Czas oświetlania i strefy klimatyczne

Czas oświetlania i strefy klimatyczne

Występowanie określonych gatunków roślin wodnych na danych szerokościach geograficznych ziemi związane jest z ich wymogami termicznymi, ale czynnikiem decydującym o prawidłowym wzroście i możliwości rozmnażania się jest długość dnia oraz stabilność lub zmienność czasu oświetlania w poszczególnych porach roku.
Niezależnie od pory roku na równiku dzień i noc są najbardziej wyrównane, czyli czas ciemności i oświetlenia jest zawsze taki sam i wynosi około 12 godzin.
Przesuwając się od równika dalej na północ na szerokości geograficznej 23,5 o leży zwrotnik Raka a na południe na tej samej szerokości zwrotnik Koziorożca, strefę klimatyczną pomiędzy zwrotnikami nazywa się strefą międzyzwrotnikową.
Strefę tę charakteryzują niewielkie zmiany w ciągu roku: temperatur, intensywności opadów deszczu oraz niewielkie zmiany długości dnia, przy czym na obszarze pomiędzy zwrotnikami najdłuższy dzień występuje dwa razy w roku.
Rozpoczynając od szerokości północnej i południowej 23,5 o czyli od obu zwrotników najdłuższy dzień występuje już tylko raz w roku i w okresie lata dzień wydłuża się w miarę oddalania się danego punktu od zwrotników w kierunku biegunów.
Przesuwając się jeszcze dalej na kołach podbiegunowych rozpoczynając od 66,5 o dzień i noc trwają po 24 godziny a na samych biegunach występują półroczne okresy nieprzerwanego dnia i nocy.
Tak, więc długość dnia na różnych szerokościach geograficznych jest bardzo zróżnicowana i nie pozostaje bez wpływu na rozwój roślin. Jedne gatunki roślin przystosowane są do bardzo stabilnych czasów naświetlania w ciągu całego roku a inne do bardzo zróżnicowanych zmian pomiędzy okresami długiej fotosyntezy i krótkiego odpoczynku.
Kolejnym zagadnieniem jest przechodzenie roślin występujących w strefach klimatu umiarkowanego (np. taki jak w Polsce ) do okresu zimowego spoczynku uzależnionego nie tylko od długości dnia ale również od temperatury, co wiąże się z kontem padania promieni słonecznych na powierzchnię ziemi w różnych porach roku.
Na naszych środkowo-europejskich szerokościach geograficznych północnych kalendarzowe lato pokrywa się z astronomicznymi porami roku natomiast w tym samym czasie na półkuli południowej sytuacja jest odwrotna.
I tak na przykład na danej szerokości geograficznej północnej wzdłuż tego samego południka w lecie dzień będzie najdłuższy –np. w Polsce- koniec czerwca natomiast na tej samej szerokości południowej dzień będzie najkrótszy – miejsce położone poza południową granicą Afryki.

Jaki to ma związek z akwarystyką ?

Jak wynika z powyższych zależności długość dnia w poszczególnych strefach klimatycznych powiązana jest z rozkładem temperatur w ciągu roku i aby rośliny mogły się rozmnażać muszą w odpowiednim czasie zakwitać i wydawać nasiona lub wytwarzać rozłogi z roślinami przybyszowymi.
Różne gatunki roślin na drodze ewolucji wykształciły różny system rozmnażania się dostosowane do warunków klimatycznych, w jakich występują.
Proponuję przyjrzeć się, w jaki sposób rozmnaża się występujący w Polsce grążel żółty.
Roślina ta rozmnaża się na dwa sposoby:
1. rozrastanie się kłącza i wyrastające z niego nowe rośliny
2. wytwarzanie nasion
W pierwszym przypadku pojawienie się nowej rośliny możliwe jest tylko w bliskim sąsiedztwie rośliny matecznej.
Taki sposób rozmnażania ma ogromną wadę polegającą na tym, że wszystkie rośliny pochodzą od tego samego osobnika i w przypadku pojawienia się jakiegoś błędu genetycznego, choroby lub pasożyta atakującego kłącze cała populacja roślin na danym obszarze skazana jest na zagładę.
Przy takim sposobie rozmnażania inną wadą jest to, że rośliny nie mogą opanowywać nowych oddalonych miejsc.
W drugim przypadku wytworzenie nasion umożliwia roślinom opanowanie nowych zbiorników wodnych oddalonych nawet o wiele kilometrów, krzyżowe zapylanie kwiatów ogranicza możliwość wystąpienia i przenoszenia różnych mutacji genetycznych i chorób a w przypadku zniszczenia z jakiegoś powodu kłącza pozwala przetrwać gatunkowi na tym samym terenie.
Tak, więc przypadek drugi jest znacznie doskonalszą formą rozmnażania jednakże uzależnioną od warunków klimatycznych, ponieważ wytworzone jesienią nasiona gdyby od razu zaczęły kiełkować to młode osobniki przed zimą nie zdążyłyby osiągnąć odpowiedniego rozmiaru i wytworzyć kłącza umożliwiającego przetrwanie niskich temperatur, co doprowadziłoby do ich wyginięcia.
Mechanizmy rozmnażania z nasion muszą być bardziej wyrafinowane i dostosowane do warunków klimatycznych, aby były w pełni skuteczne.
Dorosła roślina rozpoczynając okres rozwoju od kwitnienia nie jest w stanie wydać nasion w bardzo krótkim czasie tak, aby jeszcze tego samego lata młode osobniki zdążyły się rozrosnąć i przetrwać zimę, nie jest również możliwe, aby roślina przygotowała owocnik z dojrzałymi nasionami i odrzuciła go dopiero następnej wiosny, ponieważ w okresie zimy grążel żółty zmuszony jest przejść w stan całkowitego spoczynku pozostawiając tylko kłącze z zapasem skrobi i „związków startowych”.
W jeszcze innym przypadku gdyby roślina zakwitła zbyt późno nie zdążyłaby wyprodukować pełnowartościowych nasion przed zimą.
Z tego też powodu rośliny te wykształciły system orientacji w czasie na podstawie położenia słońca i rozkładu temperatury wody a swoje nasiona wyposażyły w pewne substancje uniemożliwiające im kiełkowanie przed nadejściem zimy.

Jak to działa ?

Po nadejściu wiosny rośliny wytwarzają najpierw liście podwodne bardzo dekoracyjne, delikatne, wspaniale jasnozielono ubarwione, później w miesiącu maju/czerwcu w miarę wydłużania się dnia liście pływające.
Roślina jednocześnie rejestruje i „zapamiętuje” zmiany zachodzące narastająco w długości dnia i dopiero, kiedy zostanie przekroczony tak zwany punkt krytyczny, co przypadku grążela
wynosi około 15 godzin oświetlenia na dobę wytwarza pąki kwiatowe.
Rośliny uprawiane w sztucznych warunkach oświetlane 10-12 godzin na dobę nigdy nie zakwitną !.
Rozwinięte pąki kwiatowe zostają zapylone przez owady i osiągają pełną dojrzałość we wrześniu. Dojrzałe owocniki rozsypują nasiona, z czego większość wpada do wody, część unosi się na tafli jeziora i opada daleko od owocnika a jeszcze inne mogą być przenoszone przez ptaki na dalekie odległości.
Nasiona opadłe na dno w pobliżu owocnika, również mogą być przeniesione przez prąd wody lub połknięte przez ryby i nie strawione przeniesione w inne miejsca.
Nasiona zostały wyposażone w system chemicznych regulatorów, które uniemożliwiają im kiełkowanie przed zimą, dlatego też są zabezpieczone i rozpoczną swój cykl rozwojowy dopiero po przejściu przez okres niskich temperatur następnej wiosny a więc będą miały czas około pięciu miesięcy na osiągnięcie odpowiednich rozmiarów, wytworzenie kłącza i przetrwanie zimy dając nowe pokolenie.

Grążel żółty jest rośliną podlegającą ścisłej ochronie i dlatego też nie należy przenosić ich do akwarii lub sadzawek.

Dociekliwym i spragnionym wiedzy chciałbym zaproponować proste doświadczenie, które nie przyniesie zbytniej szkody naturze.
Ze znalezionego jesienią nad wodą, wyrzuconego na brzeg, otwierającego się owocnika można zebrać kilkanaście nasion i część z nich umieścić w akwarium a część przechować w lodówce w temperaturze około + 4 przez okres trzech-czterech miesięcy.
Nasiona od razu umieszczone w akwarium nigdy nie wykiełkują natomiast te przechowane w niskiej temperaturze i przeniesione do akwarium będą się rozwijać.
Świadczy to o obecności w nasionach pewnych substancji określanych jako inhibitory wzrostu (opisanych w rozdziale: regulatory wzrostu ), które ulegają rozkładowi pod wpływem działania niskiej temperatury w odpowiednio długim czasie umożliwiając kiełkowanie nasionom po nadejściu sprzyjających warunków.
Myślę, że te wiadomości pozwolą zrozumieć, dlaczego nie jest możliwa uprawa pewnych gatunków roślin w domowym akwarium.

Nie tylko szerokość geograficzna

Opisane zjawiska długości dnia i rozkładu temperatur występujące w Polsce są na tych długościach geograficznych bardzo zróżnicowane w okresie lata i zimy.
W strefach klimatycznych obejmujących zbliżone szerokości, lecz przesuniętych bardziej na zachód lub daleko na wschód klimat może być znacznie łagodniejszy a różnice temperatur w lecie i zimie znacznie mniejsze.
Położenie danej krainy geograficznej na określonej szerokości i długości oraz umiejscowienie w strefie wpływów prądów powietrza i prądów oceanicznych jak również wysokość nad powierzchnią morza danego obszaru kształtuje jej warunki klimatyczne.

Inne czynniki klimatyczne

Długość i szerokość geograficzna danego miejsca na ziemi określa jego warunki oświetlenia w ciągu roku natomiast rozkład temperatur uzależniony jest od bardzo wielu innych czynników klimatycznych.
Na rozkład temperatur rocznych danego obszaru największy wpływ mają prądy ciepłego lub zimnego powietrza przemieszczające się niezmiennie w określonych porach roku oraz ciepłe i zimne prądy wody w oceanach kształtujące klimat tego obszaru.
Takie przemieszczanie się mas powietrza i pływów oceanicznych ma charakter stały i powtarzający się każdego roku, dlatego też w wielu miejscach na kuli ziemskiej warunki termiczne odbiegają od naszych wyobrażeń przypisanych ich umiejscowieniu.
Przykładem może być Madagaskar położony niedaleko wschodniego wybrzeża Afryki w strefie równikowej, (tylko niewielka południowa część wyspy leży w strefie zwrotnikowej)
którego, umiejscowienie mogłoby sugerować bardzo gorący i stabilny w ciągu całego roku klimat.
Tymczasem Madagaskar jest bardzo specyficzną wyspą o ciepłym, ale nie gorącym klimacie i dość znacznymi zmianami temperatur w ciągu roku. Uwarunkowane jest to wpływem ciepłych i zimnych prądów oceanicznych zderzających się w pobliżu północno-zachodniego wybrzeża Madagaskaru obmywających wyspę i kształtujących wilgotny i łagodny klimat.
Wiele gatunków roślin wodnych pochodzących z Madagaskaru a zwłaszcza niepowtarzalny, piękny i intrygujący aponogeton madagaskarski nie nadają się do uprawy w wielogatunkowych akwariach.

Aponogeton madagaskariensis.

Jeżeli już jesteśmy przy temacie onowodka madagaskarskiego to chciałbym wspomnieć, że gatunek ten zaaklimatyzowany na „wyspie krzyża” Mauritiusie jest bardziej odporny na wyższe temperatury i ma czerwonawe zabarwienie liści oraz widoczny fioletowy odcień ogonków liściowych ( więcej szczegółów w rozdziale aponogetony ).

Leżący niedaleko na wschód od Madagaskaru Mauritius w strefie klimatu równikowego jest wyspą o cieplejszym klimacie i temperaturach znacznie bardziej wyrównanych w ciągu roku.
W tym przypadku pomimo zbliżonego położenia geograficznego cieplejszy klimat kształtują ciepłe prądy południowo równikowe opływające wyspę.
Nie zmienia to jednak w znaczący sposób problemów z aklimatyzacją roślin pochodzących z Mauritiusa.

Dlaczego niektóre gatunki roślin nie nadają się do akwarium ?

W handlu można spotkać wiele bardzo rzadkich, pięknych i ciekawych roślin pochodzących z importu, które w większości przypadków przewożone są nielegalnie i podlegają ochronie gatunkowej.
Zdecydowana większość tych roślin trafia w ręce niedoświadczonych akwarystów i w ich akwariach giną w bardzo krótkim czasie z bardzo prostych powodów wynikających z braku podstawowej wiedzy o fizjologii roślin.
Trudności z aklimatyzacją roślin pochodzących z południowej półkuli pojawiają się już w momencie posadzenia ich w akwarium. Przywożone latem zostały zabrane z wód o niższych temperaturach a trafiając do naszych akwarii napotkały na lato w środku zimy oraz bardzo długi dzień. Problemy te dotyczą zwłaszcza onowodków, które rozmnażają się poprzez nasiona lub młode rośliny wyrastające na kłosach kwiatostanowych.
Ta grupa roślin aby w ogóle mogła przetrwać wymaga odpowiednio krótkiego dnia ( przemiany skrobi i cukrów, odkładanie się inhibitorów wzrostu ), dość niskich temperatur oraz wielu innych czynników dotyczących chemii wody. Rośliny te w naturze rosną często nie więcej niż 2-3 lata a następne pokolenie wyrasta z nasion.
W wielu przypadkach w okresie suszy naturalne zbiorniki wysychają i zmuszają rośliny do wykształcenia systemu umożliwiającego przetrwanie gatunku.
Zapewne każdy nawet początkujący akwarysta przekonał się, że krajowe, rosnące w naszym klimacie rośliny takie jak: wywłuczniki i rogarki przeniesione do akwarium giną już po kilku dniach a inne na przykład rzęsa wodna może być prawdziwym utrapieniem zarastając całe lustro wody i chociaż dokładnie pozbierana i tak skądś się pojawia na nowo.

Jak to wyjaśnić ?

W świecie roślin podobnie jak w świecie zwierząt jedne gatunki posiadły duże zdolności przystosowania się do warunków życiowych odbiegających od ich pierwotnego i naturalnego środowiska a inne nie radzą sobie ze zmianami w ich otoczeniu. Ponadto w świecie roślin wodnych podobnie jak na ziemi są gatunki delikatne, wolno rosnące oraz takie, które rosną jak chwasty, produkują ogromne ilości nasion lub form zarodników przetrwalnikowych i potrafią opanować prawie każde środowisko.
Są to naturalne prawa przyrody „silniejszy wygrywa”, których nie jesteśmy w stanie zmienić a sprawą nadrzędną jest trwający ciągle proces ewolucji.
Jedne gatunki flory i fauny ewoluują przystosowując się do zmieniającego się klimatu ziemi i zmian w składzie powietrza oraz światła. (np. ultrafiolet ) Inne zwłaszcza te, które żyły od milionów lat w niezmiennych warunkach lub w izolacji od wpływu cywilizacji np. oderwane od kontynentów skrawki lądu stanowiące dzisiaj wyspy o specyficznym klimacie, których przykładem może być Madagaskar ze swoją niepowtarzalną endemiczną florą i fauną nie przystosowały się do nieustannych zmian w przyrodzie i prawdopodobnie zostaną skazane na zagładę.
Pytaniem jest tylko kiedy i czy za sprawą nas ludzi a w przypadku rzadkich roślin wodnych czy za sprawą nas akwarystów ?

Anubias z kwiatem ponad lustrem wody.