Ecologie Les 6: Stikstofkringloop en eilandtheorie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Stikstofkringloop, eilandtheorie

H16 §2

H15 §2

Ecologie

Opgave 6 (15.1)

Binas 93A2

Een ecoloog bepaalt de energiestromen bij organismen in een rivier. De efficiëntie waarmee planten met energie omgaan is Pp/I; bij herbivoren is dat Ph/Pp.

Wie gaan efficiënter om met energie, planten of herbivoren? Geef je berekening weer in procenten.

Belangrijk:

P = productiviteit op een bepaald niveau (Ph is productiviteit herbivoren)

Productiviteit is dus alle stoffen gebruikt voor groei (en ontwikkeling) van het organisme.

I = Inname, voor planten totale hoeveelheid fotosynthese, voor consumenten al het opgegeten voedsel. 

Lees af: bij planten P= 63 kJ/m2/dag

Bij planten I = 6300 kJ/m2/dag

Efficiëntie = 0,1     (=63 /  6300)

Opgave 6 (15.1)

Binas 93A2

Een ecoloog bepaalt de energiestromen bij organismen in een rivier. De efficiëntie waarmee planten met energie omgaan is Pp/I; bij herbivoren is dat Ph/Pp.

Wie gaan efficiënter om met energie, planten of herbivoren? Geef je berekening weer in procenten.

Belangrijk:

P = productiviteit op een bepaald niveau (Ph is productiviteit herbivoren)

Productiviteit is dus alle stoffen gebruikt voor groei (en ontwikkeling) van het organisme.

I = Inname, voor planten totale hoeveelheid fotosynthese, voor consumenten al het opgegeten voedsel. 

Lees af: bij herbivoren P = 63 kJ/m/dag

I = 6,3 kJ/m2/dag

Efficientie = 10% (=6,3/63)

Opgave 6 (15.1)

Binas 93A2

De productiviteit van de dieren die herbivoren eten (Pc) is 20%. Hoe groot is Pc in kJ/m2/dag?

Belangrijk:

P = productiviteit op een bepaald niveau (Ph is productiviteit herbivoren)

Productiviteit is dus alle stoffen gebruikt voor groei (en ontwikkeling) van het organisme.

I = Inname, voor planten totale hoeveelheid fotosynthese, voor consumenten al het opgegeten voedsel. 

20% van 6,3 = 1,26 kJ/m2/dag

Opgave 6 (15.1)

Binas 93A2

Leg uit dat de herbivoren in een rivier meer van de planten eten dan de herbivoren in een bos.

In een bos hebben de planten meer houtige delen dan in een rivier. Hout is over het algemeen niet aantrekkelijk voor planteneters. In een rivier valt dus relatief meer te eten.

Opgave 7 (15.1)

Binas 93A1

Hoeveel procent van de energie die bij fotosynthese is vastgelegd komt in de topcarnivoor?

Belangrijk:

We gaan van fotosynthese naar topcarnivoor. 

De berekening wordt dus:

Plant > herbivoor - 16%

herbivoor > carnivoor - 11,4%

carnivoor > topcarnivoor - 5,5%

= 1*0,162*0,114*0,055 = 0,001. Dus 0,1%

Dus totale hoeveelheid fotosynthese (100%) komt maar 16% bij herbivoor, van die 16% komt er 11,4 bij carnivoor en van die 11,4% komt maar 5,5% bij de topcarnivoor.  

Opgave 7 (15.1)

Binas 93A2

Bereken hoeveel procent van de energie die ongewervelde herbivoren, zoals krekels en sprinkhanen, binnen krijgen, terechtkomt in lichaamsstoffen (P/I).

Belangrijk:

I is wat er opgenomen wordt

A is wat er omgezet wordt naar nuttige stoffen

P is wat er omgezet wordt naar lichaamseigen stoffen.

Eerst van I naar A = 40%

Ongewervelde herbivoren

Daarna van A/I naar Pn = 40%.

0,4 * 0,4 = 0,16. Dus 16 %

Opgave 7 (15.1)

Binas 93A2

Bereken hoeveel procent van zijn voedsel een gewervelde herbivoor zoals een koe, omzet in bijvoorbeeld vlees en melk.

Belangrijk:

I is wat er opgenomen wordt

A is wat er omgezet wordt naar nuttige stoffen

P is wat er omgezet wordt naar lichaamseigen stoffen.

Eerst van I naar A = 50%

Gewervelden (endotherm), herbivoor

Daarna van A/I naar Pn = 2%.

0,5 * 0,02 = 0,01. Dus 1%.

Opgave 7 (15.1)

Binas 93A2

Wat valt je op aan de gegevens (7c, Binas 93A2).

Belangrijk:

Vage vraag. 

Goed aflezen tabel in boek, vraag lijkt over de binastabel te gaan...

De sprinkhaan en de meelworm bevatten flink wat eiwitten, vergelijkbaar met de kip. De krekel en de sprinkhaan bevatten weinig vetten, vergelijkbaar met de kip.

Deze les

- kun je onderdelen van stikstofkringloop uitleggen

- weet je waar organismen fosfaat voor gebruiken en hoe zij aan fosfaat komen.

Snelle koolstof

Bouwsteen in alle organische stoffen: vet, eiwit, koolhydraat, DNA, enz.

Snelle koolstofkringloop

Bron van koolstof: CO2 

Opname door: fotosynthese (glucose)

Gebruikt door hele voedselketen.

Door verbranding komt CO2 weer vrij.

Langzame koolstof

Bij anaerobe verbranding door bacterien komt koolstof als CH4 vrij.

Langzame koolstofkringloop:

Ook is veel koolstof opgeslagen in fossielen in kalkgesteenten of fossiele brandstoffen.

Bij vrijkomen dragen bij aan versterkt broeikaseffect.

Stikstofkringloop

Stikstof nodig voor verschillende organische stoffen: DNA, aminozuren, chlorofyl.

Bron van koolstof: NO3-

Opname door: stikstofassimilatie

Gebruikt door hele voedselketen.

Bij afbraak door bacteriën komt stikstof weer vrij (in verschillende vormen).

Nitraat, bevat stikstof die planten kunnen opnemen.

Stikstofassimilatie is het inbouwen van stikstof in grotere andere stoffen (zoals DNA en aminozuren)

Dieren eten planten en verteren eiwitten, DNA tot de bouwstenen (met daarin stikstof). Deze bouwstenen (aminozuren en nucleotiden) nemen zij op in hun darmen en maken daar hun eigen stoffen van (DNA en eiwitten), dit wordt voorgezette assimilatie genoemd.

Bacterien doen hetzelfde als dieren. Ze eten (dode resten van) planten en dieren en verteren de stikstofrijke stoffen (DNA, eiwitten) en gebruiken de bouwstenen die ontstaan om eigen stikstofrijke stoffen te maken.

Stikstofkringloop

Als producenten NO3- opnemen, assimileren zij dit naar organische stoffen. 

Consumenten en reducenten maken hier, na vertering, hun eigen organische stoffen van.

Nitraat, stof met stikstof die planten kunnen opnemen.

Stikstofassimilatie is het inbouwen van stikstof in grotere andere stoffen (zoals DNA en aminozuren)

Dieren eten planten en verteren eiwitten, DNA tot de bouwstenen (met daarin stikstof). Deze bouwstenen (aminozuren en nucleotiden) nemen zij op in hun darmen en maken daar hun eigen stoffen van (DNA en eiwitten), dit wordt voorgezette assimilatie genoemd.

Bacterien doen hetzelfde als dieren. Ze eten (dode resten van) planten en dieren en verteren de stikstofrijke stoffen (DNA, eiwitten) en gebruiken de bouwstenen die ontstaan om eigen stikstofrijke stoffen te maken.

Stikstofkringloop

Stikstof komt vrij in de kringloop in:

- dode organismen (organische stoffen)

- door dissimilatie van eiwitten als ureum/urinezuur

Beide worden door bacterien afgebroken naar ammoniak.

Hier zie je pijl met (dode) resten van planten en dieren. Hierin zitten stikstofrijke stoffen.

Overtollige aminozuren worden verbrandt (dissimilatie) en daarbij onstaat ureum (of urinezuur, bij vogels, of ammoniak, bij vissen).

Stikstofkringloop

Ammoniak komt in de bodem terecht en reageert naar ammoniumionen (en terug).

In de bodem zitten bacteriën die energie kunnen halen uit de omzetting van:

- ammoniak (NH3) naar stikstofgas (N2)

- ammoniumionen (NH4+) naar nitriet (NO2-)

- nitriet (NO2-) naar nitraat (NO3-)

- nitraat (NO3-) naar ammoniumionen (NH4+)

- nitraat (NO3-) naar stikstofgas (N2)

Hier zie je pijl met (dode) resten van planten en dieren. Hierin zitten stikstofrijke stoffen.

Overtollige aminozuren worden verbrandt (dissimilatie) en daarbij onstaat ureum (of urinezuur, bij vogels, of ammoniak, bij vissen).

Ammoniak naar stikstofgas laat stikstof uit de bodem verdwijnen. 

Deze stikstof kan alleen terugkomen door bacterien die stikstofgas kunnen opnemen en omzetten in nitraat.

De pijl van nitraat naar ammoniumionen is niet weergegeven, dit is een verstorende route.

Omzetten van nitraat naar stikstofgas is een verstorende route omdat de stikstof uit de bodem verdwijnt. Dit kan alleen terug de bodem inkomen als andere bacterien stikstofgas weer omzetten naar nitraat.

Deze nitrietbacterien zorgen voor een belangrijke omzetting van ammoniumionen naar nitriet. Nitriet kan alleen maar omgezet worden naar nitraat (door nitraatbacteriën).

Nitraatbacterien zetten nitriet om in nitraat. Door deze omzetting komt er nitraat in de bodem dat weer door planten gebruikt kan worden.

Stikstofkringloop

Stikstofgas dat in de atmosfeer zich bevindt kan door sommige bacteriën omgezet worden in nitraat. 

Stikstof in de lucht kan zure regen veroorzaken of vermesting.

Stikstof kan ook verloren gaan door uitspoeling naar andere ecosystemen (rivieren/zee).

Dit kan leiden tot eutrofiëring.

 

Hier zie je pijl met (dode) resten van planten en dieren. Hierin zitten stikstofrijke stoffen.

Overtollige aminozuren worden verbrandt (dissimilatie) en daarbij onstaat ureum (of urinezuur, bij vogels, of ammoniak, bij vissen).

Ammoniak naar stikstofgas laat stikstof uit de bodem verdwijnen. 

Deze stikstof kan alleen terugkomen door bacterien die stikstofgas kunnen opnemen en omzetten in nitraat.

De pijl van nitraat naar ammoniumionen is niet weergegeven, dit is een verstorende route.

Omzetten van nitraat naar stikstofgas is een verstorende route omdat de stikstof uit de bodem verdwijnt. Dit kan alleen terug de bodem inkomen als andere bacterien stikstofgas weer omzetten naar nitraat.

Deze nitrietbacterien zorgen voor een belangrijke omzetting van ammoniumionen naar nitriet. Nitriet kan alleen maar omgezet worden naar nitraat (door nitraatbacteriën).

Nitraatbacterien zetten nitriet om in nitraat. Door deze omzetting komt er nitraat in de bodem dat weer door planten gebruikt kan worden.

Deze bacterien nemen stikstofgas uit de atmosfeer op en maken hier nitraat van. Deze bacterien leven vaak in de wortelknolletjes van planten. De plant neemt de nitraat op, de bacterie krijgt van de plant glucose: symbiose.

Uitspoeling naar andere ecosystemen kan er voor zorgen dat daar eutrofiëring (algenbloei) plaatsvindt.

Oefenen

Maken vragen 16.2

Populatiegrootte

Grootte van een populatie varieert.

Afname door:

- sterfte,

- emigratie

Toename door:

- geboorte,

- immigratie.

Hoe hebben (a)biotische factoren invloed hierop? 

Factoren kunnen dichtheidsafhankelijk (bijv. concurrentie) zijn of onafhankelijk (bijv. ramp).

Wat bepaalt hoeveel soorten er op een eiland kunnen leven?

Op welk eiland verwacht je de meeste soorten?

Eilandtheorie

Eilandtheorie voorspelt hoeveel soorten er op een eiland kunnen leven. 

Basis eilandtheorie:
immigratie en extinctie.

Groter eiland: meer ruimte en niches

Dichtbij vaste land: meer immigratie

VS -->

Eilandtheorie

Eilandbiogeografiemodel