Thema 5 ecologie
Paragraaf 1 Ecologie op alle organisatieniveaus
Ecologie is de wetenschap die de wisselwerking tussen organismen en hun omgeving
bestudeert. Ecologisch onderzoek vindt plaats op verschillende organisatieniveaus:
molecuul, cel, orgaan, organisme, populatie, ecosysteem en systeem aarde. Belangrijk
molecuul voor de ecologie is DNA. Organismen laten
DNA-sporen achter in hun omgeving (haren of
schubben), hiermee kan een ecoloog achterhalen welke
organismen in een gebied voorkomen. Het verzamelde
DNA uit een omgeving, noem je environmental DNA,
eDNA. Een ecosysteem (biotoop en
levensgemeenschap) is een min of meer begrensd
gebied waarin wisselwerking plaatsvindt tussen
verschillende biotische en abiotische factoren.
Biotische factoren zijn invloeden afkomstig van de
levende natuur (organismen) op de omgeving. De
abiotische factoren zijn invloeden van de levenloze
natuur. De abiotische factoren in een ecosysteem
vormen samen de biotoop. Binnen een ecosysteem
heeft elke soort zijn eigen habitat (het leefgebied van
een organisme). Verschillende populaties binnen de
levensgemeenschap hebben met elkaar te maken. Ze
beconcurreren elkaar, eten elkaar op of parasiteren op elkaar.
- organisme: één levend wezen
- populatie: groep organismen van dezelfde soort in een bepaald gebied, die zich
onderling voortplanten
- levensgemeenschap: alle populaties in een ecosysteem
- systeem aarde: alle ecosystemen bij elkaar
Voorbeelden van biotische factoren: voedselaanbod, parasitisme, ziekten, concurrentie,
predatie en bescherming door vegetatie.
Abiotische factoren zijn van invloed op de soortensamenstelling in een gebied. Dat zijn de
verschillende soorten planten, dieren, schimmels, prokaryoten die in het gebied voorkomen.
Op aarde zijn grote gebieden waarbinnen hetzelfde
klimaat heerst, het macroklimaat. De abiotische factoren
op verschillende plaatsen in een ecosysteem kunnen
wel anders zijn. Elk plekje heeft daardoor zijn eigen
microklimaat. Het vermogen van organismen om
schommelingen in een abiotische factor te verdragen
heet tolerantie. De tolerantiegrens is de uiterste
waarde van een abiotische factor waarbij organismen
van de soort kunnen overleven. De waarde van een
abiotische factor die het gunstige is voor het organisme
heet het optimum. De optimumkromme wordt in een
diagram het aantal individuen uitgezet tegen een abiotische factor. De abiotische factor
bepaalt hoeveel organismen van een soort in een gebied kunnen leven noem je de
beperkte factor. Soorten met een grote tolerantie hebben een groot verspreidingsgebied.
Verspreidingsgebied: het gebied op aarde waar een soort voorkomt.
, Voorbeelden van abiotische factoren:
Bodem: Elk bodemdeeltje is omgeven door een dun watervliesje. Er zijn verschillende
bodems. Elke bodem heeft andere eigenschappen en kenmerken die invloed hebben op de
soortensamenstelling in een ecosysteem. Een zandbodem heeft grote bodemdeeltjes (open
structuur), veel lucht en weinig water. Het kan water niet goed vasthouden, ook kunnen
wortels eenvoudig doordringen. Bij een kleibodem zijn er kleine bodemdeeltjes (holtes
kleiner), weinig lucht en veel water. Water en voedingszouten kan goed vastgehouden
worden. Voor wortels is het moeilijk
doordringbaar. Ook het gehalte van
humus is van belang. Dit is een mengsel
van organische en anorganische stoffen
en micro-organismen (reducenten). De
micro-organismen zetten de organische
stoffen in humus om in anorganische
stoffen. Planten kunnen deze stoffen
opnemen uit de bodem. Daarnaast
verbetert humus de structuur van de
bodem. Hoe meer humus er in een zandbodem voorkomt, hoe beter het zand water kan
vasthouden. Hoe meer humus er in een kleibodem voorkomt, hoe gemakkelijker de wortels
van planten erin kunnen doordringen. Humus voorkomt ook uitspoeling van mineralen naar
het grondwater. Andere factoren zoals de pH (zuurgraad), grondwaterstand, gehalte
anorganische stoffen (voedingszouten) hebben ook invloed op de soortensamenstelling in
een ecosysteem.
Licht: Nodig voor fotosynthese. Zonplanten groeien het best bij een hoge lichtintensiteit
(open veld), schaduwplanten bij een lage lichtintensiteit (op de bodem van een loofbos). De
daglengte heeft bij veel organismen invloed op het tijdstip van voortplanting. Bijv. de
bloedvorming bij planten, paring en eileg bij dieren. Het licht dringt in het oppervlaktewater
alleen door de bovenste laag. Waterdieren tonen verticale migratie en gaan 's nachts naar
boven.
Water: Vaak hebben planten alleen aan de onderkant van het blad huidmondjes. Dit
voorkomt dat de plant te veel water verliest door verdamping. Zo ontstaat er minder snel een
tekort aan water. Landplanten in een vochtig milieu hebben zwak ontwikkelde wortelstelsels
en bladeren met een dunne cuticula en veel huidmondjes. Landplanten in een droog milieu
hebben goed ontwikkelde wortelstelsels, bladeren met dikke cuticula en weinig huidmondjes
(speciaal aan de onderkant van de bladeren). Bij waterdieren zijn o.a. het zuurstofgehalte en
het zoutgehalte van water van belang.
Temperatuur: de enzymactiviteit is afhankelijk van de temperatuur. Enzymen regelen de
chemische processen in organismen. Bij lage temperaturen gaan de enzymreacties traag en
kunnen dieren niet erg actief zijn. Bij een te hoge temperatuur gaan de enzymen kapot: ze
denatureren. Meestal is de temperatuur tussen de 0 en 45 graden. Dieren met een
constante lichaamstemperatuur kunnen temperaturen beneden 0 verdragen.
Paragraaf 1 Ecologie op alle organisatieniveaus
Ecologie is de wetenschap die de wisselwerking tussen organismen en hun omgeving
bestudeert. Ecologisch onderzoek vindt plaats op verschillende organisatieniveaus:
molecuul, cel, orgaan, organisme, populatie, ecosysteem en systeem aarde. Belangrijk
molecuul voor de ecologie is DNA. Organismen laten
DNA-sporen achter in hun omgeving (haren of
schubben), hiermee kan een ecoloog achterhalen welke
organismen in een gebied voorkomen. Het verzamelde
DNA uit een omgeving, noem je environmental DNA,
eDNA. Een ecosysteem (biotoop en
levensgemeenschap) is een min of meer begrensd
gebied waarin wisselwerking plaatsvindt tussen
verschillende biotische en abiotische factoren.
Biotische factoren zijn invloeden afkomstig van de
levende natuur (organismen) op de omgeving. De
abiotische factoren zijn invloeden van de levenloze
natuur. De abiotische factoren in een ecosysteem
vormen samen de biotoop. Binnen een ecosysteem
heeft elke soort zijn eigen habitat (het leefgebied van
een organisme). Verschillende populaties binnen de
levensgemeenschap hebben met elkaar te maken. Ze
beconcurreren elkaar, eten elkaar op of parasiteren op elkaar.
- organisme: één levend wezen
- populatie: groep organismen van dezelfde soort in een bepaald gebied, die zich
onderling voortplanten
- levensgemeenschap: alle populaties in een ecosysteem
- systeem aarde: alle ecosystemen bij elkaar
Voorbeelden van biotische factoren: voedselaanbod, parasitisme, ziekten, concurrentie,
predatie en bescherming door vegetatie.
Abiotische factoren zijn van invloed op de soortensamenstelling in een gebied. Dat zijn de
verschillende soorten planten, dieren, schimmels, prokaryoten die in het gebied voorkomen.
Op aarde zijn grote gebieden waarbinnen hetzelfde
klimaat heerst, het macroklimaat. De abiotische factoren
op verschillende plaatsen in een ecosysteem kunnen
wel anders zijn. Elk plekje heeft daardoor zijn eigen
microklimaat. Het vermogen van organismen om
schommelingen in een abiotische factor te verdragen
heet tolerantie. De tolerantiegrens is de uiterste
waarde van een abiotische factor waarbij organismen
van de soort kunnen overleven. De waarde van een
abiotische factor die het gunstige is voor het organisme
heet het optimum. De optimumkromme wordt in een
diagram het aantal individuen uitgezet tegen een abiotische factor. De abiotische factor
bepaalt hoeveel organismen van een soort in een gebied kunnen leven noem je de
beperkte factor. Soorten met een grote tolerantie hebben een groot verspreidingsgebied.
Verspreidingsgebied: het gebied op aarde waar een soort voorkomt.
, Voorbeelden van abiotische factoren:
Bodem: Elk bodemdeeltje is omgeven door een dun watervliesje. Er zijn verschillende
bodems. Elke bodem heeft andere eigenschappen en kenmerken die invloed hebben op de
soortensamenstelling in een ecosysteem. Een zandbodem heeft grote bodemdeeltjes (open
structuur), veel lucht en weinig water. Het kan water niet goed vasthouden, ook kunnen
wortels eenvoudig doordringen. Bij een kleibodem zijn er kleine bodemdeeltjes (holtes
kleiner), weinig lucht en veel water. Water en voedingszouten kan goed vastgehouden
worden. Voor wortels is het moeilijk
doordringbaar. Ook het gehalte van
humus is van belang. Dit is een mengsel
van organische en anorganische stoffen
en micro-organismen (reducenten). De
micro-organismen zetten de organische
stoffen in humus om in anorganische
stoffen. Planten kunnen deze stoffen
opnemen uit de bodem. Daarnaast
verbetert humus de structuur van de
bodem. Hoe meer humus er in een zandbodem voorkomt, hoe beter het zand water kan
vasthouden. Hoe meer humus er in een kleibodem voorkomt, hoe gemakkelijker de wortels
van planten erin kunnen doordringen. Humus voorkomt ook uitspoeling van mineralen naar
het grondwater. Andere factoren zoals de pH (zuurgraad), grondwaterstand, gehalte
anorganische stoffen (voedingszouten) hebben ook invloed op de soortensamenstelling in
een ecosysteem.
Licht: Nodig voor fotosynthese. Zonplanten groeien het best bij een hoge lichtintensiteit
(open veld), schaduwplanten bij een lage lichtintensiteit (op de bodem van een loofbos). De
daglengte heeft bij veel organismen invloed op het tijdstip van voortplanting. Bijv. de
bloedvorming bij planten, paring en eileg bij dieren. Het licht dringt in het oppervlaktewater
alleen door de bovenste laag. Waterdieren tonen verticale migratie en gaan 's nachts naar
boven.
Water: Vaak hebben planten alleen aan de onderkant van het blad huidmondjes. Dit
voorkomt dat de plant te veel water verliest door verdamping. Zo ontstaat er minder snel een
tekort aan water. Landplanten in een vochtig milieu hebben zwak ontwikkelde wortelstelsels
en bladeren met een dunne cuticula en veel huidmondjes. Landplanten in een droog milieu
hebben goed ontwikkelde wortelstelsels, bladeren met dikke cuticula en weinig huidmondjes
(speciaal aan de onderkant van de bladeren). Bij waterdieren zijn o.a. het zuurstofgehalte en
het zoutgehalte van water van belang.
Temperatuur: de enzymactiviteit is afhankelijk van de temperatuur. Enzymen regelen de
chemische processen in organismen. Bij lage temperaturen gaan de enzymreacties traag en
kunnen dieren niet erg actief zijn. Bij een te hoge temperatuur gaan de enzymen kapot: ze
denatureren. Meestal is de temperatuur tussen de 0 en 45 graden. Dieren met een
constante lichaamstemperatuur kunnen temperaturen beneden 0 verdragen.
