BIODIVERSITEIT EN ECOLOGIE VAN INVERTEBRATEN
INTRODUCTIE
WAT IS BIODIVERSITEIT?
- “De som van alle biotische variatie van het niveau van genen tot ecosystemen”
- 1,75 miljoen soorten zijn gekend
Schatting: 7-20 miljoen nog te ontdekken
- 3 hiërachrische niveaus
Ecologische diversiteit: variëteit van verschillende ecosystemen (bv. koraalriffen, mosselbanken waarop
andere organismen leven…)
Organisme diversiteit: aantal soorten
Genetische diversiteit: genetische diversiteit tussen en binnen soorten
HOEVEEL BESTAANDE SOORTEN?
- 2/3e van alle soorten zijn invertebraten:
- DNA research via DNA barcoding = verzamelen van DNA sequenties
Bv. via COI mtDNA → in mitochondria hoge concentratie DNA
DNA vergelijken met database
1 marker gen om alles mee te vergelijken = CO1 gen
WAAROM IS DIVERSITEIT BELANGRIJK?
- Biodiversiteit zorgt voor essentiële goederen/diensten aan menselijke samenlevingen
- Waarde “kapitaal van natuur” en ecosysteem diensten = US$ 33 triljoen per jaar
Waarde kustecosystemen = US$ 12,5 triljoen per jaar → grootste ecosysteem op aarde
Manier om politici te overtuigen dat natuur belangrijk is
- Visserijen: 85,8 miljoen ton vis in 2004
- Ontwikkelingslanden verdienen US$ 20,4 biljoen van visserijen
HOE IS BIODIVERSITEIT BEDREIGD?
- Extinctiesnelheden bij vertebraten en vasculaire platen is 50-100 keer hoger dan in natuur
- 5-20% van gekende soorten zijn bedreigd
- Extinctie door mensen al van in prehistorie door bv. kolonisatie van eilanden
- 1/4e van vogelsoorten zijn uitgestorven
- Meer dan 650 planten en 480 dierensoorten zijn sinds 1600 uitgestorven
SOORTENCONCEPTEN
Biologisch: een groep van onderling kruisende natuurlijke populaties die niet succesvol paren of
reproduceren met andere dergelijke groepen
Cohesie: de kleinste groep van samenhangende individuen die intrinsieke samenhangende
mechanimsen delen
Ecologisch: een afstammeling die een adaptieve zone inneemt die verschilt van die van een andere
afstammeling in deze range en die afzonderlijk evolueert
een groep organisme die dezelfde ecologie delen
Evolutionair: een afstammeling van een voorouder die verschillend is van andere soorten afstammingen en
die zijn eigen evolutionaire neigingen en historisch lot heeft
Morfologisch: de kleinste natuurlijke populatie die permanten gescheiden is van elkaar door een duidelijke
discontinuiteit heeft qua overerfbare karakteristieken (morfologie, gedrage, biochemie…)
Fylogenetisch: de kleinste groep organismen die diagnostisch verschillend zijn van andere dergelijke clusters
en waarbinnen een ouderlijk patrooon van voorouders en afstammingen zijn
Herkenning: een groep organismen die elkaar herkennen met als doel paren en bevruchten
1 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
, - Praktisch beste definitie = ecologisch en morfologisch
Meestal obv morfologie
Maar vaak ook fylogenetisch via DNA analyse
VOORBEELD: NIEUWE SOORT DOOPVONTSCHELP?
- Grootste bivalven
- Morfologisch soortenconcept: MDS-analyse (Multi-Dimensional Scaling) gebaseerd op 5 schelp metingen
Gelijkenissen berekenen: genetica/ecologie nagaan
- Biologisch soortenconcept: paaifrequentie (eiafzetting) nagaan
- Fylogenetisch soortenconcept: fylogenetische boom maken obv mitochondriaal DNA sequenties (maternaal
DNA)
DNA barcoding
- Conclusie: 3 verschillende soorten
TREE OF LIFE: 3 DOMEINEN VAN CELLULAIR LEVEN
= fylogenomisch → consensus over evolutionaire relaties tussen 3 domeinen
Bacteria
Archaea
Eukaryota: Plantae, Fungi, Animalia
TREE OF LIFE: METAZOA
➔ Beiden kunnen tekenen en verschillen uitleggen
➔ Elke fylogenie is een hypothese (bv. Cnidaria, Porifera en Ctenophora zijn volgens sommige bomen zustertaxa)
Fylogenie gebaseerd op morfologische en ontwikkelingsdata
2 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
,Fylogenie gebaseerd op moleculaire data
LICHAAMSSYMETRIE
Radiale symmetrie Bilaterale symmetrie
Diploblastisch: 2 kiemlagen Triploblastisch: 3 kiembladen
- Ectoderm - Ectoderm
- Endoderm - Mesoderm
- Endoderm
LICHAAMSHOLTEN
Coelomata Acoelomata
(Eu)coelomata Pseudocoelomata
→ Echt coeloom → Coeloom → Geen coeloom
→ Volledig in en afgelijnd door → Niet volledig afgelijnd door → Blastocoel opgevuld met
mesoderm mesoderm mesodermaal weefsel
→ Opgevuld met vocht → Tussen mesoderm en endoderm → Darmholte is geen lichaamsholte
bv. Mollusca (mossel), Annelida bv. Nematoda (Ascaris) bv. Platyhelminthes (Planaria)
(aardworm), Arthropoda (insect),
Echinodermata (zeester)
3 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
, ONTWIKKELING
Protostomia Deuterostomia
Spirale klieving: de Radiale klieving: de vlakken
vlakken van de van de klieving parallel of
celdeling liggen loodrecht t.o.v. verticale as.
diagonaalgewijs t.o.v. De cellen zijn precies boven
verticale as. elkaar gerangschikt.
Cellen zijn
spiraalgewijs boven
elkaar gerangschikt.
Gedetermineerde Ongedetermineerde
klieving: elke cel met klieving: elke cel behoudt
zekere bestemming in capaciteit om volledig
lichaam. embryo te ontwikkelen.
bv. een cel bij een bv. cellen scheiden bij
slakkenembryo zeesterembryo leidt tot
weghalen leidt tot niet- normale embryo’s
levensvatbaarheid. (tweeling).
Schizocoelie: coeloom Enterocoelie: mesoderm
in mesoderm (ontstaan ontstaat uit endoderm
uit mesenchymcellen) (wand van archenteron),
gevormd: cellen wijken wordt afgesnoerd uit
uit elkaar waardoor darmholte en vormt
holte ontstaat. coeloom.
Blastoporus wordt Blastoporus wordt anus: de
mond: de opening van opening van het
het archenteron archenteron ontwikkelt tot
ontwikkelt tot mond. anus. De mond wordt later
De anus wordt later gevormd.
gevormd.
4 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
INTRODUCTIE
WAT IS BIODIVERSITEIT?
- “De som van alle biotische variatie van het niveau van genen tot ecosystemen”
- 1,75 miljoen soorten zijn gekend
Schatting: 7-20 miljoen nog te ontdekken
- 3 hiërachrische niveaus
Ecologische diversiteit: variëteit van verschillende ecosystemen (bv. koraalriffen, mosselbanken waarop
andere organismen leven…)
Organisme diversiteit: aantal soorten
Genetische diversiteit: genetische diversiteit tussen en binnen soorten
HOEVEEL BESTAANDE SOORTEN?
- 2/3e van alle soorten zijn invertebraten:
- DNA research via DNA barcoding = verzamelen van DNA sequenties
Bv. via COI mtDNA → in mitochondria hoge concentratie DNA
DNA vergelijken met database
1 marker gen om alles mee te vergelijken = CO1 gen
WAAROM IS DIVERSITEIT BELANGRIJK?
- Biodiversiteit zorgt voor essentiële goederen/diensten aan menselijke samenlevingen
- Waarde “kapitaal van natuur” en ecosysteem diensten = US$ 33 triljoen per jaar
Waarde kustecosystemen = US$ 12,5 triljoen per jaar → grootste ecosysteem op aarde
Manier om politici te overtuigen dat natuur belangrijk is
- Visserijen: 85,8 miljoen ton vis in 2004
- Ontwikkelingslanden verdienen US$ 20,4 biljoen van visserijen
HOE IS BIODIVERSITEIT BEDREIGD?
- Extinctiesnelheden bij vertebraten en vasculaire platen is 50-100 keer hoger dan in natuur
- 5-20% van gekende soorten zijn bedreigd
- Extinctie door mensen al van in prehistorie door bv. kolonisatie van eilanden
- 1/4e van vogelsoorten zijn uitgestorven
- Meer dan 650 planten en 480 dierensoorten zijn sinds 1600 uitgestorven
SOORTENCONCEPTEN
Biologisch: een groep van onderling kruisende natuurlijke populaties die niet succesvol paren of
reproduceren met andere dergelijke groepen
Cohesie: de kleinste groep van samenhangende individuen die intrinsieke samenhangende
mechanimsen delen
Ecologisch: een afstammeling die een adaptieve zone inneemt die verschilt van die van een andere
afstammeling in deze range en die afzonderlijk evolueert
een groep organisme die dezelfde ecologie delen
Evolutionair: een afstammeling van een voorouder die verschillend is van andere soorten afstammingen en
die zijn eigen evolutionaire neigingen en historisch lot heeft
Morfologisch: de kleinste natuurlijke populatie die permanten gescheiden is van elkaar door een duidelijke
discontinuiteit heeft qua overerfbare karakteristieken (morfologie, gedrage, biochemie…)
Fylogenetisch: de kleinste groep organismen die diagnostisch verschillend zijn van andere dergelijke clusters
en waarbinnen een ouderlijk patrooon van voorouders en afstammingen zijn
Herkenning: een groep organismen die elkaar herkennen met als doel paren en bevruchten
1 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
, - Praktisch beste definitie = ecologisch en morfologisch
Meestal obv morfologie
Maar vaak ook fylogenetisch via DNA analyse
VOORBEELD: NIEUWE SOORT DOOPVONTSCHELP?
- Grootste bivalven
- Morfologisch soortenconcept: MDS-analyse (Multi-Dimensional Scaling) gebaseerd op 5 schelp metingen
Gelijkenissen berekenen: genetica/ecologie nagaan
- Biologisch soortenconcept: paaifrequentie (eiafzetting) nagaan
- Fylogenetisch soortenconcept: fylogenetische boom maken obv mitochondriaal DNA sequenties (maternaal
DNA)
DNA barcoding
- Conclusie: 3 verschillende soorten
TREE OF LIFE: 3 DOMEINEN VAN CELLULAIR LEVEN
= fylogenomisch → consensus over evolutionaire relaties tussen 3 domeinen
Bacteria
Archaea
Eukaryota: Plantae, Fungi, Animalia
TREE OF LIFE: METAZOA
➔ Beiden kunnen tekenen en verschillen uitleggen
➔ Elke fylogenie is een hypothese (bv. Cnidaria, Porifera en Ctenophora zijn volgens sommige bomen zustertaxa)
Fylogenie gebaseerd op morfologische en ontwikkelingsdata
2 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
,Fylogenie gebaseerd op moleculaire data
LICHAAMSSYMETRIE
Radiale symmetrie Bilaterale symmetrie
Diploblastisch: 2 kiemlagen Triploblastisch: 3 kiembladen
- Ectoderm - Ectoderm
- Endoderm - Mesoderm
- Endoderm
LICHAAMSHOLTEN
Coelomata Acoelomata
(Eu)coelomata Pseudocoelomata
→ Echt coeloom → Coeloom → Geen coeloom
→ Volledig in en afgelijnd door → Niet volledig afgelijnd door → Blastocoel opgevuld met
mesoderm mesoderm mesodermaal weefsel
→ Opgevuld met vocht → Tussen mesoderm en endoderm → Darmholte is geen lichaamsholte
bv. Mollusca (mossel), Annelida bv. Nematoda (Ascaris) bv. Platyhelminthes (Planaria)
(aardworm), Arthropoda (insect),
Echinodermata (zeester)
3 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
, ONTWIKKELING
Protostomia Deuterostomia
Spirale klieving: de Radiale klieving: de vlakken
vlakken van de van de klieving parallel of
celdeling liggen loodrecht t.o.v. verticale as.
diagonaalgewijs t.o.v. De cellen zijn precies boven
verticale as. elkaar gerangschikt.
Cellen zijn
spiraalgewijs boven
elkaar gerangschikt.
Gedetermineerde Ongedetermineerde
klieving: elke cel met klieving: elke cel behoudt
zekere bestemming in capaciteit om volledig
lichaam. embryo te ontwikkelen.
bv. een cel bij een bv. cellen scheiden bij
slakkenembryo zeesterembryo leidt tot
weghalen leidt tot niet- normale embryo’s
levensvatbaarheid. (tweeling).
Schizocoelie: coeloom Enterocoelie: mesoderm
in mesoderm (ontstaan ontstaat uit endoderm
uit mesenchymcellen) (wand van archenteron),
gevormd: cellen wijken wordt afgesnoerd uit
uit elkaar waardoor darmholte en vormt
holte ontstaat. coeloom.
Blastoporus wordt Blastoporus wordt anus: de
mond: de opening van opening van het
het archenteron archenteron ontwikkelt tot
ontwikkelt tot mond. anus. De mond wordt later
De anus wordt later gevormd.
gevormd.
4 Luna Willems – Biologie – VUB 2021-2022
