Ecologie & Experiment DT1
HC1 Organisms & Physical environment
Ecologie: wetenschappelijke studie van (interacties tussen) organismen en hun omgeving.
Milieu bestaat uit:
- Abiotische factoren (klimaat, bodem, pH, nutriënten, topografie)
- Biotische factoren (producenten, consumenten, decomposers)
Ecosysteem: het systeem dat ontstaat door de interactie van alle levende en niet-levende factoren
van het milieu.
Abiotisch milieu:
- Klimatologisch: neerslag, licht, wind, temperatuur.
- Edafisch: bodem, pH, voedingsstoffen, topografie.
Fundamentele ecologische principes:
- Omgevingsfactoren, abiotische factoren, variëren in ruimte en tijd.
- Organismen hebben een constant intern milieu nodig (homeostase).
- Functioneren alleen mogelijk binnen een beperkt tolerantiebereik.
- De tolerantiegrenzen verschillen per organisme.
Niche: het bereik van fysische en chemische omstandigheden waarin een soort kan overleven en zich
kan voortplanten, en het scala van essentiële hulpbronnen waarvan zij gebruik maakt.
Niche:
- Functionele relaties van organismen met hun omgeving.
- Veelheid van dimensies; hypervolume.
- Soms ook aangeduid als de rol van het organisme in het milieu of "bezetting/beroep".
Habitat:
- "Verblijfplaats" van een soort, waar komt de soort voor.
Generalist: erg tolerant, brede niche-as.
Specialist: komen specifiek op dat traject voor, snel dood als ze
erbuiten gaan. Lage tolerantie, smalle niche-as.
Niche variabelen:
- Condities: veranderlijk, niet consumeerbaar.
-> Temperatuur, pH, zoutgehalte, vochtigheid, verontreiniging,
frequentie van verstoring (bv. geluid).
- Hulpbronnen (resources): veranderlijk, consumeerbaar.
-> Straling & CO2 (bij planten), water & nutriënten (planten & dieren), voedsel & nestplaatsen
(dieren).
Stresstolerantie: het vermogen om te blijven functioneren bij blootstelling aan een breed scala van
omstandigheden.
Acclimatisering: een toename van de stresstolerantie van een individueel organisme na blootstelling
aan stress.
,Aanpassing en acclimatisatie:
- Ecologie en evolutionaire biologie zijn sterk verwante onderzoeksgebieden:
-> Ecologische tijdschaal (min - decennia).
-> Evolutionaire tijdschaal (> decennia).
Aanpassingen bij planten:
Waterbeschikbaarheid in de bodem:
- Verzadiging: bodem volledig vol met water (water lekt eruit).
- Veldcapaciteit: bodem lekt geen water meer, houdt al het water tegen de zwaartekracht in vast.
- Verwelkingspunt: zeer weinig water, plant kan het water niet meer uit de grond halen.
Bodem textuur:
- Zand: 2.00-0.05 mm
- Zilt: 0.05-0.02 mm
- Klei: < 0.002 mm
Omgaan met waterstress als gevolg van tekorten:
1) Uitstel van uitdroging: vermogen om uitdroging te voorkomen ondanks verminderde
beschikbaarheid van water.
2) Tolerantie van uitdroging: vermogen om te blijven functioneren terwijl het uitgedroogd is.
3) Ontsnapping aan droogte: volledige levenscyclus vóór het begin van de droogte.
Aanpassing aan overstromingen:
- Elongatie
- Aerenchym
- Areaal stutwortels
Aanpassingen aan laag-hoog licht:
Aanpassing aan laag CO2 gehalte:
- Wortels produceren CO2, plant kan eigen CO2 hergebruiken.
-> Hierdoor kan de plant ook goed onderwater overleven.
Directe effecten van verhoogde CO2:
- Verhoogde fotosynthese, maar zie het verschil tussen C3 en C4
strategieën.
- C4: beter WUE omdat PEP Carboxylase sneller CO 2 inbrengt;
minder lang openstaande huidmondjes.
- Verschuiving in concurrentiekracht tussen planten en PFT's.
,Cation exchange complex (CEC): kleideeltjes zijn negatief geladen, nutriënten kunnen hechten aan
deze deeltjes.
Planten met thermoregulatie:
- Kern van de plant kan warm gehouden worden.
- Kost veel energie, maar dit zorgt voor een voordeel in het voorjaar.
Aanpassingen bij dieren:
Endotherm: constante lichaamstemperatuur, houdt zich warm door voedsel te verbranden en de
warmte die daardoor vrij komt te gebruiken.
Ectotherm: lichaamstemperatuur varieert met omgevingstemperatuur.
Ectothermen proberen hun lichaamstemperatuur ook constant te houden d.m.v. gedrag.
Endothermen kunnen niet heel erg klein zijn, klein zijn is een nadeel omdat je dan een relatief grote
oppervlakte hebt t.o.v. de inhoud, warmhouden kost te veel energie.
Ectothermen zijn vaak kleine organismen omdat het dan veel oppervlak heeft op warmte van de
omgeving op te nemen t.o.v. de inhoud (bv. insecten).
Endotherm: kunnen altijd bewegen/jagen, maar kost veel energie om lichaam warm te houden.
Ectotherm: besparen veel energie, maar kunnen bij lage temperaturen niet bewegen/jagen.
HC2 Populations and Intraspecific Interactions
Populaties:
Populatie: groep individuen van dezelfde soort die zich op hetzelfde moment in hetzelfde gebied
bevinden.
-> Focussen zich op dezelfde hulpbronnen, interacteren, voortplanten.
Waarom populatie-ecologie?
- Wetenschappelijk doel: de factoren begrijpen die de grootte van populaties beïnvloeden.
-> Algemene principes, specifieke gevallen.
- Praktische doelen: beheer van populatiegrootte.
-> Populatiegrootte vergroten (bedreigde diersoorten), populatiegrootte verkleinen
(plagen/ziektebestrijding), populatiegrootte handhaven (visserijbeheer).
De fundamentele vergelijking van de ecologie:
dN = B - D + I - E
Verandering in aantal van een bevolking = Geboorten - Sterfgevallen + Immigratie – Emigratie
Modelleren van populatie dynamiek:
- Vaak nemen we aan dat I = E, dus geen netto dispersie.
, Levenstabel:
- x = leeftijd (jaren).
- nx = aantal levende individuen aan het begin van een gegeven tijdsinterval.
- dx = aantal individuen dat stierf tijdens een gegeven tijdsinterval.
- Ix = overlevingskans, kans om bij de geboorte een bepaalde leeftijd (x) te bereiken.
- qx = sterftecijfer.
Overlevingscurves:
- Overlevingskrommen zeggen iets over overleving en strategie van een soort.
I. Hoge sterfte in de jaren na de voortplanting.
II. Constante sterfte gedurende de gehele levensduur.
III. Zeer hoge vroege sterfte, maar de weinige overlevenden leven lang.
Het exponentiële groeimodel:
N(t+1) = N(t) + bN(t) - dN(t)
dN/dt = (b-d)N(t)
dN/dt = rN(t)
dN/dt = rN
N(t) = N(0)ert
HC1 Organisms & Physical environment
Ecologie: wetenschappelijke studie van (interacties tussen) organismen en hun omgeving.
Milieu bestaat uit:
- Abiotische factoren (klimaat, bodem, pH, nutriënten, topografie)
- Biotische factoren (producenten, consumenten, decomposers)
Ecosysteem: het systeem dat ontstaat door de interactie van alle levende en niet-levende factoren
van het milieu.
Abiotisch milieu:
- Klimatologisch: neerslag, licht, wind, temperatuur.
- Edafisch: bodem, pH, voedingsstoffen, topografie.
Fundamentele ecologische principes:
- Omgevingsfactoren, abiotische factoren, variëren in ruimte en tijd.
- Organismen hebben een constant intern milieu nodig (homeostase).
- Functioneren alleen mogelijk binnen een beperkt tolerantiebereik.
- De tolerantiegrenzen verschillen per organisme.
Niche: het bereik van fysische en chemische omstandigheden waarin een soort kan overleven en zich
kan voortplanten, en het scala van essentiële hulpbronnen waarvan zij gebruik maakt.
Niche:
- Functionele relaties van organismen met hun omgeving.
- Veelheid van dimensies; hypervolume.
- Soms ook aangeduid als de rol van het organisme in het milieu of "bezetting/beroep".
Habitat:
- "Verblijfplaats" van een soort, waar komt de soort voor.
Generalist: erg tolerant, brede niche-as.
Specialist: komen specifiek op dat traject voor, snel dood als ze
erbuiten gaan. Lage tolerantie, smalle niche-as.
Niche variabelen:
- Condities: veranderlijk, niet consumeerbaar.
-> Temperatuur, pH, zoutgehalte, vochtigheid, verontreiniging,
frequentie van verstoring (bv. geluid).
- Hulpbronnen (resources): veranderlijk, consumeerbaar.
-> Straling & CO2 (bij planten), water & nutriënten (planten & dieren), voedsel & nestplaatsen
(dieren).
Stresstolerantie: het vermogen om te blijven functioneren bij blootstelling aan een breed scala van
omstandigheden.
Acclimatisering: een toename van de stresstolerantie van een individueel organisme na blootstelling
aan stress.
,Aanpassing en acclimatisatie:
- Ecologie en evolutionaire biologie zijn sterk verwante onderzoeksgebieden:
-> Ecologische tijdschaal (min - decennia).
-> Evolutionaire tijdschaal (> decennia).
Aanpassingen bij planten:
Waterbeschikbaarheid in de bodem:
- Verzadiging: bodem volledig vol met water (water lekt eruit).
- Veldcapaciteit: bodem lekt geen water meer, houdt al het water tegen de zwaartekracht in vast.
- Verwelkingspunt: zeer weinig water, plant kan het water niet meer uit de grond halen.
Bodem textuur:
- Zand: 2.00-0.05 mm
- Zilt: 0.05-0.02 mm
- Klei: < 0.002 mm
Omgaan met waterstress als gevolg van tekorten:
1) Uitstel van uitdroging: vermogen om uitdroging te voorkomen ondanks verminderde
beschikbaarheid van water.
2) Tolerantie van uitdroging: vermogen om te blijven functioneren terwijl het uitgedroogd is.
3) Ontsnapping aan droogte: volledige levenscyclus vóór het begin van de droogte.
Aanpassing aan overstromingen:
- Elongatie
- Aerenchym
- Areaal stutwortels
Aanpassingen aan laag-hoog licht:
Aanpassing aan laag CO2 gehalte:
- Wortels produceren CO2, plant kan eigen CO2 hergebruiken.
-> Hierdoor kan de plant ook goed onderwater overleven.
Directe effecten van verhoogde CO2:
- Verhoogde fotosynthese, maar zie het verschil tussen C3 en C4
strategieën.
- C4: beter WUE omdat PEP Carboxylase sneller CO 2 inbrengt;
minder lang openstaande huidmondjes.
- Verschuiving in concurrentiekracht tussen planten en PFT's.
,Cation exchange complex (CEC): kleideeltjes zijn negatief geladen, nutriënten kunnen hechten aan
deze deeltjes.
Planten met thermoregulatie:
- Kern van de plant kan warm gehouden worden.
- Kost veel energie, maar dit zorgt voor een voordeel in het voorjaar.
Aanpassingen bij dieren:
Endotherm: constante lichaamstemperatuur, houdt zich warm door voedsel te verbranden en de
warmte die daardoor vrij komt te gebruiken.
Ectotherm: lichaamstemperatuur varieert met omgevingstemperatuur.
Ectothermen proberen hun lichaamstemperatuur ook constant te houden d.m.v. gedrag.
Endothermen kunnen niet heel erg klein zijn, klein zijn is een nadeel omdat je dan een relatief grote
oppervlakte hebt t.o.v. de inhoud, warmhouden kost te veel energie.
Ectothermen zijn vaak kleine organismen omdat het dan veel oppervlak heeft op warmte van de
omgeving op te nemen t.o.v. de inhoud (bv. insecten).
Endotherm: kunnen altijd bewegen/jagen, maar kost veel energie om lichaam warm te houden.
Ectotherm: besparen veel energie, maar kunnen bij lage temperaturen niet bewegen/jagen.
HC2 Populations and Intraspecific Interactions
Populaties:
Populatie: groep individuen van dezelfde soort die zich op hetzelfde moment in hetzelfde gebied
bevinden.
-> Focussen zich op dezelfde hulpbronnen, interacteren, voortplanten.
Waarom populatie-ecologie?
- Wetenschappelijk doel: de factoren begrijpen die de grootte van populaties beïnvloeden.
-> Algemene principes, specifieke gevallen.
- Praktische doelen: beheer van populatiegrootte.
-> Populatiegrootte vergroten (bedreigde diersoorten), populatiegrootte verkleinen
(plagen/ziektebestrijding), populatiegrootte handhaven (visserijbeheer).
De fundamentele vergelijking van de ecologie:
dN = B - D + I - E
Verandering in aantal van een bevolking = Geboorten - Sterfgevallen + Immigratie – Emigratie
Modelleren van populatie dynamiek:
- Vaak nemen we aan dat I = E, dus geen netto dispersie.
, Levenstabel:
- x = leeftijd (jaren).
- nx = aantal levende individuen aan het begin van een gegeven tijdsinterval.
- dx = aantal individuen dat stierf tijdens een gegeven tijdsinterval.
- Ix = overlevingskans, kans om bij de geboorte een bepaalde leeftijd (x) te bereiken.
- qx = sterftecijfer.
Overlevingscurves:
- Overlevingskrommen zeggen iets over overleving en strategie van een soort.
I. Hoge sterfte in de jaren na de voortplanting.
II. Constante sterfte gedurende de gehele levensduur.
III. Zeer hoge vroege sterfte, maar de weinige overlevenden leven lang.
Het exponentiële groeimodel:
N(t+1) = N(t) + bN(t) - dN(t)
dN/dt = (b-d)N(t)
dN/dt = rN(t)
dN/dt = rN
N(t) = N(0)ert
