Hoofdstuk 5: Inleiding tot populatie-ecologie

Hoofdstuk 1 : Situering
ecologie = wetenschappelijke studie van interacties tussen organismen en hun biotische en
abiotische omgeving die de distributie en abundantie van organismen bepalen
Ecologie gaat over:
organismen > populaties > gemeenschappen > ecosystemen
individu > verzameling ind. zelfde soort > verzameling populaties > gemeenschappen +
abiotische omgeving
Manieren van onderzoek:
veldobservaties: realistische informatie, goed inzicht is moeilijk
labexperimenten: eenduidig resultaat, minder realisme
veldexperimenten: manipulatie in veldsituatie: 1 factor onderzoeken
doel van ecologie: beschrijven > begrijpen > voorspellen > controleren
Waarom doen organismen iets:
proximale verklaring: m.b.t. nabije omgeving, gerelateerd met fysiologie
ultieme verklaring: m.b.t. evolutionaire context (niet opgegeten worden)
Geschiedenis v.d. ecologie:
Malthus: Essay on populations  Darwin: natuurlijke selectie
remmende factoren  logistische vgl Lotka-Volterra
wet van het minimum (Liebig)
ontdekkingsreizigers, paleoklimatologen
EVOLUTIETHEORIE DARWIN (+Wallace)
Hoofdstuk 2: Inleiding tot evolutie en ontstaan van
diversiteit op aarde
afkomst met modificatie  verandering in allelfrequenties doorheen de tijd
organismen hebben gemeenschappelijke voorouders en diversiteit ontstaat door genetische
veranderingen die vervolgens worden gecontinueerd in afzonderlijke afstammingslijnen
micro-evolutie = evolutionaire veranderingen binnen populaties van 1 soort (omkeerbaar)
macro-evolutie = soortvorming (splitsen in verschillende soorten, onomkeerbaar)
6 grote evolutionaire transities:
-
-
-
Ontstaan van het leven: C, H, O, N, S, F, Ca aanwezig, zeeën waar elementen door elkaar
zweefden. Temperatuur niet te hoog. Eerst te hoog voor monoatomaire gassen: H2, H2O,
H2S, CH4, NH3 (beperkte atmosfeer). Spontaan organische bindingen gevormd door
energie van UV en onweren  aminozuren, DNA/RNA. Aminozuren + HCN  purines,
pyrimidines. Afkoeling  oceanen hoge concentraties moleculen meer complexe
(eiwitten, nucleïnezuren, fosfaatbindingen)
Ontstaan van zelfreplicatie: competitie ontstaat: snel grondstoffen opnemen en
groeien is voordelig. Zelfreplicatie natuurlijke selectie. Eerste zelfreplicerende
moleculen: DNA/RNA?
Ontstaan van cellen: zelfreplicatie nieuwigheden die efficiënter bronnen kunnen
opnemen en groeien samenbrengen van moleculen prokaryote cel
Ontstaan van fotosynthese: autotrofe levenswijze (anorganische nutriënten + energie -> organische moleculen), ZUURSTOF: nieuwe omgeving: biota passen aan
Ontstaan van eukaryote cel: subcompartimentalisatie: organellen (mitochondria
komen van bacteriën, chloroplasten van cyanobacteriën)
Ontstaan van meercellige organismen: noodzakelijk door specialisatie
Bewijs voor evolutie:
micro-evolutie:
-
kenmerken opvolgen (common garden experiment)
induceren van evolutie onder gecontroleerde omstandigheden: zien of en hoe populatie
zich genetisch aanpast aan nieuwe condities
ruststadia isoleren, tot leven brengen, eigenschappen bestuderen
macro-evolutie:
-
homologe kenmerken: te herleiden naar gemeenschappelijke voorouder (arm – vleugel)
fossielen (Archaeopteryx)
moleculaire gegevens: analyse van basepaarsequenties verwantschap fylogenetische boom
Aanpassing:
adaptatie: genetische aanpassing aan omgeving: omgeving oefent natuurlijke selectiekrachten
uit op voorouder, nakomeling genetisch beter aangepast  OVERERFBAAR
acclimatisatie: door eerdere ervaringen beter aangepast, fenotypisch  NIET OVERERFBAAR
Genetische variatie:
mutatie: toevallige verandering van baseparen, onvoorspelbaar, wel statistisch
segregatie: scheiden van homologe chromosomen door toeval bepaalde verzameling
recombinatie: crossing-over: genen van beide ouders op zelfde chromosoom
aseksuele voortplanting: parthenogenese (uit onbevruchte eieren), knopvorming/opdeling
(vegetatief)  APOMICTISCH: nakomelingen genetisch identiek
Evolutiefactoren:
-
mutatiedruk: toevallig, niet genoeg verklaring
meiotic drive: segregatie van chromosomen niet ‘eerlijk’: geen bepalende rol
genmigratie: enkele nieuwe genetisch verschillende individuen  snelle uitgesproken
evolutionaire veranderingen, verhoging genetische variatie
genetische drift: toevallig, stichterseffect, bottleneck, neutraal proces
natuurlijke selectie: niet neutraal, hoogste geschiktheid overleeft
Evolutie door natuurlijke selectie:
-
variatie: individuen niet identiek
overerfbaarheid: deel van variatie is overerfbaar, dus genetisch
demografisch overschot: deel reproductiepotentiaal niet gerealiseerd, veel sterfte
selectie: verschillende voorouders  verschillend aantal nakomelingen (door versch.
reproductie, overleving, succes)
respons op selectie: aantal nakomelingen bepaald door interactie van individu met
omgeving
fitness: relatieve contributie van een genotype tot de volgende generatie
seksuele selectie: mannetjes strijden om gunst van vrouwtjes, meer nakomelingen door
aantrekkelijkheid: verenkleed, gewei  RUILFUNCTIES
soort: verzameling individuen die interfertiel zijn. Niet meer voortplanten  onafh.
ontwikkeling
allopatrische soortvorming: geografische isolatie  onafh. ontwikkeling  geen kruising
sympatrische soortvorming: deelpop. specialiseren ecologisch  nakomelingen van kruising:
ongunstige menging van kenmerken van ouders  geen kruising
convergente evolutie: gelijkaardige habitat, gelijkaardige selectiekrachten  gelijkaardige
aanpassingen bij 2 sterk versch. soorten  fenotypisch gelijkaardig
Hoofdstuk 3: Globale processen
platentektoniek: continenten bewegen  populaties gescheiden, onafh. ontwikkeld, populaties
doorkruisen versch. klimaatzones
klimaatsveranderingen: Ijstijd: einde 10000 jaar geleden  temp. gestegen, klimaatsgordels
verschoven
nunatak: regio die tijdens ijstijd ijsvrij is gebleven  invloed op distributiepatroon soorten
oude meren (tektonische activiteit): gedifferentieerde fauna tegenover nieuwe meren (ijstijd)
 endemismen: alleen inheems in dat gebied
temperatuurverandering: 3 graden in 100 jaar: aanpassen, migreren of uitsterven
Eilanden:
-
fractie van soorten bereikt eiland: dit bepaalt samenstelling
welke soorten bepaald door dispersiecapaciteit en toeval
weinig uitwisseling met vasteland: onafhankelijke evolutie
andere omgevingscondities: geen grote predatoren
stichterseffect: slechts enkele individuen, verschillen van bronpopulatie door toeval
Biomen: toendra, taiga, gematigd woud, grasland, chaparral, woestijn, regenwoud, zoetwater,
marien
Samenleven van soorten:
-
ruimtelijke heterogeniteit: verschillende fitness in versch. deelhabitatten  samenleven
heterogeniteit in tijd: door seizoenen verschillende organismen
soorten maken nieuwe kansen voor andere soorten: predatie, structuurdiversiteit
ruilfuncties!
Habitat template:
veranderingen in tijd: cyclisch, directioneel, erratisch
classificatie van habitats:
-
tijd: constant, seizoensgebonden, efemeer (kortstondig) , onvoorspelbaar
ruimte: continu, mozaïek, geïsoleerd
aanpassing aan veranderingen:
-
fenotypisch: meeveranderend of constant compromis
genetische polymorfie
aanpassen aan cyclisch: ruststadia, bladeren verliezen, migraties, verandering van vacht
proximale stimuli tot aanpassing:
-
rechtstreeks: bij weinig betrouwbare stimuli (regen in woestijn)
onrechtstreeks: bij betrouwbare stimuli (winterkou in gematigde streken)
ervaren van omgevingsveranderingen = afhankelijk van levensduur van waarnemer (cyclisch
lijkt directioneel voor organisme dat maar een paar maanden leeft)
Hoofdstuk 4: Condities en bronnen
conditie: abiotische omgevingsfactor die varieert in ruimte/tijd: pH, temperatuur, vochtigheid,
…
bron: stof of energie die wordt geconsumeerd
Condities:
eurytoop: brede grenzen voor condities
stenotoop: nauwe grenzen voor condities
grafieken: symmetrisch met optimum, met kritische waarde, met noodzakelijkheid en kritische
waarde
TEMPERATUUR:
belangrijke temperatuur = ervaren temperatuur
extreme temperaturen belangrijker dan gemiddelde temperaturen.
-
te koud: vriesschade, vermindering van membraanpermeabiliteit  bevriezing
extracellulair vocht gaat bevriezing tegen, antivries aanmaken (trehalose)
te warm: denaturatie enzymen, uitdroging. dilemma huid: oververhitting  uitdroging
endotherm: constante (optimale) temperatuur maar veel energieverbruik (Allen, Bergmann),
vaak winterslaap
ectotherm: lage reproductiesnelh, voortbeweging, ontsnapping, voedselzoeken, maar veel
minder voedsel
ene niet beter dan andere: samen voorkomen vrijwel overal
ectothermie: invloed op ontwikkelingssnelheid: niet tijd maar temperatuur + tijd: fysiologische
tijd
ZUURTEGRAAD:
-
meeste organismen dood bij pH<3 of pH>9
te lage pH: protoplasma wortelcellen beschadigd, metaalionen in toxische concentraties
weinig soortenrijkdom in lage pH: luchtvervuiling  verzuring  visloze meren
bufferende werking carbonaten
SALINITEIT:
-
-
veel zout in droge bodems: wateropname moeilijk
aquatische organismen:
o zoetwaterorganismen hypertonisch: water wil in organisme  wegpompen,
hypotonische urine
o zoutwaterorganismen hypotonisch: water wil uit organisme, hypertonische urine
estuaria: hoge dichtheid organismen, weinig diversiteit
WIND, GOLVEN, STROMINGEN:
-
rivieren: risico weggespoeld: algen en mossen op stenen zijn enige flora, fauna leeft op
bodem, afgeplat, aanhechtingsmechanismen
kustzone: geëxposeerde kusten  beschutte kusten
rampen: sommige soorten aangepast aan vaak voorkomende rampen bv.
brandbescherming planten in droge streken, ook opportunistische soorten
POLLUTIE:
-
pollutie door mens: soortendiversiteit verlaagt
waterkwaliteit: organische vervuiling  verhoogde respiratie  weinig zuurstof:
anaerobe detritivoren overleven
luchtverontreiniging vaststellen door korstmossen
zinkviooltje op zinkrijke grond
Bronnen:
STRALING:
-
PAR: golflengtes gebruikt door fotosynthese (400-700 nm, zichtbaar licht), 56% onnuttig
Netto fotosynthesesnelheid = bruto fotosynthesesnelheid – respiratie – afsterven
Fotosynthesecapaciteit: snelh bij optimale condities, hoog = niet-limiterend (gewas,
onkruid)
Compensatiepunt: PAR waarbij netto snelheid = 0
Schaduwplant: lage drempelintensiteit, lage maximale intensiteit, lage foto.snelheid
Zonneplant: hoge drempelintensiteit, hoge maximale intensiteit, hoge foto.snelheid
reageren: pigment aanpassen, bladeren draaien
laag rendement
KOOLZUURGAS:
6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2
-
weinig vegetatie: weinig variatie in CO2 / veel vegetatie: hoog op de bodem, laag in kruin
CO2 nodig  huidmondjes open  water verdampt: dilemma
oplossingen:
o korte levenscyclus, hoge foto. snelh. in niet-limiterend waterseizoen, ongunstige
periodes als zaad overbruggen
o bladeren alleen dragen in bepaald seizoen, of bladpolymorfie
o bladeren die beschermd zijn tegen waterverlies
o C4 en CAM-planten: fixeren koolstof op andere manier, absorberen CO2 beter,
maar hoog compensatiepunt, inefficiënt bij lage intensiteit, hoog
temperatuursoptimum  droge gebieden
o openingsgraad huidmondjes wijzigen, dikkere cuticula (waslaag)
WATER:
-
bodems met grote poriën: water zakt naar grondwatertafel / rivier / meer
bodems met kleine poriën: capillaire krachten houden water vast  veldcapaciteit
permanente verwelkingspunt: punt tot waarop planten water uit de bodem kunnen
onttrekken tegen capillaire krachten in
MINERALE NUTRIËNTEN:
-
macronutriënten: grote hoeveelh. nodig: N P S K Ca Mg Fe
micronutriënten: kleine hoeveelh. nodig: Mn Zn Cu B Mo
wortelgroei: hoofdtak verkent, zijtakken bij genoeg water en nutriënten
landbouwgrond: overmaat nitraat, calcium, natrium, te weinig fosfaat, kalium.
wijdvertakt maar ijl voor nitraat, dicht net voor fosfor
ZUURSTOF:
-
slecht oplosbaar in water, neemt af met stijgende T, en bij organische vervuiling
aanpassen: groot kieuwoppervlak, respiratorische pigmenten, naar oppervlakte voor
adem
wortels sterven in grond verzadigd met water: zuurstofgebrek of vergiftiging door H2S,
CH4 van anaeroob metabolisme. Mangrovebomen: luchtverversingssystemen
Organismen als voedselbron:
-
autotrofe organismen: assimileren anorganische bronnen in pakketjes  voedsel voor
heterotrofen (voedselketen/web)
afbraak: individu/deel sterft af, samen met uitscheidingsproducten  voedsel voor detritivoren
(bacteriën, fungi, sommige dieren)
parasitisme: levend organisme is voedselbron, wordt meestal niet gedood, 1/enkele gastheren
in leven van parasiet
predatie: predator doodt en eet prooi, ook herbivoren zijn predators
begrazing: vorm van predatie, deel van prooi wordt gegeten
generalist: eet vanalles, polyfaag
specialist: beperkt aantal soorten, monofaag (parasieten, herbivoren)
seizoenaliteit: voedselbronnen vertonen sterk seizoenaal patroon (framboos)
Nutritionele waarde van dieren en planten:
-
-
groene planten: celwand (vezels): 40:1 C:N
bacteriën, fungi, detritivoren, herbivoren, carnivoren: 10:1 C:N (weinig vezels, veel
vetten en proteïnen)
herbivoor: krijgt veel C, weinig N  veel C in mest  veel soorten op herbivoormest
carnivoor: haalt energie uit proteïnen en vetten  veel N in mest
bladluizen krijgen te veel C binnen  omgezet in mellibiose en afgescheiden
afbrekers verkiezen N-rijke componenten  nog hogere C:N verhoudingen in rest
detritivoren verkiezen planten met bacteriën en fungi (deels omgezet in betere C:N
verhouding voor detritivoor)
celwand: moeilijk verteerbaar:
o insecten  cellulases
o herbivoren: interactie met darmflora (prokaryoten), herkauwen, uitwerpselen
eten
voedzaamheid van plantaardig weefsel is variabel, zaden zijn voedzaam, schors niet 
verteringsproblemen
voedzaamheid dierlijk weefsel minder veranderlijk  geen verteringsproblemen, maar
wel vangen van prooi
Verdedigingsmechanismen:
-
-
morfologisch: stekels, haren, harde wand
chemisch: giftig product
kleur:
o onopvallendheid
o aposematisme: giftige organismen zijn fel gekleurd
 Batesiaanse mimicry: kleurenpatroon van giftig organisme imiteren
gedrag:
o verstoppen
o dood spelen
o bluffen
o vluchten
o oprollen bij egel en gordeldier
RUIMTE:
-
niet vaak als bron gezien: vaak competitie voor licht, water of mineralen
soms wel bron: opwarmen van hagedissen op stenen, schuilplaatsen
Soorten voedselbronnen:
-
essentiële: geen groei indien niet allebei aanwezig (stikstof en fosfor bij algen)
vervangbare: groei bij aanwezigheid van 1 of 2 (versch. granen bij kippen)
complementair: minder nodig als allebei aanwezig (rijst en bonen)
antagonistisch: meer nodig als allebei aanwezig (versch. zaden bij kevers)
inhibitie: minder groei bij te hoge concentratie 1 of 2 (bijna alles)
fundamentele ecologische niche: n-dimensioneel hypervolume waarbinnen een soort een
leefbare populatie kan onderhouden (volume bepaald door tolerantiegrenzen)
gerealiseerde ecologische niche: omgevingsomstandigheden waaronder de soort ook effectief
voorkomt (altijd kleiner dan fundamentele niche)
Hoofdstuk 5: Inleiding tot populatie-ecologie
N(t+1) = N(t) + geboortes – sterftes + immigraties – emigraties
Individu?
unitair organisme: voorspelbare levensloop (mens), fase van senescentie
modulair organisme: onvoorspelbare levensloop, vorming van modules van verschillende
types, ontwikkeling gestuurd door interacties met omgeving, geen fase van senescentie
(verjonging door afsterven en vervangen van modules, ramets sterven af, genet blijft bestaan)
 verticale groei-georiënteerd: bomen
 horizontale groei-georiënteerd: grassen, zeggen
ramet: module die potentiaal onafhankelijk kan voortbestaan
genet: het product van 1 zygote, de verzameling van alles met hetzelfde genotype
Populatie?
samen voorkomen = ?
deme = populatie die voorkomt op eenzelfde in de ruimte vrij beperkte plaats, en waarbij de
interacties tussen de individuen zeer sterk zijn
 voldoet aan panmixis: ieder individu van de ene sekse heeft eenzelfde kans om te paren
met elk individu van de andere sekse
metapopulatie: verzameling van populaties met onderlinge interacties (gedeeltelijk
onafhankelijk maar migratie)
Tellen van individuen
-
absolute densiteit bepalen: alles tellen (moeilijk)
absolute densiteit schatten: steekproeven (meerdere, representatieve afmetingen),
catch-recatch
relatieve densiteit schatten: catch per unit effort
Levensgeschiedeniskenmerken
-
geboortes en sterftes hangen af van levenscyclus
niet-overlappende generaties: netto-vruchtbaarheid R0 : totaal aantal bevruchte eieren
per generatie per individu van de oorspronkelijke groep
overlappende generaties: tijd waarop nakomelingen geproduceerd worden is belangrijk:
intrinsieke aangroeicapaciteit r
Dispersie en migratie
dispersie = verbreiding: uitzwermen van organismen, weg van elkaar, weg van ouders (actieve
beweging of passief transport)
migratie = gerichte beweging van grote aantallen individuen van een soort van 1 locatie naar
een andere
verspreiding = distributiepatroon dat ontstaat na verbreiding:
toevallige verdeling: op elke plaats is eenzelfde kans om een organisme aan te treffen
regelmatige verdeling: de organismen zijn regelmatiger verdeeld dan op basis van
toeval wordt verwacht (anderen mijden, niet overleven dicht bij elkaar)
geaggregeerde verdeling: bij heterogene omgeving (beter overleven in bepaalde
habitatten, individu trekt anderen aan, individu vergroot kans op ontstaan van meer)
 leidt tot verschil effectieve densiteit / gemiddelde densiteit (bv stad)
oorzaken van aggregatie: genoeg bronnen, gunstige condities, kleiner risico op predatie
(waakzaamheid in groep, verwarringseffect, dilutie-effect)
Hoofdstuk 6: Interacties tussen populaties
symbiose = met elkaar leven
Effect
+
+
Mutualisme
0
Commensalisme
Contramensalisme
(predatie, begrazing,
parasitisme)
0
-
Neutralisme
Amensalisme
Concurrentie
Concurrentie (min-min):
komt door gelijkaardige behoeften  aanbod te laag  niet voldoende in behoeften voorzien
exploitatieconcurrentie: bron beperkt aanwezig  niet genoeg voor ongelimiteerde groei /
reproductie (geen rechtstreekse interacties nodig)  INDIRECT verlies aan energie
interferentieconcurrentie: bron niet per se beperkt, hoge populatiedensiteit  elkaar storen,
vechten  DIRECT verlies aan energie
asymmetrische concurrentie: nadelen niet voor beide partners gelijk
Intraspecifieke concurrentie (binnen eenzelfde soort):
-
mortaliteit stijgt bij toenemende populatiedichtheid
draagkracht: populatiedensiteit waarbij geboortes en sterftes gelijk zijn, geen aangroei
wiskundige afleiding zie p. 10-15
Interspecifieke concurrentie (tussen soorten):
-
wiskundige afleiding zie p. 19-24
ruilfuncties:
-
sterkste concurrent gevoelig aan predatie  samenleving doordat predator kansen
creëert voor zwakste concurrent
r-geselecteerde soort (zeer veel nakomelingen, veel dispersie, klein, korte ontwikkeling,
kortlevend, zwakke concurrent)
K-geselecteerde soort (weinig nakomelingen, groot, langlevend, sterke concurrent)
vluchtende soorten: slechte concurrenten, maar goede kolonisatoren  gebieden
bezetten waar tijdelijk weinig concurrentie is (eenjarige planten)
Contramensalisme (plus-min):
predatie:
-
effect op individuele prooi: steeds negatief
effect op prooisoort: niet altijd negatief:
o zwakke, kleine, jonge prooien worden gedood
o populatievermindering zorgt voor minder concurrentie voor limiterende bron
  als de densiteit van de prooipopulatie zo hoog is dat intraspecifieke
concurrentie zou optreden, zal het negatief effect van predatie op de
prooipopulatie verlicht worden doordat de intraspecifieke concurrentie
afneemt.
 productiviteit hoogst bij intermediaire predatiedruk (duurzaam
beheer visserij, zie grafiek p. 31)
effect van predatorpopulatie op prooipopulatie en andersom: soms sterke correlatie,
soms schijnbaar weinig  complex systeem van verschillende factoren bepaalt
populatieschommeling

-
parasitisme:
-
-
-
zeer belangrijke interactie, infectieziektes, gewasschade, bijna elk organisme is
geparasiteerd
diversiteit:
o micro-parasieten: klein, talrijk, vermenigvuldigen zich in/op gastheer,
intracellulair, niet te tellen (mazelen, malaria)
o macro-parasieten: vermenigvuldigen zich niet in gastheer, leven op
lichaamsoppervlak of in holtes, wel te tellen (luizen, vlooien, lintworm)
bij hogere planten:
o hemiparasieten of halfparasieten: doen aan fotosynthese, slecht ontwikkeld
wortelstelsel, hechten aan wortelstelsel van gastheer, sommige kunnen
onafhankelijk bestaan, maar veel kleiner
o holoparasieten: geen chlorofyl a, geen fotosynthese, volledig afhankelijk van
gastheer  netwerk vormen in gastheer
gastheer:
o levend  kan zich aanpassen, verdedigen, parasiet onschadelijk maken
o ~ eiland  gekoloniseerd
o soort- en orgaanspecifiek
virulentie: effect van parasieten op gastheerindividuen
door intense interacties  samen evolueren  parasieten sterk gespecialiseerd
Red Queen-hypothese: doordat parasiet veel sneller evolueert dan gastheer, moet gastheer
genetisch diverse nakomelingen produceren, anders is parasiet op voorhand aangepast om
gastheer te belagen
-
-
respons op infectie:
o invertebraten: fagocyten
o vertebraten: immuunrespons (sneller herstellen door ‘geheugen’)
o hogere planten: constitutieve (altijd aanwezig) en induceerbare
verdedigingsmechanismen (bv. weefsel laten afsterven), bondgenootschappen
met andere soorten (acacia – mier)
wat doet de parasiet:
o laat gastheer gallen vormen: weefsel waarmee parasiet zich voedt/beschermt
o gastheer infertiel maken  meer energie voor parasiet (gastheer mag niet
doodgaan)
o gedragsveranderingen induceren
prevalentie: percentage van gastheerpopulatie dat geïnfecteerd is
intensiteit v. infectie: aantal parasieten op een gastheer
gemiddelde intensiteit: gemiddelde aantal parasieten per gastheer
abundantie: hoeveelheid parasieten = gemiddelde intensiteit maal gastheerpopulatie
Mutualisme (plus-plus):
voorbeeld: poetsvissen en andere vissen, mens en landbouwgewassen/huisdieren, soorten die
zaden/pollen verspreiden, darmflora, lichenen (samenwerking fungus – alg), eukaryote cel
 grote variatie, moeilijk om model op te stellen, veel soorten hebben mutualistisch
verband met meer dan 1 andere soort, impact onderschat
 opmerking: partners zijn niet per se vriendelijk, handelen egoïstisch
Interacties kunnen veranderen doorheen de tijd!
Hoofdstuk 7: Gemeenschaps- en ecosysteemecologie
gemeenschapsecologie: doorstroming van energie en organische materie tussen trofische
niveaus
ecosysteemecologie: energie- en materiewisselingen tussen gemeenschappen en abiotische
omgeving
materiekringlopen:
-
producenten maken organisch materiaal aan
consumenten nemen organisch materiaal op
deels geassimileerd (ingebouwd in eigen weefsel)
deels verloren (ademhaling en excretie)
dode consumenten en producenten afgebroken door reducenten  nutriënten
vrijstellen
iedere keer materie verloren  terug in cyclus: nutriënten terug naar producenten,
koolzuurgas naar fotosynthese
energiedoorstroming:
-
energie wordt ontvangen van vorig trofisch niveau
deels niet geconsumeerd
deels verloren (ademhaling en excretie)
rest geassimileerd (naar volgend trofisch niveau)
telkens veel energie verloren  weinig trofische niveaus
biologische productie: toename biomassa
primaire productie: synthese van biomassa door autotrofe organismen
secundaire productie: productie van consumenten en reducenten
brutoproductie = nettoproductie + verliezen
primaire productie meten:
-
drooggewicht: drogen op 105C tot massa niet meer verandert
geassimileerde koolstof: gedroogd materiaal verbranden op 550C, gewicht van as
aftrekken van drooggewicht (asvrij drooggewicht
meten door verandering in zuurstofconcentratie: 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2,
verband tussen gevormde zuurstof en geassimileerde koolstof:
heldere fles – donkere fles: heldere fles (fotosynthese mogelijk  verandering
zuurstofconcentratie meten) donkere fles (geen fotosynthese, alleen verliezen 
verandering zuurstofconcentratie meten)
secundaire productie meten: moeilijker: radioactief gemerkte C
primaire productie in de wereld: 110-120 * 10^9 ton/jaar voor terrestrische systemen (veel in
de tropen), 50-60 * 10^9 ton/jaar voor mariene systemen (veel in opwellingszones, weinig in
oceanen)
altijd laag rendement
predatie-voedselketen: plant  herbivoor  carnivoor 1e orde  carnivoor 2e orde
voedselpiramide opstellen (met energie, met biomassa, met aantallen…)
voedselweb opstellen (complex, meerdere prooien per predator, meerdere predatoren per
prooi, omnivoren, ….)
afbraakvoedselketen: nemen materiaal op uit predatieketen, zetten terug om in nutriënten
 vaak belangrijker dan predatieketen
 gespecialiseerde organismen (bacteriën en schimmels)
diversiteitsindex van Simpson:
𝐷=
1
∑𝑆𝑖=1 𝑃𝑖2
met S het aantal soorten en Pi de fractie van de gemeenschap vertegenwoordigd door soort i
Keystone species: soorten die grotere invloed hebben dan men zou vermoeden op basis van
hun abundantie (zeester)
Top-downcontrole: populatie van een soort wordt bepaald door de abundantie van het
bovenliggende niveau (de predator)  populatiedynamiek bepaald door predatie
Bottom-upcontrole: populatie van een soort wordt bepaald door de hoeveelheid en de aard van
het onderliggende niveau (bronnen)  populatiedynamiek bepaald door concurrentie
1 trofisch niveau: altijd bottom-up
2 trofische niveaus: onderste top-down, bovenste bottom-up
3 en 4: altijd alternering  trofische cascade
terrestrische systemen: meestal 3 niveaus: populatie herbivoren blijft laag  veel autotrofen
(groene planten)
aquatische systemen: meestal 4 niveaus: populatie zoöplankton bepaald door populatie algen
weinig piscivore vissen  veel planktivore vissen  weinig plankton  veel algen