Biologie HS 12 + 13

Biologie HS 12 + 13
12.1 Soort zoekt soort
Je leert
- hoe biologen soorten ordenen.
- hoe soorten populaties vormen.
Op aarde komen zeer veel organismen voor. Biologen brengen hierin ordening aan. Organismen met
veel overeenkomstige (uiterlijke) eigenschappen behoren, aldus die biologen, tot een soort. Biologen
gaan er daarbij vanuit dat organismen van dezelfde soort onderling vruchtbare nakomelingen kunnen
krijgen. Elke biologische soort heeft een wetenschappelijke naam (in het Latijn), die bestaat uit twee
delen. Het eerste deel is een geslachtsnaam. Het tweede deel is de soortaanduiding. Soorten zijn - op
basis van overeenkomsten - verder in te delen in een hiërarchisch systeem. Dat systeem bestaat uit
de volgende taxa (enkelvoud taxon): soort, geslacht, familie, orde, klasse, onderafdeling,
afdeling, onderrijk, Rijk. Er zijn vier rijken: bacteriën, schimmels, planten en dieren. Organismen uit
elk van deze vier rijken hebben overeenkomstige celstructuren.
Rijk
celkern
celwand
bladgroenkorrels vacuole
Bacteriën
+
‘+’
Schimmels
+
+
+
Planten
+
+
+
+
Dieren
+
Vroeger werkte men met alleen planten en dieren. Men werkt tegenwoordig met het vierrijkensysteem
in plaats van het tweerijkensysteem, omdat er verschillen zijn in celbouw (schimmels hebben geen
chloroplasten en geen fotosynthese, dieren hebben geen celwand).
Individuen van een soort die in een bepaald gebied leven en onderling kruisen behoren tot dezelfde
populatie. Individuen uit één populatie vertonen meer erfelijke verwantschap dan individuen afkomstig
uit verschillende populaties. Kenmerkend van rassen / variëteiten is dat ze duidelijk meer op elkaar
lijken dan op andere soortgenoten. Oorzaak is een homozygoot verschil in aanleg voor die
eigenschappen.
Soort = groep organismen die onderling kunnen kruisen (en dat ook in de natuur doen) en daarbij
vruchtbare nakomelingen krijgen. Deze definitie levert problemen op in de volgende gevallen:
- uitgestorven organismen (je kunt ze niet kruisen om te testen of ze vruchtbare nakomelingen
krijgen)
- a-sexuele voortplanting (kun je natuurlijk niet kruisen)
Taxonomie (systematiek) = de tak van de biologie die zich bezighoudt met het indelen van de
organismen in families, orden etc.
Geslacht in de taxonomie = groep nauw verwante soorten.
Binaire naamgeving = geslachtsnaam + soortnaam. Geslachtsnaam (genusnaam) wordt met
hoofdletter geschreven, soortnaam met kleine letter!
Hiërarchisch systeem = de ordening die biologen gebruiken om levensvormen op aarde in te delen.
Het systeem kent verschillende niveaus waarop organismen in groepen (taxa) worden ingedeeld:
soort, geslacht, familie, orde, klasse, afdeling, Rijk.
Taxon = een indelingsniveau van het hiërarchische systeem waarin alle organismen zijn ingedeeld.
Populatie = alle individuen van een bepaalde soort binnen een bepaald gebied. Meestal vindt de
voortplanting plaats met individuen binnen de populatie. Voorbeelden: de populatie reeën op de
Veluwe, de populatie regenwormen in een grasveld.
Ras = variëteit. Binnen een soort zijn groepen individuen te onderscheiden die sterk op elkaar lijken.
Ze hebben voor bepaalde kenmerken een homozygoot genotype. B.v. bij appelen de rassen
goudrenet en granny smith; bij honden de rassen tekkel en sint-bernard.
Geslacht = een van de eenheden (taxa) waarmee alle planten, dieren en micro-organismen in een
ordening zijn geplaatst. Geslachten zijn onderverdelingen van een familie (een hoger taxon). Soorten
zijn onderverdelingen van een geslacht. B.v. het geslacht eik bestaat onder andere uit de soorten
zomereik en wintereik. Beide soorten zijn niet te kruisen.
12.2 Een soort staat niet stil
Je leert
- hoe aanpassing plaatsvindt.
- hoe soortvorming kan plaatsvinden.
Binnen een soort bestaat een variatie in eigenschappen. Darwin wees daarop in zijn evolutietheorie.
Eigenschappen kunnen meer / minder gunstig uitpakken. Dat hangt af van de omstandigheden
waaronder een soort leeft. Die omstandigheden veroorzaken een natuurlijke selectie. Bij selectie
zullen individuen met gunstige eigenschappen (in een bepaalde omgeving) het beter doen dan andere
soortgenoten. Doordat zij hun allelen doorgeven aan de volgende generatie groeit het aandeel van
deze allelen in de populatie. De soort verandert langzaam (evolutie), raakt aangepast aan zijn
omgeving (adaptatie).
Delen van één populatie kunnen door isolatie soms van elkaar gescheiden raken. In die
deelpopulaties kunnen mutaties optreden. Door een mutatie kunnen individuen van een populatie
bijvoorbeeld een andere tolerantiegrens voor abiotische factoren als temperatuur krijgen. Door
mutaties gaan deelpopulaties van elkaar verschillen en uiteindelijk kunnen nieuwe soorten ontstaan.
Evolutietheorie = een wetenschappelijke theorie waarmee Darwin een verklaring gaf voor het
ontstaan en veranderen van soorten. De theorie is gebaseerd op individuele verschillen binnen de
soort (variatie), natuurlijke selectie en de seksuele selectie.
Natuurlijke selectie = de "selectie" die plaatsvindt door de invloed van abiotische en biotische
omgevingsfactoren op een soort. Individuen met een gunstige allelenmix voor de heersende
omgevingsfactoren krijgen meer nakomelingen dan de individuen met een ongunstiger allelenmix.
(Survival of the fittest = best aangepasten)
Adaptatie = evolutionaire aanpassing - door een soort - aan heersende omstandigheden. Denk
bijvoorbeeld aan de zwemvliezen van een zeedier.
Isolatie = door een barrière (menselijke activiteiten, geografische scheiding of genotypische
verschillen) kunnen individuen van een populatie elkaar niet meer bereiken. Kleine geïsoleerde
populaties lopen de kans om uit te sterven, bijvoorbeeld door inteelt of een grotere vatbaarheid voor
parasieten of een besmettelijke ziekte. Bij geïsoleerde populaties bestaat de kans dat deze in de loop
van de tijd evolueert tot een nieuwe soort.
Mutatie = (1) een verandering in het DNA. Mutaties zijn toevallige verandering van het genotype en
staan ook aan de basis van de soortvorming.
(2) nakomeling waarbij een mutatie tot uitdrukking is gekomen.
Abiotische factoren = fysische en chemische eigenschappen die iets zeggen over de
omstandigheden waaronder een organisme leeft. Ze zijn medebepalend voor het aanwezig zijn
organismen in een bepaalde omgeving. Voorbeelden zijn: temperatuur, licht, wind, zuurstofgehalte,
zoutgehalte, luchtvochtigheid, beschikbaarheid van mineralen en zuurgraad.
Tolerantie = de waarden van een omgevingsfactor die voor een soort geschikt zijn om te kunnen
overleven. Een soort kan ergens leven, wanneer de individuen alle omgevingsfactoren aankunnen die
in dat gebied heersen. B.v. woestijndieren en –planten zijn tolerant voor grote verschillen in
vochtgehalte en temperatuur. Soorten in ons land zijn minder tolerant daarvoor.
Tolerantiegrens = de minimum- of maximumwaarde van een tolerantiegebied.
12.3 Samen leven en groeien
Je leert
- dat individuen van een / meer soort(en) op verschillende manieren relaties onderhouden.
Behalve door abiotische (bijvoorbeeld temperatuur) vindt er ook selectie plaats door biotische
factoren. Voorbeelden van biotische factoren zijn relaties tussen organismen van verschillende
soorten (interspecifieke relaties), zoals de predator-prooi-relatie. Daarbij heet de kans dat een
prooidier gevangen wordt predatiedruk. Deze druk is afhankelijk van kenmerken van zowel prooidier
(wel / geen schutkleur) als predator (goede / slechte hardloper).
Niet alleen tussen, maar ook binnen een soort bestaan relaties: intraspecifieke relaties. Een voorbeeld
is de competitie om een prooi. Predatoren strijden onderling om de beschikbare prooidieren. De
aantallen prooidieren vormen met andere woorden de beperkende factor voor de aantallen
predatoren.
Soorten kunnen hun eigenschappen steeds verder op elkaar afstemmen (co-evolutie). Ze kunnen een
samenleving aangaan, symbiose (letterlijk: samenleven). Dit kan in de vorm van mutualisme. Beide
partners hebben er voordeel bij (+/+).Bij commensalisme heeft slechts een van beide partners
voordeel; voor de ander maakt het niet uit (+/0). Een andere relatievorm is de predator-prooi-relatie:
bijvoorbeeld de lynx die konijnen vangt. Bij deze relatievorm heeft een van de partijen voordeel en is
de relatie nadelig voor de ander (+/-). Hetzelfde geldt voor een gastheer-parasiet-relatie (+/-). Ook
daar draait de gastheer op voor de kosten van de relatie, bijvoorbeeld bij een griepvirus dat een
lichaam binnen dringt.
Predator = een roofdier (carnivoor) dat levende dieren gebruikt als voedselbron.
Biotische factoren = alle vormen van invloed die organismen hebben op andere organismen.
Bepaalde biotische factoren kunnen, net als abiotische factoren, bepalend zijn voor het aanwezig zijn
organismen in een bepaalde omgeving. B.v. de beschikbaarheid van voldoende plantaardig en/of
dierlijk voedsel, de aanwezigheid van parasieten, roofdieren, concurrenten, samenwerking, enz.
Biotische factoren zijn wel dichtheidsafhankelijk. Dat is goed te zien in het voorbeeld van de lynxen en
hazen: de populatiedichtheden van predator en prooi zijn gekoppeld. Bedenk dat de bij een lage
populatiedichtheid van een prooi, de predator niet alleen minder van dat voedsel heeft maar ook beter
moet zoeken. Loont het nog wel de moeite om naar iets te zoeken dat er nauwelijks meer is?
Predatiedruk = de mate waarin organismen het risico lopen opgegeten te worden.
Interspecifieke relatie = een relatie tussen organismen van verschillende soorten (inter = tussen,
species = soort). B.v. een predator-prooirelatie, symbiose, parasitisme, bloembestuiving door
insecten, interspecifieke competitie om voedsel tussen roofdiersoorten die dezelfde prooidiersoort
eten; een prooidiersoort die met vluchtgedrag reageert op alarmgeluiden van een andere
prooidiersoort.
Intraspecifieke relatie = een relatie tussen organismen van dezelfde soort (intra = binnen, species =
soort). B.v. intraspecifieke concurrentie om voedsel, ruimte, territorium, voortplanting.
Competitie = concurrentie. De strijd tussen organismen, b.v. om voedsel of ruimte. Competitie kan
optreden tussen soortgenoten (intraspecifieke competitie) en tussen individuen van verschillende
soorten (interspecifieke competitie).
Beperkende factor = de factor die het minst optimaal aanwezig is en daardoor de snelheid van een
proces bepaalt. In de ecologie: de (abiotische of biotische) omgevingsfactor die voor een soort het
minst optimaal is. Ook al zijn alle andere omgevingsfactoren voldoende aanwezig, de beperkende
factor is bepalend of die soort onder deze omgevingsfactoren kan leven of zich kan voortplanten
(beperkende factoren hebben een waarde die afwijkt van de optimale).
Co-evolutie = het voortdurend evolutionair aanpassen van een soort aan een andere soort. Bijv. de
co-evolutie bij de coloradokever en de aardappel: de aardappel maakt gifstoffen tegen insectenvraat,
de coloradokever ontwikkelt resistentie daartegen.
Symbiose = een samenlevingsvorm van twee verschillende soorten
- beide soorten hebben nut van elkaar: mutualistische symbiose / mutualisme / symbiose.
- de één heeft nut, de ander nadeel; nut voor parasiet, nadeel voor gastheer: parasitaire
symbiose / parasitisme.
- de één heeft nut, de ander maakt het niet uit: commensalistische symbiose.
Als de groei van een populatie exponentieel is, verwacht je een J-curve, maar vaak wordt het
uiteindelijk een S-curve, omdat er remmende factoren optreden. Het is niet zo dat de populatie dan
constant blijft, maar die blijft wel schommelen rond een bepaalde waarde.
(BINAS 93D1&2, bron 11)
12.4 Een eigen plek
Je leert
- de rol die een soort in zijn leefomgeving kan innemen.
- hoe de onderlinge relaties tussen organismen en hun abiotisch milieu een ecosysteem vormen.
In een rotsgebergte komen veel soorten organismen voor. Deze soorten onderhouden onderling en
met hun abiotisch milieu relaties. Biologen spreken hierbij van een ecosysteem. In een afzonderlijk
herkenbaar gebied, bijvoorbeeld het biotoop: rotswand, vormen soorten van verschillende populaties
gezamenlijk een levensgemeenschap.
In zo’n levensgemeenschap zijn organismen in een voedselweb van eten en gegeten worden met
elkaar verbonden. Binnen een biotoop functioneert elke soort op een eigen wijze: de niche van een
soort. De niche van een soort omvat meerdere dimensies. Het gaat daarbij om zijn specifieke relaties
tot voedsel en vijanden en allerlei levensomstandigheden (zuurstofgehalte, zoutgehalte enzovoort).
Biologen bedoelen met een habitat de werkelijke ruimte waar je een soort kunt aantreffen. Zo kan voor
boomalgen de boomschors een habitat zijn binnen de biotoop bos. Individuen van een soort
concurreren binnen een habitat, ze hebben er hun eigen territorium. De concurrentie tussen die
individuen bepaalt de druk van die soort op een gebied. Het gebied kan deze druk al / niet weerstaan.
Dit hangt af van de draagkracht van een gebied.
Ecosysteem = een gebied met alle daar levende soorten en alle biotische en abiotische factoren. Het
is een min of meer zelfstandige eenheid met producenten, consumenten en reducenten. Er bestaat
een netwerk (voedselweb) van relaties tussen alle organismen onderling en tussen de organismen en
de levenloze natuur. Voorbeelden: een meer, een oerwoud
Biotoop = een type landschap. In een ecosysteem kunnen meerdere biotopen voorkomen. Een
biotoop kan meerdere habitats omvatten.
Niche = Alle relaties die een dier onderhoudt met dieren uit zijn leefomgeving. De niche van een soort
is soorteigen (soortspecifiek), dus geen enkele andere soort heeft dezelfde niche. Lege niche 
mogelijkheid voor een dier om ‘erin te springen’.
Habitat = een leefgebied van een soort, kan meerdere biotopen omvatten.
Territorium = een heel concreet geografisch gebied dat door een individu van een soort wordt
verdedigd tegen concurrerende soortgenoten.
Levensgemeenschap = alle soorten die in één biotoop leven, b.v. de populatie(s) van alle soorten in
een bos, in een grasveld, in een sloot.
Voedselweb = een netwerk van verschillende voedselketens in een ecosysteem.
Voedselketen = een reeks van soorten waarbij de een het voedsel vormt voor de ander. Aan de basis
van elke voedselketen staan producenten die organische stoffen maken. Dit zijn de autotrofe
organismen (vooral de planten). Direct of indirect leven alle dieren, schimmels en veel bacteriën van
de organische stoffen die door deze autotrofen zijn gemaakt. Deze organismen zijn de heterotrofen.
Herbivoren eten plantenmateriaal en worden gegeten door carnivoren die op hun beurt weer gegeten
worden door andere carnivoren. Omnivoren eten zowel planten als dieren. Aan het eind van de
voedselketen staat een topcarnivoor = top-predator.
Draagkracht = de mate waarin een ecologisch systeem een bepaalde populatiegrootte van een soort
kan voeden en huisvesten. Bij een voldoende grote draagkracht kan een populatie groeien. Is de
draagkracht gering dan is geen groei mogelijk.
Microklimaat = lokaal klimaat (op pleintje of onder een boom)
Exoten doen het heel goed in een nieuw ecosysteem na hun introductie, als de omstandigheden goed
zijn (weinig vijanden).
12.5 Ruimte voor verandering
Je leert:
- wat biodiversiteit betekent.
- hoe in de loop der tijd biodiversiteit op een plaats kan veranderen.
Op kaal gevallen grond, bijvoorbeeld bij aanleg van een industrieterrein of bij een kapvlakte in een
bos, zullen allereerst pioniers verschijnen. Na het pionierstadium nemen andere soorten geleidelijk
aan hun plaats in. Verschillende successiestadia volgen. Uiteindelijk ontstaat een climaxstadium met
een eigen biodiversiteit. De soortenrijkdom hangt af van de omstandigheden. Het climaxstadium
loofbos herbergt veel soorten. Andere climaxstadia kennen door extreme milieuomstandigheden juist
weinig soorten, bijvoorbeeld in woestijngebieden.
Organismen verspreiden zich, vertonen dispersie. Die verspreiding is moeilijk wanneer hun leefgebied
versnipperd is. Aanleg van corridors, bijvoorbeeld houtwallen en natuurvriendelijke oevers gaat
versnippering tegen en maakt sterkere dispersie mogelijk. De Nederlandse overheid werkt al jaren aan
een Ecologische Hoofdstructuur (EHS). Deze EHS bestaat uit bestaande en nieuwe natuurgebieden,
onderling verbonden door corridors. Deze EHS moet soorten kans bieden zich te verspreiden en voort
te bestaan.
Pioniersoort = een soort die zich als een van de eerste kan vestigen in een kaal en leeg gebied.
Pioniersoorten groeien snel, produceren veel nakomelingen, worden verspreid door wind of water en
hebben een grote tolerantie voor milieudynamiek (brede tolerantiegrootte)
Successie = de natuurlijke veranderingen in een bepaald gebied, zoals die over meerdere jaren kan
plaatsvinden. Bij successie is er sprake van een geleidelijke verandering van een pionierstadium naar
een climaxstadium, zoals een bos.
Climaxstadium = het eindstadium van een successie van een ecosysteem. De dynamiek van een
gebied bepaalt tot hoever de successie verloopt.
Biodiversiteit = biodiversiteit kan op verschillende niveaus omschreven zijn: (1) de verscheidenheid
aan soorten planten, dieren en micro-organismen in een gebied, (2) de genetische verscheidenheid
binnen een soort of populatie.
Dispersie = de verspreiding van een soort. Planten en schimmels verspreiden zich via zaden en
sporen, dieren kunnen zich zelf verplaatsen.
Versnippering = het opdelen van het landschap door de aanleg van wegen, kanalen, steden,
industrieterreinen, landbouwgebieden. Zo raken natuurgebieden van elkaar gescheiden. Daardoor
kunnen planten en dieren niet of nauwelijks meer van het ene natuurgebied in het andere komen.
Ecologische hoofdstructuur (EHS) = het netwerk van bestaande natuurgebieden en te ontwikkelen
natuurgebieden die onderling verbonden (worden) door ecologische verbindingszones. Via zo’n
netwerk kunnen organismen zich verspreiden en houden populaties in verschillende gebieden
(genetisch) contact met elkaar.
Corridors = stroken in het landschap met een natuurlijk karakter waarlangs planten en dieren zich
kunnen verspreiden. B.v. houtwallen, rivieren, beken, oevers.
Pionierstadium --- successie -- climaxstadium ‘met pioniersoorten’.
Pioniersoorten
Meestal zeer snelle groeiers
Meestal zeer kleine zaden
Meestal korte generatietijd
Meestal hoge productie
Meestal windbestuivers
Climaxsoorten
Langzame groei
Kunnen ook grote zaden hebben
Kunnen ook lange generatietijd hebben
Kunnen ook kleine productie hebben
Kunnen ook niet windbestuivers zijn
Primaire successie begint met ‘niets’ (kale rots/zand etc.)
Secundaire successie = oorspronkelijk systeem is weggevaagd (overstroming, brand etc.) en daarna
volgt de successie.
Vangen-merken-terugvangenmethode = je vangt een aantal organismen, merkt ze, zet ze terug, de
dagen daarna vang je opnieuw organismen, en aan de hand van de verhouding tussen het aantal
teruggevangen en gemerkte organismen schat je de populatiegrootte.
13.1 Wie maakt het eten?
Je leert
- welke organismen organische stoffen kunnen maken uit anorganische stoffen.
- dat stoffen en energie worden doorgegeven in een voedselweb.
Planten zijn autotrofe organismen, omdat zij leven van de organische stoffen die zij met behulp van de
fotosynthese produceren uit anorganische stoffen en lichtenergie. Deze planten kunnen voedsel zijn
voor de herbivoren. De stoffen en energie in dat voedsel gebruiken de herbivoren voor het maken van
dierlijke weefsels. Carnivoren eten onder andere herbivoren en ontlenen daaraan de energie en
stoffen waarmee zij op hun beurt hun weefsels vormen. Omnivoren eten zowel plantaardig als dierlijk
voedsel.
Bij de afbraak van organische stoffen komen anorganische stoffen vrij, die weer beschikbaar zijn voor
opname door bijvoorbeeld planten. De afbraak vindt bij alle organismen plaats (verbranding), maar
vooral ook bij de vele bacteriën en schimmels die in de bodem en het water leven. Deze microorganismen zijn de reducenten.
Herbivoren, carnivoren, omnivoren en reducenten zijn heterotrofe organismen, omdat ze voor hun
organische stoffen afhankelijk zijn van de organische stoffen van planten. Voedselrelaties tussen de
groepen organismen van een ecosysteem worden weergegeven in een voedselweb.
Naast de fotosynthese bestaat ook de chemosynthese. Daarbij worden organische stoffen
geproduceerd met behulp van de energie die vrijkomt bij chemische reacties van anorganische
stoffen. Een voorbeeld daarvan is de chemosynthese door bacteriën die in de kokerwormen leven op
plaatsen in de diepzee waar heet water uit de aardkorst omhoog komt. Deze bacteriën vormen de
basis voor een voedselketen zonder lichtenergie.
Autotroof = organisme dat zelf H2O + CO2  organische stof kan doen.
Als een autotroof organisme energie haalt uit licht, is het fotoautotroof, als het organisme energie haalt
uit anorganische stof, is het chemoautotroof.
Een organische stof is een stof waar koolstof in voorkomt, behalve C02, CO en C. Belangrijkste
organische stoffen zijn koolhydraten, vetten en eiwitten. Planten en sommige bacteriën zijn autotroof,
zoals de cyanobacteriën (blauwalg)
Heterotroof = heeft de organische stoffen van andere organismen nodig, omdat ze niet zelf brandstof
kunnen maken uit anorganische stoffen. Alle dieren, schimmels en veel bacteriën zijn heterotroof.
Fotosynthese = het proces waarbij een autotroof organisme (een plant of bacterie) glucose maakt
met behulp van koolstofdioxide, water en licht. CO2 + H20  C6H12O6
Herbivoor = planteneter. Herbivore dieren zijn consumenten die leven van producenten.
Carnivoor = vleeseter. Een carnivoor dier is een consument die levende of dode dieren eet.
Omnivoor = alleseter. Omnivore dieren (zoals kippen, varkens, mensen) zijn consumenten die zowel
plantaardig als dierlijk voedsel eten.
Chemosynthese = het proces waarbij een autotroof organisme glucose maakt met behulp van
koolstofdioxide, water en chemische energie. O.a. zijn de nitriet- en de nitraatbacteriën uit de
stikstofkringloop chemoautotroof .
Kokerwormbacterie = een worm die leeft in de oceaan en in een zelfgemaakte koker zit, waaruit een
rode pluim steekt. Die dient voor de gaswisseling (O2, CO2 en H2S)en het is dus een soort kieuw. In
speciale lichaamscellen van de worm leven miljarden bacteriën die met behulp van chemosynthese
organische stoffen maken, waar zij zelf en de gastheer energie uit kunnen halen. (vraag 6!)
13.2 Doorgeven van stoffen
Je leert
- dat natuurlijke kringlopen ervoor zorgen dat anorganische stoffen al miljoenen jaren worden
hergebruikt.
- hoe de kringloop van stikstof eruit ziet.
Autotrofe organismen zorgen voor de nieuwvorming van organische stoffen en zijn de producenten
van een ecosysteem. De organismen die direct of indirect van deze gevormde organische stoffen
gebruik maken, zijn de consumenten. Reducenten zorgen voor de afbraak van organische stoffen van
producenten en consumenten. Door deze mineralisatie komen de anorganische stoffen vrij en zijn ze
weer beschikbaar voor opname door de producenten, waarmee de kringloop is gesloten. Deze
stofkringlopen bestaan vanaf het begin van het leven op aarde. Als niet al het geproduceerde
organisch materiaal door reducenten wordt afgebroken, dan kunnen onder specifieke condities
fossiele brandstoffen ontstaan ( b.v. steenkool, aardgas).
Een voorbeeld van recycling is te vinden in de stikstofkringloop. Micro-organismen, zoals
cyanobacteriën in het oppervlaktewater en de bacteriën in wortelknolletjes, nemen N 2 op. De stikstof
wordt gereduceerd tot NH3 en de bacteriën gebruiken dat in cellulaire eiwitten. Door de afbraak van
deze organische stoffen door de reducenten komt NH 3 weer vrij en vormt in oplossing NH4+.
Nitrificerende bacteriën zetten dit ammonium om tot NO2- (nitriet) en daarna tot NO3-. Nitraat is een
belangrijke meststof voor planten. Bij de afbraak van dood organisch materiaal van planten en dieren
(en ureum in de urine van dieren) ontstaat dankzij de reducenten weer NH3. Via de nitrificatie kan de
stikstof opnieuw als nitraat in de voedselketen komen, maar een deel van het NO 3- vormt de
energiebron voor denitrificerende bacteriën, waardoor N2 ontstaat.
Producenten = organismen die organische stof maken (zoals planten en fotosynthetiserende
bacteriën) en chemosynthetiserende bacteriën.
Consumenten = heterotrofe organismen die organische stof verbranden.
Reducenten = ruimen dode (resten van) organismen op, maken de mineralen vrij, “reduceren” de
organische stof.
Consumenten zijn eigenlijk ook reducenten en omgekeerd, omdat reducenten organische stoffen van
dode organismen gebruiken, en consumenten gebruiken ook de organische stoffen van andere
organismen (die natuurlijk ook dood zijn).
Mineralisatie = de omzetting van organische stoffen in anorganische stoffen door de reducenten.
Door de mineralisatie komen de anorganische stoffen weer beschikbaar voor de producenten. B.v. uit
dood organisch materiaal komt ammonium vrij en nitrificerende bacteriën zetten dat om in nitraat.
Door de afbraakprocessen en mineralisatie ontstaat humus. De mineralisatie verloopt onder aërobe
omstandigheden sneller dan bij zuurstofloosheid (anaëroob, rotten).
Stofkringloop = de natuurlijke kringloop (cyclus) van een element (zoals, C, N, P, Fe) in
ecosystemen. Door de stofkringlopen (cycli) worden de elementen doorgegeven. Daardoor zijn ze
afwisselend aanwezig in bodem, lucht, water, planten, dieren en micro-organismen. Een element kan
ook voor langere tijd (miljoenen jaren) vastliggen in gesteenten.
Nitrificatie = de omzetting van ammonium (NH4+) in nitriet (NO2–) en nitraat (NO3–). Nitrificerende
bacteriën maken nitraat (voorwerk) dat opgenomen kan worden door planten. Nitraatbacteriën doen
NO2–  NO3–.
Denitrificatie = de omzetting van nitraat (NO3-) naar stikstofgas(N2). In een zuurstofloze bodem leven
bacteriën die in plaats van zuurstof nitraat (NO3-) gebruiken bij de dissimilatie van glucose. Daarbij
ontstaat o.a.stikstofgas (N2) dat ontsnapt naar de atmosfeer. De bodem verliest daardoor stikstof en
wordt schraler voor plantengroei.
Fossiele brandstof = koolstofbronnen die in de vorm van turf, bruinkool, steenkool, aardgas en olie in
de aardkorst aanwezig zijn. Fossiele brandstoffen zijn organische stoffen en koolstof die afkomstig zijn
van vroeger levende organismen. Door verbranding daarvan komt energie vrij, bijvoorbeeld om
elektriciteit te maken. De koolstof (C) in fossiele brandstoffen wordt geoxideerd tot koolstofmonoxide
en koolstofdioxide. Dit zijn broeikasgassen die het klimaat op aarde in toenemende mate beïnvloeden.
BINAS 93H
5 groepen bacteriën! (aantekeningen en BINAS)
13.3 Levende piramides
Je leert
- dat er in een ecosysteem door voedselrelaties verschillende trofische niveaus bestaan.
- dat slechts een deel van de door planten vastgelegde energie in een hoger trofisch niveau terecht
komt.
De producenten (P) vormen de basis van een voedselpiramide en zijn daarmee het laagste trofische
niveau. Van de hoeveelheid biomassa (is drooggewicht aan organisch materiaal) die zij vastleggen,
kan een deel worden gegeten door de herbivoren. Die vormen het tweede trofisch niveau (1e orde
consumenten, C1). Dieren die herbivoren eten (C2), staan op het derde niveau. Dieren die daarvan
leven (C3), vormen het vierde niveau. Complexe ecosystemen bevatten veel trofische niveaus, maar
meestal staat een topcarnivoor op het vierde of vijfde niveau.
In een energiestroomdiagram is te zien hoe de energie die in het voedsel zit door een organisme
wordt gebruikt. Een groot deel verdwijnt uit het lichaam in de vorm van feces, verbrandingsproducten
en warmte. Slechts een klein deel van de energie wordt vastgelegd in organische stoffen. Omdat een
hoger trofisch niveau afhankelijk is van de organische stoffen uit een lager niveau, is over het
algemeen de biomassa kleiner naarmate je hoger in de voedselpiramide komt. De paragraaf bevat
opgaven met berekeningen hierover.
Voedselpiramide = een afbeelding van een piramide verdeeld in lagen, waarbij elke laag een trofisch
niveau weergeeft van een ecosysteem. De onderste laag is die van alle producenten. De lagen
daarboven zijn die van alle consumenten. De biomassa van een hoger trofisch niveau is doorgaans
kleiner dan die van een lager niveau.
Trofisch niveau = het voedingsniveau in een ecosysteem. Het laagste trofische niveau is dat van de
producenten (P). Herbivoren vormen het 1e consumentenniveau (C1, herbivoren). Carnivoren die
herbivoren eten, zijn het 2e consumentenniveau (C2). Carnivoren die 2e orde-carnivoren eten, behoren
tot het 3e consumentenniveau (C3), enz.
Biomassa = het aantal kg organische stof: Gewicht – water.
Drooggewicht = het gewicht van organische stof zonder water en anorganische stoffen.
Fytoplankton = microscopisch kleine plantaardige organismen die in het water zweven (zowel in zoet
als in zout water).
Zoöplankton = (microscopisch) kleine dieren die in het water zweven (zowel in zoet als in zout water).
Herbivoor zoöplankton leeft van fytoplankton, carnivoor zoöplankton eet zoöplankton.
Je moet kunnen werken met energiestroomschema’s en voedselpiramides.
13.4 Klein grut in de grond
Je leert
- dat veel factoren invloed hebben op de snelheid van de mineralisatie.
- dat mineralisatie door reducenten helpt om organisch afval te verwerken.
In de bodem wordt organisch afval afgebroken door bacteriën, schimmels en andere organismen
(wormen, pissebedden e.d.). De organische stof mengt zich tijdens dit afbraakproces met de
bodemdeeltjes. Er ontstaat een losse bodemstructuur. De grond vermengd met organische stof wordt
humus genoemd. Het tempo van de afbraak (mineralisatie) wordt door vele factoren bepaald. De
mineralisatie door de reducenten verloopt in de tropen veel sneller dan in een gematigd klimaat. Maar
behalve de temperatuur zijn er veel andere factoren die daarvoor verantwoordelijk zijn. Dit zijn onder
andere de beschikbaarheid en diversiteit van de micro-organismen, de mate van afbreekbaarheid van
het afval, C/N-verhouding en de beschikbaarheid van zuurstof (aerobe of anaerobe afbraak). Bij te nat
organisch materiaal b.v. ontstaat rotting (anaerobe afbraak).
De factor bij de mineralisatie die een waarde heeft die het verst is verwijderd van de optimumwaarde,
bepaalt het tempo en is daarmee de beperkende factor.
Organisch afval (GFT) kan op industriële schaal worden verwerkt tot compost. Vaak begint de
compostering met broei waardoor zaden en ziektekiemen worden gedood. Antibacteriële stoffen en
fungiciden belemmeren de activiteiten van de micro-organismen, wat de compostering remt.
Humus = bovenste (donkere) laag grond die ontstaan is door compostering en verrotting van
plantenresten in de bodem.
Beperkende factor = de factor die het minst optimaal aanwezig is en daardoor de snelheid van een
proces bepaalt. In de ecologie: de (abiotische of biotische) omgevingsfactor die voor een soort het
minst optimaal is. Ook al zijn alle andere omgevingsfactoren voldoende aanwezig, de beperkende
factor is bepalend of die soort onder deze omgevingsfactoren kan leven of zich kan voortplanten.
Aëroob = met zuurstof.
Anaëroob = zonder zuurstof.
C/N-verhouding = de verhouding van de hoeveelheid koolstof (C, in organische stoffen) en de
hoeveelheid stikstof (N, in stikstofverbindingen). De C/N-verhouding is o.a. van belang bij de afbraak
van organische stoffen door reducenten, zoals bij het composteren. Bij een hoge C/N-verhouding is er
relatief veel organische stof (dus energie) beschikbaar. Bij een lage C/N-verhouding is er relatief
weinig energie beschikbaar.
Specialist = een soort (plant, dier, micro-organisme) die kan leven en zich voortplanten onder zeer
specifieke levensomstandigheden, b.v. de Reuzenpanda die alleen bamboe eet. Een specialist leeft in
milieuomstandigheden die vrijwel constant zijn en niet of nauwelijks verschillen van de
optimumwaarden voor die soort (zoals in een climaxstadium).
Generalist = een soort (plant, dier, micro-organisme) die onder veel verschillende
milieuomstandigheden kan leven. Een pioniersoort is meestal een generalist en is aangepast aan een
dynamisch milieu.
Compost = het product van het composteerproces dat lijkt op potgrond. Het is een mengsel van
verteerd organisch materiaal, zoals hout, bladeren, dode dieren, GFT. Compost kan worden gebruikt
om de bodemvruchtbaarheid van grond te verhogen.
Rotten = de anaërobe omzettingsprocessen van dood organisch materiaal die door anaërobe
bacteriën worden uitgevoerd.
Vocht, O2, C/N-verhouding en allerlei hebben een grote invloed op de compostering:
- het moet niet te droog zijn  niets kan zonder water.
- als het te nat is, dringt er te weinig zuurstof door.
- C/N-verhouding: zie verderop.
13.5 Hoe hard werkt een ecosysteem?
Je leert
- ecologie toe te passen op mondiaal niveau.
- dat de productie per ecosysteem verschilt.
- over effecten van oogsten en visserij.
- om te gaan met getallen en verhoudingen op andere schalen.
De productie van organische stoffen door autotrofe organismen is de bruto primaire productie. Het
deel daarvan dat beschikbaar is voor een hoger trofisch niveau is de netto primaire productie. Een
deel daarvan komt inderdaad via de voeding bij de heterotrofe organismen terecht, die daarmee
dierlijke weefsels maken en energie hebben voor hun levensonderhoud. Dat is de bruto secundaire
productie. Het deel van de organische stoffen van de herbivoren dat beschikbaar is voor een hoger
trofisch niveau (de carnivoren) is de netto secundaire productie. De herbivoren, carnivoren en
reducenten worden echter meestal als één geheel beschouwd: zij vormen samen de secundaire
productie van een ecosysteem.
Om een vergelijking te kunnen maken tussen verschillende ecosystemen, is het begrip productiviteit
van belang, dat is de productie per oppervlakte of volume-eenheid. Er bestaan grote verschillen
daarin. Zo scoren aquatische ecosystemen relatief hoog, net als ecosystemen die jong zijn, dus in een
vroeg successiestadium verkeren. Bij terrestrische ecosystemen zoals tropische regenwouden is er
sprake van een climaxstadium met veel trofische niveaus en een grote diversiteit aan soorten. De
netto primaire productie wordt dan bijna volledig gebruikt door de secundaire productie.
De primaire en secundaire productie van ecosystemen zijn ook belangrijk voor de mens. In de
opgaven is aandacht voor de visserij (vangstquota), zoals fish farming en het oogsten uit de natuur.
Bruto primaire productie = BPP, de totale hoeveelheid organische stof die door autotrofe
organismen (producenten) is vastgelegd per eenheid van tijd en oppervlakte c.q. volume. Van deze
hoeveelheid is een deel vastgelegd in organisch materiaal dat door herbivoren (consumenten) kan
worden gegeten.  Hoeveelheid glucose die een plant maakt door fotosynthese.
Netto primaire productie = BPP – verbranding (door de plant).
NPP / biomassa = productiviteit = P/B-ratio.
Netto secundaire productie = NSP; de hoeveelheid organische stof (per eenheid van tijd en
oppervlakte c.q. volume) die door heterotrofe organismen (consumenten) is vastgelegd. Dit is de
organische stof die op dat moment aanwezig is. De NSP vormt een deel van de bruto primaire
productie.
Bruto secundaire productie = BSP, de totale hoeveelheid organische stof die door heterotrofe
organismen (consumenten) wordt vastgelegd per eenheid van tijd en oppervlakte c.q. volume. Een
deel van deze hoeveelheid is de netto secundaire productie.
Productiviteit = de productie aan organische stof per eenheid van tijd en oppervlakte en/of volume.
Door het juist meten van de productiviteit kan b.v. de netto primaire productie van ecosystemen met
elkaar worden vergeleken.
Aquatisch milieu = het milieu in zoet of zout water.
Terrestrisch = op het land levend.
Vangstquotum = een afgesproken hoeveelheid individuen of biomassa van een soort die per
tijdseenheid door een land mag worden gevangen.
In een tropisch regenwoud werken eigenlijk alleen maar de toppen van de bomen mee aan de
productie. Algen hebben dus de hoogste productiviteit.
In oceaan is de P/B-ratio zeer laag, omdat afgestorven organismen naar beneden zakken en alle
mineralen meenemen  oppervlak = zeer mineraalarm.
C/N-ratio: Als er veel koolstof is, kan er veel verbrand worden, maar kan er weinig gedeeld worden (N
is nodig voor het maken van eiwitten). Andersom kunnen er wel eiwitten gemaakt worden, maar heeft
het organisme wel energie (C) nodig.