Ecosysteem ecologie
Ecosysteem
voedselrelaties
Ga naar start.me en open de oefening 3 voedselketen - voedselweb
Doe de oefening en maak vervolgens de aangeleverde vragen.
Tijd over? Doe dan de oefening 4 voedselketen
Begrippen voedselrelaties:
Trofische niveaus = Ecosystemen bestaan uit verschillende trofische niveaus : Producenten, consumenten( 1ste orde, 2de orde, etc.), reducenten
Voedselketen = Een keten van organismen die eten en gegeten worden. Via een voedsel keten wordt energie van organisme naar organisme doorgegeven.
Voedselweb = meerdere voedselketens in een ecosysteem vormen een ingewikkeld netwerk.
Oceanen: voedselweb + energiestromen
Ecosysteem
energiestroom binnen voedselrelaties
-Alle organismen hebben energie nodig voor groei en beweging
-Energie stroomt de meeste ecosystemen binnen in de vorm van zonlicht, dat wordt omgezet in chemische energie door fotosynthetische organismen
Ecosysteem
productiviteit van een ecosysteem: dat is de netto primaire productie per oppervlakte-eenheid per tijdseenheid.
Bruto primaire productiviteit = de totale hoeveelheid vastgelegde chemische energie; het resultaat van de fotosynthese (organische stoffen zoals glucose)
Netto primaire productiviteit= . Een gedeelte van de bruto primaire
productiviteit wordt verbrand door de planten, de rest wordt gebruikt voor groei. De gewichtstoename (=biomassa) door deze groei heet de netto primaire productie. De netto primaire productie wordt uitgedrukt in gram drooggewicht.
Netto primaire productiviteit vormt de energiebron voor alle heterotrofe organisme op aarde.
Een voorbeeld: stel een plant maakt in één dag 5 gram glucose (bruto primaire
productie). De plant verbrandt 3 gram per dag, er blijft dus 5 - 3 = 2 gram per dag over om in gewicht toe te nemen (netto primaire productie). Deze 2 gram is ‘beschikbaar' voor het ecosysteem
interactieve afbeelding.
Secundaire productiviteit= de hoeveelheid biomassa die consumenten en reducenten vormen uit het voedsel dat ze eten.
Voorbeeld: Een koe eet het gras. Maar zij eet alleen de grassprieten, niet de wortels. Niet alle biomassa van het gras verdwijnt dus in de koe. De koe doet het volgende met het gras:
- zij poept een deel onverteerd uit;
- zij verteert de rest.
Het verteerde gras levert na verbranding energie op voor eigen stofwisselingsprocessen, beweging en warmte. De koe wordt hier niet zwaarder van. Daarnaast bouwt de koe zichzelf op uit de grondstoffen uit het gras, waardoor haar biomassa
toeneemt. Een koe moet 10 kilo drooggewicht gras eten om 1 kilo zwaarder te worden (vers gras bestaat voor ongeveer 90%
uit water). De biomassa die de koe zelf maakt noem je de secundaire productie in een ecosysteem.
Voedselpiramiden
Voedselpiramiden zijn grafische weergaven van de productiviteit binnen een ecosysteem. Dat is meestal uitgedrukt in biomassa maar kan ook in energie en aantallen organismen.
Ga naar Mypip.nl en open de oefening voedselpiramiden
Doe de oefening en maak de vragen 6, 7, 10 en 11 van Hfst 17.3 (16.3) Energiestroom van het boek Biologie voor het MLO.
Ecosysteem
productiviteit van een ecosysteem: dat is de netto primaire productie per
oppervlakte-eenheid per tijdseenheid.
Samenvatting:
Wat moet je kunnen beschrijven en uitleggen...
Ecologische niveaus: individu, populatie, levensgemeenschap, ecosysteem
Voedselrelaties:
Trofische niveaus: producenten, consumenten, reducenten
Voedselketen, voedselweb
Energiestroom in een ecosysteem
Productiviteit van een ecosysteem: bruto primaire productiviteit, netto primaire productiviteit, secundaire productiviteit, biomassa
voedselpiramiden
Stabiliteit en draagkracht van ecosystemen
Biologische evenwicht
Dan blijven de aantallen planten en dieren en de biotische en abiotische factoren van een ecosysteem min of meer gelijk, waardoor een ecosysteem een bepaalde stabiliteit en draagkracht krijgt
Stabiliteit van een ecosysteem
Stabiliteit neemt toe naarmate de soortenrijkdom, diversiteit en de complexiteit van het voedselweb toeneemt
Draagkracht van een ecosysteem
= De maximale verstoring waarbij een ecosysteem zich nog kan handhaven. Als de verstoring groter is dan de draagkracht, verdwijnt een ecosysteem
Verstoringen zijn bijvoorbeeld veranderingen in energie- en stoffenkringlopen
Opdracht
Maak de vragen 17 t/m 21 van hfdst 17 van het boek “Biologie voor het MLO”
Stabiliteit en draagkracht van ecosystemen
Hoe groter de biodiversiteit ( =biologische diversiteit) van een ecosysteem, des te groter is de stabiliteit van een ecosysteem
Biodiversiteit in 3 niveaus:
Genetische diversiteit
De verschillende genen in een populatie maar ook tussen populaties van eenzelfde soort zorgen vaak voor adaptaties (=aanpassen aan) aan lokale condities of b.v. milieuveranderingen. “Evolutie”
Soorten diversiteit
Verschillende soorten in een ecosysteem zorgen voor stabiliteit
Biodiversiteit crisis - betekent dat de verscheidenheid aan soorten zodanig aan het afnemen is dat de stabiliteit van 1 of meerdere ecosystemen
verloren kan gaan
Rode lijst van bijna uitgestorven en/ of bedreigde soorten;
http://www.iucnredlist.org/
Ecosysteem diversiteit
Door de vele interacties van verschillende soorten op elkaar in een
ecosysteem, kan de extinctie (uitsterven) van 1 soort een negatief impact hebben op de andere soorten in het ecosysteem. (Voedselketen/
voedselweb)
Opdracht:
Maak een klein groepje van 3 -4 personen een mindmap/overzicht Zet in het midden van je A3 blad:
Bedreigingen voor biodiversiteit
Bedenk/Zoek/ noteer voorbeelden van bedreigingen.
Vat ze op het laatst samen tot 5 a 6 hoofdthema’s
Bedreigingen voor de biodiversiteit
Door de impact van de mens is de snelheid waarmee de biodiversiteit verdwijnt 100 tot 1.000 keer groter dan de natuurlijke snelheid van uitsterven. Als er geen actie wordt
ondernomen, zal de snelheid waarmee soorten uitsterven in de toekomst nog 10 tot 100 keer verhogen.
Bedreigingen voor biodiversiteit
Vernietiging en versnippering van habitats (leefgebieden) - case study: Bijen
Overexploitatie - case study: Onze noordzee
Invasieve soorten (Exoten ) – case study: grote waternavel
Klimaatverandering - case study: bonte vliegenvanger
Verontreiniging en vermesting - case study: de slechtvalk
Ga naar Start.me en open de oefening 6 Biodiversiteits quiz
Doe de oefening en kies je eigen moeilijkheidsgraad
Tijd over? Doe dan ook het spel biodivercities
Soorten diversiteit
Welke factoren beïnvloeden de soorten samenstelling binnen een levensgemeenschap?
Interacties tussen soorten
(een effectieve predator kan zijn prooi tot extinctie drijven)
Klimaat in het gebied waarin de levensgemeenschap leeft
Variaties in temperatuur, afstand van de evenaar, regenval, dichtbij een stroom; rivier; zee; tijdelijke variaties zoals uitzonderlijke droogten, temperatuur dalingen tot onder nul, overstromingen
Geografische locatie van het gebied
een eiland verder weg van het vasteland heeft vaak een kleiner aantal soorten dan een eiland dicht bij het vasteland
Heterogeniteit van het gebied
Als er meer variatie, of heterogeniteit, in de omgeving van een gemeenschap is, kan dit leiden tot grotere soorten rijkdom omdat er meer afzonderlijke habitats zijn die bezet worden.
Frequentie van storende gebeurtenissen (waaronder stormen, veldbranden en aardverschuivingen) kan de structuur van een gemeenschap beïnvloeden.
De tussenstoornishypothese suggereert dat gemeenschappen met een gemiddeld (intermediair) niveau van storing een grotere soortenverscheidenheid kunnen hebben dan gemeenschappen met zeer
frequente of zeer zeldzame storingen
Opdracht:
- We gebruiken de placemat vorm
-Schrijf in je eigen vakje de verschillende relaties tussen soorten op
- Probeer je verhaal te ondersteunen met bekende voorbeelden van relaties/
interacties tussen soorten
-Je krijgt hiervoor 10 minuutjes
Soorten diversiteit
Interacties tussen soorten binnen een levensgemeenschap
Probeer nu met je groep, jullie zinnen samen te vatten in het midden van de placemat tot bekende begrippen/termen.
Competitie (-/-)
Predatie (+/-)
Herbivorie (+/-)
Symbiose
Parasitisme (+/-)
Mutualisme (+/+)
Commensalisme (0/+)
Facilitatie (+/+) of (0/+)
Interspecifieke interacties
kunnen van invloed zijn op de overleving en reproductie van elke soort en het effect wordt vaak aangeduid als positief (+), negatief (–) of geen effect (0
)http://www.studiobiologie.nl/KB2/H01_02/index2.html
Soorten diversiteit
Interacties tussen soorten binnen een levensgemeenschap
Competitie (concurrentie) om
Voedsel
Als soorten van hetzelfde voedsel afhankelijk zijn
Territorium (leefgebied)
B.v. concurrentie om nestgelegenheid
Competitie (-/-)
Scholeksters
Voorbeeld competitie - Scholeksters - Hokkers, wippers en soosvogels
Jonge scholeksters worden gevoerd door de ouders. Scholeksters willen de afstand tussen foerageerterrein en nest zo klein mogelijk houden. Omdat alle scholeksters dit willen, geeft dit veel concurrentie. Deze rivaliteit wordt sinds 1984 door de Rijksuniversiteit van Groningen onderzocht. Uit dit onderzoek blijkt dat de
scholekstermaatschappij drie verschillende klassen kent.
De eerste en 'hoogste' klasse zijn de 'hokkers', vogels die hun nest op het foerageerterrein hebben. Bij laag water zijn deze scholeksters snel bij hun voedsel en kunnen hun jongen veel voedsel geven. De 'wippers' vormen de tweede klasse, zij broeden op de kwelder en moeten zo'n 500 meter pendelen tussen wad en nest. Om hun jongen net zo veel voedsel te kunnen brengen als de hokkers, zouden de wippers elke laagwaterperiode van 6 uur ruim een uur lang heen en weer moeten vliegen. Geen enkele wipper is daartoe in staat. De wippers
ondervinden niet alleen maar nadelen van hun lagere rang. Omdat ze hoger op de kwelder broeden is de
overstromingskans kleiner. Ook is de competitiedruk onderling veel lager. In strenge winters zijn het dan ook de hokkers die overleven, terwijl de wippers enorm in aantal achteruit gaan.
Het hebben van een territorium is een voorwaarde om te kunnen broeden. Omdat er weinig plaats is en veel vogels, is de concurrentie tussen de scholeksters groot. De vogels die in deze concurrentie verliezen, hebben geen territorium en kunnen dus niet broeden. Deze laagste klasse zijn de 'soosvogels'. Tijdens hoogwater verzamelen deze dieren zich in grote groepen, de sozen.
Gemiddeld duurt het vijf jaar voordat een soosvogel is opgeklommen tot wipper. Omdat hokkers met minder inspanning meer kuikens per jaar grootbrengen (gemiddeld 0,67 kuiken tegen 0,18 kuiken voor wippers), is de druk op hokkers erg groot. Zowel het mannetje als het vrouwtje verdedigen dan ook het territorium.
= is het type interactie waarbij de ene soort (predator) de andere (prooi) meestal doodt en opeet
Predatoren zijn vaak “aangepast” aan het voedingswijze
klauwen, (hoek)tanden, angels en gif, etc
Prooien hebben hun uiterlijk of gedrags kenmerken aangepast om predatie te voorkomen
Predatie (+/-)
Ravijnboomkikker (Hyla arenicolor) Cryptische Kleuring (camouflage)
Predatie (+/-)
morfologisch/fysiologisch prooi aanpassingen
Pijlstaartvlinderrups (Chaerocampa sp.)
Batesiaanse mimicry:
Een ongevaarlijke soort lijkt op een gevaarlijke.
Groene papegaaislang (Leptophis depressirostris)
Predatie (+/-)
morfologisch/fysiologisch prooi aanpassingen meer informatie mimicry
Koekoeksbij (Nomada sp.)
Mülleriaanse mimicry:
Twee onsmakelijke soorten lijken op elkaar.
Wesp (Vespula sp.)
Predatie (+/-)
morfologisch/fysiologisch prooi aanpassingen
Vluchten
Verstoppen
Ontsnappen
Samen-scholen
Zelfverdediging en alarmroepen
Imitatie van gedrag van een andere soort
https://youtu.be/7wKu13wmHog
Predatie (+/-)
prooi aanpassingen in gedrag
(a) Imitatie van een zeeslang
(b) Imitatie van een platvis
(c) Imitatie van een pijlstaartrog
Herbivorie (+/– interactie) slaat op de interactie waarbij een herbivoor delen van planten of algen eet
Herbivorie heeft geleid tot evolutie van mechanische en chemische afweer bij planten en andere, daar op volgende, aanpassingen aan herbivoren
(wapenwedloop)
Herbivorie (+/-)
Sluipwesp wordt aangetrokken door vrijgekomen geur van de plant na herbivorie van de rups. Sluipwesp legt zijn eitjes in de rups. Rups overlijdt bij het uitkomen van de eitjes
Video - Chemische afweer:
plantencommunicatie Video - Mechanisch:
Kruidje-roer-mij-niet
Bij parasitisme (+/– interactie) verkrijgt één organisme, de parasiet, voeding van een ander organisme, de gastheer, die nadeel ondervindt van deze interactie
Parasieten die binnen het lichaam van de gastheer leven worden endoparasieten genoemd; parasieten die op het oppervlak van de gastheer leven zijn ectoparasieten
Elke soort op aarde heeft zijn ‘eigen’ parasieten.
Voor de parasiet is het belangrijk de gastheer tijdig te verlaten voordat deze sterft, of zich op tijd te vermenigvuldigen, zodat het nageslacht zich kan vestigen op een nieuwe gastheer.
Ook parasieten kunnen parasieten hebben. Vlooien kunnen zelf bijvoorbeeld last hebben van mijten of schimmels. Dit verschijnsel wordt wel hyperparasitisme genoemd
Voorbeelden:
Onder de vlooien is de hondenvlo niet (of nauwelijks) gericht op mensen, maar wel op honden.
Mensenhoofdluizen komen alleen op mensen voor.
Minder soortspecifiek is de lintworm die bij mensen voorkomt: meestal is dat de runderlintworm.
Veel parasieten hebben niet slechts één gastheer, maar ook nog één of meerdere tussengastheren.
Een voorbeeld is de malariaparasiet. De malariamug is de tussengastheer die de parasiet overbrengt op mensen
Parasitisme(+/-)
Symbiose
Mutualistische symbiose of mutualisme (+/+ interactie) is een interspecifieke interactie waar beide soorten voordeel van hebben
Mutualisme kan
Noodzakelijk zijn, als de ene soort niet kan overleven zonder de andere
Facultatief zijn, als beide soorten zelfstandig kunnen overleven
Voorbeelden:
het samenleven van de darmflora met de mens: de bacteriën leven van
onverteerde resten in de dikke darm en produceren vitamine K als 'tegenprestatie';
de symbiose van algen, schimmels en gistcellen in korstmossen;
bijen die bloemen bestuiven, hebben een mutualistische relatie met de bloem: de bloem ‘krijgt’ haar bestuiving, de bij ‘krijgt’ voedsel in de vorm van stuifmeel en nectar;
stikstofbindende bacteriën leven in wortelknolletjes van bepaalde soorten planten,
Mutualisme(+/+)
Symbiose
Bij commensalisme (0/+ interactie) heeft één soort voordeel van de interactie, terwijl het op de andere soort geen effect heeft
Commensale interacties zijn in de natuur moeilijk aantoonbaar, omdat normaal gesproken beide soorten door de interactie beïnvloed worden
Voorbeelden:
Korstmossen die op de boomschors van een boom leven, zonder dat deze daar hinder van heeft.
Mussen die nestelen in de onderste takken van een ooievaarsnest.
Ook vogels die meelopen met grote grazers in een weidegebied of savanne worden als commensalen gezien: de vogels eten insecten die verstoord worden door de grazers, maar de grazers hebben er niets aan.
Commensalisme(0/+)
Symbiose
Fig. 54-8
Facilitatie
Bij facilitatie verandert een soort de omstandigheden op een manier die gunstig is voor andere soorten. Zelf heeft de soort er geen nadeel van.
Zilte rus - Juncus gerardii
Verhoogt het aantal planten in zilte gronden door
zoutophopingen in de bodem te verminderen en zuurstof in de wat diepere grondlagen te
transporteren via de wortels
Ga naar Start.me en open de opdracht Successie
Werk de opdracht door.
Maak vervolgens de oefening climax of pioniers ecosysteem
Soorten diversiteit
Hoe ontstaat een levensgemeenschap?
Primaire successie
wordt de eerste blootgestelde of nieuw gevormde steen voor de eerste keer gekoloniseerd (bezet) door levende dingen.
van een pioniersecosysteem naar een climax ecosysteem
Secundaire successie
wordt een voorheen bezet gebied van levende dingen verstoord vervolgens terug gekoloniseerd na de storing ( brand, overstroming)
Soorten diversiteit
Hoe ontstaat een levensgemeenschap?
Successie
is een reeks veranderingen in de samenstelling van een ecologische gemeenschap in de loop van de tijd.
Hoge biodiversiteit
Kan meer schommelingen opvangen
- Productiever(biomassa)
- Gelijkmatiger in productie (van jaar tot jaar) - Beter in staat zich te verweren/herstellen van
negatieve invloeden uit het milieu
- Beter bestand tegen invasieve soorten
Soorten met een grote impact op de levensgemeenschap
Bepaalde soorten hebben een belangrijke rol in de gemeenschap
Zulke soorten hebben een hoge verspreiding binnen een gebied of spelen een belangrijke rol in de dynamiek van de
gemeenschap
Soorten diversiteit
Hoe houdt een levensgemeenschap stand?
Koraal = Dominante soort
Zeester = sleutelsoort
Dominante (fundamentele) soorten
Dominante soorten zijn het meest aanwezig in een gebied of hebben de hoogste biomassa
Biomassa is de totale massa van alle individuen binnen een populatie.
Dominante soorten oefenen een krachtige controle uit op de aanwezigheid en de verspreiding van andere soorten
Soorten diversiteit
Hoe houdt een levensgemeenschap stand?
Sleutelsoorten
Sleutelsoorten hebben veel invloed op een gemeenschap door hun ecologische rol of niche
• Veldonderzoek aan zeesterren laat hun rol als sleutelsoort binnen gemeenschappen van intergetijdegebieden zien
met Pisaster (controle)
zonder Pisaster (experimenteel) Aantal soorten aawezig
Jaar 20
15 10 5
0
1963 ’64 ’65 ’66 ’67 ’68 ’69 ’70 ’71 ’72 ’73
Soorten diversiteit
Hoe houdt een levensgemeenschap stand?
Ecosysteem- ingenieurs
Habitatvormende soorten (“ecosysteem-ingenieurs”) veroorzaken fysische veranderingen in de omgeving die van invloed zijn op de structuur van de levensgemeenschap
Regenwormen woelen bijvoorbeeld de bodem om
Beverdammen kunnen het landschap op grote schaal veranderen
Soorten diversiteit
Hoe houdt een levensgemeenschap stand?
http://www.schooltv.nl/video/bio-bits-bovenbouw-ecologie-exoten- verstoring-biologisch-evenwicht/#q=ecologie
Invasieve soorten
zijn soorten die in gebieden buiten hun eigen bereik zijn geïntroduceerd en kunnen schade veroorzaken of hebben veroorzaakt in hun nieuwe gebied.
Invasieve soorten kunnen concurreren met inheemse (huidige) soorten voor voedsel of habitats en zo de gemeenschapsstructuur veranderen en eventueel leiden tot extincties van huidige soorten.
Soorten diversiteit
Hoe houdt een levensgemeenschap stand?
Biodiversiteit
in 3 niveaus (genetisch, soorten en ecosysteem)
Crisis van biodiversiteit
Bedreigingen van biodiversiteit
Soorten diversiteit
De invloeden
In stand houden
Het ontstaan
Begrippen:
Biologische evenwicht
Stabiliteit en Draagkracht
Interspecifieke Interacties: Competitie, Predatie, Herbivorie, Symbiose
(Commensalisme, mutualisme, parasitisme,) facilitatie
Successie: primair en secundair
Dominante -, sleutel - en invasieve soorten, ecosysteem ingenieurs
