Biologie 10

 Thema 2 Ecologie

Basisstof 1 De organisatie niveaus van de ecologie De biotische factoren zijn de invloeden afkomstig zijn van de levende natuur. Abiotische factoren zijn de invloeden van de levenloze natuur. Een organisatienieveau is de betrekking van het individu op de populatie en de populatie op de levensgemeenschap. Alle populaties binnen een gebied zijn samen de levensgemeenschap. Daarbinnen beinvloeden al deze populaties elkaar. In elk gebied vormt de levensgemeenschap samen met de abiotische factoren een eenheid, ecosysteem. Basisstof 2 Voedselrelaties In een ecosysteem zijn vooral de voedselrelaties belangrijk. Een voedselketen is een reeks soorten waar elke soort de voedselbron is van de volgende soort, in een ecosysteem lopen meerdere voedselketens door elkaar, dat geheel van voedselrelaties in een levensgemeenschap wordt een voedselweb of net genoemd. De soorten aan het begin van de voedselketen zijn autotroof (producenten). Consumenten bevinden zich in alle daarop volgende schakels. Alle dode resten uit elke schakel vormen organisch afval (detritus) dat wordt gegeten door de afvaleters (detritivoren). Daarna worden de overgebleven dode resten door reducenten afgebroken tot anorganische stoffen. Dit proces heet mineralisatie. Dit is de kringloop van stoffen. Ecologische piramides In de voedselketens van een levensgemeenschap telt elke schakel meestal minder individuen dan de vorige schakel. Dit word weergegeven in een piramide van aantallen. Het totale gewicht van alle organische stoffen word biomassa genoemd. De hoeveelheid biomassa is de maat voor de productiviteit van het ecosysteem. In een piramide van biomassa wordt de biomassa van elke schakel van de voedselketen grafisch weergegeven. Een piramide van energie geeft van elke schakel van een voedselketen weer hoeveel enerdie in deze schakel is vastgelegd in moleculen can organische stoffen, de energie-inhoud. Een deel van de energie wordt doorgegeven aan de volgende schakel in de voedselketen. Zo onstaat er een energie stroom. In de piramide heeft elke schakel z’n eigen productiviteit, dat is de hoeveelheid energie die wordt vastgelegd in organische stoffen. In elke schakel van een voedselketen verdwijnt er energie uit de voedselketen. Basisstof 3 Populaties De grote van populaties wordt meestal weergegeven als de populatiedichtheid; het gemiddelde aantal individuen per oppervlakte-eenheid (op het land) of per volume-eenheid (in het water) Bepaling van de populatiedichtheid Het bepalen van populatiedichtheid: Kwadrantmethode (tellen van planten en kruipende insecten) In een ecosysteem een of meer plaatsen uitkiezen, waarvan de begroeiing een goede afspiegeling is voor de begroeiing in het gehele ecosysteem. Op deze plaatsen wordt een kwadrant (vierkant) uitgezet, waarbinnen de individuen van een soort worden geteld. Uit het aangetroffen aantal wordt berekend hoeveel individuen in het gehele ecosysteem voorkomen. Transect: langwerpige proefstrook. De begroeiing in een ecosysteem kan bijv. een geleidelijke overgang vertonen van het ene vegetatietype naar het andere type begroeiing onregelmatig?

Lijntransectmethode Route uitgezet die door alle soorten vegetatie loopt. De verschillende vegetatietypen moeten op deze route in dezelfde verhouding voorkomen als in het gehele ecosysteem. Zo’n route moet zorgvuldig worden uitgestippeld. Deze methode kan ook worden toegepast op vlinders. Merken en terug vangen. Wordt toegepast op diersoorten die in de natuur minder gemakkelijk zijn waar te nemen. Dieren van deze soorten worden gevangen, voorzien van een percentage gemerkt dieren merkteken en weer losgelaten. 2e vangst wordt populatiedichtheid berekend. Deze methode kan ook worden gebruikt voor onderzoek naar leeftijd en migratie(verplaatsing) van dieren. Verandering in de populatiedichtheid Beperkende factor: de minst gunstige factor bepaalt hoe groot de populatiedichtheid is. Het kan biotische zijn of abiotisch. Biologisch evenwicht: bij beide populaties schommelt de populatiedichtheid om een evenwichtswaarde. Negatieve terugkoppeling: Als de populatiedichtheid groter wordt, krijgen de factoren die een afname van de populatiedichtheid veroorzaken meer invloed. Als de populatiedichtheid kleiner wordt, worden de factoren belangrijker die de populatie doen groeien. Veranderingen in de populatiedichtheid kunnen worden geanalyseerd door bepaling: Geboortecijfer van een populatie geeft weer hoeveel individuen er per tijdeenheid door voortplanting ontstaan. Het wordt meestal weergegeven als het aantal jongen dat per jaar per 1000 individuen wordt geboren. In de natuur heeft elke soort zijn eigen geboortecijfer Sterftecijfer van een populatie geeft weer hoeveel individuen er per tijdseenheid sterven. Het wordt meestal weergegeven als het aantal sterfgevallen per jaar per 1000 individuen. Het sterftecijfer kan variëren per leeftijd Immigratie individuen die populatie binnen trekken Emigratie individuen die uit populatie weg trekken Populatiegroei Door immigratie kan een soort zich nieuw in een ecosysteem vestigen. Als de soort niet goed aangepast is aan het nieuwe milieu, verdwijnt ze weer snel door natuurlijke selectie. Als de soort voldoende is aangepast zal de populatie groeien. In het begin zullen de omstandigheden waarschijnlijk gunstig zijn. De populatie telt nog weinig individuen en zij zullen voldoende voedsel aantreffen. Onbeperkte hulpbronnen: populatiegroei worden vergeleken met de groei van een kolonie bacteriën op een voedingsbodem. De groei hierbij is exponentieel en het diagram vertoont een J-vormige groeicurve. bij exponentiële groei zullen na verloop van tijd de omstandigheden minder gunstig worden. Beperkte hulpbronnen: bij een grote populatiedichtheid neemt de invloed toe van de factoren die de populatiegroei beperken. Draagkracht: de maximale populatiegrootte die over langere tijd in een ecosysteem kan worden gehandhaafd.

Bij soorten met een hoog geboortecijfer treedt gemakkelijk exponentiële groei op als de omstandigheden gunstig zijn. Het is mogelijk dat na zo´n snelle grote de draagkracht van het ecosysteem korte tijd wordt overschreden. Daarna zal de populatiedichtheid teruglopen. Het teveel aan individuen kan sterven totdat de draagkracht van het ecosysteem is bereikt -> er stelt zich dan een biologisch evenwicht in. Als zo’n populatie zich nieuw in een ecosysteem vestigt, zal de groei aanvankelijk exponentieel zijn. Als snel neemt de populatiegroei af, doordat allerlei factoren gaan geen biologisch evenwicht. Als alle omstandigheden?tegenwerken. optimaal zijn/blijven. Zal dit evenwicht zich instellen op het niveau van de draagkracht. In een diagram vertoont de populatiedichtheid een s-vormige groeicurve. Vaak zijn er ook ongunstige factoren aanwezig, waardoor het evenwicht zal instellen op een niveau onder de draagkracht s-vormige groeicurve. Basisstof 4 Ecosystemen in verandering Door wind, regen en vorst begint de verwering van het rotsblok. In de klieren en scheurtjes ontstaat gruis. Deze ondergrond is voort korstmossen voldoende om te kunnen groeien. Al snel zullen de eerste diertjes zich tussen de pionierecosysteem (ecosysteem dat als eerst?korstmossen vestigen. ontstaat in een onbegroeid terrein) op het rotsblok ontstaan. Korstmossen zouten vrij. Door de?scheiden soms zuren af die ondergrond aantasten. ?organische stoffen uit dode korstmossen ontstaat op de ondergrond beetje humus: mengsel van organische en anorganische stoffen en microorganismen (reducenten) -> hierdoor treedt bodemvorming op. Op een bodem die zouten en humus bevat, kunnen mossen en sommige soorten kruidachtige planten zich vestigen. Op een bodem die zouten en humus bevat, kunnen mossen en sommige soorten kruidachtige platen zich vestigen. Deze planten zullen korstmossen langzaam verdringen. Als gevolg hiervan zullen er ook diersoorten zich gaan vestigen. Wortels van laten versnellen de verwering van het rotsblok. Door de dode resten van planten ontstaat er meer humus. Bovendien worden de abiotische factoren gematigder : overdag wordt het in de schaduw van de planten minder heet, ´s nachts houden de planten warmte vast. Hierdoor wordt het terrein geschikt voor steeds meet soorten planten en dieren. Successie: verandering van de soortensamenstelling van een levensgemeenschap, zodat deze geleidelijk in en andere overgaat. Tijdens successie in het ecosysteem de productie van nieuwe weefsels groter dan de afbraak van weefsels -> met gevolg dat de biomassa toeneemt. Successie kan uitmonden in een eindstadium, waarbij de abiotische factoren en de soortsamenstelling min of meer constant zijn -> climaxecosysteem. De productie van nieuwe weefsels is dan ongeveer even groot als de afbraak van weefsels, waardoor de biomassa nagenoeg gelijk blijft. De kringloop van stoffen is gesloten: er vindt weinig uitwisseling plaats met de omgeving van het ecosysteem. Als een stuk bos is gekapt, blijft een kale plek achter waar de abiotische factoren ongunstiger zijn voor de oorspronkelijke organismen De temperatuur schommelt sterk - er ontstaat geen humus meer - de kale bodem kan gemakkelijk uitdrogen en

bodemdeeltjes kunnen wegwaaien. Ondanks deze slechte omstandigheden raakte de kale plek meestal weer snel begroeid -> dit komt doordat de successie niet helemaal van voren af aan hoeft te beginnen (secundaire successie). De bodem beval al humus en zaden, vooral in de bovenste laag. Soorten kunnen zich er snel en makkelijk vestigen. De kringloop van stoffen is hierbij open: er kan gemakkelijk bodemmateriaal worden afgevoerd, maar er kunnen ook gemakkleijk populaties immigreren. De successie naar het climaxecosysteem verloopt snel. Verscheidenheid aan soorten(biodiversiteit): dit neemt toe tijdens successie. De vegetatie gaat gelaagdheid vertonen: laag bij bodem groeien onder andere mossen en kruidachtige zaadplanten, daarboven struiken en bomen. In het climaxecosysteem bereikt de soortenrijkdom zijn maximale waarde. Deze is onder andere afhankelijk van het klimaat. Climaxecosystemen kunnen kwetsbaar zijn voor veranderingen van buitenaf. De rijkdom aan afvaleters en reducenten is er groot, waardoor de mineralisatie van dode planten en dieren snel verloopt. De vrijkomende mineralen(korte tijd in bodem) worden door de planten opgenomen. Als bomen worden gekapt, de bovenste? erosie. ?komt de bodem los te staan aan regen en wind. laag van de bodem spoelt of waait weg. In gebieden waar erosie ontstaat, bevat de bodem bijna geen humus meer. De successie moet dan helemaal van voren af aan beginnen (primaire successie). Basisstof 5 Ecosystemen in Nederland Nederland: Duingebieden, loofbossen, naaldbossen, heidevelden en plassen. Duinen Dit zijn zandheuvels die door de wind zijn aangewaaid. In duinen zijn vaak verschillende stadia van de successie te zien. Onderscheiden d.m.v. plantengroei. De eerste planten moeten bestand zijn tegen Barre omstandigheden. Als ze worden ondergeschoven moeten ze er weer bovenuitgroeien. Als ze worden blootgewaaid en losgerukt, moeten ze zich opnieuw vastzetten. Ze moeten ook genoeg hebben aan een zeer laag gehalte aan humus in de bodem. Doordat deze planten zich hebben gevestigd, stuift het zand minder vaak weg en komt er langzaam meer humus in de bodem. Dit duurt een tijdje. Na verloop van tijd beginnen er struiken te groeien. Daarna vestigt zich er een duinbos met berken, wilgen en vlierstruiken. Loofbos Is veel door de mens geplant. Daardoor?een natuurlijke climaxecosysteem. kunnen ze een andere soortensamenstelling hebben dan het loofbos dat van nature in Nederland thuishoort. In een loofbos groeien de planten in verschillende lagen.

1. Op de bodem van een bos ligt strooisel = bestaat ui afgevallen takjes en bladeren. Er komen vele kleine dieren in voor. 2. Vlak boven het strooisel bevindt zich de moslaag. Hierin groeien onder andere mossen en paddenstoelen. 3. Boven de moslaag ligt de kruidlaag. hierin groeien varens, de bosbes en allerlei ander kruidachtige planten. 4. Daarboven bevindt zich de struiklaag 5. Boven aan de boomlaag met kruien van de bomen. Tussen de vier lagen vindt concurrentie plaats om het zonlicht en om op de bodem zoveel mogelijk zaden te kunnen laten ontkiemen. Naaldbos In Nederland komt het niet echt voor. Voor de houtwinning aangeplant. Naaldbomen groeien sneller dan loofbomen. In een naaldbos komen niet dezelfde lagen voor als in een loofbos. Een naaldbos is veel armer aan soorten dan loofbos. Heide Op de grens tussen bos en hei vindt een zware concurrentie plaats tussen bosplanten en heideplanten. Zaden van berken, eiken en dennen ontkiemen op de naburige heide. Als een heidegebied aan zijn lot zou worden overgelaten, zouden deze bomen de aanwezige struikhei verdringen. Plassen Als de mens niet ingrijpt, vindt er in plassen langzaam verlanding plaats. Bij deze successie kunnen we vier stadia in de plantengroei onderscheiden: 1. In het begin groeien er waterplanten onder moeilijke omstandigheden. Deze moeten drijvend kunnen leven of met lange stengels vanaf de bodem naar de oppervlakte kunnen groeien. 2. Wanneer dode plantenresten ?naar de bodem zinken, vormt zich daar ene laag modder of slib. hierdoor wordt de bodem van de plas opgehoogd. Vanaf de kant kunnen oeverplanten de plas in groeien. 3. De plas wordt kleiner. De oeverplanten zorgen ervoor, dat de bodem aan de rand van de plas verder Hierdoor kunnen moerasplanten zich er vestigen.?wordt opgehoogd. 4. Ten slotte zal de bodem zover zijn opgehoogd, dat er een broekbos kan groeien met onder andere wilgen en elzen. Deze fases: verlanding Basisstof 6 Competitie en coöperatie Binnen een populatie heeft elk individu relaties met een groot aantal soortgenoten. In een ecosysteem heeft elke populatie relaties met een voeding + voortplanting. Hierin kunnen?groot aantal andere populaties. we competitie (concurrentie) en coöperatie (samenwerking). Relaties binnen een populatie Tussen de individuen vindt competitie plaats om voedsel, voortplanting, ruimte of licht (bij planten). Individuen die het best zijn aangepast grootste overlevingskans = natuurlijke selectie.?aan het milieu Bij mannetjes bakenen in de voortplanting een eigen gebied?veel vogels ?af: territorium = dient als jachtgebied en als ruimte voor de jongen. voedsel veiliggesteld. Coöperatie tussen individuen van dezelfde populatie gebeurt onder andere bij de balts en bij de paring. Een paar kan ook samenwerken bij de verdediging en bij het zoeken naar voedsel. Dieren kunnen ook in groepen samenleven. Bv: school biedt bescherming tegen?haringen, zwerm spreeuwen, kudde zebra’s. predatoren = dieren en organismen dat zijn prooi actief bejaagt om deze te doden. Taken: sommige individuen zorgen voor de verdediging, andere voor het zoeken naar voedsel en weer andere voor de voortplanting. Relaties tussen populaties

Tussen populaties vindt ook competitie plaats voor voedsel, ruimte of hoeveelheid licht (bij planten). Meestal wordt te sterke competitie om het beschikbare voedsel tegengegaan, doordat de soorten zich specialiseren. Symbiose: het langdurig samenleven van individuen van verschillende soorten. De samenleving kan voor elk van de individuen voordelig, neutraal of nadelig zijn. De kleinste van beide individuen heeft altijd voordeel. 3 vormen: 1. Vb: mutualisme: beide populaties voordeel. Bij korstmossen allebei voordelen van de samenleving. 2. Vb: commensalisme: als het andere individu geen voordeel en geen nadeel heeft. 3. Vb: Parasitisme: leeft een individu (de parasiet) op of in een individu van een andere soort (de gastheer) en onttrekt er voedsel aan. Bij andere vormen van symbiose heeft één van beide individuen voordeel. Parasieten komen aan voedsel door bloed van de gastheer op te zuigen. Maretak en duivelsnaaigaren zijn plantaardige parasieten. Maretak onttrekt alleen water en voedingszouten aan de gastheer. Sommige parasieten zijn soortspecifiek: ze leven op of in een gastheer van één bepaalde soort. Ze zijn sterk aangepast aan het leven po of in deze gastheer. Vb: lintworm Basisstof 7 Abiotische factoren erfelijk bepaald.?Elk individu is aangepast aan het milieu waarin het voorkomt Tolerantie: het vermogen van organismen om schommelingen in een abiotische factor te kunnen verdragen. Ieder soort heeft op aarde een bepaald verspreidingsgebied waar de soort voorkomt. Dieren kunnen zich tot buiten het verspreidingsgebied verplaatsen. Tolerantiegrens: een uiterste waarde waarbij individuen van de soort kunnen overleven. Werkt als beperkende factor. Guppy’s tolerantiegebied. Als?kunnen niet leven beneden 5 °C of boven 38 °C. het aantal guppy’s in een diagram wordt uitgezet tegen de milieutemperatuur, ontstaat een optimumkromme. Het verspreidingsgebied van een soort die op het land leeft, hangt samen met het klimaat in dat gebied. Klimaat: is een combinatie van verschillende abiotische factoren: temperatuur, licht, lucht (wind) en water (neerslag). macroklimaat.?Er zijn op aarde grote gebieden waarbinnen (vrijwel) hetzelfde klimaat heerst. Elk plekje van een ecosysteem heeft zijn eigen microklimaat. Temperatuur De temperatuur bepaalt de verspreiding van planten en dieren over de wereld. Het leven van de meeste planten en van dieren met een wisselende lichaamstemperatuur (koudbloedige dieren) speelt zich af bij milieutemperaturen tussen 0 en 45°C. Warmbloedige dieren (vogels en zoogdieren) kunnen milieutemperaturen beneden 0°C verdragen. Chemische processen in organismen worden geregeld door enzymen dat de enzymactiviteit afhankelijk is van de temperatuur. Bij lage milieutemperaturen kunnen dieren met een wisselende lichaamstemperatuur niet actief zijn, doordat er geen enzymactiviteit bij deze dieren aanwezig is. De tolerantiegrenzen voor de temperatuur kunnen bij verschillende soorten sterk uiteenlopen.

Dieren met een constante lichaamstemperatuur moeten bij hoge gemakkelijker als de? warmte kwijtraken. ?milieutemperaturen lichaamsuitsteeksel groot zijn. Dieren met koude omgeving hebben kleine weinig lichaamswarmte verliezen.?uitsteeksel Licht fotosynthese.?Planten licht nodig Zonplanten groeien het best bij hoge lichtintensiteit. Weinig of geen schaduw. Schaduwplanten groeien het best bij een beperkte lichtintensiteit. Ze komen op schaduwrijke plaatsen voor. Vb: bodembegroeiing. Schaduwplanten grotere bladeren dan zonplanten. De bladeren bevatten meer bladgroen. Planten in het licht groeien langzamer dan planten in het donker. In het langer ontwikkelen ze meer harde?licht ontstaan stevige stengels. steunweefsels. Donker: lange, slappe stengels met weinig of geen steunweefsels. Daglengte (de tijd dat de zon boven de horizon staat) heeft grote invloed op planten en dieren, vooral op de voorplanting. Daglengte bepaald het tijdstip waarop veel planten in het voorjaar bloemen vormen. In zeeën en oceanen dringt licht alleen door in de bovenste waterlagen waar veel plankton voorkomt. Plankton: is de verzamelnaam voor micro-organismen die in water drijven. fotosynthese.?Plantaardig plankton Lucht De beweging van lucht(wind) is vooral van invloed op planten. Bij veel planten (windbloemen) zorgt de wind voor bestuiving. Bij planten met licht zaden of sporen zorgt de wind voor verspreiding. Waslaagje: gaat verdamping van water via de opperhuidcellen tegen. Ze liggen vooral aan de onderzijde van de bladeren. Hierdoor kan de wind de waterdamp minder goed afvoeren. Dit is vooral het geval als de huidmondjes diep verzonken in de opperhuid liggen of als de stengels en bladeren behaard zijn. Water Organismen in oppervlaktewater kunnen te maken krijgen met sterke schommelingen in de temperatuur of in de samenstelling van het water. Waterplanten: weinig stevige delen. Wortelstelsel is klein of afwezig. Waterlelie: zeer grote, slappe bladeren die op water drijven. Huidmondjes bevinden zich aan bovenkant bladeren. In stengels bevinden zich luchtkanalen waardoor de delen onder water van zuurstof worden voorzien. Waterdieren: zuurstof- en zoutgehalte van water belangrijk. Stromend water heeft hoger zuurstofgehalte dan stilstaand water. zoeken vochtige plekken op.?Landdieren: in vochtig milieu. zo weinig mogelijk water kwijt te raken.? aanpassingen?In droog milieu Bij sommige dieren is het waterverlies zo klein dat ze geen water hoeven te drinken. Bodemgesteldheid Elke bodem bestaat uit mengsel van boekdeeltjes van verschillende grootte. Elk bodemdeeltjes is omgeven door dun watervliesje.

Zand heeft grotere bodemdeeltjes dan klei. Bij klei zijn de holtes tussen bodemdeeltjes klein, waardoor klei goed water vasthoudt. Water loopt sneller door zand dan door klei. Klei is vruchtbaarder dan zand, doordat zouten beter vasthoudt. Maar door de kleine holtes tussen de bodemdeeltjes is het voor de wortels van planten moeilijker om erin door te dringen. Voor planten is humus in bodem belangrijk. Door activiteiten van reducenten levert humus voedingszouten voor planten en humus verbetert structuur van bodem. hoe beter zand water vasthoudt.Hoe meer humus in zand hoe beter wortels van planten erin doordringen.Hoe meer humus in klei Uitspoeling: in humusarme bodem zakt het regenwater snel weg naar diepere lagen. De bovenste bodemlagen worden daardoor voedselarm. In humus rijke bodem wordt het regenwater beter in de bovenste bodemlagen vastgehouden. Humus gaat uitspoeling tegen. De meeste humus zit in de bovenste laag van de bodem. Meer eigenschappen van de bodem van invloed op de soortensamenstelling van ecosysteem. Grondwaterstand: is in veel landbouwgebeden door ingrijpen van de mens lager geworden. PH van bodem: op plaatsen is pH van bodem oiv. de mens lager geworden (zure regen)