organska tvar koja dospijeva u eufotičnu zonu)

Donos – Primarni proizvođači – Primarni potrošači – Sekunadarni potrošači – Razgrađivači

Hranidbeni lanac ili piramida?

Paleoekologija i nutrijenti Prepoznati mjesta upwelling-a: biogeni sedimenti bogati ostacima ili biomarkerima: Kako? Važno!!! To su potencijalna mjesta za nastanak nafte i plina

Up-welling

Up-welling područja i naftna nalazišta

Zašto u akvarijumima (fishtanks) moramo eliminirati smeće ?

TEMPERATURA Organizmi: POIKILOTERMNI HOMEOTERMNI Temperatura utječe na: Bioraznolikost Brojnost jedinki u zajednici Brojnost jedinki jedne vrste (dominacija) Starost jedinki u zajednici

Geografska širina ili horizontalna promjena Temperature

Tropski pojas: do 250 N ili S geogr. širine Tropski pojas: do 250 N ili S geogr. širine. Temperatura između 20 i 300 C i malo varira. Posljedica za bioraznolikost? Sutropski pojas: između 20 i 300 N ili S geogr. širine. More se zimi hladi, a ljeti prosječen je temperature do 250 C. Bioraznolikost velika!

Hladni pojas: između 30 i 500 N ili S širine Hladni pojas: između 30 i 500 N ili S širine. Velika sezonska kolebanja u temperaturi (prosječno je ljeti do 14 -150 C) Polarni pojas: uvijek hladno i mala bioraznolikost

 Termoklina (stalna ili sezonska) = vertikalna promjena temperature

Ekvator Blizina polova

Paleoekologija i temperatura: Morski prostori Taksonomski uniformitarizam: temperaturno osjetljivi organizmi i njihovi fosilni srodnici: KZski

Koralji i velike bentičke foraminifere Brzina rasta: razlika u veličini jedinki iste vrste, građi skeleta (tzv. Bergmannovo pravilo)  MORFOLOGIJA makrofosila

Paleoekologija i temperatura: Kopneni okoliši Ostaci određenih životinja: Ugljen Listovi: rubovi, oblik, nervatura

Paleoekologija i temperatura: Kopno Ostaci nekih kopnenih životinja: Naslage ugljena Ostaci listova: oblik i nervatura

Paleoekologija i temperatura: Izotopi

H. Urey C. Emiliani

a= 16.9; b= 4.3; c= 0.1

3 glavna pravila za paleoklimtološku interpretaciju Ako se omjer 18O/16O za led na kopnu smanjuje, omjer 18O/16O oceanske vode raste Pri porastu omjerae 18O/16O leda na kopnu, omjer 18O/16O oceanske se vode smanjuje. Omjer 18O/16O za led i mosku vodu ovisi o temperaturi!

SALINITET Slatkovodni okoliš  rasol Promjene saliniteta  osmoza EURIHALNI i STENOHALNI organizmi

Jasna razlika saliniteta između površineske vode i dubokomorske. HALOKLINA: vodeni sloj gdje se salinitet naglo pevaćava.

Paleoekologija i salinitet Fosilne zajednice male bioraznolikosti Fosilna zajednica bez stenohalilnih organizama Fosilna zajednica s mnoštvom eurihalilnih organizama Ugljikovi izotopi

Ostrakodi

Charophyta

PODLOGA Sastav i veličini zrna

Sitnozrnata podloga Veličina (0.002mm do 0.06 mm) Silt, mulj ili glina Nakon dijageneze? Prilikom transporta prvo se talože”teže” čestice, a kako more postaje dublje i mirnije tako slijedi taloženje sitnozrnatog materijala.

Muljevita podloga: dubokomorsko dno ili priobalje Raznolikost = O “Juhasti” mulj i meki slabo vezani mulj

Intezivna bioturbacija – peletima bogat meki sediment koji se lako suspendira

Tko su gubitnici, a tko dobitnici na takvoj podlozi? Suspenzojedi vs. Muljojedi

Pijesci Veličina: 0.06 mm do 2 mm Postoje sitnozrnata i grubozrnata varijanta Brzo se taloži, na šelfu, blizu obale Najveća raznolikost umuljeviti pjsci, umjerena pjeskoviti muljevi Nepovoljan za stanovanje. Kako to?

Pjeskovita podloga: plaže Pokretljivost

Šljunak Veličina: veći od 2 mm Ne dolaze u dublje dijelove oceana (težina uzrokuje da se brzo odlože, i dalje kotrljaju ili “skakuću” Organizmi: pričvršćeni za podlogu i njihovi Grabežljivci

Kamenita podloga To su očvrsnuli karbonatne stijene u kojima se ubušuju organizmi ili pričvršćuju za podlogu.

Stjenovita: obale i greben, obrasli koraljima i mahovnjacima

Podloga: mobilnost, brzina nakupljanja i turbulencija Pokretljivost sedimenta i turbulencija vode su GRANIČNI faktori u priobalnim okolišima. Pravila podloge: veća turbulencija, grublje zrnata podloga je razvijena. veća pokretljivost podloge, manja raznolikost zajednice

Zaključite kakva je podloga u dubljemorskim okolišima? Biološka se raznolikost mijenja ovisno o tipu podloge. Kako? Gdje očekujemo najveću?

Muljevi male kohezivne povezanosti među česticama utječu na suspenzjede i neke muljojede. Pijesci, gdje je brzo premještanje zrnaca, imaju malo epifaune koja može to tolerirati. Brzo i duboko ubušavanje u sediment: prilagodba infaune.

Paleoekologija i podloga Autohtoni fosili: morfologija i brojnost epifaune vs. brojnost infaune

Paleoekologija i podloga Ihnofosili

DUBINA Tlak i lizoklina glavni problemi dubine

Dubina na kojoj se otopi sav kalcij-karbonat naziva se “CCD”. Kalcit se otapa na većoj dubini od aragonita, pa nam mineraloški sastav skeleta u sedimentu može dati podatke o dubini vode.

HIDROSTATSKI TLAK Progresivno raste s dubinom. Prema stupnju podnošenja visokog tlaka razlikujemo stenobatne i euribatne organizme.

Tko je majstor prilagođavanja promjenama tlaka?

Morski okoliši: Abiotički faktori Morski okoliši su definirani s brojnim karakteristikama: Svjetlo Kisik Nutrijenti Temperatura Salinitet Podloga: energija Dubina

Vježba br. 1: Planktonske foraminifere

Biologija planktonskih foraminifera Razmnožavanje: spolno (1 – 2 puta tijekom mjeseca plićevodne; dubljevodne 1 put na godinu) Endosimbionti: dinoflagelate Hrana: zooplankton: s bodljama; fitoplankton: bez bodlji Plutanje: perforirana stjenka bodlje, prazne klijetke, kapljice ulja, pseudopodiji

Stijenka: sa bodljama

Stjenka: s bodljama Površina: glatka, saćasta, sitno perforirana

Stjenka: bez bodlji Površina: murikatna, glatka i sitno perforirana, glatka s pustulama

Rast: trohospiralni, planispiralni i biserijalni/triserijalni

Oblik klijetki, rubova Kuglasta, kijičasta, bubrežasta, cilindrična, kockasta, tetraedarska… Zaobljeni, stisnuti, kobilica

Ušće Položaj Oblik Dodatna ušća

Ekologija (ovisi o geografskim širinama i dubinama) Plićevodni oblici (dubina do 50 m): Vrste “plutači” (s bodljama) Brzi metabolizam  brzi rast jedinki Omjer Površina/Volumen  veliki Tanka stjenka (s bodljama i gruba) Široko ušće, dodatna ušća Planispiralni, trohospiralni rast Klijetke kuglaste – plosnatih Rubovi zaobljeni +Δ13 C; -Δ18O

Ekologija Dubljevodni oblici (dubine veće od 150 m) slabi “plutači” spori metabolizam  spori rast debela stjenka, bez ukrasa sitno ušće trohospiralni rast rubovi s kobilicom -Δ13 C; +Δ18 O

Ekologija Oportunisti Specijalisti Sitne jedinke Velike jedinke Velika brzina rasta Mala brzina rasta Rano sazrijevaju Kasno sazrijevaju Brojni potomci Malo potomaka Više puta Rijetko Žive kraće od 1 god. Dulje od 1 god.

Evolucija J  danas 3 intervala izražene morfološke raznolikosti: Gornja Kreda (300njak vrsta), Paleogen (200tinjak vrsta) i Neogen (150 vrsta) Početak intervala: male jedinke, trohospiralnog rasta i kuglastih klijetki Rast jedinki i ugradnja kobilice: nakon K/T i E/Ol . Zašto?