Přehled živé přírody: Biologie v kostce

Živá příroda je fascinující a neustále se vyvíjející oblast, která zahrnuje nespočet organismů a jejich vzájemných interakcí. Tento článek si klade za cíl poskytnout komplexní přehled o živé přírodě, od základních biologických poznatků až po složité ekosystémy.

Historie biologických poznatků

První lidské poznatky o organismech pramenily z každodenního života (lov, sběr). Záhy se objevil zájem o rostliny a živočichy, kteří byli nějak k užitku (zemědělství). Z doby 13-14 tisíc let př. Kr. je známo vyobrazení mamuta s naznačeným srdcem. Záměrné pěstování rostlin a zdomácňování zvířat probíhalo asi od 8. tisíciletí př. Kr. Rozvíjí se i léčitelství, původně magicko-kultovní charakter (zvládali trepanace, amputace, zlomeniny).

Starověk a antika

Starověký Egypt se vyznačoval hlavně znalostmi lidské anatomie (možná díky balzamování) a vývojové biologie (kompletní vývoj vrubouna posvátného, vznik masařky z červa žijícího v mase, vývoj žab z pulců). Ve starověké Indii byla vysoká úroveň chirurgie (operace močových kamenů i očních zákalů) a prováděly se pitvy lidských těl (ovšem neřezalo se, tělo se nechalo macerovat 7 dní v tekoucí vodě a kůže se pak seškrábala). Starověká Čína se proslavila Traktátem o trávách - nejstarším lékařským dílem vůbec, soupisem 300 léčivých bylin.

Antická kultura obecně měla určující význam pro celou evropskou kulturu. Speciální vědecké disciplíny neexistovaly, přírodovědné poznatky byly součástí filozofie, která tehdy shrnovala veškeré lidské poznatky. Pro další vývoj přírodních věd byly důležité tyto dvě myšlenkové koncepce:

• Atomismus (Démokritos, 460-370 př. Kr.): dále nedělitelné atomy jako základ všech věcí.
• Učení o čtyřech elementech/živlech (Empedokles, 430-? př. Kr.): oheň, země, voda, vzduch.

Hippokratés (460-377 př. Kr.): „otec medicíny“, v návaznosti na čtyři živly rozeznává v těle čtyři šťávy (krev, hlen, černá a žlutá žluč), na jejichž správném poměru závisí zdraví člověka - z toho později odvozeny čtyři typy temperamentu (sangvinik, flegmatik, melancholik, cholerik).

Čtěte také: Zdroje rizik a ohrožení

Nejdůležitější osobností antické přírodovědy byl bezesporu Aristoteles ze Stageiry (384-322 př. Kr.): žák Platóna, učitel Alexandra Velikého, asi 300 spisů. Přírodovědné spisy: Historia animalium (Přírodopis živočichů), De partibus animalium (O částech živočichů), De generatione animalium (O vzniku živočichů) - tradovány celý středověk. Studoval i rozmnožování živočichů (vejcorodost, živorodost), ale u nižších zvířat zastával myšlenku samoplození (např. červi se líhnou z bahna).

Theofrastos (371-287 př. Kr.): zakladatel systematické botaniky, zajímal se ale i o morfologii, fytogeografii, zpracování rostlin a jejich využití v medicíně/farmakologii. Galenos (129-205? po Kr.): osobní lékař císaře Marka Aurelia, anatomické poznatky získával pitvou zvířat, čímž se dopustil mnoha omylů, které přetrvaly do středověku (např. jeho představa krevního oběhu).

Středověk

Kontakt evropské a arabské kultury. Arabové věnovali pozornost medicíně (nemocnice + lékařské školy a knihovny). Vycházeli z Aristotela a Galena, které komentovali - po přeložení těchto arabských spisů se tak Evropané dostali k řecké filosofii. Významní autoři: Ibn Zakarija al Rází (Rhazes), Ibn Síná (Avicenna), Ibn Rušd (Averroes). Na tradici raně středověkých škol navazují od 12. století univerzity, které jsou nejvyšší vzdělávací institucí. Na lékařských fakultách výuka zpočátku hlavně teoretická, za autority platili antičtí vzdělanci (Hippokratés, Aristoteles, Galénos, Avicenna).

Renesance

V 16.-17. století padají tabu pro přírodovědná bádání a začínají se formovat základy biologických oborů jako samostatných disciplín (oddělení od filozofie, resp. medicíny). Výraznou postavou byl umělec, vědec a vynálezce Leonardo da Vinci (1452-1519): orientace na praktické poznatky, studium anatomie (pitvy, objev štítné žlázy).

Pitvy lidských těl se stávají základem vědecké anatomie, jejímž zakladatelem je Andreas Vesalius (1514-1564): revize zaostalých anatomických názorů antických autorit a vydání první moderní učebnice anatomie De humani corporis fabrica libri septem (O stavbě lidského těla knihy sedmery). Do popisné anatomie se pomalu dostává i fyziologické hledisko, významným fyziologem byl William Harvey (1578-1657): Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus (Anatomická pozorování o pohybu srdce a krve u živočichů) - popis krevního oběhu v uzavřeném systému cév.

Čtěte také: Česká republika a PM

Novověk

Novověká přírodověda je experimentální, matematická, mechanistická. Dosud neznámý pohled na svět přinesl objev mikroskopu, u kterého stáli Robert Hooke (1635-1703; v rostlinném pletivu objevil a popsal buňky) a Antony van Leeuwenhoek (1632-1732; objevil nálevníky, bakterie v zubním hlenu, spermie). Carl Linné (1707-1778) zavedl binomickou nomenklaturu a utřídil jak rostliny, tak živočichy; díla: Systema naturae, Philosophia botanica, Species plantarum.

19. století

Zásadní vliv na další vývoj biologie měly buněčná a evoluční teorie. Ke formování jednotlivých oborů přispělo i vydávání oborových periodik a pravidelná setkávání vědců. Georges Cuvier (1769-1832) důsledně uplatnil srovnávací hledisko v živočišné morfologii a paleontologii. Jan Evangelista Purkyně (1787-1869) objevil a popsal vlákna vodivé svaloviny v srdci, buňky mozečku, strukturu pokožky, řasinkový epitel ve sliznici vejcovodu, buněčné jádro slepičího vejce; dále pojmenoval živý obsah buněk jako protoplazmu. Matthias Jacob Schleiden (1804-1881) a Theodor Schwann (1810-1882) stáli u formulace buněčné teorie (= těla všech organismů jsou tvořena z buněk).

Charles Darwin, evoluční teorie - naprosto klíčová událost biologie 2. poloviny 19. století. Louis Pasteur, kvašení jako biologický proces vázaný na živé mikroorganismy, prokázal nemožnost samoplození bakterií, aktivní imunizace proti drůbeží choleře.

Ekosystémy a jejich složky

Příroda sestává ze živých i neživých složek. Mezi živé složky přírody patří organismy: rostliny, živočichové, houby, mikroorganismy aj. Mezi neživé složky přírody náleží např. vzduch, voda či horniny a minerály (nerosty). Ucelené součásti přírody se označují jako ekosystémy. Ekosystémy lze rozdělovat např. na suchozemské (les, louka) a vodní (rybník, jezero).

Ekologie jako věda

Ekologie se zabývá vztahy v přírodě. Zkoumá vztahy mezi organismy navzájem i mezi organismy a prostředím. Naopak umělé ekosystémy musí člověk udržovat a dodávat do nich energii (např. hnojení, orba a osévání pole, sečení či spásání louky). Ekosystémy jsou různě stabilní, neboli snášejí jen určitou míru narušení. Postupně se vyvíjejí, to se označuje jako sukcese. Pro ekosystémy je důležitá i přítomnost „mrtvé“ organické hmoty.

Čtěte také: Nástroje pro klima ČR

Abiotické faktory

Abiotické podmínky (faktory) prostředí souvisejí s neživou přírodou. Viditelné světlo je zdrojem energie pro fotosyntézu, ale též obecně slouží k orientaci či komunikaci organismů. Organismy se UV záření či nadbytku viditelného světla mohou bránit pomocí pigmentů (např. melanin u živočichů, karotenoidy u rostlin). Teplota je dána počasím a klimatem místa, v němž organismy žijí. Suchozemské rostliny udržují teplotu svých těl pomocí odevzdávání a vypařování vody (transpirace). Živočichové mohou být ektotermní (jejich teplota je závislá na teplotě prostředí) či endotermní (udržují si stálou tělesnou teplotu).

Živé organismy ovlivňuje chemické složení vzduchu (což je svázáno se zásadními biochemickými procesy: fotosyntézou a buněčným dýcháním), ale také jeho teplota, tlak či proudění. Voda je součástí životního prostředí, je obsažena také v organismech samotných. Rostliny mohou mít různé nároky na vodu, u těch žijících v suchém prostředí mnohdy bývá vyvinuta sukulence (tvoří si zásoby vody ve ztlustlých orgánech, zabraňují ztrátám vody pomocí CAM fotosyntézy).

Biotické faktory a vztahy mezi organismy

Více jedinců určitého druhu tvoří populaci. Velikost populací je dána natalitou (porodností) a mortalitou (úmrtností). Růst populace je obvykle omezen podmínkami prostředí. Více populací v určitém prostoru tvoří společenstvo (biocenózu). Vnitrodruhové vztahy existují mezi jedinci stejného druhu. Predace je potravní vztah, kdy predátor (dravec) zabíjí svou kořist. Jako symbióza se v biologii označuje jakýkoli úzký mezidruhový vztah, nehledě na jeho (ne)výhodnost pro zúčastněné strany.

Mezi typy symbiózy patří: mutualismus (+/+), komenzalismus (+/0) a parazitismus (-/+). Parazitoidi zabíjejí svého hostitele, např. U rostlin se klasicky rozlišují poloparazité, kteří sami fotosyntetizují (např. jmelí) a berou hostiteli hlavně vodu a minerální látky. Úplní parazité (holoparazité) jsou na svém hostiteli aspoň po část života zcela závislí.

Potravní řetězce a koloběh látek

Potravní řetězce popisují, jak se látky a energie v přírodě přesouvají mezi organismy. Na počátku potravních řetězců stojí producenti, což bývají fotosyntetizující organismy. Producenty se živí konzumenti 1. řádu, což jsou obvykle býložraví (živící se rostlinami) či všežraví živočichové. Konzumenty 1. řádu žerou konzumenti 2. řádu (podobně dále s konzumenty dalších řádů). Mrtvá těla všech účastníků potravního řetězce zpracovávají rozkladači (dekompozitoři). Ti uvolňují různé látky zpět do prostředí, jsou tak k dispozici dalším organismům.

Rozkladači (dekompozitoři) se významně podílejí na koloběhu látek v přírodě. Rozkládají mrtvou organickou hmotu (mrtvé organismy). Organická hmota je rozkladači zpracovávána na jednodušší látky. Tyto látky (živiny i minerální látky) se pak vracejí do prostředí a mohou je využít další organismy. Mezi typické rozkladače patří nezelené bakterie a houby.

Chemický prvek uhlík (\mathrm{C}) je zásadní pro život na Zemi. Je součástí organických látek v živých organismech. Fotosyntézu provádějí zejména řasy/rostliny. Využívá (spotřebovává) se při ní oxid uhličitý a voda. Za účasti světla vznikají organické látky bohaté na energii a kyslík. Rostliny fotosyntetizují i provádějí buněčné dýchání. Pomocí fotosyntézy vytvoří organické látky bohaté na energii. Rozkladači získávají energii zpracováním látek z odumřelých organismů. Pokud látky ve výsledku zpracují pomocí kvašení či buněčného dýchání, uvolňuje se oxid uhličitý.

Určité látky důležité pro život podléhají složitým koloběhům (cyklům). organické látky (zejm. jako samostatný prvek (např. např. Síra (\mathrm{S}) se uvolňuje z hornin či je spojena se sopečnou činností. V živých organismech je součástí některých aminokyselin. Je obsažena i ve fosilních palivech. Fosfor (\mathrm{P}) je zásadní mj. pro rostliny. V malé koncentraci je v mořské vodě, získává se zejména z hornin (např.

Pozorování živé přírody

Pozorováním organismů lze určit, jaké mají ekologické vztahy (s dalšími organismy a prostředím). V některých případech je vztah zřejmý přímo. Lze hodnotit potravní vztahy (např. dravec-kořist), různé typy symbiózy. Co se týče potravních vztahů živočichů, draví živočichové jsou obvykle přizpůsobeni lovu dobře vyvinutými smysly, rychlým pohybem a ostrými částmi těla, které mohou sloužit k trhání masa či zabíjení kořisti (např. drápy, špičáky savců, ostrá špička zobáku ptáků, kousací ústní ústrojí některých blanokřídlých). Kořist bývá zpravidla menší než dravec.

Býložraví živočichové se mnohdy pohybují pomaleji než dravci, rostlinnou potravu mohou porcovat (např. řezáky bobra) či drtit (např. stoličky sudokopytníků, ústní ústrojí hlemýždě, vroubkovaný zobák kachny - ta žere převážně rostliny). Rostliny se ožeru brání např. S potravou do určité míry souvisí mimetismus (mimikry). V rámci parazitismu parazit dlouhodobě škodí hostiteli, aniž by měl za cíl jej zabít. V rámci mutualismu mohou být organismy jak ve stálém bezprostředním kontaktu, tak v kontaktu občasném (např. včela opylující květ trnky, straka vybírající parazity ze srsti muflona).

Rostliny, živočichové a mikroorganismy

V rámci epizody jsou představeny některé vzácné druhy rostlin pozdního léta, například hořec panonský a hořeček ladní pobaltský. Z rostlin jsou v epizodě představeny „doutníky“ v podobě orobince širolistého, který hojně porůstá břehové zóny rybníků. Dále je vysvětleno, proč kopřivy žahají a jaké je a bylo jejich využití například při výrobě lan a ve staročeské kuchyni pro přípravu velikonoční nádivky.

Bobule svídy krvavé jsou zase oblíbenou potravou červenek, budníčků, kosů, pěnice černohlavé a sýkorek. V této části se seznámíme s obojživelníky a naučíme se poznat mloka, čolka, skokana zeleného, skokana hnědého a ropuchu. V tomto videu si představíme včelu medonosnou. Dozvíme se o ní spoustu zajímavostí a pochopíme, proč včely chránit a pomáhat jim. Ukážeme si také, jak jednoduše vyrobíme pro včelky pítko.

Marek a britský vědec Michael se v pasáži zabývají kvasinkami. Zmiňují kvasinku jako mikroorganismus a houbu, baví se o produktech a procesu kvašení. Jako důkaz životaschopnosti kvasinek provádějí experiment, při němž vystaví kvasinky extrémním podmínkám.

Ochrana přírody

Video začíná objevem prvního a nejznámějšího antibiotika - penicilinu - a historií objevů dalších významných antibiotik. Zmiňuje, že v současné době kvůli nadužívání antibiotik a s tím souvisejících bakteriálních rezistencí závodíme při vývoji nových antibiotik s časem; dle odborníků se může jednat o závažnější problém než současná globální klimatická změna. V současné době zemře jen v EU na neléčitelná bakteriální onemocnění a přidružené komplikace až půl milionu lidí ročně.

Tím můžeme s pomocí včelám začít. Víte, že zvonovec liliolistý najdeme jen na 5 místech v České republice? Tentokrát se s Terkou vypravíte na návštěvu za rybářem Jakubem Vágnerem, který vám představí ráj pro ryby, jezero Katlov. To vzniklo spojením dvou rybníků. A jak to v takovém rybím ráji vypadá? Věděli jste, jakým způsobem hnízdí plachý jestřáb lesní? V jedné minutě vám představíme malé zázraky fauny a flory v naší zemi.

„Řekla řeka řece, je krásné plout přece.“ Dnešním dílem doslova proplujeme. Vydáme se po známých afrických řekách až k Viktoriiným vodopádům. O těch se říká, že je to dým, který hřmí. Africká příroda je fascinující organismus. Druhý největší a zároveň nejteplejší kontinent světa. Liška je sice zvíře lesní, divoké, v některých případech se však dostane do péče k lidem. Epizoda ukazuje záběry selat prasete divokého a během zimních měsíců dokrmovaných ptáků.

tags: #prehled #zive #prirody #biologie

Oblíbené příspěvky:

• Život v černobylské zóně
• Podrobnosti o programu pro Severozápad
• Ochrana přírody Moravského krasu
• Povinnosti při nakládání s odpadem v ČR
• Programy SEVER