2 Indeling - Natuurpunt

2 Indeling
Leerdoelen
De natuurgids…
• kan aangeven wat het verschil is tussen levend en nietlevend;
• weet dat de oude indeling tussen ‘planten’ en ‘dieren’ sinds lang verlaten is maar dat de nieuwe indelingen nog
steeds onderhevig zijn aan wetenschappelijke discussie;
• kan een korte omschrijving geven van de 5 rijken volgens Whittaker.
Inhoud
1 Levend of niet levend?
2 Indelen is mensenwerk
3 Vijf rijken
3.1 Monera (Moneren)
3.2 Protista (Protisten)
3.3 Zwammen (Fungi)
3.4 Planten
3.5 Dieren
4 Recente visies: ??? rijken
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
1
1 Levend of niet levend?
Voor we het leven op aarde kunnen indelen, moeten we eerst bepalen wat levend is.
Instinctief zien we allemaal het verschil tussen een steen en een vogel. Een vogel leeft, een steen niet. Maar waar
ligt precies het verschil tussen levend en niet-levend? Een vogel beweegt, dus hij leeft. Maar stromend water
beweegt ook. En planten? De meeste kunnen zich niet verplaatsen, en toch zijn het levende wezens. Wat zijn zaden
dan? Op het eerste gezicht lijken ze levenloos. Maar zaden bevinden zich in een toestand van rust. Ze wachten tot
de omstandigheden in hun leefomgeving goed genoeg zijn om te ontkiemen en uit te groeien tot een nieuwe plant.
Levende wezens bestaan uit cellen die kunnen groeien en vermenigvuldigen.
2 Indelen is mensenwerk
Nu we levend van niet-levend hebben onderscheiden, kunnen we gaan kijken naar de grote diversiteit van levende
organismen en hoe wij mensen ze hebben ingedeeld. Weet dat indelen mensenwerk is. Wij hebben grenzen getrokken
en hokjes gemaakt om elk wezen in te stoppen. In de natuur zijn er geen grenzen, alles is een groot geheel. Daarom
bestaan er ook, zoals we verder zullen zien, organismen die niet helemaal passen in de groepen die wij gecreëerd
hebben. Niet verwonderlijk dus dat er in wetenschappelijke kringen discussie bestaat over de indeling van organismen.
In een ver verleden waren indelingen louter op praktijkgerichte gronden gebaseerd, zoals die in ‘nuttige’ en
‘schadelijke’ organismen. Dergelijke informatie was immers van groot belang voor het overleven van de mens.
Een andere indeling is die in ‘organismen die zich voortbewegen’ en ‘organismen die statisch blijven’. Dergelijk
onderscheid wordt nog steeds spontaan door jonge kinderen gemaakt. Toch probeerden al in de Oudheid geleerden
zoals Aristoteles en Plinius meer diepgaande indelingen in de natuur aan te brengen. Vooral in de 18de en 19de
eeuw namen deze wetenschappelijke pogingen een grote vlucht. De wetenschap van het ordenen en indelen wordt
taxonomie (taxon=groep) genoemd. Taxonomen houden zich bezig met het beschrijven van de soorten en het
rangschikken ervan in een hiërarchisch systeem: soorten worden samengevoegd in groepen van steeds hogere rang.
Sinds het formuleren van de evolutiehypothese door Darwin en Wallace (tweede helft van de 19de eeuw) wordt de
indeling van de natuur ook geacht te beantwoorden aan een evolutionaire afstamming. Groepen van verwante soorten
zijn alle afstammelingen van een gemeenschappelijke voorouder die samen met andere (uitgestorven) soorten weer
uit een andere ‘oersoort’ voortkwam, enz. Deze wetenschap, de fylogenie, of de studie van de ontstaansgeschiedenis
van een groep organismen, heeft aldus een historische dimensie toegevoegd aan de taxonomie. De taxonomie en de
fylogenie vormen samen de systematiek.
Zie het hoofdstuk evolutie om meer te weten te komen over het ontstaan van het leven.
De aloude tweedeling tussen dieren en planten heeft lang standgehouden. Toch stelde ze de systematici steeds weer
voor problemen. Er bestaan immers tussenvormen: microscopisch kleine eencellige wezentjes die als dier én als plant
kunnen leven. Ook zwammen vormen een groep apart: ze doen net als dieren nooit aan fotosynthese maar planten
zich wel voort met sporen, zoals we dat van sporenplanten kennen. Om die redenen werden vijf rijken onderscheiden
binnen de levende natuur.
3 Vijf rijken
De indeling van de levende wereld in vijf rijken werd voor het eerst voorgesteld in 1969 door Robert H. Whittaker. Hij
baseerde zijn onderverdeling onder meer op:
• de aanwezigheid van een celkern,
• eencellige of meercellige bouw,
• de manier van voeden: fotosynthese, absorptie (opname van opgeloste voedingsstoffen) en ingestie (opname van
niet opgeloste voedseldeeltjes).
Deze indeling maakt een onderscheid in moneren, protisten, zwammen, planten en dieren. De indeling in vijf rijken
had een aantal belangrijke nieuwigheden. Ten eerste werden er meer rijken erkend dan de twee traditionele (planten
en dieren). Verder werd het duidelijk dat er twee basale typen cellen zijn: eukaryoot (met celkern) en prokaryoot
(zonder celkern).
2
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
planten
zwammen
dieren
zaadplanten
gewervelden
steeltjeszwammen
stekelhuidigen
geleedpotigen
zakjeszwammen
varens
rondwormen
wolfsklauwen
schimmels
mossen
ringwormen
platwormen
weekdieren
korstmossen
neteldieren
slijmzwammen
roodwieren
groenwieren
zweephaardiertjes
bruinwieren
kiezelwieren
protisten
trilhaardiertjes
amoeben
bacteriën
blauwwieren
moneren
Het vijfrijkensysteem volgens Whittaker; de korstmossen bestaan uit organismen uit 2 verschillende rijken
(Maggy Jacqmin)
3.1 Monera (Moneren)
Een moneer is een eencellig organisme zonder kernmembraan (en dus zonder celkern). Het genetisch
materiaal zweeft a.h.w. rond in de cel. Men noemt ze ook prokaryoten. Deze groep omvat de bacteriën.
Bacteriën bezitten geen bladgroen. Ze zijn alom tegenwoordig in de natuur. Sommige zijn onmisbaar voor het
voortbestaan van soorten of ecosystemen. Bacteriën spelen een belangrijke rol in de stoffenkringloop. Ze breken
organisch materiaal verder af tot de minerale bestanddelen en zorgen ervoor dat stoffen zich met elkaar kunnen
binden. Bacteriën maken een onmisbaar onderdeel uit van ons spijsverteringsstelsel en van dat van andere diersoorten.
Zonder de hulp van bacteriën kan een rund geen gras verteren, kan een boktorlarve geen hout eten, kunnen ook wij
ons voedsel moeilijker verteren. Ziekteverwekkende bacteriën kunnen we bestrijden met behulp van antibiotica. Een
gevolg van antibioticagebruik is dikwijls diarree: mét de schadelijke bacteriën wordt ook de darmflora vernietigd.
Bacteriën kunnen ziekten verwekken bij mens, dier en plant. Voorbeelden van aantastingen van planten door bacteriën
zijn populierenkanker en perenvuur.
Tip: bacteriën zijn microscopisch klein en kunnen we dus niet rechtstreeks tonen aan de wandelaars. Maar hun
aanwezigheid in het landschap kan op velerlei manieren worden aangetoond, door op de gevolgen van hun activiteiten
te wijzen.
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
3
Meer informatie over de belangrijke rol van bacteriën in de natuur vind je in het hoofdstuk Ecologie.
Opgelet: virussen vinden we niet terug in deze groep, of in een ander rijk. Virussen worden niet als levend beschouwd
omdat ze zonder gastheercel geen metabolische activiteit kunnen uitvoeren of zichzelf kunnen voortplanten.
3.2 Protista (Protisten)
Het rijk van de protisten omvat alle ééncellige organismen met een celkern alsook de meercellige
organismen die niet in het planten-, dieren- of schimmelrijk te plaatsen zijn. Ook de met het blote
oog waarneembare slijmzwammen –zoals heksenboter– worden hiertoe gerekend. Deze organismen
zitten op de grens met de dieren. De afbakening van de Protista met de planten is nog steeds
problematisch. Dit heeft er samen met modern DNA-onderzoek voor gezorgd dat de indeling in vijf
rijken herbekeken wordt.
3.3 Zwammen (Fungi)
Zwammen bestaan doorgaans uit meerdere cellen die ten opzichte van elkaar georganiseerd zijn. Ze hebben een
volstrekt andere structuur dan hogere planten. Hoewel ze soms groen van kleur zijn, bevatten ze nooit chlorofyl. Ze
planten zich voort door middel van sporen. Hun cellen hebben bijna altijd een starre wand (zoals planten) maar bij
veel soorten bevat de wand chitine, waardoor ze dichter bij de dieren staan. (Kreeftachtigen en insecten hebben ook
chitine in hun pantser.) Al deze en nog veel meer, vaak bizarre, eigenschappen hebben ertoe geleid dat zwammen in
een eigen rijk worden ondergebracht. Ze worden noch tot de planten, noch tot de dieren gerekend. De ons vertrouwde
paddenstoelen uit bos en wei (boleten, cantharellen, morieljes) vertegenwoordigen slechts het zichtbare gedeelte
van een reusachtige wereld die nog grotendeels onbekend is en die bestaat uit de veel talrijkere, vaak microscopisch
kleine, zwammen die verborgen in de bodem leven.
Zwammen kunnen worden onderverdeeld in schimmels en paddenstoelen. Het betreft hier
overigens geen wetenschappelijke indeling. Schimmels vormen meestal een microscopisch klein
sporenvormend orgaan. Bij de paddenstoelen daarentegen is het spoorvormend orgaan met het blote
oog waarneembaar als de paddenstoel (het bovengrondse deel van de zwam). Het belangrijkste deel
van de zwam is de zwamvlok of mycelium. Het bevindt zich in het substraat, dit is het materiaal
waaruit het voedsel opgenomen wordt (vb. grond, hout, rottende bladeren,…). Vermelden we nog
dat sommige op hout levende paddenstoelen zelf verhouten, zoals tonderzwammen.
Bij de paddenstoelen versmelt zich een aantal myceliumdraden om een paddenstoel te vormen. Als we de onderkant
van de hoed bekijken, zien we daar verschillende structuren die zorgen voor de sporenvorming. Ook hier gaat het
om een onderscheid volgens bepaalde uitwendige kenmerken, dat niet volledig aan de wetenschappelijke indeling
beantwoordt.
• Bij plaatjeszwammen, zoals de vliegenzwam, vinden we straalsgewijs ingeplante plaatjes. Hiertussen worden de
sporen gevormd. Bij rijpheid komen ze vrij. Ze worden vooral bij droog weer door de wind verspreid. Later kunnen
de sporen weer tot een nieuw mycelium uitgroeien.
• Bij buisjeszwammen, zoals de boleten, zien we gaatjes die in verbinding staan met buisjes waarin de sporen gevormd worden.
• Bij nog een andere groep, de buikzwammen, zoals de aardappelbovist, vormen de sporen zich binnen in de
bolvormige paddenstoel. Na een tijdje droogt de wand van de bol uit en scheurt hij. De sporen worden als het ware
naar buiten gespoten, als er een waterdruppel op valt of als er op getrapt wordt.
• Bij bekerzwammen worden de sporen in een soort kuipje gevormd.
Zwammen bevatten geen chlorofyl (bladgroen) en zijn dus niet in staat om met behulp van licht zelf hun organische
stoffen te maken. Ze moeten zich voeden ten koste van andere, levende of dode, organismen. Laten we hier direct
aan toevoegen dat er naast gevaarlijke parasieten die verantwoordelijk zijn voor de schimmelziekten die oogsten
vernietigen, een groot aantal andere soorten voorkomen die een essentiële rol spelen in de biosfeer en zelfs bij onze
voedselbereidingen (vb. gisten, kaasschimmels). Zwammen worden onderverdeeld naar gelang de manier waarop ze
aan voedsel geraken.
• Saprotrofe zwammen (saprofyten) onttrekken hun voedsel aan dood organisch materiaal. Ze staan mee in voor de afbraak van dood hout, afgevallen bladeren en dode planten en dieren.
4
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
• Parasitaire zwammen leven van levende organismen. Dit kunnen planten zijn (honingzwam en iepenziekte op
bomen), dieren (rupsendoder) maar ook andere zwammen (een vorm van ‘hyperparasitisme’ als de aangetaste
zwam zelf een parasiet is). Sommige parasieten kunnen overschakelen op dood materiaal, zoals de berkenzwam.
• De derde groep zijn de mycorrhiza (Grieks: ‘schimmelwortels’). Ze verenigen eigenschappen van beide vorige
groepen. Ze kunnen samenleven met andere levende organismen maar kunnen ook voedingsstoffen uit dood
organisch materiaal opnemen. Ze staan in verbinding met plantenwortels, zoals bij orchideeën. Ze onttrekken
suikersap aan de plant, maar de zwamvlok levert extra water en mineralen aan de plant. Beide organismen
hebben voordeel bij hun samenleven. De meeste planten blijken in natuurlijke omstandigheden een dergelijke
symbiose met zwammen aan te gaan. Mycorrhiza kunnen ondergrondse verbindingen maken tussen verschillende
plantensoorten en voor uitwisseling van suikers, stikstof en fosfaat zorgen. Er wordt wel eens gezegd dat planten
gebruik maken van een ‘wood-wide-web’. Vooral op armere bodems zijn planten sterk afhankelijk van mycorrhiza.
Als deze, door verzuring van het milieu, verdwijnen, krijgen ook de planten het moeilijk. De zure regen doodt dus
niet rechtstreeks de planten maar wel de zwammen.
In Vlaanderen werden meer dan 5 000 soorten zwammen geregistreerd, maar het totale aantal soorten zou tot het
dubbele kunnen oplopen. Een aantal groepen is de laatste jaren sterk achteruitgegaan. Plukken kan op zichzelf niet de
hoofdoorzaak van deze achteruitgang zijn. Het overmatig betreden van de bodem bij het zoeken naar paddenstoelen
kan wel negatieve gevolgen hebben. Maar vooral vermesting, verzuring en verdroging zouden een grote rol spelen bij
de achteruitgang van veel soorten zwammen. In Vlaanderen zijn zwammen niet rechtstreeks beschermd. Wel is het
verboden paddenstoelen te plukken in de openbare bossen en uiteraard ook in die privébossen waar men zelf niet de
eigenaar van is.
3.4 Planten
Planten hebben bladgroen en doen aan fotosynthese. Ze zorgen voor hun eigen voedsel en zijn dus
autotroof, hoewel enkele soorten deze eigenschap weer verloren hebben en leven als parasiet of
saprofyt. Planten zijn meercellig en hebben duidelijke weefseldifferentiatie. De cellen bezitten een
stevige celwand. Meer informatie over planten vind je in de volgende hoofdstukken.
En wat met de korstmossen?
Korstmossen zijn nog zo’n groep die hoofdbrekens opleverde voor de taxonomen. Zijn dit nu planten of zwammen?
Korstmossen zijn samenlevingsvormen tussen een zwam en microscopisch kleine wiertjes. Met mossen hebben ze
niets te maken, zij het dat korstmossen ook kleine organismen zijn die vaak op dezelfde plaatsen groeien als de echte
mossen. De vorm van het korstmoslichaam of de thallus wordt bepaald door de zwam. Dit kan korstvormig zijn, maar
ook schub-, blad- of struikvormig. De aanwezigheid van de wieren blijkt uit de (grijs)groene kleur, die vooral na
een regenbui goed opvalt. Maar er zijn ook korstmossen met een fel oranje kleur, zoals het steenkorstmos. Omdat de
zwam het belangrijkste deel uitmaakt van de thallus, worden korstmossen meestal tot de zwammen gerekend. Maar in
de regel kunnen deze zwammen niet meer overleven zonder symbiose met de wieren. Ook de voortplanting gebeurt
meestal gemeenschappelijk: kleine stukjes zwam met de wiertjes erin breken van de thallus af.
De bijzondere samenlevingsvorm tussen wier en zwam laat korstmossen toe op plaatsen te groeien waar planten het
niet uithouden: kale zandbodems, rotsen en muren, boomstammen en takken. De zwam doet dienst als een soort spons,
waarin regenwater en de meegevoerde mineralen worden opgevangen. De wiertjes doen aan fotosynthese en leveren
aldus suikers aan de zwam. Op heel wat plaatsen vormen korstmossen de eerste pioniersvegetatie. Ze bereiden de
komst van echte mossen en nadien van meer ontwikkelde planten voor.
Korstmossen zijn volledig afhankelijk van wat via de lucht en de regen wordt aangevoerd. Dit maakt de meeste
soorten bijzonder kwetsbaar voor luchtverontreiniging. Inmiddels is de uitstoot van zwaveldioxide (zware industrie)
sterk afgenomen. De uitstoot van ammoniak (veeteelt) is sinds 1990 met de helft afgenomen maar deze afname
stagneert de laatste jaren. In en om grote steden en gebieden met intensieve landbouw zijn de meeste korstmossen
verdwenen. Korstmossen worden gebruikt als bio-indicatoren. In Vlaanderen zijn de korstmossen van het genus
Cladina (rendiermossen) wettelijk beschermd.
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
5
3.5 Dieren
Dieren zijn heterotrofe wezens: ze halen hun voedsel uit andere organismen. Ze bestaan uit
meerdere cellen zonder celwand maar met celmembraan. Er is veel weefseldifferentiatie en –behalve
bij de heel primitieve groepen– een duidelijke inwendige organisatie (organen).
Veel mensen zien het al dan niet zich kunnen verplaatsen als het belangrijkste onderscheid tussen
plant en dier. Toch brengen heel wat dieren een groot deel van hun leven statisch door. Anderzijds
slagen ook planten er in om als sporen of zaad soms erg grote afstanden te overbruggen. En ook planten bewegen, zij
het meestal veel langzamer dan dieren dat doen. Het grote verschil tussen planten en dieren vinden we in de structuur
van hun cellen. Plantencellen hebben naast de onderdelen van een dierlijke cel ook nog een starre celwand, een
vacuole (een met vloeistof gevuld membraan) en bladgroenkorrels.
dierlijke cel
plantencel
celmembraan
celkern
mitochondriën
grondplasma
bladgroenkorrel
celwand
vacuole
Verschil tussen dierlijke cel en plantencel.
Bladgroenkorrels, celwand en grote vacuolen
komen alleen voor in plantencellen.
(Maggy Jacqmin)
4 Recente visies: ??? rijken
Al dertig jaar is het duidelijk dat het vijfrijkensysteem niet goed genoeg is om alle diversiteit in de wereld weer
te geven. Er zijn bijvoorbeeld meerdere typen bacteriën: de eubacteriën en de archaebacteriën. Die verschillen zo
wezenlijk van elkaar dat ze niet bij elkaar in een groep horen. Het rijk Monera (eencellige prokaryoten: zonder
celkern) is daarom tegenwoordig verder opgedeeld en als rijk opgeheven.
Whittaker 1969
5 rijken
Monera
Woese e.a. 1977
6 rijken
Eubacteria
Archaebacteria
Woese e.a. 1990
3 domeinen
Bacteria
Archaea
Protista
Zwammen
Planten
Dieren
Protista
Zwammen
Planten
Dieren
Eukarya
Verschillende indelingen sinds het vijfrijkensysteem
6
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
dieren
zwammen
planten
wieren
eencellige
eukarioten
archaea
eubacteria
chloroplasten
mitochondriën
De stamboom van het leven. De aftakkingen vanuit de eubacteria zijn bacteriën die als chloroplasten
geïntegreerd zijn in de plantencellen en als mitochondriën in dierlijke cellen. Ze bevatten nog hun
apart DNA.
Ook het rijk Protista (eencellige eukaryoten: met celkern) is geheel opgeheven, omdat het op basis van nieuwe (vooral
DNA-) gegevens onderverdeeld zou moeten worden in heel veel nieuwe rijken. Tegenwoordig weet men dat de
meeste diversiteit onder de eukaryoten te vinden is bij de protisten. Daarom vinden veel wetenschappers het een slecht
idee om al die diversiteit in één rijk te plaatsen. Zo ontstond een heel nieuw systeem met drie domeinen als hoogste
indelingseenheid.
Alhoewel er dus allerlei nieuwe rijken zijn voorgesteld is er nog geen definitieve nieuwe indeling van de verschillende
rijken. Alleen de zwammen, planten en dieren staan nog recht als goed omschreven rijk.
Er zijn ook nog wetenschappers die veel meer dan tien rijken zien en zelfs wel twintig of dertig rijken hanteren. De
discussie over de indeling van de levende wereld is in ieder geval nog niet ten einde. Systematiek is steeds een soort
‘mensenwerk in uitvoering’. Er verandert dus nog dagelijks iets aan de indeling van het leven.
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling
7
Vragen
•
•
•
•
•
•
Wat zijn de essentiële kenmerken van de vijf rijken van het natuurlijk systeem?
Wat zijn de belangrijkste functies van bacteriën in de natuur?
Wat is de rol van zwammen in de natuur?
Hoe worden zwammen op een eenvoudige manier ingedeeld, zowel naar bouw als naar manier van zich voeden?
Wat zijn korstmossen en wat is de rol van elke partner in de symbiose?
Waarom worden korstmossen bio-indicatoren genoemd?
Kernbegrippen
Autotroof
Bacterie
Bekerzwam
Bio-indicator
Buikzwam
Buisjeszwam
Fylogenie
Heterotroof
Korstmos
Moneer
Mycorrhiza
Paddenstoel
Plaatjeszwam
Protist
Schimmel
Systematiek
Taxonomie
Virus
Zwam
8
© Cursus Natuurgids CVN - 2 Indeling