Hoofdstuk 1 en 2

1.1 soorten begrijpen Soorten hebben gemeenschappelijke eigenschappen. Maar ook binnen de soort natuurlijk. Kleine panda en reuzenpanda vormen samen de familie panda-achtigen. En ze horen weer bij de orde beren en marters. Elke eenheid in dat systeem heet een taxon. Op het hoogste niveau heb je de vier rijken: planten, dieren, schimmels en bacteriën. Elk organisme heeft een soortnaam. Deze bestaat uit de genusnaam(geslachtsnaam) en een soortaanduiding. Alle organismen zijn in te delen in één van de 4 rijken. Aan de hand van bepaalde duidelijke eigenschappen worden organismen in soorten ingedeeld. Soortkenmerken zijn gebaseerd op de eigenschappen van de modale soortgenoot. Individuen zijn van dezelfde soort wanneer ze samen vruchtbare nakomelingen krijgen. De populatie: vertegenwoordigers van een soort in een bepaald gebied. Rassen: groepen individuen met een homozygoot verschil in erfelijke aanleg voor bepaalde allelen. 1.2 van soort naar soort De soms vage grenzen tussen de soorten en de variatie binnen elke soort zorgen, in samenwerking met natuurlijke selectie dat er altijd individuen zijn die het beter doen in een bepaalde situatie. De gunstige eigenschappen worden doorgegeven en de anderen minder gunstige sterven uit. Ze passen zich aan dit noem je adaptatie. Evolutie van een soort berust op de variatie in erfelijke eigenschappen binnen een soort en op het doorgeven van de meest gunstige aan de volgende generatie. Door de geografische ligging kunnen individuen van een soort gescheiden worden: vossen in Noorwegen zijn gescheiden van vossen in Spanje een geografische isolatie. Maar laat bloeiende bloemen zijn gescheiden van vroeg bloeiende bloemen door de tijd isolatie. Andere erfelijke eigenschappen die uitkomen door kruising tussen de soorten vormen een seksuele isolatie. De eenvoudigste vorm van natuurlijke selectie is die door abiotische factoren(temp., zuurgraad enz.). binnen een soort zijn er individuele verschillen in tolerantiegrenzen. Dus een dikke vacht met kou die wordt doorgegeven.
1.3 samen leven Ook zijn er biotische factoren. De schutkleur van de vacht,,bij sneeuw wit. De predatiedruk bij hazen die bruin zijn,,stijgt in de winter. De overlevingskans wordt voor die hazen dus kleiner. Predatoren hebben in de loop van de tijd de bruine hazen weggeselecteerd. De relatie tussen haas en lynx noemen we een interspecifieke relatie(tussen soorten). Ook is er interspecifieke competitie om bijv. nestruimte of schuilplaatsen. Abiotische en biotische factoren vormen de selectiedruk. Tussen die lynxen ontstaat weer intraspecifieke competitie. Dus als een lynx snel is hij bevoordeeld. Door deze ontwikkelingen ontstaan er populatieschommelingen tussen de soorten haas en lynxen. Momenteel worden parasieten en pathogenen als een van de belangrijkste selectiemechanismen in de evolutie beschouwd. De groei van een populatie hangt af van beperkende factoren. Deze kunnen biotisch en abiotisch zijn. Inter- en intraspecifieke relaties zijn biotische factoren die sturend zijn bij de soortvorming. Door co-evolutie wordt een interspecifieke relatie steeds inniger. Beide groepen hebben kosten(energie en tijd) en baten(winst in kwaliteit). Bij commensalisme heeft een soort voordeel van de ander, terwijl dat voor de ander niks uitmaakt. Bij mutualisme hebben beide partijen zoveel baat, dat ze niet meer zonder elkaar kunnen. Symbiose is een algemene term voor samenlevingsrelaties. Co-evolutie versterkt een speciale interspecifieke relatie. 1.4 een eigen plek Een bergwand is een biotoop voor bijv. zwaluwen. Specialisatie beperkt de interspecifieke competitie( dus andere woonplaats en ander voedsel). Niche(beroep): soorteigen, functionele plaats in een biotoop. Biotopen verplaatsen nu ook naar de steden, zoals gebouwen een plaats zijn voor vogels nu. Habitat: onderdeel van de niche en net zo soorteigen. De werkelijke ruimte/plaats waar je een soort kunt vinden. Soms is een habitat een onderdeel van een biotoop. Zo vind je boomalgen in de habitat ‘boomschors’ binnen de biotoop ‘park/bos’. Daar heerst voor hen het optimale microklimaat. Binnen de habitat van een soort vind je de territoria van de verschillende individuen van een soort. Elke soort bezet een niche en een habitat. De habitat is de plaats waar zich een niche bevindt. De niche is de rol die een soort in een ecosysteem speelt. Een niche is het resultaat van aanpassing en selectie. Alle organismen van de verschillende soorten die in één ruimte leven, vormen met elkaar een levensgemeenschap. Ze zijn met elkaar verbonden door een voedzelweb avn eten en gegeten worden. Al die organismen en hun relaties vormen samen een ecosysteem. Draagkracht van bijv. een eiland,,is de hoeveelheid organismen of voedsel een eiland aan kan. Geografische barrières zoals zee en gebergte beperken van nature de verspreiding van een soort. Introducties van exoten in nieuwe gebieden kunne inheemse levensgemeenschappen veranderen. 1.5 ruimte voor verandering Kolonisten, algen leven ergens niet lang. Zij brengen organische stoffen in de bodem en dempen de dynamiek van het milieu. Daar hebben andere soorten baat bij, zij zelf niet en worden daardoor weggeconcurreerd. Pioniersoorten groeien snel, produceren veel nakomelingen, worden meestal door de wind of water verspreid en hebben grote tolerantie voor wisselende (abiotische) omstandigheden. Daardoor zijn er in pioniers-stadium veel individuen van dezelfde soort. Naarmate de successie volgt, komen er ook andere soorten. Climax-stadium: een complex ecosysteem dat duizenden jaren kan overleven. Soms kunnen er maar een paar organismen overleven in een gebied door de omstandigheden.in zulkde situaties is de successie gestopt en levert een voor deze plaatsen karaktiristiek climaxstadium. Tijdens de successie dempt de vegetatie de milieudynamiek. Daardoor kunnen nieuwe soorten hun niche bezetten. De opeenvolging van soorten volgt een vast patroon. Na de climax-stadium begint alles weer bij het pionierstadium. Dispersie: verspreiding van een soort. Het verspreidingsgebied kan aansluitend zijn of een lappendeken(geïsoleerde stukken). Hoe groter het verspreidingsgebied, hoe groter de kans dat een nakomeling het gebied kan koloniseren. Door inteelt in geïsoleerde gebieden gaan de individuen steeds meer op elkaar lijken. Door dispersie komt er genetische verschillen. Er worden ter voorkoming van versnippering verbindingszones gemaakt. Door stroken als corridors in het landschap in te richten, boswallen en sloten met bomen/struiken. De verbindingen zorgen voor genetische biodiversiteit van een soort. Elke soort kent perioden van toe- en afname. Dispersie en een goede ecologische infrastructuur bevorderen de biodiversiteit en kunnen een plaatselijk uitsterven voorkomen. 2.1 iedereen ‘eet’ van de zon Planten maken suikers en andere organische stoffen zelf uit de anorganische stoffen uit hun omgeving. Ze heten autotroof. Wij zijn heterotroof we organische stoffen van andere organismen. Autotrofen maken hun organische stoffen uit anorganische stoffen. Ze nemen daarvoor c02, h20, mineralen en energie uit hun abiotisch milieu op. Heterotrofen eten andere organismen om aan organische stoffen en energie te komen. Koeien eten gras en mensen koeien.GRAS -> KOEIEN -> MENSEN dit is een voedselketen. Koeien zijn planteneters/herbivoren. Een vleesetend mens is een carnivoor. Als ze alles eten worden ze omnivoren genoemd. In een volledig voedselweb zijn ook de reducenten weergegeven. Voedselketen en voedselweb zijn afbeeldingen van de voedsel relaties in een ecosysteem. 2.2 hergebruik van stoffen Vooral bij vochtig en warm weer kan de fotosynthese op topsnelheid werken. Planten produceren dan een voorraad organische stoffen. Een deel wordt nieuw cellen. Als een herbivoor een hap ervan neemt komen de cellen in zijn lichaam terecht. Als een roofdier die weer eet komen ze weer bij hem binnen. Autotrofen zijn onmisbaar: het hele ecosysteem eet direct of indirect mee van de organische stoffen die planten hebben gemaakt. Groepen planten en dieren zijn te beschouwen als voorraden van organische stoffen en energie. Wordt ervan gegeten dan is er een overdracht van organische stoffen en energie van de ene naar de andere groep. De planten hebben zonne-energie vastgelegd in de organische moleculen. Bij producenten zijn grondstoffen anorganisch, en reducenten gebruiken organische stoffen. Reducenten leveren een belangrijke bijdrage aan de mineralisatie, ze zorgen voor de omzetting van organische stoffen in anorganische stoffen zodat die weer voor planten beschikbaar komen. Het zijn de afbrekers van het ecosysteem, dankzij hen ontstaat er een gesloten stofkringloop. Bacteriën en schimmels zijn de echte reducenten, ze voeren de laatste stappen van mineralisatie uit. Planten nemen stikstofzouten op om eiwitten te kunnen maken. Dieren nemen voedsel met eiwitten op en verteren die tot aminozuren; daar maken ze dierlijke eiwitten van. Bij de afbraak van aminozuren komt ureum vrij. Reducenten zorgen voor de mineralisatie van de eiwitten tot aminozuren en vervolgens tot ammonium en nitraat. Als er bacteriesoorten ontbreken is er geen gesloten kringloop. In een stofkringloop maken de producenten nieuwe organische stoffen en breken de reducenten die af tot anorganische stoffen.
2.3 levende piramides Elk trofisch niveau in een voedselketen bevat een bepaalde hoeveelheid organische stof. Daarbij zet je de biomassa uit. Het gewicht van de levende organismen samen. Daarbij wordt meestal het drooggewicht gebruikt:gewicht – water. En het gewicht aan anorganische stoffen eraf halen. Je kan ook de energie inhoud in kJ uitzetten. Alle individuen uit een staaf van voedselpiramide eten hetzelfde voedsel en behoren tot hetzelfde trofische niveau. In de onderste staaf altijd de producent. Daarboven de consumenten. Het aantal trofische niveaus zegt iets over de complexiteit van het ecosysteem. Een voedselpiramide is een diagram waarin de biomassa van elk trofisch niveau is uitgezet. Doordat niet alle biomassa in het volgende trofisch niveau terechtkomt, ontstaat een piramidevorm. In een voedselpiramide zijn energieverliezen. De staven worden kleiner. De energieverlies zie je aan een energiestroomschema. De bundels zijn energie en de dikte is de hoeveelheid. I=eten, F=feces(poep), A=assimilatie:I-F, R= respiratie (verbranding) P=productie A-R.P is het voedsel wat beschikbaar is voor volgende niveau. De energie in opgenomen voedsel wordt deels afgegeven als mest en deels verbrand en uiteindelijk afgegeven als warmte. Van de rest wordt nieuwe biomassa gevormd. Een energiestroomschema is een grafische weergave hiervan. 2.4 hoe hard werkt het ecosysteem Planten staan aan de basis van het biomassaproductie/ecosysteem. Het gewicht van hun fotosyntheseproducten wordt primaire productie genoemd. Een deel ervan verbranden ze weer. De bruto primaire productie(bpp) is de totale fotosyntheseproductie- de verbranding hou je de netto primaire productie over. In de 2e afdeling komen de herbivoren. Ze verteren voedsel tot kleine organische moleculen en voegen die uiteindelijk weer samen tot dierlijke vetten/koolhydraten/eiwitten. Dat is secundaire productie(BSP of NSP). De productiviteit, de productie per oppervlakte eenheid per tijds-eenheid, wordt gebruikt om te kunnen vergelijken. Planten zorgen voor primaire, herbivoren voor secundaire productie van biosmassa. Met bruto en nettoproductie geef je aan of de verbrandingsverliezen wel of niet verrekend zijn. De NPP van alle ecosystemen samen is 170.000.000.000 ton. Open oceaan en regenwoud verzorgen elk ongeveer 25%. Ecosystemen met meer biomassa produceren ook meer. Aquatische of waterecosystemen kunnen een bepaalde productiviteit realiseren met minder biomassa dan terrestrische of landecosystemen. Een jong ecosysteem is in groei, het bevat enkele snelgroeiende soorten. Weinig concurrentie en genoeg ruimte, weinig consumenten. Naarmate het systeem ouder wordt treed er successie op. De soorten worden vervangen door langzaam groeiende soorten. Het soortenaantal en het aantal trofische niveaus neemt toe. In de climaxfase van een ecosysteem heerst natuurlijk evenwicht: de biomassa en de soortensamenstelling blijven hetzelfde. De productiviteit verschilt aanzienlijk per ecosysteem. Jonge ecosystemen groeien dankzij hun hoge productiviteit, terwijl de aanwas niet geheel door consumenten wordt opgegeten; daardoor kun je er veel van oogsten. 2.5 arbeidsomstandigheden voor een bacterie Een van de mythen van de tropen is dat de bodem erg vruchtbaar is. een groot deel van de tropische bodem bevat weinig mineralen. De overvloedige groei is niet te danken aan een voedselrijke bodem, maar aan snel werkende reducenten. De stabiele humuszuren plus de tussenproducten die zo ontstaan, noem je humus. Humus verbetert de structuur van de bodem. Het houdt vocht en mineralen vast en voorkomt zo dat mineralen uitspoelen. Factoren die het werk van de reducenten beïnvloeden naast temperatuur: - het maakt uit welke reducentensoorten meewerken. Met de milieu-eisen tolerantiegrenzen en optima. De een kan niet tegen droogte de ader niet tegen een zuur milieu. Ze maken het afval beter bereikbaar voor bacteriën en schimmels. - De afvalsamenstelling bepaalt de afbraaksnelheid. Plantencellen verteren langzamer dan dierlijke cellen zonder wand. Dennennaalden vormen een zure, langzaam doordat er looizuren inzitten. - De C/N-verhouding speelt een rol. De reducenten leven van het afval, dus ze moeten genoeg aminozuren(N) binnenkrijgen om hun eigen eiwitten te maken. Anderzijds kost eiwitsynthese veel energie. Bij een te laag C-gehalte levert de verbranding niet genoeg ATP voor de eiwitsynthese. Daartussenin ligt de ideale C/N verhouding. - Verder spelen vocht en 02 een grote rol. Aërobe afbraak is sneller en vollediger dan anaërobe afbraak(rotting). Natte grond bevat weinig lucht, alle poriën bevatten water. Dan zullen de aërobe reducenten de 02 snel opgebruiken, waarna aërobe soorten het werk overnemen. Afbraak verloopt in vochtige grond sneller dan in droge of natte grond. Beperkende factor: 1 factor die zo ongunstig is dat die het werk van de andere factoren afremt. Het mineraliseren van organisch afval hangt van diverse factoren af. Het verschilt per situatie welke beperkende factor het is. de menselijke resten zorgen voor problemen in het milieu. Maar er wordt humus gemaakt van onze compost. Compostering wordt door dezelfde factoren bepaald als de mineralisatie. Je kunt het versneller door de stukken kleiner te maken en door reducenten toe te voegen aan het begin. Composteren begint met weken van groei, met temperatuur van 70-80 C. Alleen als er gunstige omstandigheden zijn. Broei is nuttig omdat het de vezelstructuur losmaakt en zaden en ziektekiemen doodt. Ter vervanging van broei wordt achteraf de compost gesteriliseerd.