Ecosysteem ecologie

Ecosysteemvoedselrelaties

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

Ecosysteemenergiestroom 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

Ecosysteemproductiviteit 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.

Ecosysteemproductiviteit 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 diversiteitWelke 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 diversiteitInteracties 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 interactieskunnen van invloed zijn op de overleving en reproductie van elke soort en het effect wordtvaak aangeduid als positief (+), negatief (–) of geen effect (0)

http://www.studiobiologie.nl/KB2/H01_02/index2.html

Soorten diversiteitInteracties 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 enopeet

Predatoren zijn vaak “aangepast” aan het voedingswijze

klauwen, (hoek)tanden, angels en gif, etc

Prooien hebben hun uiterlijk of gedrags kenmerken aangepast om predatie tevoorkomen

Predatie (+/-)

Ravijnboomkikker(Hyla arenicolor)

Cryptische Kleuring(camouflage)

Predatie (+/-)morfologisch/fysiologisch prooi aanpassingen

Pijlstaartvlinderrups(Chaerocampa sp.)

Batesiaanse mimicry: Een ongevaarlijke soort lijkt op eengevaarlijke.

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 delenvan planten of algen eet

Herbivorie heeft geleid tot evolutie van mechanische en chemische afweerbij 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 eitjesVideo - Chemische afweer:

plantencommunicatieVideo - 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; parasietendie 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 interactiebeïnvloed 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 diversiteitHoe 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 diversiteitHoe 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 diversiteitHoe 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 diversiteitHoe houdt een levensgemeenschap stand?

Sleutelsoorten

Sleutelsoorten hebben veel invloed op een gemeenschap door hun ecologische rol of niche

• Veldonderzoek aan zeesterren laat hun rol alssleutelsoort binnen gemeenschappen van intergetijdegebieden zien

met Pisaster (controle)

zonder Pisaster (experimenteel)

Aan

tal s

oo

rten

aaw

ezig

Jaar

20

15

10

5

0

1963 ’64 ’65 ’66 ’67 ’68 ’69 ’70 ’71 ’72 ’73

Soorten diversiteitHoe 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 diversiteitHoe 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 diversiteitHoe 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

Samenvatting:

Wat moet je kunnen beschrijven en uitleggen...