Hoofdstuk 1 Voedselrelaties en biodiversiteit
advertisement
Hoofdstuk 1 Voedselrelaties en biodiversiteit Eten en gegeten worden. In de natuur geldt nog maar al te vaak de wet van de sterkste! Niet alle dieren zijn echter jagers, sommige zijn ook planteneters, maar één ding is zeker: elk dier probeert aan zijn kostje te komen, al dan niet ten koste van andere dieren. De verschillende soorten voedsel hebben een nauwe relatie met elkaar. Organismen verhouden zich tot elkaar volgens hun onderlinge plaats op de voedselladder. Is er een natuurlijk evenwicht, dan worden ecosystemen intact gehouden en wordt hun biodiversiteit gehandhaafd, tenminste als de mens niet tussenbeide komt. Onderzoeksvragen ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1 Voedselrelaties 1.1 Voedselketen Organismen staan in de natuur in verschillende relaties tot elkaar. Zo’n relatie noemen we een ________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Dat kunnen we op verschillende manieren voorstellen. De meest eenvoudige is de voedselketen, waarin wordt voorgesteld welk organisme tot voeding dient voor een ander. In de natuur komen voedselketens echter niet mooi naast elkaar voor: planten zijn voedsel voor diverse dieren, die op hun beurt ook weer op het menu van vele organismen kunnen staan. Zo’n voedselweb zie je op de volgende pagina. Zoals we tijdens de excursie het grasland hebben verkend, werken we nu met de vijver als biotoop. Stel twee voedselketens op die hier voorkomen. - _ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - _ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 24 NATU2LW.indb 24 20-02-14 10:08 visdiefje fuut kikker voorn dikkopjes snoek stekelbaars watervlo poelslak schijfhoornslak groene planten larven van libellen plantaardig plankton geelgerande watertor larve van geelgerande watertor Bovenstaande figuur van een vijverbiotoop is een duidelijke voorstelling van een _____________________________________________________________________________________________ . Dit wordt gevormd door tal van door elkaar lopende __________________________________________________________________________________________________________ 25 NATU2LW.indb 25 20-02-14 10:08 Levende wezens vormen een samenhangend geheel ... Levende wezens vormen een samenhangend geheel doordat ze allemaal voortdurend op elkaar aangewezen zijn. Ze zijn afhankelijk van elkaar. Het spreekt ook vanzelf dat een organisme in een vijver door meerdere dieren kan worden opgegeten. Bijvoorbeeld: libellenlarven en geelgerande watertorren kunnen ook dikkopjes verorberen die – naargelang hun ontwikkeling – leven van plantaardig of dierlijk plankton en later ook van watervlooien. Volwassen kikkers eten dan weer verscheidene soorten insecten, spinachtigen, wormen of slakjes. Maar let op, kikkers (en kikkers in wording): niet alleen onder water liggen er jagers op de loer, maar ook boven water schuilt er gevaar! DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Aangezien er tal van voorbeelden van voedselrelaties in de natuur voorkomen, gaan we na welke gemeenschappelijke kenmerken er zijn. Los onderstaande vragen op. - Bemerk dat elke voedselketen begint met een groene plant. Dat zijn de enige organismen die in staat zijn om zelf hun voedsel te ‘produceren’. Groene planten = ______________________________________________________________________________________________________________________. - De producenten worden verbruikt of ‘geconsumeerd’ door dierlijke organismen, die op hun beurt ook weer opgegeten kunnen worden door andere dieren. Dieren = _______________________________________________________________________________________________________________________________________. Door er een rangorde bij te schrijven naargelang hun plaats in de voedselketen, maken we nog een onderscheid qua type voeding: • _ ______________________________________________________________ zijn consumenten van de ____________ orde. • _ ______________________________________________________________ zijn van de ____________ of ____________ orde of hoger. • _ ______________________________________________________________ kunnen consumenten van elke orde zijn. Geef een voedselketen weer met deze algemene terminologie. ___________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________ 26 NATU2LW.indb 26 20-02-14 10:08 1.2 Voedselpiramide Voedselketens geven ons een duidelijk beeld van de onderlinge voedselrelaties in een biotoop, maar wat we er niet uit kunnen afleiden is hun _____________________________________________________. Dat is nochtans belangrijk om na te gaan of er een natuurlijk evenwicht heerst: het aantal biotische en abiotische factoren in het ecosysteem blijft dan ongeveer gelijk en er heerst een bepaalde vorm van stabiliteit. De onderstaande voedselpiramide is een voorbeeld uit de vijver. Noteer bij elke verdieping de algemene benamingen. stekelbaars watervlooien wiertjes Waarom staan de wiertjes aan de basis van de voedselpiramide? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ De stekelbaars staat hier aan de top van de voedselpiramide. Is dat altijd zo? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ Een voedselpiramide kan dus uit meer dan drie delen bestaan. Hoe meer schakels in de voedselketen, hoe groter de voedselpiramide. Zolang de piramidevorm echter blijft bestaan, is er _ ___________________________________________________________________________________________________________________________________. De grootste verstoorder hiervan is echter maar al te vaak ___________________________________________________. Stel dat elk wiertje één gifstofje uit zijn omgeving opneemt (hier voorgesteld door rode bolletjes ) . Hoe evolueert het aantal gifstoffen in elk organisme betreft? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________ De door de mens gemaakte chemische verbindingen kunnen soms moeilijk of niet worden afgebroken. Dieren die die stoffen via voeding binnenkrijgen, slaan ze op in het vetweefsel. Worden ze zelf opgegeten, dan gebeurt dat met gifstoffen en al! 27 NATU2LW.indb 27 20-02-14 10:08 Niet alleen de boeren ondervinden problemen met vervuild water. Oudere, ervaren vissers voelen met hun vingers dat het water ‘dun’ is. Het water bevat te weinig ‘voedsel’. Dat komt deels doordat fosfaatvervangers al het leven doden, terwijl fosfaten juist de basis zijn voor al het voedsel! Het gebrek aan fosfaten zorgt voor minder voedsel voor de vissen. Door het chemisch vervuilde water – door o.a. waterzuivering en fosfaatvrije wasmiddelen – zijn de vogels en de vissen niet gezond, en daarom groeien ze niet. In het chemisch vervuilde water leven namelijk geen watervlooien meer. Het zoöplankton is het voedsel voor de jonge visjes, en precies dat ‘voedsel’ gaat dood door vergiftiging. De piramidevorm geeft bovendien niet enkel de hoeveelheden voedsel weer, maar ook de chemische energie die in organismen zit opgeslagen. Energie kan echter niet zomaar ontstaan, noch verdwijnen ... en toch wordt de voedselpiramide smaller naar de top toe. Hoe kun je dat verklaren? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________ De producenten ‘eten’ geen voedsel. Waar komt hun energie dan vandaan? DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap (aanzet fotosynthese): _ __________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________ Terwijl de meeste planteneters en sommige vleeseters in luilekkerland leven, aan alle kanten omringd door voedsel, moeten veel rovers heel wat moeite doen – lokaliseren, najagen, vellen en misschien misslaan en opnieuw beginnen – voordat ze aan het eten zijn. Alle activiteiten bij het buitmaken van voedsel kosten energie. Planteneters daarentegen (slak, rund, konijn) moeten zelden hard voor hun voedsel werken. Planten lopen immers niet weg. Daar staat tegenover dat slechts 10 % van de energie die hun voedsel bevat, wordt gebruikt om organische bouwstoffen te maken. De overige 90 % organische stoffen uit het voedsel wordt verbrand via celademhaling of verdwijnt via ontlasting of urine in de bodem. Planten zijn bovendien moeilijk verteerbaar en verlaten vaak onveranderd de darm. Herkauwers zijn hieraan het best aangepast. 28 NATU2LW.indb 28 20-02-14 10:08 1.3 Voedselkringloop Aangezien voedselrelaties in alle biotopen voorkomen, nemen we nog een ander voorbeeld onder de loep die vorig jaar werd bestudeerd: het bos als biotoop. - Wat gebeurt er met de afgevallen bladeren in een bos? ____________________________________ - Welke bodembewoners eten afgevallen bladeren? ___________________________________________ - Bij de afbraak van bladeren, uitwerpselen en ander dood organisch materiaal helpen niet alleen de regenwormen, maar ook paddenstoelen en de minuscuul kleine ___________________________________________________________________________ die er leven. Dode dieren blijven zo niet eindeloos in de natuur liggen, maar worden netjes opgeruimd door de opruimers of de ________________________________________________________________________ . - Wat er vrijkomt bij de afbraak van dode organismen, zijn _____________________________________ die opgelost worden in het bodemwater om zo weer te worden opgenomen door de ________________________________________________________________ . - Je ziet dus dat alle levende wezens – planten, dieren, schimmels, bacteriën – van elkaar afhankelijk zijn. Ze vormen een _____________________________________________________________. Vul de onderstaande voedselkringloop aan met de juiste terminologie. 29 NATU2LW.indb 29 20-02-14 10:08 Ook de natuur maakt dus afval, maar ruimt dat wel telkens keurig op, iets wat van de mens zeker niet altijd gezegd kan worden! Dode dieren, oude takken of hout, afgevallen vruchten van bomen, uitwerpselen enz. ... dat is allemaal natuurlijk afval. Maar alles verteert weer netjes, zodat er uiteindelijk niets meer overblijft. Het afval is voedsel geworden voor andere planten (vooral schimmels) en dieren (insecten, bodembewoners en sommige aaseters). Stel je even voor hoe de wereld er zou uitzien mocht dat niet gebeuren. We zouden op kilometershoge bergen organische resten leven! Gelukkig zou er geen geurhinder zijn, want ook die maakt deel uit van het rottingsproces. De natuur heeft dus een prachtige manier van afvalverwerking. Je moet soms wel wat geduld oefenen, want de voedselkringloop gaat heel langzaam. Het duurt wel jaren vooraleer een boom is verteerd en helemaal is opgenomen door andere planten. Maar het is de hoogste vorm van recyclage op onze wereldbol. Samenvatting Voedselrelaties geven de relatie weer tussen organismen, waarbij de ene soort voedsel is voor de andere soort. DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap -VOEDSELKETEN: aaneenschakeling van levende wezens, waarbij de ene schakel tot voedsel dient voor de volgende. Voorstelling met pijltjes. In de natuur overlappen de voedselketens elkaar = voedselweb. De groene planten = producenten, de dieren = consumenten. -VOEDSELPIRAMIDE: ruimtelijke voorstelling van de voedselketen, waarbij de onderlinge verhoudingen – het aantal – in acht worden genomen. Er is een brede basis van producenten, met daarboven steeds kleiner wordende verdiepingen van consumenten. Zolang de piramidevorm blijft behouden, is er een natuurlijk evenwicht. -VOEDSELKRINGLOOP: gesloten voedselrelatie. Dankzij de opruimers = reducenten, worden dode organismen opnieuw afgebroken tot mineralen, die de plant met het water kan opnemen. 30 NATU2LW.indb 30 20-02-14 10:08 2 Biodiversiteit 2.1 Wat is biodiversiteit? Hou je van planten observeren en wandelen in de natuur (waarbij je uiteraard op de aangeduide paadjes blijft)? Eet je bij voorkeur seizoensgebonden groenten en fruit en bevat je weekmenu weleens een vegetarische maaltijd? Voeder je ’s winters de vogels bij? Of ben je een expert in het recycleren en sorteren (gebruik je een brooddoos, gerecycleerd papier ...)? Dagelijks kleine handelingen stellen in het voordeel van de natuur volstaat vaak om die ook terdege te beschermen. Zo doe je – bewust of onbewust – ongetwijfeld al veel voor de biodiversiteit! Ontleed het woord ‘biodiversiteit’ om achter zijn betekenis te komen. ________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ Biodiversiteit situeert zich vooral op drie niveaus. Verbind ze met de juiste uitleg. diversiteit op soortenniveau genetische diversiteit diversiteit aan ecosystemen • De verscheidenheid van genen (deel van het DNA met erfelijke eigenschappen) binnen elke soort, waardoor er nog heel wat verschillende ondersoorten zijn, bv. poedel, dalmatiër ... • Omvat alle verschillende biotopen die op aarde bestaan. Een ecosysteem is het geheel van soorten samen met het leefgebied waarin ze voorkomen, bv. bos, woestijn, moeras ... • De verscheidenheid van alle verschillende soorten planten, dieren, schimmels en micro-organismen, bv. alle soorten orchideeën, vlinders, vogels, paddenstoelen, bacteriën ... 31 NATU2LW.indb 31 20-02-14 10:08 2.2 Is biodiversiteit belangrijk? Opdracht Kleur de bloemetjes groen bij de juiste uitspraken. Biodiversiteit is enkel een zaak voor idealisten met groene vingers. Biodiversiteit voorziet in onze basisbehoeften, zoals ademen, eten, drinken en een dak boven ons hoofd hebben. DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Biodiversiteit biedt ons een brede waaier aan producten, zoals voedsel, kleding, energiebronnen, beschutting en geneesmiddelen. Biodiversiteit verstrekt ons een groot aantal diensten, zoals waterzuivering, aanmaak van zuurstof, bemesting, vermindering broeikaseffect en klimaatveranderingen, beperking van overstromingen, bestuiving van fruitbomen enz. Biodiversiteit beperkt ons in ons dagdagelijkse leven en laat ons een stap terugzetten in de tijd, want heel wat luxe moet weer verdwijnen. Biodiversiteit is mooi, ontspannend, inspirerend ... Het ecotoerisme zit al jaren in de lift en vele mensen geven aan dat ze de natuur als ‘onthaaster’ nodig hebben om een evenwicht te vinden in ons jachtige bestaan. Zonder biodiversiteit zijn ook wij gedoemd tot uitsterven! Laat ons die mooie natuur dus in ere houden, voor onszelf, onze kinderen, kleinkinderen enz. 32 NATU2LW.indb 32 20-02-14 10:09 Biodiversiteit is levensnoodzakelijk! Leg de link tussen de onderstaande zaken die de biodiversiteit ons biedt. verstrekt ons DIENSTEN biedt ons PRODUCTEN voorziet in onze BASISBEHOEFTEN ������������������������������������������������������� luchtzuivering groene planten ������������� �������������������������������������������������������� ______________________________ �������������������������������������������������������� riet zuiver water appels eten ������������������������������������������������������� Wereldwijd zijn er momenteel ongeveer 1,9 miljoen levende soorten beschreven. Onderzoek toonde echter aan dat nog vele soorten onbekend zijn. Schattingen van het aantal levende soorten op aarde variëren van 3 tot 100 miljoen. Er worden door biologen dan ook elke dag nog nieuwe soorten ontdekt, waaronder vooral insecten en ongewervelden. In België zit het totale aantal diersoorten tegen de 35 000 aan, maar zowat 30 % van onze fauna is nog niet bekend (vooral insecten, wormen en oerdiertjes). Qua flora wordt er voor België een schatting gemaakt van zo’n 18 000 soorten planten, algen en zwammen, waarvan zo’n 20 à 25 % nog niet is waargenomen. Niet alle soorten worden ook even grondig bestudeerd. Nochtans spelen de minder populaire soorten een even belangrijke rol in het functioneren van de ecosystemen. Alleen daarom al verdienen ze even onze aandacht. 33 NATU2LW.indb 33 20-02-14 10:09 2.3 Hoe beïnvloedt de mens de biodiversiteit? De mens maakt integraal deel uit van de biodiversiteit, net als pakweg de klaproos en de orka. Die uitspraak klinkt misschien banaal, maar het is de realiteit. De biodiversiteit heeft op vele manieren bijgedragen tot de ontwikkeling van de menselijke cultuur. Maar er is een wisselwerking, want op zijn beurt beïnvloedt de mens ook de evolutie van de biodiversiteit. Zeker als dominante soort op aarde is onze impact groot! Stelt de vraag zich dan niet of wij, als dominante soort, niet verantwoordelijk zijn voor de zorg van de meer ondergeschikte soorten? Zoals het toch logisch is dat ouders voor hun kinderen zorgen ... 2.3.1 De evolutie van de biodiversiteit DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Zowat ___________________________________________________ jaar geleden werd de aarde gevormd uit gas, stof en brokstukken uit de ruimte. Onze aarde was toen niet meer dan een hete brij. Tijdens de eerste en tevens langste periode van de geologische tijdschaal is de aarde afgekoeld en zijn de oceanen ontstaan. Reeds in dat eerste tijdperk verscheen het leven op aarde in de vorm van eencelligen in de oceanen. Geleidelijk aan ontstonden er andere levensvormen opgebouwd uit meerdere cellen, die qua bouw steeds complexer werden en uitgroeiden tot de (on)gewervelde dieren. Om een beter beeld te krijgen van de duur van de verschillende perioden, kunnen we de evolutie van de aarde gelijkstellen met één jaar: - vorming aarde – eerste levensvormen – verschijnen landplanten; - dinosauriërs komen en gaan – de mens doet zijn intrede; - bouw Egyptische piramiden – Columbus ontdekt Amerika – nu! 34 NATU2LW.indb 34 20-02-14 10:09 Dankzij enkele massale extincties (uitstervingsgolven) uit het verleden heeft de mens de kans gekregen om zich te ontwikkelen en de aarde te bevolken. Aard- of ruimteprocessen (zoals vulkanisme, natuurlijke klimaatwijzigingen of meteorietinslagen) lagen aan de basis van elke uitstervingsgolf. De extinctiegolf die aan de gang is, is echter van heel andere aard. - _ ______________________________________________________________ is er medeverantwoordelijk voor! Voor het eerst is het dus een factor van de biodiversiteit zelf die hier een rol in speelt. Maar met welk recht doen we de huidige biodiversiteit, het resultaat van 3,5 tot 4 miljard jaar evolutie, in een geologische oogwenk verdwijnen? - Bovendien worden onze ‘natuurlijke rijkdommen’ niet gespaard, maar uitgeput: _ _____________________________________________________________________________________________________________________________ - Op alle niveaus komt de biodiversiteit zo in het gedrang. Verbind elk niveau met het juiste gevolg voor de biodiversiteit. diversiteit op soortenniveau • Ecosystemen moeten plaatsmaken voor de ‘beschaving’ van de mens. genetische diversiteit • Minder soorten meer inteelt ongezonde jongen meer sterfte. diversiteit aan ecosystemen • De lijst van bedreigde diersoorten en planten wordt alsmaar groter. Of is onze liefde voor moeder aarde toch groot genoeg om onze biodiverse erfenis nog een kans te geven? Een kans op bestaan, evolutie en ontwikkeling? 2.3.2 De bedreiging en bescherming van de biodiversiteit Opdracht Wat we veroorzaken, kunnen we ook weer oplossen ... Kies bij elke foto uit: BEDREIGING: fragmentatie ecosystemen – jacht op zeezoogdieren – broeikaseffect (te grote veestapel) – boskap (landbouw en tropisch hardhout) – exoten overheersen – watervervuiling. BESCHERMING: milieuvereningen – vegetarisch eten – kweekprogramma’s – ecoduct verbindt – eco-toerisme – inheemse soorten beschermen 35 NATU2LW.indb 35 20-02-14 10:09 Bedreiging van de biodiversiteit DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Aziatisch lieveheersbeestje 36 NATU2LW.indb 36 20-02-14 10:09 BescHerming van de Biodiversiteit Zevenstippelig lieveheersbeestje Kwabaal ‘was’ een bedreigde diersoort. 37 NATU2LW.indb 37 20-02-14 10:09 SYNTHESE in een ruimer + weergave van het ‘aantal’ en ‘natuurlijk evenwicht’ + ‘reduceren’ van dood materiaal tot hergebruik van ‘mineralen’ Vis en zeeleven Vis en zeeleven Zoöplankton Fytoplankton Microflora Zoöplankton Fytoplankton Microflora DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Bij afname van de _____________________________________________________________ in een systeem, neemt de gevoeligheid van dat systeem toe op alle drie de niveaus: _________________________________________________________________________________________________________________________ 38 NATU2LW.indb 38 20-02-14 10:09 Naam: ____________________________________________________________ Klas: ____________ Nr.: ____________ / ICT-opdracht: JIJ en biodiversiteit Biodiversiteit speelt een centrale rol in ons bestaan en dat van vele andere organismen. Het wordt ook vaak als indicator gebruikt voor de gezondheid van een ecosysteem. Het behoud ervan is van cruciaal belang! Als we de handen in elkaar slaan, kunnen we het tij keren. Heel wat sites nodigen ons uit om meer te weten te komen over biodiversiteit. www.ikgeeflevenaanmijnplaneet.be Opdracht 1 Ga naar www.ikgeeflevenaanmijnplaneet.be. Klik op OP SCHOOL - klik op: http://ikgeeflevenaanmijnplaneet.indeklas.be. Klik op 1e GRAAD SO - klik op INTERACTIEF - klik op Speel de quiz - noteer het besluit. LEVEL 1: Biodiversiteit is ... - al wat ______________________ op aarde: planten, dieren, zwammen en micro-organismen - de verschillende soorten, naar schatting ________________________________________________________________ - de verschillende ________________________________________________________ - de variatie binnen de soorten: ________________________________________________________________________________ - de relatie tussen ________________________________________________________ LEVEL 2: Hoeveel weet jij over het leven op aarde? -De biodiversiteit wordt van alle kanten bedreigd. Geef vijf voorbeelden die ervoor zorgen dat leven geen uitweg meer heeft: _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ - _____________________________________________ redden: worden acties ondernomen om de biodiversiteit te __________________________________________________________________________________________________________________ slaan de handen in elkaar. En met __________________________________________________________ help ook __________________ de biodiversiteit in je eigen tuin of de wereld errond. -Biodiversiteit is ________________________________________________________________________: ze levert de mens o.a. voedsel, zuiver water, zuurstof en energie. Biodiversiteit is ______________________________! 39 NATU2LW.indb 39 20-02-14 10:09 Op het einde van de quiz: klik op SNUISTER DOOR DE MEDIATHEEK . Schrijf hieronder je eigen bevindingen over wat je (nog extra) hebt bekeken: wat vond je leuk, interessant, herkenbaar uit de les? Wat zou je anderen aanraden? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________ Opdracht 2 Ga naar www.google.be. Zoek op: ‘ecologische voetafdruk berekenen’ WWF Ecological FootPrint - Bereken je eigen ecologische voetafdruk: _ _________________________________________________________________________ Dat is de oppervlakte die je jaarlijks gebruikt om je levensstijl te verzekeren. - De gemiddelde voetafdruk van een Belg bedraagt _ _______________________________________________________ . - Hoeveel bedraagt de duurzame voetafdruk? ____________________________________________________________________ - Hoeveel m2 bespaar je met extra engagementen om je ecologische voetafdruk te verkleinen? ____________________________________________ Noteer hier jouw (één) engagement: _ _____________________________________________________________________________________________________________________________ DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Opdracht 3 Ga naar www.google.be. Typ bij de zoekopdracht: ‘gemiddeld waterverbruik’ De Watergroep Typ bij de zoekopdracht: ‘WWF ecotips’ WWF Belgium - Hoeveel water gebruikt de Belg gemiddeld? _________________________ Waar zit het grootste verbruik (top drie)? _ __________________________________________________________________________________________________________________ - Op welke zeven (algemene) domeinen richten de ecotips zich? _ _____________________________________________________________________________________________________________________________ _ _____________________________________________________________________________________________________________________________ Opdracht 4 Waarvoor wil jij je engageren? Kleur de bolletjes die van toepassing zijn. Als ik op reis ga, koop ik geen exotische dierensouvenirs. Boterhammen in een brooddoos! Aluminiumfolie gebruik ik hier niet voor. Ik schrijf op gerecycleerd papier. Printen doe ik enkel indien echt nodig. Ik kom te voet, met de fiets, bus of trein naar school of ik carpool. Ik let thuis op mijn energie- en waterverbruik en geef het goede voorbeeld. Ik beperk verpakkingen waar mogelijk. Afval sorteer ik in de juiste bak! Ik heb respect voor de natuur en alle levende wezens. I ♥ Nature! Ik engageer me om ook anderen warm te maken voor dit thema. 40 NATU2LW.indb 40 20-02-14 10:09 Hoofdstuk 2 Fotosynthese Alle organismen – planten en dieren – hebben voedingsstoffen nodig om te overleven. Wij gaan daarom meermaals per dag smakelijk eten, maar planten hoef je geen biefstuk met frietjes en een salade voor te schotelen. Waar halen de producenten zelf hun voeding vandaan? Ze mogen dan wel een belangrijke voedselleverancier zijn voor tal van dieren, planten hebben zelf ook veel energie nodig om te groeien, bloeien, zich voort te planten enz. Onderzoeksvragen ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1 Zaadje versus boom Een zaadje kan na vele jaren uitgroeien tot een kanjer van een boom, die op zijn beurt weer vruchten en zaden kan dragen. Bladeren en bloemen worden vaak volgens het jaargetijde gevormd en afgeworpen en toch komt er elk jaar weer een groeiring bij! Hoe kan uit een klein zaadje zo’n grote boom groeien? Stoffen uit de lucht: De zon is energie: ____________________________________________________________________ zaad ____________________________________________ ____________________________________________ boom Stoffen uit de bodem: ____________________________________ + _______________________________________________________ 41 NATU2LW.indb 41 20-02-14 10:09 Dankzij die stoffen uit de bodem, de lucht en de zon als energiebron, kan het zaad een enorme toename in hoeveelheid materie verwezenlijken. Zo is de grootste eik in België (in Edingen) wel 40 m hoog en is de stamomtrek zo’n 7 m! Stel je voor dat die 300 jaar oude eikenreus vuur vat na een blikseminslag. Dan merk je dat er naast de massatoename ook een enorme toename in energie is. Alle stoffen die gedurende 300 jaar werden opgenomen, komen er in zekere mate weer uit wanneer de boom in brand staat: - Energie komt vrij als _____________________________________________________ en ���������������������������������������������������� . - Koolstofdioxide komt vrij als _____________________________________ . - Water komt vrij als ________________________________________________________ . - Mineralen komen vrij als _____________________________________________ . Het hout van een boom kan daarom als brandstof gebruikt worden. Wanneer het hout vuur vat, kan de opgeslagen ������������������������������������������������ vrijkomen. De ���������������������������������������������������� is bepalend voor de hoeveelheid opgeslagen energie. Hoe groter de massa, hoe groter / kleiner de energieopslag. DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Toepassing Elke goede landbouwer of tuinder is zich bewust van de noodzakelijke factoren om een goede groei van zijn groenten of planten te bewerkstelligen. Soms wordt de natuur vaak een handje geholpen om een grotere opbrengst te bekomen. Naar welke toepassingen verwijst de bovenstaande cartoon? - _ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - _ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Serres moeten in de winter ook verwarmd worden. De rook die vrijkomt uit de verwarmingskachel kan in de serres echter nuttig aangewend worden. Leg uit. ___________________________________________________________________________________________________________________________________ 42 NATU2LW.indb 42 20-02-14 10:09 Planten spelen voor de mens een cruciale rol op aarde. - Planten zijn producenten: _______________________________________________________________________________________________________ en staan hiermee aan de basis van elke _______________________________________________________________________________. -Planten staan er ook bekend om dat ze cruciaal zijn in het leefbaar houden van onze atmosfeer op aarde. Leg uit. ����������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� Toepassing Toch staan de planten, alsook onze atmosfeer, onder grote druk door het toenemende broeikaseffect en door de dalende biodiversiteit. Onze CO2-uitstoot is veel groter dan wat planten kunnen verwerken via de fotosynthese. Daarom moeten we zelf maatregelen nemen om de CO2-uitstoot te doen dalen. Alsmaar meer Belgen reizen vaker en verder met het vliegtuig. Door de belachelijk lage tarieven van de lowcostmaatschappijen is het soms goedkoper om naar Spanje te vliegen, dan met de taxi vanuit Brussel naar Zaventem te rijden. Dat is wel goed nieuws voor onze portemonnee, maar het klimaat vaart er allesbehalve wel bij. Toch vliegen, maar tegelijkertijd je CO2-uitstoot van de vlucht compenseren? Dat kan met een GreenSeat. Voor een kleine meerprijs tussen de 2 % en 5 % van de ticketprijs worden o.a. bossen aangeplant en beschermd om zo de capaciteit om CO2 op te nemen te vergroten. Het belangrijkste broeikasgas wordt zo op natuurlijke wijze uit de lucht gefilterd door bomen en planten die het gebruiken om te groeien. Ook investeert GreenSeat in duurzame energie en besparingsprojecten. Het doel is tot een herstel van het CO2evenwicht in de atmosfeer te komen. Samenvatting Groene planten kunnen stoffen vormen. Er gebeurt een stofomzetting: - in het bladgroen, onder invloed van licht (stralingsenergie uit de zon) - met stoffen uit de bodem (water) - met stoffen uit de lucht (koolstofdioxide) Dit is FOTOSYNTHESE. Hierdoor kunnen zaden, bij het uitgroeien tot planten, een enorme toename kennen in massa (hoeveelheid materie) en energie. 43 NATU2LW.indb 43 20-02-14 10:09 2 Fotosynthese experimenteel vaststellen 2.1 Fotosynthese in de bladeren Planten hebben veel energie nodig om te groeien, te bloeien, zich voort te planten. Daarom testen we enkele (ontkleurde) bladeren met lugol om de aanwezigheid van een belangrijke energie-leverende stof op te sporen: ____________________________________________________________. Die voedingsstof vinden we terug in de kleinste levende bouwstenen van de plant: _ _________________________________ , namelijk in het _______________________________________________________________________ . Experiment Onderzoeksvraag Welke factoren hebben een invloed op de zetmeelvorming in planten? DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Benodigdheden - - - - - - - belicht maar deels afgedekt groen blad, bv. van een geranium belicht gepanacheerd (tweekleurig) blad, bv. van klimop bunsenbrander + draadnet + aansteker twee grote bekers met water kleinere beker met norvanol of ethanol (70 %) pincet schaaltje + lugol Werkwijze Bladeren ontkleuren en testen met lugol. •Verwarm water tot het kookpunt. •Dompel de bladeren in het kokende water tot ze slap worden. •Doe de bladeren in een kleinere beker met ethanol (70 %). •Zet de beker in het hete water tot de bladeren ontkleurd zijn. •Haal de ontkleurde bladeren uit de alcohol en was ze in een beker heet water. •Spreid elk blad uit op een schaaltje. •Test met lugol de aanwezigheid van zetmeel. Verklaring Leg uit waarom de bladeren eerst ontkleurd moeten worden. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 44 NATU2LW.indb 44 20-02-14 10:09 Waarneming Lugol kleurt in aanwezigheid van zetmeel ______________________________________________________________________________. Een gepanacheerd / afgedekt blad werd na een zonnige dag geplukt. ontkleuring + lugoltest Na ontkleuring + lugoltest werd waargenomen dat: - het belichte / onbelichte / groene / witte gedeelte zwart kleurt; - het belichte / onbelichte / groene / witte gedeelte oranje kleurt. Een gepanacheerd / afgedekt blad werd na een zonnige dag geplukt. ontkleuring + lugoltest Na ontkleuring + lugoltest werd waargenomen dat: - het belichte / onbelichte / groene / witte gedeelte zwart kleurt; - het belichte / onbelichte / groene / witte gedeelte oranje kleurt. Besluit Uit de voorgaande proeven blijken de voorwaarden om zetmeel te vormen. - Wanneer? Als de plant voldoende ________________________________________ krijgt. - Waar? In de ____________________________________________ delen van de plant, namelijk in de microscopisch kleine ______________________________________________ . De eigenlijke brandstof die groene planten via de fotosynthese maken, is in feite niet rechtstreeks zetmeel. Weet je nog, de ‘zetmeeltrein’ bestaat uit ‘wagonnetjes’. Er wordt dus in eerste instantie _________________________________________ aangemaakt. Die kunnen daarna aan elkaar gekoppeld worden ter vorming van de reservestof zetmeel. Soms blijft glucose ook in zijn rechtstreekse vorm in de plant. Denk aan de vele zoete fruitsoorten (bv. aardbei) of groenten (bv. tomaat). 45 NATU2LW.indb 45 20-02-14 10:09 2.2 Gasuitwisseling in groene planten Experiment Onderzoeksvraag Welke gassen spelen een rol bij de fotosynthese in planten? Benodigdheden - - - - - - hoge smalle maatbeker waterpest spuitwater (waar het gas uit is) trechter proefbuis zonnige plaats of retroprojector Werkwijze Vul de maatbeker voor de helft met plantjes waterpest, waar je een omgekeerde trechter overheen plaatst. Vul de beker vervolgens tot bovenaan met spuitwater. Vul de proefbuis met water en plaats ze zorgvuldig over de trechter. Via het principe van waterverdringing kunnen eventueel gevormde gassen zo in de proefbuis worden opgevangen. Belicht het geheel met de zon (of een retroprojector). Waarneming Wat zie je in de proefbuis wanneer de plant enige tijd belicht wordt? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ Besluit Er gebeurt tijdens de fotosynthese een gasuitwisseling. DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap Bij voldoende _____________________________ wordt in het _________________________________________________ van de plant een gas afgegeven: _____________________________________________________________ . Hiervoor wordt uit de lucht een ander gas opgenomen: ________________________________________________________________________ . Dit is een grondstof die in het bladgroen en bij voldoende licht een stofomzetting ondergaat tijdens de fotosynthese. Maar wat doet een plant dan als er geen licht is? Dan gaat de stofomzetting in omgekeerde richting lopen, planten kunnen namelijk net zoals wij mensen __________________________________________________________ . Verduidelijk hieronder de relatie tussen fotosynthese en celademhaling. koolstofdioxide zuurstofgas Toepassing Staan er op een ziekenhuiskamer veel planten, dan worden die ’s nachts op de gang gezet. Verklaar. _________________________________________________________________________________________________________________________________ ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 46 NATU2LW.indb 46 20-02-14 10:09 2.3 Water is onontbeerlijk voor planten Wat gebeurt er met een plant die onvoldoende water krijgt? ___________________________________________________________________________________________________________________________________ Water heeft nog een functie binnen in een plant (via wortel, stengel, bladeren): ___________________________________________________________________________________________________________________________________ . En we voegen nog een derde functie toe die water in een plant heeft. Het is een onontbeerlijke grondstof voor de _______________________________________________________________________________________________. 3 Wat is de functie van de fotosynthese? Met de grondstoffen die een groene plant opneemt uit de lucht en de bodem kan de plant onder twee voorwaarden, in het bladgroen en bij voldoende licht, zelf zijn voedsel aanmaken, waarbij ook een gas vrijkomt als afvalproduct. Er is een energieomzetting: lichtenergie chemische energie (voeding). Extra De stofomzetting geven we met het deeltjesmodel schematisch weer: CO2 + H2O 2 C6H12O6 + O2 2 + 2 + 2 Voorwaarden: 47 NATU2LW.indb 47 20-02-14 10:09 Of organismen al dan niet in staat zijn om zelf hun voedsel aan te maken, wordt weergegeven met een naam afgeleid uit het Grieks: trophein (= voeden), autos (= zelf), heteros (= vreemd, andere). - Groene planten maken zelf hun voedsel aan, het zijn ____________________________________________________ . Groene planten zijn dus autotroof / heterotroof. - Mensen en dieren verbruiken voedsel, het zijn ���������������������������������������������������������������� ; Niet-groene planten (bv. paddenstoel) ontbinden organisch materiaal, het zijn . Beide zijn autotroof / heterotroof. _ __________________________________________________________________ Voor de groene plant hebben de gevormde koolhydraten een dubbele functie. - Enerzijds fungeert glucose als _______________________________________________________________________________________________ . Het levert de energie die nodig is voor alle levensprocessen binnen in de plant. - Anderzijds fungeert glucose ook als ____________________________________________________________________________________. Daaruit worden andere stoffen gevormd, zoals zetmeel, eiwitten en vetten. DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap licht eiwitten vetten aminozuren vetzuren koolstofdioxide glucose water + mineralen zetmeel Samenvatting Groene planten zijn autotroof: de plant maakt zelf zijn voedsel (glucose). - Waar? in de bladgroenkorrels - Wanneer? bij voldoende licht (energie) - Waarmee? met grondstoffen uit de lucht (CO2) en de bodem (H2O) Zuurstofgas (O2) komt hierbij als afvalproduct vrij. Levende wezens hebben dat gas nodig voor de verbranding van glucose in hun cellen (celademhaling). 48 NATU2LW.indb 48 20-02-14 10:09 4 Aanpassingen aan de fotosynthese MACROSCOPISCH gezien bekomen de planten een maximale lichtinval door: - ______________________________________________________________ bv. kruisgewijs tegenoverstaand; - ______________________________________________________________ meestal plat bladoppervlak; - ______________________________________________________________ duizenden blaadjes aan één boom; - ______________________________________________________________ bv. zonnebloem. MICROSCOPISCH gezien zijn er ook enkele aanpassingen: DEKWEEFSEL bladgroenkorrels in cytoplasma PALISSADEVULWEEFSEL celkern vacuole TRANSPORTWEEFSEL SPONSVULWEEFSEL ADEMHOLTE DEKWEEFSEL SLUITCEL + OPENING = HUIDMONDJE - veel bladgroenkorrels in het sponsvulweefsel / palissadevulweefsel, gelegen aan de bovenzijde van het blad voor het invallende �������������������������������������������������������������� ; - openingen in het sponsvulweefsel / palissadevulweefsel, gelegen onder aan het blad, geven aansluiting op diverse _ _______________________________________________________________________ waarlangs er een uitwisseling is van _ _______________________________________________________________________ . 49 NATU2LW.indb 49 20-02-14 10:09 SYNTHESE Niet-groene planten, alsook mens en dier, zijn ______________________________________________________ = ze voeden zich met andere organismen. Groene planten die voldoende belicht worden, zijn _______________________________________________ = ze staan in voor de aanmaak van hun eigen voedsel; DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap = . _____________________________ + _____________________________ ______________________________ _____________________________ + _____________________________ ____________________________ opname via de opname via de kan omgezet worden afvalproduct, _______________________ ____________________________ tot _______________________________________ , afgifte via de _______________________ en transport tot in functie: ________________________________ _____________________ de ________________________ of als ___________________________________ ______________________ 50 NATU2LW.indb 50 20-02-14 10:09 Opdracht Vul het kruiswoordraadsel in. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Dit staat zwaar onder druk, vooral door toedoen van de ________________________________________ . Hoog tijd dus voor actie ter behoud en bescherming ervan! 1 Waar de fotosynthese in plaatsvindt 2 Eindproduct van het ontbindingsproces door de reducenten 3 Gas dat wij inademen en dat door de planten als bijproduct van de fotosynthese aan de atmosfeer wordt afgegeven 4 Het geheel van overlappende voedselketens 5 Voorwaarde van energie opdat de plant aan fotosynthese kan doen 6 Zolang de voedselpiramide haar vorm behoudt, spreken we van een natuurlijk ... 7 Groene planten maken zelf hun voedsel aan, het zijn ... 8 Manier van milieuvriendelijk vliegen door je CO2-uitstoot te compenseren 9 Proces waarbij de groene plant stoffen vormt o.i.v. licht en met stoffen uit de bodem en de lucht 10 Gesloten voedselrelatie, het mooiste voorbeeld van recyclage in de natuur! 11 Consumenten en reducenten zijn heterotroof, producenten zijn ... 12 Stof die we in groene belichte (ontkleurde) bladeren hebben opgespoord met lugol 13 Bijen zijn onontbeerlijk in de biodiversiteit. Ze zorgen o.a. voor de ... van fruitbomen. 14 Ecosystemen kunnen versnipperd of gefragmenteed worden door de aanleg van wegen. De diversiteit van zowel de ecosystemen als de genen (door te veel inteelt) komt in het gedrang. Wat is een oplossing voor dit probleem? 51 NATU2LW.indb 51 20-02-14 10:09 KEN JE DE LEERSTOF? DEEL I: Organismen vormen een levensgemeenschap In dit hoofdstuk leerde je de volgende vaardigheden: • Onderzoeksvragen opstellen • Een leesstuk interpreteren • Relaties tussen verschillende organismen ontdekken • Voedselketen, voedselpiramide en voedselkringloop opstellen •Het belang inzien van producenten, consumenten en reducenten in de voedselkringloop en inzien hoe producenten zelf hun voedsel maken • Inzien wat de rol/invloed van de mens is op de voedselrelaties en de biodiversiteit • Het belang van biodiversiteit inzien en milieubewust handelen • Je eigen engagement voor biodiversiteit in vraag stellen • Inzien hoe een zaadje tot een boom kan uitgroeien •Het verband leggen tussen de massa van een organisme en de hoeveelheid opgeslagen energie •Het belang inzien van groene planten als voedselproducent en voor het leefbaar houden van onze atmosfeer •Experimenteel leren vaststellen – volgens de wetenschappelijk methode – dat er in het bladgroen o.i.v. licht stofomzettingen gebeuren • Met het deeltjesmodel de stofomzetting van de fotosynthese weergeven • Een synthese maken In dit hoofdstuk werd gewerkt aan de volgende leerdoelstellingen: •Aan de hand van een concreet voorbeeld van een biotoop een eenvoudige voedselkringloop opstellen met producent, consument(en) en opruimer(s) •Het belang van biodiversiteit weergeven • In concrete voorbeelden de invloed van de mens op de biodiversiteit aantonen • Uit waarnemingen afleiden dat in planten stoffen gevormd worden o.i.v. licht en met stoffen uit de bodem en de lucht • Experimenteel vaststellen dat de groene plantendelen o.i.v. licht stoffen opbouwen Hoe studeer je dit hoofdstuk? • Lees aandachtig ‘leren in 4 stappen’ vooraan in je leerwerkboek. • De synthese (overzicht van de geziene leerstof) moet je echt ‘kennen’. • De samenvattingen moet je ook altijd goed studeren. • De excursie naar het grasland is een aanzet voor dit en het volgende hoofdstuk, waar het grasland verder wordt uitgediept. • Gebruik je kladschrift om de diverse voedselrelaties uit te schrijven met de algemene terminologie, maar werk ook enkele voorbeelden uit. • Leg biodiversiteit uit a.d.h.v. voorbeelden die je telkens situeert op de drie niveaus. Let op specifieke terminologie: exoten, fragmentatie, ecosystemen, ecologische voetafdruk ... • Teken de experimenten i.v.m. fotosynthese in je kladschrift. • Je leerwerkboek overschrijven ≠ studeren. Het kost je enkel veel tijd. • Wil je zelf een samenvatting maken? Werk dan schematisch. 52 NATU2LW.indb 52 20-02-14 10:09
