H5: Ecologie
5.1 Ecologie op alle organisatieniveaus
Ecologie is de wetenschap waarbij wisselwerkingen tussen organismen en hun omgeving worden
bestudeerd. Organismen worden beïnvloed door hun omgeving, maar beïnvloeden zelf ook de omgeving
door hun aanwezigheid.
Van molecuul tot levensgemeenschap
Ecologisch onderzoek vindt plaats op verschillende organisatieniveaus. De kleinste eenheid waar
ecologen zich mee bezig houden is het molecuul, en dan met name DNA. Een ecoloog kan aan de hand
van achtergelaten DNA achterhalen welke diersoorten in een bepaald gebied voorkomen. Dat DNA heet
environmental DNA, of eDNA. Alle DNA-moleculen van een cel vormen samen het genoom. Het
onderzoeksgebied waarbij aan de hand van het genoom wordt bepaald welke soorten in een gebied
voorkomen heet ecogenomica.
De volgende stap in de reeks van organisatieniveaus is de cel en vervolgens weefsels, organen en
organismen. Het volgende organisatieniveau is de populatie. Dat is een groep organismen van dezelfde
soort in een bepaald gebied die samen een voortplantingsgemeenschap vormen. In een gebied leven
verschillende soorten, met elk een eigen populatie. Al die verschillende populaties samen vormen een
levensgemeenschap. De verschillende populatie binnen een levensgemeenschap hebben met elkaar te
maken. Ze beconcurreren elkaar, eten elkaar op of parasiteren elkaar.
Van ecosysteem tot biosfeer
De organismen van een levensgemeenschap en de invloed die ze op hun omgeving uitoefenen noem je
biotische factoren. Daarnaast zijn er ook abiotische factoren, dat zijn de invloeden vanuit de levenloze
omgeving. Voorbeelden zijn de temperatuur en de troebelheid van het water. Abiotische factoren zijn
van invloed op de soortensamenstelling, dat is zijn de verschillende soorten die in een gebied
voorkomen.
Een levensgemeenschap vormt samen met de levenloze omgeving een systeem. Zo’n systeem, waarin
een wisselwerking plaatsvindt van biotische en abiotische factoren, heet een ecosysteem. Alle
ecosystemen bij elkaar vormen de biosfeer of het systeem aarde.
Emergente eigenschappen
Op elk niveau waarop een ecoloog onderzoek doet, heeft hij te maken met emergente eigenschappen.
Dat zijn eigenschappen die specifiek zijn voor dat niveau. Zo heeft een populatie andere eigenschappen
dan een levensgemeenschap. Emergente eigenschappen van een populatie zijn bijvoorbeeld dichtheid,
12
, geslachtsverhouding en geboortecijfer. Een levensgemeenschap heeft als emergente eigenschappen
bijvoorbeeld biodiversiteit en complexiteit.
5.2 Organismen
Hoe een ecosysteem zich ontwikkelt en welke organismen erin voorkomen hangt af van het klimaat van
een gebied. Het klimaat is een combinatie van abiotische factoren zoals temperatuur, licht, wind en
water. Er zijn op aarde grote gebieden waarin vrijwel hetzelfde klimaat heerst. Zo’n gebied heeft dan een
macroklimaat. In een gebied met hetzelfde macroklimaat kunnen de abiotische factoren op verschillende
plaatsen wel verschillen. Elk plekje van een ecosysteem heeft zo zijn eigen microklimaat.
Tolerantie
Elk organisme is op verschillende manieren aangepast aan het milieu waarin hij voorkomt. Tolerantie is
het vermogen van organismen om schommelingen in een abiotische factor te verdragen. Soorten hebben
een eigen verdragingsgebied of areaal, dat is het gebied op aarde waar de soort voorkomt. Soorten met
een grote tolerantie hebben een groot verspreidingsgebied. Soorten kunnen zich buiten dat gebied
verplaatsen, maar zullen dat niet doen. Buiten het verdragingsgebied zal ten minste één tolerantiegrens
zijn overschreden. Die abiotische factor is dan een beperkende factor voor de soort. Het tolerantiegebied
omvat alle waarden van een abiotische factor waarbij de organismen van een soort kunnen overleven,
het is bijvoorbeeld een bepaalde temperatuur interval. Het optimum is de factorwaarde die het gunstigst
is. Een optimumkromme is een uitzetting van het aantal van een soort tegen de abiotische factor:
In een stress-zone kunnen de organismen wel overleven, maar zullen ze te druk zijn met in leven blijven
dat ze niet zullen voortplanten.
5.3 Populaties
Een populatie bestaat uit een groep individuen van dezelfde soort die in een bepaald gebied leven en zich
onderling voortplanten. In een populatie kunnen de relaties tussen organismen gericht zijn op
concurrentie of coöperatie.
Concurrentie
Bij concurrentie gaat het bijvoorbeeld om voedsel, voortplanting of beschikbare leefruimte. Veel soorten
bakenen een territorium af: een eigen gebied waaruit ze soortgenoten weren.
Binnen een populatie kan concurrentie moordend zijn. De organismen die het beste aan het milieu zijn
aangepast hebben de grootste overlevingskans (natuurlijke selectie).
Ook tussen organismen van verschillende soorten binnen een ecosysteem bestaat concurrentie. Die is
vaak minder sterk, aangezien elke soort zijn niche of nis heeft. De niche is de rol die een bepaalde
populatie speelt in het geheel van relaties in een ecosysteem.
Coöperatie
Coöperatie, samenwerking, tussen organismen van dezelfde soort komt vaak voor. Veel dieren leven in
paren of groepen, die met elkaar samenwerken. Samenleven biedt bescherming tegen vijanden of
13
5.1 Ecologie op alle organisatieniveaus
Ecologie is de wetenschap waarbij wisselwerkingen tussen organismen en hun omgeving worden
bestudeerd. Organismen worden beïnvloed door hun omgeving, maar beïnvloeden zelf ook de omgeving
door hun aanwezigheid.
Van molecuul tot levensgemeenschap
Ecologisch onderzoek vindt plaats op verschillende organisatieniveaus. De kleinste eenheid waar
ecologen zich mee bezig houden is het molecuul, en dan met name DNA. Een ecoloog kan aan de hand
van achtergelaten DNA achterhalen welke diersoorten in een bepaald gebied voorkomen. Dat DNA heet
environmental DNA, of eDNA. Alle DNA-moleculen van een cel vormen samen het genoom. Het
onderzoeksgebied waarbij aan de hand van het genoom wordt bepaald welke soorten in een gebied
voorkomen heet ecogenomica.
De volgende stap in de reeks van organisatieniveaus is de cel en vervolgens weefsels, organen en
organismen. Het volgende organisatieniveau is de populatie. Dat is een groep organismen van dezelfde
soort in een bepaald gebied die samen een voortplantingsgemeenschap vormen. In een gebied leven
verschillende soorten, met elk een eigen populatie. Al die verschillende populaties samen vormen een
levensgemeenschap. De verschillende populatie binnen een levensgemeenschap hebben met elkaar te
maken. Ze beconcurreren elkaar, eten elkaar op of parasiteren elkaar.
Van ecosysteem tot biosfeer
De organismen van een levensgemeenschap en de invloed die ze op hun omgeving uitoefenen noem je
biotische factoren. Daarnaast zijn er ook abiotische factoren, dat zijn de invloeden vanuit de levenloze
omgeving. Voorbeelden zijn de temperatuur en de troebelheid van het water. Abiotische factoren zijn
van invloed op de soortensamenstelling, dat is zijn de verschillende soorten die in een gebied
voorkomen.
Een levensgemeenschap vormt samen met de levenloze omgeving een systeem. Zo’n systeem, waarin
een wisselwerking plaatsvindt van biotische en abiotische factoren, heet een ecosysteem. Alle
ecosystemen bij elkaar vormen de biosfeer of het systeem aarde.
Emergente eigenschappen
Op elk niveau waarop een ecoloog onderzoek doet, heeft hij te maken met emergente eigenschappen.
Dat zijn eigenschappen die specifiek zijn voor dat niveau. Zo heeft een populatie andere eigenschappen
dan een levensgemeenschap. Emergente eigenschappen van een populatie zijn bijvoorbeeld dichtheid,
12
, geslachtsverhouding en geboortecijfer. Een levensgemeenschap heeft als emergente eigenschappen
bijvoorbeeld biodiversiteit en complexiteit.
5.2 Organismen
Hoe een ecosysteem zich ontwikkelt en welke organismen erin voorkomen hangt af van het klimaat van
een gebied. Het klimaat is een combinatie van abiotische factoren zoals temperatuur, licht, wind en
water. Er zijn op aarde grote gebieden waarin vrijwel hetzelfde klimaat heerst. Zo’n gebied heeft dan een
macroklimaat. In een gebied met hetzelfde macroklimaat kunnen de abiotische factoren op verschillende
plaatsen wel verschillen. Elk plekje van een ecosysteem heeft zo zijn eigen microklimaat.
Tolerantie
Elk organisme is op verschillende manieren aangepast aan het milieu waarin hij voorkomt. Tolerantie is
het vermogen van organismen om schommelingen in een abiotische factor te verdragen. Soorten hebben
een eigen verdragingsgebied of areaal, dat is het gebied op aarde waar de soort voorkomt. Soorten met
een grote tolerantie hebben een groot verspreidingsgebied. Soorten kunnen zich buiten dat gebied
verplaatsen, maar zullen dat niet doen. Buiten het verdragingsgebied zal ten minste één tolerantiegrens
zijn overschreden. Die abiotische factor is dan een beperkende factor voor de soort. Het tolerantiegebied
omvat alle waarden van een abiotische factor waarbij de organismen van een soort kunnen overleven,
het is bijvoorbeeld een bepaalde temperatuur interval. Het optimum is de factorwaarde die het gunstigst
is. Een optimumkromme is een uitzetting van het aantal van een soort tegen de abiotische factor:
In een stress-zone kunnen de organismen wel overleven, maar zullen ze te druk zijn met in leven blijven
dat ze niet zullen voortplanten.
5.3 Populaties
Een populatie bestaat uit een groep individuen van dezelfde soort die in een bepaald gebied leven en zich
onderling voortplanten. In een populatie kunnen de relaties tussen organismen gericht zijn op
concurrentie of coöperatie.
Concurrentie
Bij concurrentie gaat het bijvoorbeeld om voedsel, voortplanting of beschikbare leefruimte. Veel soorten
bakenen een territorium af: een eigen gebied waaruit ze soortgenoten weren.
Binnen een populatie kan concurrentie moordend zijn. De organismen die het beste aan het milieu zijn
aangepast hebben de grootste overlevingskans (natuurlijke selectie).
Ook tussen organismen van verschillende soorten binnen een ecosysteem bestaat concurrentie. Die is
vaak minder sterk, aangezien elke soort zijn niche of nis heeft. De niche is de rol die een bepaalde
populatie speelt in het geheel van relaties in een ecosysteem.
Coöperatie
Coöperatie, samenwerking, tussen organismen van dezelfde soort komt vaak voor. Veel dieren leven in
paren of groepen, die met elkaar samenwerken. Samenleven biedt bescherming tegen vijanden of
13
