Živočichové a rostliny, kteří žijí ve sladkých vodách, se nazývají vodní život. Voda, ve které žijí, je sladká, což znamená, že je méně slaná než voda v oceánu. Suchozemské (pevninské) prostředí, které sladkovodní prostředí obklopuje, má velký vliv na živočichy a rostliny, kteří v něm žijí. Mezi faktory, které ovlivňují sladkovodní prostředí, patří podnebí, složení půdy a suchozemští živočichové a rostliny v dané oblasti.
Stejně jako na souši potřebují vodní rostliny oxid uhličitý, živiny (látky jako fosfáty a dusík potřebné pro růst) a světlo pro fotosyntézu, což je proces, při kterém rostliny vytvářejí svou potravu ze slunečního světla, vody a oxidu uhličitého. Vodní živočichové potřebují dýchat kyslík a přijímat potravu. Fyzikální podmínky obklopující vodní plochu nebo mokřad (pozemky, které jsou dostatečně často pokryty vodou, takže ta řídí vývoj půdy) ovlivňují dostupnost těchto zdrojů. Například koncentrace živin, kyslíku a oxidu uhličitého ve vodě závisí na tom, kolik vzduchu se do vody dostane, a na chemickém složení půdy v okolí. Sedimenty (částice písku, štěrku a bahna) ve vodě ovlivňují, kolik světla se dostane na dno jezera nebo řeky. Teplota vody ovlivňuje rychlost růstu živočichů a rostlin. Vlastnosti dna vodní nádrže (písek, bahno, kameny) a rychlost proudů (horizontální pohyb vody) ovlivňují, jaké druhy rostlin a živočichů mohou v dané oblasti žít a rozmnožovat se.
Sladkovodní prostředí se obecně dělí na dvě hlavní kategorie: lentické vody a lotické vody. Lentické vody jsou ty, které se pohybují, jako v řekách a potocích. Lotické vody jsou ty, které jsou stacionární, jako v jezerech a rybnících. Někdy se však řeky a potoky vlévají do jezer a rybníků a tyto dva různé biotopy se spojují. Některé mokřady mohou také obsahovat mnoho znaků sladkovodního prostředí.
Život v řekách a potocích
Řeky a potoky se vyznačují několika fyzikálními vlastnostmi. Obvykle jsou tvořeny sladkou vodou, která teče jedním směrem. Voda nejčastěji proudí z oblasti s vysokou nadmořskou výškou (jako je horské pásmo) do oblasti s nízkou nadmořskou výškou (jako je oceán). Voda obvykle zpočátku teče rychle a při pohybu po proudu se zpomaluje. Potůčky se často spojují s řekami, takže na konci řeky je více vody než na začátku. Jak řeky tečou, erodují (odírají) horniny a nabírají sedimenty, takže řeky jsou na konci často kalnější. Protože se řeky a potoky od svých počátků až po konce tolik mění, existuje mnoho různých typů stanovišť pro živočichy. V důsledku toho je počet druhů živočichů žijících v řekách a potocích větší než počet druhů žijících v jezerech a rybnících.
Rostliny v řekách a potocích Hlavním problémem rostlin žijících v řekách a potocích je udržet se na místě, zejména v rychlých proudech. Rostliny mají několik různých technik, jak překonat odpor (tah) vody. Diatomy jsou druh řas. Řasy jsou mořské organismy různých velikostí, od mikroskopického fytoplanktonu až po obří chaluhy, které obsahují chlorofyl, stejné barvivo, které suchozemské rostliny používají k fotosyntéze. Diatomy se díky své malé velikosti vyhýbají mořským proudům. Rostou v jedné vrstvě na povrchu hornin. Kvůli tření mezi povrchem skály a vodou se proudění vody zpomalí až téměř zastaví ve vzdálenosti asi desetiny palce (čtvrt centimetru) od povrchu skály. Tato oblast se nazývá mezní vrstva a poskytuje diatomům ochranu před silami proudu, který by je jinak táhl po proudu.
Mezi typické velké říční rostliny patří řasy, mechy a játrovky. Tyto rostliny překonávají odpor vody pomocí zvláštních uzpůsobení k uchopení kamenů. Velké řasy se často připevňují ke skalám pomocí struktur podobných kořenům, které se nazývají holdfasty. Kromě toho se rostliny často ukotvují v zákoutích mezi kameny nebo v místech, kde se voda hromadí, aby se vyhnuly odporu říční vody.
Říční rostliny, které žijí v proudech, si vyvinuly techniky, jak odolávat silám vody. Tyto síly by rychle zlomily každou rostlinu s pevnými stonky nebo listy. V důsledku toho jsou rostliny žijící v řekách velmi pružné, takže se mohou snadno ohýbat a pohybovat s proudy.
Život zvířat v řekách a potocích Zvířata žijící v řekách a potocích se také potýkají s problémem, jak se udržet na místě. Mnoho živočichů má háčky a přísavky, kterými se přichycují ke skalám. Larvy mihulí, které žijí v potocích na severu Spojených států a v jižní Kanadě, mají přísavky, jimiž se přichycují ke kamenům v potocích. Larvy májovek mají háčky, kterými se přichycují k řasám rostoucím na skalách.
Jiní živočichové mají proudnicový tvar, který minimalizuje odpor vody tím, že klade jen malý odpor. Pstruzi, kteří jsou mimořádně rozšířeni v rychle tekoucích vodách bohatých na kyslík, mají tvar torpéd. Limpety jsou zploštělí měkkýši, kteří se drží na povrchu skal. Jejich plochý tvar snižuje odpor, který na ně proudy kladou.
Diadromní ryby
Diadromní ryby jsou ryby, které žijí ve dvou různých vodních prostředích. Během jedné části svého života žijí ve sladké vodě a během druhé části života žijí ve slané vodě. Aby mohly tyto jedinečné ryby přejít ze slané vody do sladké (nebo ze sladké do slané), musí projít drastickými změnami, které ovlivňují způsob, jakým jejich žábry sbírají kyslík z vody. Pouze asi 1 % všech ryb na světě je diadromních. Dva typy diadromních ryb jsou anadromní a katadromní.
Anadromní ryby jsou ryby, které tráví většinu svého života jako ryby mořské a pak migrují (pravidelně nebo sezónně se stěhují) do sladké vody, aby se rozmnožily. Mnoho druhů lososů, okounů pruhovaných, jeseterů a jesetera jsou anadromní. U většiny těchto druhů se jikry kladou do sladké vody a po vylíhnutí se mladí jedinci stěhují do oceánů. Dospělí jedinci většiny druhů lososů migrují zpět do řek, kde se narodili, kde se třou a poté umírají. Jiné anadromní ryby migrují zpět do sladké vody, aby se zde třeli, několikrát během svého života a mezi třením se vracejí do oceánu.
Katadromní ryby jsou ryby, které žijí většinu svého dospělého života ve sladké vodě a poté migrují do slané vody, aby se zde třeli. Ve Spojených státech je jediným katadromním druhem ryby úhoř americký. Žije v řekách po celém východním pobřeží Spojených států. Když je připraven k tření, migruje tisíce mil (kilometrů) do Sargasového moře poblíž Bermud. Jakmile opustí sladkou vodu, nepřijímá potravu, a tak po vytření vyčerpá své energetické zásoby a uhyne.
Živočichové, kteří žijí v potocích a řekách, si vyvinuli zajímavé způsoby získávání potravy v rychle tekoucích vodách. Plži, lipani a larvy mouchy kadeřavky seškrabávají řasy z kamenů pomocí speciálních ústních ústrojí. Mnoho různých larev hmyzu a také sladkovodní mlži filtrují vodu a hledají v ní malé kousky potravy. Mají specializovaná ústní ústrojí, která vypadají jako kartáče nebo hřebeny, jimiž cedí vodu a vybírají jedlý plankton (živočichy a rostliny, které se vznášejí s proudy), který se vznáší v jejich dosahu.
Řeky a potoky jsou domovem velkého množství ryb. Okouni, okouni, velcí okouni, vranky, kapři, štiky a slunečnice dávají přednost těm částem řek, kde se voda zpomaluje. Tyto ryby bývají velcí vizuální dravci (živočich, který loví jiného živočicha kvůli potravě), kteří v tůních loví menší ryby a bezobratlé (živočichy bez páteře). Šupináči a šupináči dávají přednost rychleji tekoucím úsekům řek, kde je voda silně okysličená. Využívají spíše rychlého proudu, který jim přináší potravu, než aby lovili kořist. V těchto rychleji tekoucích částech řeky se vyskytují také pstruzi.
Život v jezerech a rybnících
Velká jezera se často dělí na zóny. Příbřežní oblast se nazývá litorální zóna. Je to část jezera, která je dostatečně mělká, aby v ní mohly růst vodní rostliny. Limnetická zóna, nazývaná také epilimnion, je povrchová voda jezera směrem od břehu. (Předpona epi znamená „na hladině“ a kořen slova limn znamená „jezero“.) Zasahuje až do hloubky, kam proniká sluneční světlo. Většinu rostlinstva v této zóně tvoří fytoplankton (mikroskopické rostliny, které se vznášejí v proudech). Hluboká část jezera se nazývá profundální zóna nebo hypolimnion. (Předpona hypo znamená „pod“) V této zóně se kvůli nedostatku světla nevyskytují žádné rostliny. Většinu biologické aktivity zde vyvíjejí bakterie rozkládající odumřelé živočichy a rostliny.
Sezónní změny v jezerech Jezera a rybníky jsou výrazně ovlivňovány změnami teplot v průběhu ročních období. Níže uvedený popis je typický pro jezera v mírném (mírném) podnebí, u nichž dochází k sezónním změnám teploty. Tropická jezera (jezera v horkých a vlhkých oblastech) budou mít méně dramatické výkyvy teplot.
V létě Slunce ohřívá epilimnion. Teplejší voda má menší hustotu než chladnější voda, takže plave na povrchu chladnější vody v hypolimniu. Oblast mezi teplými povrchovými vodami a chladnými hlubšími vodami je přechodnou zónou, kde se teplota vody s hloubkou velmi rychle mění. tato oblast se nazývá termoklina. Termoklina funguje jako jakási bariéra mezi povrchovými a hlubokými vodami. Na začátku léta je epilimnion plný života. Fytoplankton může rychle růst, protože má dostatek světla a živin a teplota vody je teplá. Fytoplanktonem se zase živí zooplankton (živočichové jako korýši a malé ryby, kteří plavou ve vodě). Tento zooplankton je potravou pro větší ryby a ptáky.
S postupujícím létem spotřebovává fytoplankton živiny v epilimniu. Začne odumírat a klesat na dno jezera. Tam rozkladači, jako jsou houby a bakterie, rozkládají odumřelý fytoplankton a živočichy a přeměňují je na živiny, které fytoplankton potřebuje k růstu. Protože termoklina funguje jako bariéra mezi dnem a horní částí jezera, nejsou tyto živiny pro fytoplankton v epilimniu dostupné. V hypolimniu, kde jsou živiny, nemůže fytoplankton růst, protože tam není světlo.
Na podzim se ochladí teplota vzduchu, což ochladí povrch jezera. Nakonec se teplota v epilimniu vyrovná teplotě v hypolimniu. Termoklina mizí a vody bohaté na živiny z hypolimnia se mísí s vodami v povrchové části jezera. Tomu se říká podzimní obrat. V této době se živiny ze dna jezera promíchají v celém jezeře. Protože však na podzim a v zimě klesá množství slunečního světla, fytoplankton na hladině nemůže příliš rychle růst.
V průběhu zimy se hladina jezera nadále ochlazuje. Sladká voda je nejhustší při teplotě 4 °C (39 °F). Led o teplotě 32°F (0°C) je méně hustý než hlubší vody, a proto se tvoří na hladině jezera. To poskytuje rybám a dalším bezobratlým prostor k životu pod ledem pokrytými jezery. Led také funguje jako izolační přikrývka, která pomáhá udržet vodu pod ním před zamrznutím.
Na jaře se teploty oteplují, takže led taje. Nakonec se teplota celého jezera zvýší na 4 °C (39 °C), a tak se voda ze dna smísí s vodou z hladiny. Tomu se říká jarní obrat. S nástupem léta se povrchové vody ohřívají a termoklina opět odděluje epilimnion od hypolimnionu. Díky podzimnímu a jarnímu obratu jsou živiny ze dna jezera dostupné fytoplanktonu v povrchových vodách. Tím je jezero připraveno na letní rychlý růst fytoplanktonu a všech živočichů, kteří jsou na něm závislí.
Rostlinstvo v jezerech a rybnících Některé rostliny v jezerech a rybnících jsou nejmenší. Tento fytoplankton jsou obvykle jednobuněčné rostliny sdružené do skupiny s řasami. Někdy se spojují do dlouhých řetězců zvaných kolonie. Běžným fytoplanktonem v jezerech a rybnících jsou diatomy, které mají krásné schránky z oxidu křemičitého (stejný materiál, z něhož se skládá písek); dinoflageláty, které se pohybují pomocí práskání bičíků (dlouhých bičíkatých buněčných nástavců, které mohou organismus pohánět); a sinice, což jsou bakterie, které provádějí fotosyntézu.
Mezi větší rostliny v rybnících a jezerech patří velké řasy a mechy, chaluhy, rákos, lekníny, měchýřky, vrby a knoflíky. Tyto rostliny často rostou v bahně, kde je nedostatek plynů, které potřebují ke svému růstu – například kyslíku a oxidu uhličitého. Mnoho větších rostlin má houbovité stonky, které stahují plyny ze vzduchu do svých kořenů.
Rostliny na souši využívají své kořeny k získávání vody a živin, vodní rostliny jsou však obklopeny vodou a živiny jsou ve vodě rozpuštěny. Některé vodní rostliny se svých kořenů vzdaly. Například kačenka (neboli vodní čočka) a vodní moučka jsou malé rostliny velikosti hrášku, které na jaře a v létě plavou na hladině jezer a rybníků. Absorbují živiny z vody a produkují velké množství škrobů. Na podzim jsou tak zatížené živinami, že klesají na dno jezera. Zimu přečkávají v bahně na dně jezera a živí se zásobami škrobu. Na jaře spotřebují tolik škrobu, že jsou dostatečně lehké, aby mohly opět plavat. Vynoří se na hladinu právě včas, aby mohly využít silného jarního a letního světla k fotosyntéze, a začnou opět využívat své zásoby škrobu. Na hladině jezer a rybníků plavou i další velké rostliny, jako je mlíčák, vodní vojtěška a vodní hyacinty.
Okraje jezer se často dělí do čtyř zón podle fyzikálního prostředí a druhů rostlin, které se tam vyskytují. Zóna bažinných rostlin, která začíná nejdále od vody, obsahuje rostliny, které mají kořeny v mělké vodě. Občas může voda z této zóny ustoupit a kořeny rostlin zůstanou vystaveny vzduchu. Typickými rostlinami v zóně bažinných rostlin jsou rákosiny a ostřice (druh rostliny, který vypadá jako tuhá tráva). Další zóna se nazývá zóna plovoucích listů a vynořujících se rostlin. Zde voda nikdy nevysychá, ale jezero je natolik mělké, že vrcholky rostlin vystupují z vody. Typickou rostlinou žijící v této zóně je leknín, který má v listech speciální komůrky naplněné plynem, které mu umožňují udržet se na vodní hladině. V zóně ponořených rostlin žijí rostliny zcela pod vodou. V této zóně žije vodní řasa kanadská a mnoho druhů mechů. Zóna volně plovoucích rostlin zabírá střed jezera. Zde se na hladině volně vznášejí rostliny bez kořenů, jako je kačenka a vodní vojtěška.
Živočichové v jezerech a rybnících Zooplankton se vznáší v epilimniu jezer a živí se fytoplanktonem a jiným zooplanktonem. Obvykle jsou tito živočichové téměř průhlední, aby je neviděli jejich predátoři. K typickému zooplanktonu v jezerech patří vodní blecha Dafnia, která se může rozmnožovat bez páření. Za normálních podmínek jsou všichni její potomci samičky. Pokud jsou však živočichové stresováni, například nedostatkem potravy, produkují samce. Tím se smísí genofond populace a vzniknou jedinci, kteří pravděpodobně odolají změnám prostředí. Dalším typickým sladkovodním zooplanktonem je rotifer, který má na vrcholu hlavy štětiny, jimiž víří jako vrtule, aby se mohl pohybovat vodou a chytat kořist.
Mnoho hmyzu má juvenilní stádia, která jsou vodní. Májky, kadeřavky, komáři a vážky žijí po určitou dobu pod vodou v jezerech a rybnících. Plavou mezi kameny a rostlinami na dně jezera po dobu jedné sezóny nebo několika let. Poté metamorfují (mění vzhled) do dospělé podoby a odlétají z vody. Na dně jezera žije také mnoho různých červů, mlžů a korýšů. Tito živočichové se živí zbytky rostlin a živočichů, které spadnou na dno jezera shora.
Řekaři
V některých řekách pochází téměř veškerý rostlinný materiál z listů a dalších částí rostlin, které spadnou do řeky ze souše. Jakmile listí dopadne do vody, zapojí se do trhání listů na kusy celá armáda bezobratlých živočichů. Těmto živočichům, mezi něž patří larvy hmyzu a raci, se říká drtiči a hrají klíčovou roli v ekologii toku (vztahy mezi organismy a jejich prostředím). Části listů, které drtiči nesežerou, jsou konzumovány červy a plži, kteří se následně stávají potravou pro ryby, obojživelníky a ptáky. Rozbití listů na malé kousky je prvním krokem při rozkladu rostlinného materiálu. Bakterie a houby kolonizují kousky rostlin a rozkládají je na živiny, které rostliny rostoucí v řece potřebují ke svému růstu.
V jezerech a rybnících žijí větší živočichové. Zejména ryby, ptáci a obojživelníci se živí bezobratlými, kteří žijí v jezerech. Ryby, jako je modrásek, se živí mladým hmyzem, který plave na dně jezera, zatímco krahujci se živí zooplanktonem u hladiny. Ptáci, jako jsou muchničky a pěnice, létají v blízkosti hladiny jezer a živí se hmyzem, který se líhne z juvenilního stádia. Hmyz žijící v blízkosti jezírka loví také žáby. Ještě jiní ptáci a ryby loví menší ryby. Okoun, losos, orel mořský, břehule a volavky loví ryby pomocí svého bystrého zraku. Bobři a pižmovky jsou savci, kteří jsou závislí na vodě. Stavějí si hráze a chaty, které jim poskytují ochranu před predátory.
Juli Berwald, Ph.D.
Další informace
Knihy
Cunningham, William P., and Barbara Woodworth Saigo. Věda o životním prostředí: A Global Concern. Boston: WCB/McGraw-Hill, 1999.
Llamas, Teresa. The Vegetation of Rivers, Lakes, and Swamps [Vegetace řek, jezer a bažin]. New York: Chelsea House, 1996.
Raven, Peter H., Linda R. Berg a George B. Johnson. Environment. Vyd. 2. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Rowland-Entwistle, Theodore. Rivers and Lakes (Řeky a jezera). Morristown, NJ: Silver Burdett Press, 1987.
Sayre, April Pulley. Jezera a rybníky. New York: New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Sayre, April Pulley. Řeka a potok. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Webové stránky
„Sladkovodní ekosystémy“. Missouri Botanical Gardens.http://mbgnet.mobot.org/fresh (navštíveno 16. srpna 2004).
.