BIOLOGIE VWO:
Oefenopdr. Ecologie en mens & milieu
Deel 1 (ecologie)
Tolerantie
1p 1 Wat is tolerantie?
Avondkoekoeksbloem wordt lastig onkruid
Het NIOO-KNAW (Nederlands Instituut voor Ecologie) heeft onderzoek
gedaan naar de Europese avondkoekoeksbloem (Silene latifolia),
die zich in Amerika in twee eeuwen tijd heeft ontwikkeld tot
een wijd verbreid onkruid. Zaden van de plant staken in de achttiende eeuw
als verstekeling aan boord van graanschepen de Atlantische oceaan over.
Op het Amerikaanse continent heeft de plant veel minder belagers dan in
haar oorspronkelijke ecosysteem in Europa. De plant groeit er snel en
produceert veel zaden. De ecologen doen onderzoek naar de
concurrentiekracht van deze Amerikaanse variant van de
avondkoekoeksbloem om een antwoord te vinden op de vraag waarom
soorten uit het ene continent bij de introductie in een ander continent
kunnen uitgroeien tot een plaag.
Er zijn veel voorbeelden bekend van planten die op een ander continent sneller
groeien en zich voortplanten dan op hun oorspronkelijke standplaats. Het
(micro)klimaat is meestal niet erg verschillend tussen de twee groeiplaatsen. De
oorzaak moet dus eerder gezocht worden bij de biotische factoren, zoals andere
planten en planteneters.
2p 2 Noem twee andere biotische factoren, die de groei en voortplanting van de
avondkoekoeksbloem kunnen beïnvloeden.
De grote invasiesnelheid van een immigrant, zoals de Europese
avondkoekoeksbloem in de VS, kan worden verklaard uit veranderde
omgevingsfactoren. Het kan echter ook een genetische verandering van de
nieuwkomers zelf zijn. Dit is onderzocht in een 'common garden'-experiment: op
twee kale proefveldjes in Nederland werden onder identieke omstandigheden
exemplaren van de oorspronkelijke Europese avondkoekoeksbloem (veldje 1) en
exemplaren van de daaruit ontwikkelde Amerikaanse variëteit (veldje 2)
opgekweekt. De Amerikaanse planten bleken sneller te groeien en meer
kiemkrachtige zaden te produceren dan de Europese planten.
,2p 3 Welke waarneming in dit common garden-experiment zou een ondersteuning
zijn voor deze hypothese?
A De Amerikaanse planten zijn na enige tijd minder aangetast door
insecten dan de Europese planten.
B De Amerikaanse planten zijn na enige tijd meer aangetast door
insecten dan de Europese planten.
C De Amerikaanse planten verspreiden zich uiteindelijk niet buiten het
proefveldje, en de Europese planten wel.
D De Amerikaanse planten verspreiden zich uiteindelijk buiten het
proefveldje, en de Europese planten niet.
Dat de Amerikaanse variëteit op het proefveldje beter presteerde dan de
Europese avondkoekoeksbloemen kan ook komen door de onnatuurlijke
omstandigheden op de proefveldjes. Om tot een zekerder conclusie te komen is
een vervolgexperiment nodig.
1p 4 Welke onderzoeksvraag dient in dit vervolgexperiment beantwoord te worden?
Vossen veranderen een ecosysteem
Tussen Alaska en Siberië strekt zich over een afstand van 1500 km een keten
van eilanden uit, de Aleoeten (afbeelding 1). Op de eilanden nestelen van
oudsher miljoenen visetende zeevogels, zoals alken, papegaaiduikers en
meeuwen. De begroeiing van sommige eilanden wordt gedomineerd door
grassen. In de negentiende eeuw werden op een aantal eilanden vossen
geïntroduceerd voor de bontproductie. Op deze eilanden is de begroeiing daarna
toendra-achtig geworden, met dwergstruiken. Zeevogels nestelen er niet meer.
Ecologen vermoeden dat de introductie van de vos op sommige eilanden een
belangrijke oorzaak is voor het veranderen van het hele ecosysteem.
Afbeelding 1
, Om de oorzaak van de verrijking op de eilanden met graslandbegroeiing te
achterhalen, is het gehalte aan de stikstofisotoop 15N op verschillende plaatsen
gemeten. In lucht is de ratio 15N/14N zeer klein (0,0037). Organismen die hun
stikstofverbindingen rechtstreeks opbouwen uit stikstof uit de lucht hebben ook
een zeer laag 15N-gehalte in hun weefsels. In de voedselketen stijgt de ratio
15
N/14N vervolgens bij elk volgend trofisch niveau.
Processen die deel uitmaken van de stikstofkringloop, zijn:
1. denitrificatie;
2. nitrificatie;
3. rotting;
4. biologische stikstoffixatie;
5. fotochemische stikstoffixatie.
15
2p 5 Door welk proces of door welke processen komt N uit de lucht in de
voedselketen terecht?
A alleen 1
B alleen 2
C alleen 3
D alleen 1 en 3
E alleen 2 en 4
F alleen 4 en 5
Op eilanden zónder vossen is de ratio 15N/14N in de vegetatie hoger dan op
eilanden mét vossen.
2p 6 - Geef een verklaring voor de hogere ratio op eilanden zónder vossen.
- Geef een verklaring voor de lagere ratio op eilanden mét vossen.
IJzer in de oceaan
In 1987 werd een onderzoek gestart in het noordoosten van de Stille Oceaan,
waar uitgestrekte 'High Nutrient, Low Chlorophyl' (HNLC) gebieden zijn te vinden.
In HNLC-gebieden zijn grote hoeveelheden nutriënten, zoals stikstof en fosfor,
aanwezig. Ook rond de Zuidpool zijn dergelijke gebieden gevonden.
Wanneer ijzer in de HNLC-gebieden wordt aangevoerd - door opwelling uit de
diepzee of door de wind - ontstaan gebieden met algenbloei, die met behulp van
satellieten kunnen worden waargenomen.
In laboratoriumexperimenten bleek de algengroei flink bevorderd te worden door
toediening van een ijzeroplossing. Men besloot te onderzoeken wat het effect zou
zijn van grootschalige bemesting van het oceaanoppervlak met oplossingen van
ijzersulfaat (FeSO4). Het eerste experiment vond plaats in 1993 en er zijn er nu
twaalf achter de rug. Steeds was het resultaat dat een algenbloei optrad, die
soms vele dagen aanhield.
Ecologen waarschuwen dat over de gevolgen van ijzertoediening in de oceaan
nog te weinig bekend is.
Oefenopdr. Ecologie en mens & milieu
Deel 1 (ecologie)
Tolerantie
1p 1 Wat is tolerantie?
Avondkoekoeksbloem wordt lastig onkruid
Het NIOO-KNAW (Nederlands Instituut voor Ecologie) heeft onderzoek
gedaan naar de Europese avondkoekoeksbloem (Silene latifolia),
die zich in Amerika in twee eeuwen tijd heeft ontwikkeld tot
een wijd verbreid onkruid. Zaden van de plant staken in de achttiende eeuw
als verstekeling aan boord van graanschepen de Atlantische oceaan over.
Op het Amerikaanse continent heeft de plant veel minder belagers dan in
haar oorspronkelijke ecosysteem in Europa. De plant groeit er snel en
produceert veel zaden. De ecologen doen onderzoek naar de
concurrentiekracht van deze Amerikaanse variant van de
avondkoekoeksbloem om een antwoord te vinden op de vraag waarom
soorten uit het ene continent bij de introductie in een ander continent
kunnen uitgroeien tot een plaag.
Er zijn veel voorbeelden bekend van planten die op een ander continent sneller
groeien en zich voortplanten dan op hun oorspronkelijke standplaats. Het
(micro)klimaat is meestal niet erg verschillend tussen de twee groeiplaatsen. De
oorzaak moet dus eerder gezocht worden bij de biotische factoren, zoals andere
planten en planteneters.
2p 2 Noem twee andere biotische factoren, die de groei en voortplanting van de
avondkoekoeksbloem kunnen beïnvloeden.
De grote invasiesnelheid van een immigrant, zoals de Europese
avondkoekoeksbloem in de VS, kan worden verklaard uit veranderde
omgevingsfactoren. Het kan echter ook een genetische verandering van de
nieuwkomers zelf zijn. Dit is onderzocht in een 'common garden'-experiment: op
twee kale proefveldjes in Nederland werden onder identieke omstandigheden
exemplaren van de oorspronkelijke Europese avondkoekoeksbloem (veldje 1) en
exemplaren van de daaruit ontwikkelde Amerikaanse variëteit (veldje 2)
opgekweekt. De Amerikaanse planten bleken sneller te groeien en meer
kiemkrachtige zaden te produceren dan de Europese planten.
,2p 3 Welke waarneming in dit common garden-experiment zou een ondersteuning
zijn voor deze hypothese?
A De Amerikaanse planten zijn na enige tijd minder aangetast door
insecten dan de Europese planten.
B De Amerikaanse planten zijn na enige tijd meer aangetast door
insecten dan de Europese planten.
C De Amerikaanse planten verspreiden zich uiteindelijk niet buiten het
proefveldje, en de Europese planten wel.
D De Amerikaanse planten verspreiden zich uiteindelijk buiten het
proefveldje, en de Europese planten niet.
Dat de Amerikaanse variëteit op het proefveldje beter presteerde dan de
Europese avondkoekoeksbloemen kan ook komen door de onnatuurlijke
omstandigheden op de proefveldjes. Om tot een zekerder conclusie te komen is
een vervolgexperiment nodig.
1p 4 Welke onderzoeksvraag dient in dit vervolgexperiment beantwoord te worden?
Vossen veranderen een ecosysteem
Tussen Alaska en Siberië strekt zich over een afstand van 1500 km een keten
van eilanden uit, de Aleoeten (afbeelding 1). Op de eilanden nestelen van
oudsher miljoenen visetende zeevogels, zoals alken, papegaaiduikers en
meeuwen. De begroeiing van sommige eilanden wordt gedomineerd door
grassen. In de negentiende eeuw werden op een aantal eilanden vossen
geïntroduceerd voor de bontproductie. Op deze eilanden is de begroeiing daarna
toendra-achtig geworden, met dwergstruiken. Zeevogels nestelen er niet meer.
Ecologen vermoeden dat de introductie van de vos op sommige eilanden een
belangrijke oorzaak is voor het veranderen van het hele ecosysteem.
Afbeelding 1
, Om de oorzaak van de verrijking op de eilanden met graslandbegroeiing te
achterhalen, is het gehalte aan de stikstofisotoop 15N op verschillende plaatsen
gemeten. In lucht is de ratio 15N/14N zeer klein (0,0037). Organismen die hun
stikstofverbindingen rechtstreeks opbouwen uit stikstof uit de lucht hebben ook
een zeer laag 15N-gehalte in hun weefsels. In de voedselketen stijgt de ratio
15
N/14N vervolgens bij elk volgend trofisch niveau.
Processen die deel uitmaken van de stikstofkringloop, zijn:
1. denitrificatie;
2. nitrificatie;
3. rotting;
4. biologische stikstoffixatie;
5. fotochemische stikstoffixatie.
15
2p 5 Door welk proces of door welke processen komt N uit de lucht in de
voedselketen terecht?
A alleen 1
B alleen 2
C alleen 3
D alleen 1 en 3
E alleen 2 en 4
F alleen 4 en 5
Op eilanden zónder vossen is de ratio 15N/14N in de vegetatie hoger dan op
eilanden mét vossen.
2p 6 - Geef een verklaring voor de hogere ratio op eilanden zónder vossen.
- Geef een verklaring voor de lagere ratio op eilanden mét vossen.
IJzer in de oceaan
In 1987 werd een onderzoek gestart in het noordoosten van de Stille Oceaan,
waar uitgestrekte 'High Nutrient, Low Chlorophyl' (HNLC) gebieden zijn te vinden.
In HNLC-gebieden zijn grote hoeveelheden nutriënten, zoals stikstof en fosfor,
aanwezig. Ook rond de Zuidpool zijn dergelijke gebieden gevonden.
Wanneer ijzer in de HNLC-gebieden wordt aangevoerd - door opwelling uit de
diepzee of door de wind - ontstaan gebieden met algenbloei, die met behulp van
satellieten kunnen worden waargenomen.
In laboratoriumexperimenten bleek de algengroei flink bevorderd te worden door
toediening van een ijzeroplossing. Men besloot te onderzoeken wat het effect zou
zijn van grootschalige bemesting van het oceaanoppervlak met oplossingen van
ijzersulfaat (FeSO4). Het eerste experiment vond plaats in 1993 en er zijn er nu
twaalf achter de rug. Steeds was het resultaat dat een algenbloei optrad, die
soms vele dagen aanhield.
Ecologen waarschuwen dat over de gevolgen van ijzertoediening in de oceaan
nog te weinig bekend is.
