Biologie H8 ecosysteem en evenwicht

Samenvatting biologie H8 Nectar 4 havo ed 4

Paragraaf 1

Schaaldieren, schelpdieren en vissen zijn belangrijke vet- en eiwitbronnen voor mensen. Hierdoor ontstaat er veel overbevissing.

Duurzaam: de blijft visstand op peil en de voedselketens en leefomgeving intact

Algen zijn producenten. De totale hoeveelheid energie uit zonlicht die zij vastleggen in hun organische stoffen, heet de bruto primaire productie (BPP). Dit is voor een groot deel de brandstof voor algen. Door dissimilatie maken de algen energie vrij, die ze bijvoorbeeld gebruiken om bladgroen te maken of hun DNA te kopiëren. Daarbij ontstaat warmte. De rest gebruiken de algen als bouwstof voor voortgezette assimilatie en vormt de netto primaire productie (NPP). Levende algen zijn voor consumenten brandstof en bouwstof. Met die opgenomen bouwstoffen bouwen die consumenten hun eigen lichaam op (secundaire productie). Op elk trofisch niveau is minder energie beschikbaar, doordat de bij dissimilatie ontstane warmte verdwijnt. Reducenten halen energie uit dode organismen en uit organische stoffen van afgestorven delen.

Voedselconversie: de hoeveelheid voer (in kg) die nodig is om 1 kg aan lichaamseigen organische stoffen bij een organisme te laten toenemen
De voedselconversie is gunstiger bij organismen die niet veel bewegen (niet meer dissimilatie) dan bij vergelijkbare soorten die in het wild leven.

Samenvatting:
Producenten gebruiken energie uit zonlicht voor het maken van organische stoffen. Van de bruto primaire productie blijft, na dissimilatie, de netto primaire productie over. Op elk trofisch niveau verdwijnt energie door dissimilatie. Reducenten breken dode organische resten af en dissimileren het grootste deel daarvan.

Het is niet eenvoudig te meten hoeveel energie er in organismen is opgeslagen. Je begint met het bepalen van het drooggewicht. Dat bestaat uit organische stoffen, de biomassa, en uit mineralen. De energie zit vooral in de organische stoffen: de vetten, de koolhydraten en de eiwitten. De mineralen vormen maar een klein aandeel en bevatten vrijwel geen energie. Je bepaalt van de biomassa het gewicht (in g) aan vetten, eiwitten en koolhydraten. Door de biomassa’s in de verschillende trofische niveaus van een voedselweb weer te geven als een rechthoek en ze te stapelen, ontstaat een piramide van biomassa/energie (eerst biomassa omrekenen naar energieinhoud). Werk je met jaargemiddelden, dan krijg je een piramide van productiviteit. De aantallen organismen per trofisch niveau geef je in een piramide van aantallen weer.

In een zeegebied of in een meer komt ook energie binnen uit de rivieren door migratie en in de vorm van dode organismen, voer voor sommige vissen. Door migratie en visvangst verdwijnt ook weer energie uit het ecosysteem. Gebeurt die bevissing duurzaam, dan is het ecosysteem stabiel. De energiestromen zijn met elkaar in evenwicht. Door een verstoring (bijv. uitzetten van nieuwe soort in bepaald gebied) kan die balans verdwijnen.

Samenvatting:
In biomassa ligt energie opgeslagen. Biologen bepalen voor de trofische niveaus piramiden van biomassa, energie of aantallen. Bij duurzaam vissen blijft een ecosysteem stabiel. Na verstoringen veranderen de energiestromen.

BINAS: 67H , 93A1, 93B, 93E2, 93F, 93G

Paragraaf 2

De koolstofkringloop is de route die een koolstofatoom aflegt. Dit kan in (an)organische manieren. Organische stoffen zijn glucose en bevatten dus ook koolstof en gaat via de voeding het lichaam in. Anorganische stoffen zijn water en koolstofdioxide, dit helpt het maken van de organisch stoffen en wordt anders ingenomen.

Langzame koolstofkringloop = koolstof die miljoenen jaren opgeslagen is in de bodem in de vorm van fossiele brandstoffen en kalkgesteente.
De snelle koolstofkringloop is het omgaan van koolstof van producent via consument weer terug naar producent of eerst nog langs reducent.

 Samenvatting:
De elementen waaruit organismen bestaan, maken deel uit van kringlopen. Daarbij zijn producenten, consumenten en reducenten betrokken. De koolstofkringloop beschrijft de route van het element koolstof.

CO₂ lost gedeeltelijk op in water. Hierbij ontstaat HCO₃^-. Planten en dieren kunnen dit opnemen. Producenten gebruiken het voor fotosynthese en dieren voor het maken van kalkskeletten. Hierdoor verdwijnt veel CO₂ van de atmosfeer naar de oceanen.
Kalk lost slecht op in water. Sterft een schelpdier, dan blijft de schelp (met C erin) lange tijd vrijwel intact. Op de zeebodem hopen de schelpen zich op tot een dikke laag. Onder hoge druk vormt zich hieruit kalkgesteente. De koolstof die in het kalkgesteente zit, is voor lange tijd niet beschikbaar voor producenten Zuur regenwater lost de kalksteen een beetje op en daarbij komt weer CO₂ vrij. Pas dan is deze (langzame) kringloop weer rond.

Omdat mensen in relatief korte tijd veel fossiele brandstoffen gebruiken, neemt de concentratie van CO2 in de atmosfeer wereldwijd toe. Daardoor blijft er meer warmte in de atmosfeer achter. Dat leidt tot een versterkt broeikaseffect (stijging gem. temp.). Dit heeft gevolgen voor het klimaat. Ook stijgt de zeespiegel. Extra CO₂ betekent ook extra veel bicarbonaat (HCO₃^-) en waterstofionen (H⁺) in de oceanen, waardoor die langzaam verzuren. Kalkskeletten kunnen nu oplossen. Ook stijgt de concentratie bicarbonaat – algen/waterplanten kunnen sneller groeien.

Om de toename van het versterkt broeikaseffect te stoppen zijn andere energiebronnen nodig.
Maatregelen die het CO2-gehalte verlagen:
- bomen aanplanten (door fotosynthese C vastleggen)
- algen kweken (nemen CO₂ op) + biodiesel maken uit gekweekte algen vermindert het gebruik van gewone diesel en helpt een toename van het versterkt broeikaseffect af te remmen
- CO₂ opslaan
- CO₂ uit de lucht filteren

Samenvatting:
Schelpdieren leggen koolstof vast in de vorm van kalk. Extra CO₂ uit fossiele bronnen leidt tot een versterkt broeikaseffect en tot verzuring van de oceanen. Overstappen op andere energiebronnen en maatregelen om CO₂ uit de lucht te halen, beperken dit.

paragraaf 3

Kunstmest: in fabrieken gemaakte stikstof- en fosfaatverbindingen
Teveel gebruik van die kunstmest leidt tot eutrofiëring.
Eutrofiëring: de verrijking van de wateroppervlakte met voedingsstoffen

(Eenvoudige) stikstofkringloop: de route die N door een ecosysteem aflegt

Producenten nemen het element N op in de vorm van het anorganische nitraat (NO₃^-). Ze gebruiken het om vanuit glucose aminozuren te maken.
Stikstofassimilatie: het inbouwen van anorganische stikstof in een organische stof
Deze organische stoffen dienen als brandstof en bouwstof of hebben een functie als enzym.

Consumenten krijgen N binnen door het eten van plantaardige of dierlijke eiwitten. Hun darmen verteren de eiwitten weer tot aminozuren. Reducenten breken organismen/stoffen af tot anorganische verbindingen zoals ammoniak en ammonium (ammonificatie, rotting). Nitrificerende bacteriën zetten dat weer om in nitriet en dan weer in nitraat (nitrificatie met behulp van O₂ – komt energie bij vrij – gebruiken die energie om organische stoffen (glucose) op te bouwen uit CO₂ en H₂O (zonder zonlicht): chemosynthese), wat algen en planten opnemen. De kringloop is rond.
Rotting: anaerobe afbraak (maakt het product giftig)

Samenvatting:
Producenten gebruiken NO₃^- als stikstofbron, consumenten plantaardige of dierlijke eiwitten, reducenten gebruiken ook ureum of urinezuur. Een overmaat aan NO₃^- leidt tot eutrofiëring. NH₃ ontstaat door ammonificatie tijdens rotting en reageert met water tot NH₄⁺. Nitrificerende bacteriën maken hieruit via nitrificatie NO₂^- en NO₃^-. Via chemosynthese maken de nitrificerende bacteriën glucose.

Nemen planten NO₃^- niet snel genoeg op, dan bestaat het risico dat NO₃^- door uitspoeling met regenwater naar een sloot of het grondwater verdwijnt. Denitrificerende bacteriën gebruiken NO₃^- als energiebron. Wat overblijft van hun ‘brandstof’ is het stikstofgas (N₂-gas), dat in de lucht terechtkomt.
Ammonificerende bacteriën zetten NO₃^- om in NH₄^-. Net als de omzetting door rottingsbacteriën heet dit ammonificatie. Beide groepen bacteriën werken onder zuurstofloze, anaerobe, omstandigheden. Als er weinig lucht in de bodem kan doordringen verdwijnt er N uit de bodem.

Stikstoffixatie door bacteriën: knolletjesbacteriën zetten stikstofgas om in nitraat (wortelknolletjes)
Knolletjesbacteriën werken alleen in samenwerking met een geschikte plant. De bacteriën gebruiken glucose die door de plant is gemaakt. De planten profiteren op hun beurt weer van NH₄⁺ dat de bacteriën maken. Bij afbraak van die planten door reducenten komt NH₄⁺ vrij in de grond. Via nitrificatie maken bacteriën er NO₃^- van. = groenbemesting (ondergeploegde planten dienen als stikstofbron) – bodemstructuur verbetert door ondergeploegde plantenresten (humus) – water beter vasthouden

Samenvatting:
Stikstof verdwijnt uit de bodem door uitspoeling en door anaerobe denitrificerende bacteriën. Er komt stikstof bij in de bodem door stikstofbindende bacteriën, bijvoorbeeld in wortelknolletjes.

Paragraaf 4

Intraspecifieke competitie: organismen van dezelfde soort concurreren met elkaar (om voedsel bijv.)
Fytoplankton = algen
Zooplankton = alg-etende diertjes
Als de 1 toeneemt neemt de ander ook toe enz
Vaak is er een samenspel tussen menselijke en natuurlijke (a)biotische factoren.

Hoe bepaal je de populatiegrootte:
- tellen
- steekproef (klein gebied tellen en zo een schatting maken voor heel gebied)
- schatten (als je dieren niet ziet moet je het doen met pootafdrukken/uitwerpselen)
- vangen, merken en terugzetten

Populatiegrootte (N) = Nv/Mv*M
M = aantal gemerkte individuen bij eerste keer vangen
Nv = aantal individuen bij tweede keer vangen
Mv = aantal gemerkte dieren bij tweede keer vangen

Samenvatting:
De populatiegrootte varieert door abiotische en biotische factoren. Sterfte neemt toe bij sterke intraspecifieke competitie. Een populatiegrootte is op verschillende manieren te bepalen.

Veranderen in een gebied de omstandigheden, dan verandert ook de soortensamenstelling van planten en dieren. Die verandering heet successie.
Primaire successie: successie die start op kale grond

Pionierplanten (grote tolerantie voor sterk wisselende abiotische factoren), de eerste producenten in het ecosysteem, vormen het begin van de successie. Biotische factoren hebben invloed op de abiotische factor het vochtgehalte in de bodem. Hierdoor veranderen er abiotische factoren. Daardoor kunnen er nieuwe planten groeien, die dat ook weer doen. Op een gegeven moment gaan ook dieren een rol in deze successie spelen. Dit gaat door (veranderen van abiotische en biotische factoren) tot het climaxstadium (het laatste ecosysteem in de successiereeks) is bereikt. Na een verstoring komt de secundaire successie (vormt na verstoring op humuslaag) op gang. Die is sneller, aangezien het niet op een kale bodem begint. Exoten kunnen een plaag worden, en zo dus de soortsamenstelling beinvloeden.

Samenvatting:
Een primaire successie start met pionierplanten. Biotische en abiotische factoren veranderen, waardoor zich andere soorten kunnen vestigen. Uiteindelijk ontstaat een climaxecosysteem. Na een verstoring volgt secundaire successie, die verloopt sneller dan primaire successie.