Existence ekosystémů a potravních řetězců

11.03.2026

Ekologie, odvozená z řeckého slova "oikos" (domov), je studiem "domácího života organismů". Ekologie si uvědomuje životně důležité vazby mezi organismy a jejich prostředím (rostliny, na nich závislí živočichové, s nimi spojené toky chemických látek a působení fyzikálních faktorů prostředí nebo biotopu). Ekologický přístup se ukázal jako vhodná cesta především pro holistické vyjádření organizace.

Definice ekosystému

Podle původního pojetí, jež zavedl anglický ekolog H. G. Tansley, je ekosystém strukturním a funkčním celkem, složeným ze všech živých organizmů a abiotického prostředí v daném časoprostoru.

V současném slovníku a teorii přírodních i aplikovaných věd je pojem ekosystém považován za termodynamicky otevřenou soustavu, v níž jsou živé organizmy interaktivně propojeny navzájem mezi sebou i se svým fyzikálním okolím. Slovo ekosystém vzniklo spojením slov "ecological" a "system" - znamená soubor prvků a procesů, které tvoří a ovládají chování určité definované části biosféry.

Pro účely analýzy a hodnocení ekosystémů je třeba vymezit jejich hranice (to do jisté míry závisí na druhu pokládaných otázek).

Definice č. 1: Ekosystémem je soustava alespoň jednoho živého prvku a jeho vztahů k okolí. Nezáleží na velikosti; ekosystémem je jak kaluž, která se čas od času vytvoří v dutině stromu, tak i oceán. Podle toho je tedy ekosystémem již izolovaná kolonie houby na mikroskopické misce nebo lidský „jedinec“ s návaznými saprofytními, symbiotickými a parazitickými synuziemi uvnitř i na povrchu těla a v jeho nejbližším fyzickém prostředí. Ve středu zájmu je především strukturní uspořádání prvků; organizace celku, který vytvářejí.

Čtěte také: Princip měření emisí

Definice č. 2: Ve speciálním případě se v ekosystému zdůrazňují strukturní a funkční hlediska, a to z hlediska časového a prostorového. Prostředí a jeho "obyvatelé" se zjednodušeně ukazují jako abiotické zdroje a biotičtí aktéři (v podobě dílčích bloků, kompartmentů); zájem je soustředěn na funkci jednotlivých prvků. Jde tedy především o podchycení vstupů a výstupů látek a energie, potravních řetězců, produkce biomasy, přeměny vázané energie, návaznosti životních cyklů, procesů sukcese (postupných změn v druhovém složení), vytváření stability i dynamické rovnováhy struktur, jejich současného trvání; patří sem také zkoumání důsledků lidských zásahů.

Definice č. 3: Ekosystém je funkční soustava živých a neživých složek zahrnující všechny organizmy na určitém území (biocenóza) v jejich vzájemných vztazích a ve vztazích s fyzikálními a geochemickými činiteli prostředí (ekotop). V každém ekosystému je možno rozlišit výrazné potravní (trofické) a energetické vazby. Všechny složky ekosystému jsou vzájemně propojeny výměnou, respektive koloběhem látek, jednosměrným tokem energie (od sluneční energie, přes autotrofní organizmy až po dekompozitory) a předáváním informací. Živé organizmy v ekosystému lze podle jejich převažující úlohy (funkce) rozdělit na producenty, konzumenty a dekompozitory.

Definice č. 4: Ekosystém je obecné označení pro ucelenou část přírody (biosféry), která ovšem není uzavřená a komunikuje s ostatními částmi přírody. Příkladem je např. ekosystém listnatého lesa nebo vlhké nekosené louky.

Definice č. 5: Ekosystém je tvořen společenstvím organismů spolu s abiotickým prostředím.

Potravní řetězce v ekosystému

Potravní řetězec popisuje potravní vztahy mezi druhy v ekosystému, tj. které druhy požírají které. Obvykle se vztah mezi sežírajícím a sežíraným organismem v diagramu znázorňuje pomocí šipky, která reprezentuje přenos biomasy. Organismy jsou seskupeny do skupin (tzv. trofických úrovní) podle toho, jak jsou vzdáleny od primárních producentů.

Čtěte také: Pochopení Emise Elektronů

Primární producenti, autotrofní organismy, dokážou vyrábět složité organické látky (tedy vlastně „potravu“) jen ze zdrojů energie a anorganického materiálu. Organická hmota vytvořená zelenými rostlinami slouží jako potrava býložravcům a ti jsou opět konzumováni masožravci. Takový sled několika postupně se konzumujících organismů nazáváme potravní řetězec. Například housenka obaleče požírá listy dubu a sama je potravou sýkory.

Prvním článkem každého potravního řetězce je tedy autotrofní organismus nazývaný producent (P). Zpravidla je jím rostlina, ale může to být i foto- nebo chemotrofní baktérie. Od producenta vede řetězec přes fytofágy a bakteriofágy, tj. konzumenty 1. řádu (primární konzumenti, K1) k několika úrovním zoofágů, konzumentů vyšších řádů (sekundární konzumenti, K2, K3 atd.).

V případě predátorů se obvykle na dané trofické úrovni zvětšuje velikost těla a počet jedinců klesá, pokud je konzumentem parazit, velikost těla bývá menší než na předešlé úrovni a jedinců je často více. Mrtvá těla organismů na všech úrovních (P, K1 až Kn) jsou konzumována saprofágy a dekompozitory v tzv. dekompozičním řetězci. Ten vede zpravidla k menší velikosti jedinců, ale jejich vysokým počtům.

Vzhledemk tomu, že každá následující úroveň využívá jen malou část biomasy úrovně předcházející a k dalším ztrátám dochází při vlastním metabolismu na každé )rovni, jsou potravní řetězce jen výjimečně tvořeny více než 4 až 5 články a biomasa každé vyšší úrovně je vždy výrazně menší. V ekosystémech s vyšší primární produkcí je úměrně vyšší i sekundární produkce na všech úrovních, ale průměrná délka potravních řetězců se nemění. Přes logické zdůvodnění je toto vysvětlení řadou ekologů odmítáno, i když jiný pádný důvod omezené délky potravních řetězců nebyl předložen. Za omezující faktor délky řetězců je některými ekology považována s délkou rostoucí křehkost a klesající pružnost, tj. Existence izolovaně, lineárně probíhajících potravních řetězců je spíše teoretickou představou pro snadnější pochopení trofických vztahů. V reálných ekosystémech je většinou každý článek součástí většího počtu potravních řetězců.

Tentýž druh se může uplatňovat na více trofických úrovních, může být zapojen do dekompozičního řetězce a součastně být potravou parazitů i predátorů. Důležitou roli hraje šíře potravních nároků přítomných druhů (monofágové až pantofágové), střídání potravy (hostitelů) v průběhu jejich vývoje a existence potravních cechů (guild). Obecně obvykle převládají druhy oligo- až úzce polyfágní, směrem k monofágii i široké polyfágii až pantofágii druhů ubývá.

Čtěte také: Ulita a Matematika

Výjimkou jsou dekompoziční složky potravních sítí, které zpravidla vykazují převahu pantofágů. Potravní řetězce probíhají jak dlouhodobě, tak mohou mít jednorázový charakter. Potravní vztahy v ekosystému jsou často velmi spletité a díky nim vzniká tzv. trofická (potravní) síť neboli trofická struktura ekosystému.

Typy potravních řetězců:

Pastevně-kořistnický: vede od rostlinných producentů přes fytofágní konzumenty k zoofágním predátorům, popř. k člověku. U živočichů se velikost těla zvětšuje, jejich populační hustota naopak zmenšuje. Čím větší je živočich, zejména masožravec, tím větší je jeho revír.
Parazitický: zdrojem potravy parazitů je jejich hostitel, rostlina nebo živočich. Následným článkem je hyperparazit, konzumující tělo parazita. Velikost těla parazitů se zmenšuje, jejich početnost naopak zvětšuje. Potravní vazby parazitů jsou často složité, někdy dochází ke střídání hostitelů, nebo i rozdílným hostitelům u samců nebo samic parazita.
Dekompoziční (rozkladný): vede od odumřelé rostlinné nebo živočišné hmoty přes četné návazné dekompozitory až k mikroorganizmům, kteří mrtvou organickou hmotu zcela rozkládají a v konečné fázi mineralizují, poskytujíce tak živiny pro blok producentů. Velikost jejich těla se postupně zmenšuje, početnost naopak zvyšuje až k neobyčejně vysokým hodnotám. Iniciálními (počátečními) dekompozitory jsou živočichové, finálními (koncovými) rozkladači jsou mikroorganizmy.

Předpokladem toku energie a koloběhu látek (biologických cyklů) je schopnost živých soustav vytvářet organické látky z látek anorganických a v nich poutat sluneční energii ve formě chemických vazeb. V tom spočívá základní význam nejdůležitější funkční složky ekosystémů, primárních producentů.

Rychlost produkce biomasy označujeme jako produktivitu. Produktivita je dána asimilací oxidu uhličitého a vytvořením organické hmoty z něj za časovou jednotku. Hrubá primární produkce je hrubá primární produkce bez metabolické spotřeby producentů.

Ekosystémové služby

Ekosystémové služby jsou přínosy, které lidé získávají z fungování ekosystémů (mají vliv na kvalitu života). Ekosystémové služby rozdělujeme do tří základních skupin: regulační služby (např. regulace teploty a mikroklimatu, ukládání uhlíku, retence srážkové vody a regulace od...

Voda představuje pro člověka mnohem více než pouze chemický vzorec H2O. Zůstává nezbytným předpokladem existence života na Zemi: ostatně kosmologové při hledání života mimo naši planetu pátrají pomocí sofistikovaných sond právě po vodě, na niž jsou v různé míře vázány všechny dosud známé organismy. Přitom ještě v 19. století voda nikomu vrásky na čele nedělala: byla všeobecně považována za nevyčerpatelný obnovitelný zdroj - a podle toho se s ní také nakládalo.

Pokračující tlak člověka na přírodu, zesílený v 50. letech 20. století, kdy začalo období mohutného rozvoje lidské společnosti, výstižně označované jako Velké zrychlení, se nemohl neprojevit také na vodních ekosystémech. Zkusme se proto zamyslet nad jejich současným stavem a pravděpodobnou budoucností.

Při prvním pohledu na školní glóbus se zdá, že s vodou bychom nemuseli mít žádné problémy. Vždyť oceány pokrývají 71 % zemského povrchu a je v nich soustředěno 95,4 % světových zásob vody, pochopitelně slané. Téměř 53 % veškeré sladké vody v sobě skrývají ledovce, ať už pevninské, nebo plovoucí kry. V globálním měřítku se jedná o 1,9 % celkové zásobárny životadárné kapaliny. Naproti tomu podzemní zdroje představují 1,6 % veškeré H2O na zeměkouli. Jinak řečeno, 46 % sladké vody musíme hledat pod zemí. Navíc 0,007 % celosvětového objemu vody shromažďují vnitrozemská slaná jezera, kdežto 0,004 % připadá na půdní vlhkost. Povrchová sladká voda tvoří skutečně pouhý zlomek, konkrétně 0,0016 %, všech zásob vody vyskytujících se na Zemi.

Střízlivé odhady hovoří o tom, že celkový objem vody na Zemi dosahuje jen těžko představitelných 1 389 000 000 km3. Uvedené číslo může ve čtenáři snadno vyvolat dojem, že uvedená látka zůstává i nadále snadno dostupným zdrojem. Jak si ukážeme v následujícím textu, opak je pravdou. Vždyť člověk může z obřích globálních zásob vody odebírat pouhé 1-2 %.

Vodní koloběh, ze všech přirozených látkových cyklů co do objemu největší, bývá často zpodobňován v poněkud zjednodušené formě, která nebere v úvahu zásahy lidské civilizace do něj, což vyvolává oprávněnou kritiku. V dalších řádcích se soustředíme na vnitrozemské vodní ekosystémy, tedy vodou ovlivněné ekosystémy vyskytující se v rámci souše. Bývají ponejvíce sladkovodní: zahrnují zejména veškeré vodní toky a přírodní a umělé nádrže a nejrůznější mokřady. Vodní plochy ve městech spoluvytvářejí modro-zelenou infrastrukturu.

Znečišťování prostředí cizorodými látkami bývá spolu s probíhajícími a očekávanými změnami podnebí a četnými posuny v biologické rozmanitosti pokládáno za jeden ze tří nejvýznamnějších globálních problémů vyvolávajících environmentální krizi. Do vnitrozemských vod se dostává široká škála chemických prvků a sloučenin. Patří mezi ně mj. radioaktivní prvky, jako je stroncium nebo radon, těžké kovy, průmyslová rozpouštědla a těkavé organické sloučeniny, kupř. benzen nebo freony (CFC), chemické látky používané v zemědělství (pesticidy, růstové stimulátory či hormony), zplodiny paliv, nanočástice, zbytky léčiv používaných v humánní i veterinární medicíně, kosmetických výrobků, očkovacích látek a antikoncepčních prostředků, mycí a čisticí prostředky (detergenty) a mikroplasty.

Důležitým zdrojem znečištění vnitrozemských vodních ekosystémů se staly odpadní vody. V současnosti lidstvo vytváří ročně přibližně 360 km3 odpadních vod, z nichž 48 % proniká do prostředí bez jakéhokoli čištění a jen 11 % bývá opětovně použito, nejčastěji pro zavlažování. Realistické prognózy tvrdí, že se objem odpadních vod do roku 2050 zdvojnásobí. Na 360 000 km2, tedy ploše odpovídající rozloze SRN, se ke zavlažování používá odpadní voda nebo se hnojí tuhými kaly z čistíren odpadních vod. Nevyčištěné komunální a průmyslové odpadní vody již stačily znečistit přinejmenším tři čtvrtiny vnitrozemských vod.

Další vskutku globální problém představuje obohacování prostředí o živiny, zejména dusík a fosfor, lidskou činností. Dlouhodobé používání syntetických hnojiv a těžba fosfátu navýšily přísun do prostředí u fosforu dvakrát a u dusíku třikrát. Ve vodním prostředí eutrofizaci charakterizuje nadměrný růst sinic, řas a cévnatých rostlin. Jejich biomasa, označovaná jako „vodní květ“, ničí ekonomicky významný rybolov a ohrožuje produkovanými toxiny zdraví nejen volně žijících živočichů a hospodářských zvířat, ale i člověka.

V poslední době se stále častěji hovoří o znečišťování prostředí umělými hmotami. Plasty se splachem dostávají do vodních toků, které je přenášejí do moře, kde se v místech styku mořských proudů hromadí v podobě často rozsáhlých odpadkových skvrn. Větší kusy umělých hmot se ve vodním prostředí rozkládají na mikroplasty, jež obvykle mívají v průměru méně než 5 milimetrů. Dostávají se do potravních řetězců s výrazně negativním dopadem na vrcholového konzumenta - člověka. V důsledku chemického složení a výrazného poměru mezi povrchem a objemem vychytávají z okolního prostředí těžké kovy a organické látky včetně jedovatých sloučenin a karcinogenních látek.

Řeky dopraví v celém světě do moře každoročně 0,5-1 milion tun plastů. Dunaj mezi Vídní a Bratislavou obsahoval v 1000 m3 vody v průměru 317 umělohmotných položek o celkové hmotnosti 4,8 gramů: v tomto úseku evropského veletoku se tak vyskytovalo více částic a kusů umělých hmot než rybích larev.

Vnitrozemské vodní ekosystémy poskytují lidstvu celou řadu nenahraditelných ekosystémových služeb, jako je pitná voda, voda na zavlažování, pro průmysl a domácnosti, potraviny (40 % všech bílkovin získávaných ve světě z ryb), zachycování živin, snižování znečištění prostředí, regulace mikroklimatu, příležitosti pro rekreaci, regulace složení plynů v ovzduší a ukládání uhlíku mimo atmosféru. Jejich celková roční peněžní hodnota je bez ohledu na v globálním rozsahu zanedbatelnou plochu vnitrozemských vod dokonce větší než v případě lesů mírného pásu či travinných porostů.

Lidská civilizace využívá celkem 24 000 km3 vody za rok, přičemž největší část spotřebovávají plodiny a pastviny z půdy (zelená voda) a jen 4 300 km3 přímo člověk, pochopitelně z povrchových a podzemních zdrojů (modrá voda). I přes poměrně malý objem povrchových vod z nich pochází většina naší přímé spotřeby, konkrétně 75 %. Podzemní voda přispívá ke spotřebě vody lidskou civilizací asi čtvrtinou. Recyklovaná voda zabezpečuje pouhých 0,17 % vody využívané lidmi. Objem odsolené mořské vody, i když postupně narůstá, je v globálním měřítku stejný jako v případě vyčištěné odpadní vody.

Přibližně 70 % lidmi celosvětově odebrané vody se uplatní v zemědělství, zejména při zavlažování, téměř 20 % vyžaduje průmysl, zatímco 12 % zamíří do lidských sídel a do nejrozmanitější infrastruktury. Uvedená čísla se ale výrazně mění v závislosti na hospodářské vyspělosti příslušného státu nebo části světa: v nejchudších zemích spolyká zemědělství 90 % celkově využité vody.

Přestože spotřeba vody v Evropě a Severní Americe od začátku 80. let 20. století klesá, od nástupu 60. let 20. století se globálně navýšila 2,5×: největší nárůst padá na vrub lidským sídlům.

Přístup každého obyvatele naší planety ke kvalitní pitné vodě, dostupné navíc v dostatečném množství, byl v roce 2010 prohlášen Valným shromážděním OSN jedním ze základních lidských práv. Skutečnost je bohužel dlouhodobě poněkud jiná. Skoro polovina lidstva v současnosti trpí aspoň část roku nedostatkem jakékoli vody.

Nejběžnějšími bariérami ve vodních tocích i přes nepochybné pozitivní přínosy lidské společnosti zůstávají přehrady. Celková kapacita 58 000 velkých přehrad s hrází vyšší než 1,5 m se odhaduje na 7 000-8 000 km3, přičemž další 3 000 se nacházejí ve výstavbě nebo se jejich budování plánuje, ponejvíce v rozvojových zemích. Záměr na výstavbu přehrad se týká 260 000 km dosud volně tekoucích řek, i.e. délky šestkrát přesahující rozměr rovníku.

Sladkovodní ekosystémy zaujímají asi 3 % povrchu souše: nicméně jen 60 % z uvedené rozlohy tvoří stálé vodní plochy. Přesto hostí desetinu dosud vědou popsaných druhů hub, rostlin, bezobratlých a obratlovců včetně celé řady endemických taxonů. Sladkovodní biologickou rozmanitost nejvíce ovlivňují změny využívání území, již zmiňovaná fragmentace a homogenizace průtoku přehradami, invazní nepůvodní druhy, změny podnebí, eutrofizace, odběr vody a nadměrné využívání lovem a rybolovem. Stejně jako v případě suchozemských ekosystémů nejsou klimatické změny hlavní příčinou posunů v biodiverzitě sladkých vod: tím zůstávají výše uvedené antropogenní faktory.

Vzhledem k rozsahu koloběhu vody jej změny podnebí ovlivňují prostřednictvím řady procesů celý, byť s různou intenzitou a rozdílnými dopady. Přímý vliv na vnitrozemské vodní ekosystémy mají zejména posuny v množství a rozložení srážek a v teplotě prostředí: mění se jejich teplota i průtok a také dostupnost vody. Mimořádné povětrnostní jevy někdy dávané do souvislosti s klimatickými změnami zahrnují také přírodní katastrofy, kdy je vody příliš, nebo naopak málo.

Extrémně silné srážky a povodně se v současnosti na Zemi vyskytují čtyřikrát častěji než v roce 1980. V letech 2002-2021 si ve světě vyžádaly 100 000 lidských životů, dopadly na další 1,6 miliardy lidí a způsobily škodu 832 miliard USD (19,9 bilionů Kč). Scénáře dopadů klimatických změn předpokládají další navýšení četnosti a důraznosti období sucha a povodní. Nedostatek vody se může projevit ještě výrazněji než dosud a povede ke zvýšené migraci obyvatelstva z postižených oblastí a k válkám o vodní zdroje.

Soustava vnitrozemských vodních ekosystémů bývá oprávněně přirovnávána ke krevnímu řečišti biosféry. V článku uvedené údaje výmluvně dokládají, že stav vnitrozemských vod ve světě není zrovna příznivý. Různorodý a zvyšující se dopad člověkem vyvolaných vnějších hnacích sil na vnitrozemské vodní ekosystémy známe již celá desetiletí, stejně jako jej omezující nebo zmírňující účinná řešení využívající jak přírodní, tak technické postupy.

Péče o ně vyžaduje, aby povrchové a podzemní vody byly považovány za jediný vzájemně propojený zdroj a také tak obhospodařovány. V řadě případů bývá účinné uplatnění ekosystémového přístupu, i.e. integrovaná péče o říční povodí, nebo oběhového vodního hospodářství.

Tabulka: Podíl vodních zásob na Zemi