Ecologie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Zon en wolken.....

Maar bijna meivakantie!

Nog eventjes doorbijten

naar het CE

Soorten en populaties

Voorkennis:

Opfrissen:

de verschillende 

organisatieniveaus in de biologie. We gaan in dit hoofdstuk aan de slag met soorten en populaties. 

(6.1) Soorten en populaties

Leerdoelen:

• Je kan de wetenschappelijke binominale naamgeving toepassen. 
• Je kan het biologische soortbegrip uitleggen. 
• Je kan uitleggen wat een hybride is, hoe deze ontstaat en wat dit zegt over de verwantschap van de ouderdieren. 
• Je kan uitleggen wat een taxonoom doet.
• Je kan de drie domeinen benoemen en op grond waarvan organismen in deze groepen worden ingedeeld. 
• Je kan het verschil tussen pro- en eukaryoten benoemen en voorbeelden van organismen geven die tot deze groepen behoren. 

Dieren die er hetzelfde uitzien zijn niet altijd van dezelfde soort, waarom niet?

Wat is een soort?

Organismen behoren tot dezelfde soort als ze:

- overeenkomst hebben in uiterlijke kenmerken en samen vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen.

Tegenwoordig wordt daarnaast ook gebruik gemaakt van DNA-onderzoek om vast te stellen of twee organismen tot dezelfde soort behoren. 

Hybriden

Organismen kunnen wel voortplanten, maar de nakomelingen zijn onvruchtbaar!

Ik ben een zonkey

Binominale naamgeving

Soortnaam bestaat uit twee delen:

Geslachtsnaam (hoofdletter) en soortnaam (kleine letter). 

Linnaeus (1707-1778) publiceerde in 1735 zijn Systema Naturae, die zijn taxonomie bevatte voor het organiseren van de natuurlijke wereld. Linneaus ging uit van drie koninkrijken, die werden verdeeld in klassen, deze werden  verder onderverdeeld in orden, families, genera (enkelvoud: genus)  en soorten. 

Welke twee soorten mussen zijn het meest aan elkaar verwant?

1. staartmees en kuifmees
2. staartmees en koolmees
3. kuifmees en koolmees

Taxonomie

Vroeger: hoogste groep = rijk

Tegenwoordig: hoogste groep zijn de domeinen: 

• archaea
• bacteriën
• eukaryoten

Indeling in domeinen

kenmerk	archaea	bacteriën	eukaryoten
celmembraan	enkele laag fosfolipiden	dubbele laag fosfolipiden	dubbele laag fosfolipiden
kern	geen	geen	wel een kern
DNA	cirkelvormig	cirkelvormig	in chromosomen

Ook heeft elk domein een ander type rRNA

Behoren een hond en een wolf tot dezelfde soort? Leg uit.

 Ecologie

7.3 Ecosystemen

Voedselketen

Een voedselketen geeft de voedselrelaties in een ecosysteem weer. De voedselketen geeft aan hoe een reeks populaties met elkaar verbonden zijn. 

Voedselweb

• In een ecosysteem lopen diverse voedselketens door elkaar
• De diverse voedselketens vormen dan een voedselweb

• Planten beschermen zichzelf tegen vraat van insecten d.m.v. signaalstoffen. De signaalstoffen worden opgevangen door de planten in de omgeving die vervolgens gifstoffen produceren tegen de insecten.

Energiestromen

• Elke schakel in een voedselketen heet een trofisch niveau.
• In het eerste niveau bevinden zich de autotrofen. Zij produceren organische stoffen uit anorganische stoffen d.m.v. fotosynthese.
• De autotrofen worden daarom de producenten genoemd.
• De overige trofische niveau's worden consumenten genoemd.

Om de positie binnen de voedselketen aan te geven wordt in de trofische niveau's van de consumenten aangegeven in welke orde ze zitten.

• De 1e groep consumenten worden de consumenten van de 1e orde genoemd. De 2e groep consumenten van de 2e orde etc. 

Consument 3e orde

Consument 2e orde

Consument 1e orde

Producenten

Fytoplankton

Kleine vissen

Leguaan

Slang

Toppredator

Energiestromen

• Opbouw van organische moleculen uit kleinere moleculen wordt assimilatie genoemd.
• Bij assimilatie wordt energie vastgelegd.
• De afbraak van grote organische moleculen naar kleine moleculen wordt dissimilatie genoemd. 
• Bij dissimilatie komt energie vrij. 
• Producenten kunnen glucose vormen vanuit anorganische stoffen. Dit noemen we koolstofassimilatie. 
• Bij voortgezette assimilatie wordt van glucose nog grotere organische stoffen gevormd zoals vetten, eiwitten en koolhydraten.
• Voor voortgezette assimilatie hebben planten en dieren mineralen nodig

Waar halen producenten de energie vandaan dat nodig is voor de koolstofassimilatie?

Wat is de chemische formule van fotosynthese?

+

+

H2O (water)

CO2 (koolstofdioxide)

C6H12O6 (glucose)

O2 (zuurstof)

Energiestromen

Assimilatie

Dissimilatie

Verbranding

Opbouw

van o.a. glucose

Fotosynthese

Afvaleters

• Dode resten van organismen kunnen worden gegeten door afvaleters (detrivoren). 
• De afvaleters zijn net als alle andere dieren consumenten in de voedselketen.

Reducenten

De overgebleven dode resten worden door bacteriën en schimmels (reducenten) afgebroken tot anorganische stoffen (koolstofdioxide, water, mineralen). Dit proces heet mineralisatie. Producenten hebben de mineralen weer nodig voor de assimilatie. Reducenten sluiten dus de kringloop.

Kringloop van stoffen

Piramiden en stromen in ecosytemen

De organismen per trofisch niveau kun je weergeven in een ecologische piramide.

In de afbeelding zie je het aantal organismen en het totale gewicht van alle organische stoffen (Biomassa) per trofisch niveau.

Piramide van aantallen

Piramide van biomassa

Energiestroom

• In een voedselpiramide wordt een deel van de biomassa doorgegeven aan het volgende trofische niveau.
• Bij iedere stap gaat energie verloren door dissimilatie, afgestorven weefsel en onverteerd weefsel (ontlasting).

Netto primaire productie

npp=bruto primaire productie- dissimilatie

-->

groei of afname in biomassa = energie opgeslagen mbv fotosynthese - energie verbruikt voor stofwisselingsprocessen

Primair: het gaat dus om de producenten

Successie

pioniersecosysteem ---------------- climaxecosysteem

Verandering van de soortensamenstelling van een levensgemeenschap

Pioniersecosysteem

• Eerste ecosysteem op kaal terrein
• Weinig verschillende soorten--> simpel voedselweb
  
• Abiotische factoren wisselen
  
• Open kringloop
• Biomassa neemt toe

Gradiëntecosysteem

Duidelijk zichtbaar in Nederland:

Van de kust naar het binnenland is er een geleidelijke overgang van één toestand naar de tegenovergestelde 

zout - zoet, kalkrijk - kalkarm, nat-droog

Heeft als gevolg dat verschillende gebieden zichtbaar zijn:

Strand, zeereep, open duinvalleien, stuweelduinen en binnenduinrandbossen

Climaxecosysteem

-In een climaxecosysteem zijn abiotische factoren en de soortensamenstelling min of meer constant

-Netto primaire productie ongeveer even groot als de afbraak van weefsels -> biomassa blijft nagenoeg gelijk

-Kringloop van stoffen is gesloten

-In een climaxecosysteem is gelaagdheid zichtbaar

Wat is typerend aan een pioniersecosysteem

1. Complex voedselweb
2. Weinig soorten met hoge aantallen individuen
3. Veel soorten met lage aantallen individuen
4. Lange voedselketens

PIONIER ecosysteem

CLIMAX ecosysteem

PRIMAIR * vanaf niks, bijv. door erosie

                   * geen humus

                   * successie moet opnieuw beginnen.

SECUNDAIR  * opbouw na verstoring, bijv. brand of bomenkap

                           * humus aanwezig in de bovenste laag 

                           * successie hoeft niet van begin af aan, snelle begroeiing 

verandering in soortensamenstelling

in een bepaald gebied

SUCCESSIE

Indicatorsoort

Soort dat kenmerkend is voor een bepaalde abiotische factor in een ecosysteem

VB: kom je deze plant (duindoorn) in de duinen tegen: je bent ten zuiden van Bergen aan Zee (kalkgrens), hij groeit op kalkrijke grond

Er barst een ondergrondse vulkaan uit en er ontstaat een nieuw eiland. Welke successie gaat waarschijnlijk plaatsvinden?

1. Primaire successie
2. secundaire successie

de ronde zonnedauw is een vleesetende plant die je kunt tegenkomen in voedselarme (stikstofarme grond). hoe noemen we zo'n soort?

Kantelpunten

- Ecosystemen tot een bepaald niveau (dynamisch)           stabiel zijn.

- na het overtreden van het omslagpunt/kantelpunt 

   een nieuw ecosysteem ontstaat

- terugkeer naar het oude ecosysteem dan niet meer 

   zo makkelijk is.

Ecosystemen zijn bestand tegen abiotische en biotische veranderingen (toleratie).

Schommelingen in bijvoorbeeld temperatuur en hoeveelheid zonlicht of in aantallen van producenten of predatoren zijn normaal.

(bijvoorbeeld zeehonden virusziekte)

Een ecosysteem is dynamisch en herstelt zich.

Ecosysteem en UNESCO werelderfgoed: de Waddenzee

Maar er is wel een grens aan de flexibiliteit van ecosystemen. Als die grens wordt overscheden, dan is herstel niet meer mogelijk, maar verandert het ecosysteem blijvend. Deze grens noem je het kantelpunt of omslagpunt.

Bij successie (pionierecossteem/climaxecosysteem) kom je dat bijvoorbeeld tegen.

1. kleiner dan 1
2. ongeveer gelijk aan 1
3. groter dan 1
4. -

In de jaren zeventig namen we het niet zo nauw met de hoeveelheid fosfaat (P) dat in het oppervlakte water terecht kwam.

Het aantal gram fosfaat (P) per m2 per jaar noemen we de fosfaat belasting.

De toename van van fosfaat had lange tijd geen invloed op het ecosysteem. Het ecosysteem kon deze verandering tegengaan. Tot dat het kantelpunt bereikt was. Het water werd troebel en er ontstond een nieuw ecosysteem met een andere soort samenstelling en andere abiotische factoren (troebel water, minder licht).

In Nature beschrijven Scheffer en co-auteurs een aantal voorbeelden van ecosystemen die ‘omgeklapt’ zijn, zoals de Veluwse randmeren. In het begin van de jaren zeventig werden deze meren opeens troebel, brasem en algen kwamen in de plaats van onderwaterplanten en een breed scala aan diersoorten. Oorzaak was de decennialange eutrofiëring van de meren waardoor algen uiteindelijk de overhand kregen. Opvallend genoeg was de nieuwe toestand uitermate stabiel, de meren ‘verarmen’ hielp aanvankelijk niet. Pas bij een heel laag nutriëntenniveau, veel lager dan voor de omslag, keerde de oude, heldere toestand terug.

Hoe komt dat? Door terugkoppelingsmechanismen zijn beide toestanden stabiel. In de troebele, eutrofe toestand woelen vissen de bodem om op zoek naar voedsel. Vissen eten watervlooien waardoor ze de algen tegen die filteraars beschermen. In de heldere toestand nemen onderwaterplanten overtollige nutriënten op, maken ze via hun wortels de bodem steviger, en bieden ze een schuilplaats aan plankton-etende vlooien. Scheffer: ‘De systemen zijn zelfstabiliserend. Troebel blijft troebel en helder blijft helder.’

Geef een heldere omschrijving (niet googelen) van eutrofiëring

vervolg kantelpunt...

In deze grafiek zie je de hoeveelheid bladgroen (chlororfyl) uitgezet tegen de toenemende Fosfof belasting (in gram per m2 per jaar).

Ook zie je verschillende soorten producenten en consumenten.

Zie volgende dia's voor verdere uitleg

Met de rode lijn is de verandering aangegeven

als je start vanuit het oorspronkelijke ecosysteem, namelijk helder water. (van links naar rechts)

Je ziet dat lange tijd de hoeveelheid bladgroen laag blijft. Er zijn waterplanten onder water en allerlei kleine vissoorten; het water blijft helder.

Na het kantelpunt neemt de hoeveelheid alg (bladgroen) enorm toe en zie je veel brasem, een vissoort die ook nog de bodem omwoelt.

Kantelpunt

Met de groene lijn is de verandering aangegeven
als je start vanuit het troebele ecosysteem. De fosfaat belasting neemt dan af. (van rechts naar links in de grafiek)

Je ziet dat lange tijd de hoeveelheid bladgroen hoog blijft.

Pas na het kantelpunt is er een nieuw ecosysteem helder water.

Dit kantelpunt ligt op een andere plek. Allebei de ecosystemen zijn dus bestand tegen veranderingen.

Kantelpunt

Niet vergeten

Koolstof- en stikstofkringloop

Binas 93 F & G

Tot de volgende keer!

https: