samenvatting ecologie

Ecologie
Hoofdstuk 1: inleiding
1.Historische ontwikkeling van de ecologie als wetenschappelijke discipline
 Vormt brug tussen natuur en menswetenschappen
 Term ecologie ingevoerd door Ernst Haeckel
o Duitse bioloog en natuurwetenschapper
o Groot voorstander van evolutietheorie van Darwin
 Ecologie is de wetenschap die de relatie tussen organismen en hun omgeving bestudeert
 Alexander Von Humboldt was een botanicus en een geograaf
o Hij stelde dat de geografische verdeling van de vegetaties van onze planeet niets te maken had met
de classificatie door Linneus
o Maar deze verdeling eerder beheerst werd door milieu- en klimaatomstandigheden geassocieerd
met de hoogte- en breedteligging
 Deze benadering werd verder uitgediept door August RH Grisebach
o Duitse botanicus die het concept ‘fyto-geografische groeivorm’ introduceerde
o Legt de nadruk op de limieten voor uitbreiding van plantengemeenschappen
 Eugen Warming een Deens ecoloog heeft deze visie duidelijk beschreven en legde de basis van de ecologie

2.Ecologische subdisciplines en begrippen
 Ecologie bestudeert de relaties en wisselwerking tussen levende organismen en hun omgeving
o Het verband tussen organismen en hun leefplaats
o Verhouding tussen levensvoorwaarden en levensvormen
 Deze omgeving bestaat uit abiotische en biotische aspecten
o Abiotisch: alle fysische aspecten van de omgeving
 Alle bestandsdelen die verbruikt worden en de delen die door de fysische factoren hun
gradiënten beïnvloed worden
 Beschouwt een groep van organismen
o Biotisch: alles wat betreft voedsel en nakomelingen
 Beschouwd organisme als individu en staat centraal
 Ecologie probeert de distributie van organismen en hun aantal te begrijpen
 Hedendaagse definitie:
o Ecologie is de studie van hoe de distributie en densiteit van populaties en soorten bepaald
worden/kan veranderen door interacties van individuele organismen en hun fysische en biologische
omgeving
 Kan onderverdeeld worden in meerdere disciplines
o Ecofysiologie: fysiologische ecologie
 Bestudeert de fysiologische respons van planten en dieren op het wisselend uitwendig milieu
waarin ze voorkomen
 Studie van de fysische en chemische basiswetten die de uitwisselingsprocessen beschrijven
 En bestudeert de feedback-mechanismen
o Mesologie: Studie van de eigenschappen van het milieu, klimatologie of pedologie
o Fysiologie: Studie van de levensprocessen
o Ethologie: Gedragsleer
o Autecologie: ecologie van individuen
o Synecologie: ecologie van groepen
o Systeemecologie: ecologie van ecosystemen

3.Beginselen van de systeemecologie
Wat is systeemecologie?

,  De abiotische, fysio-chemische omgeving en de biotische verzameling van planten, dieren en micro-
organismen vormen een ecologisch systeem
 Dit begrip werd geïntroduceerd door Tansley en er wordt een onderscheid gemaakt tussen
o Natuurlijke ecosystemen
 Dit bestaat bijna niet meer, dit zijn de echte ecosystemen die zich gevormd hebben in de
natuur zonder enige inmenging van de mens
o Men-made ecosystemen
 Vanaf er ook maar enige inmenging is van de mens in een ecosysteem

Basisterminologie: interacties tussen individuen en hun fysische omgeving




 We spreken van toestands- en stuurveranderlijke:
o Toestands-: reacties van planten, dieren… op de stuurveranderlijke
o Stuur-: hoofdveranderlijke die bepalend is voor alle andere veranderlijke in het ecosysteem
 Vb. als er een zonsverduistering is overdag zal de sapstroom in de plant afnemen en zullen de vogels hun
avondzang inzetten
 We kunnen deze veranderlijke in een wiskundig verband gieten




 f(x) het functioneel verband van de processnelheid met stuurveranderlijke x

Verband tussen groei en temperatuur: concepten basistemperatuur en thermische tijd

 Groei is een toestandsveranderlijke en de temperatuur is hiervoor een stuurveranderlijke
 De processnelheid of groeisnelheid wordt hier weergegeven door:
 De temperatuur beïnvloedt de groei:
o Hun reactiesnelheid: als er een hogere kinetische energie is zijn er meerdere
moleculaire botsingen

, o De energie-inhoud: de temperatuur verhoogt de waarschijnlijkheid dat het energetisch niveau van de
moleculen hoger ligt dan de vereiste activatie-energie (er nemen meer moleculen deel aan de
reactie)
o De enzymactiviteit: een hogere t° zorgt voor extra katalysatie
 Omdat T een stuurveranderlijke is krijgen we de thermische tijd als belangrijk concept
 Volgens Svante verandert de reactieconstante bij chemische reactie exponentieel met de temperatuur



volgens vergelijking:
 Verloop van fotosynthesesnelheid met toenemend temperatuur
 Meeste planten behoren tot C3 groep, gekenmerkt door koolstofassimilatie via Calvin-cyclus
 C4-planten zoals maïs, suikerriet vertonen een speciale assimilatie waardoor ze beter geschikt zijn voor droge
omstandigheden
 Bij C4-planten is PEP-carboxylase een carboxylatie-enzym
 Bij C3-planten is dit RuBP-carboxylase




 Tussen T(opt1) en T(opt2) hebben we de optimale situatie
 Om de reactie te laten doorgaan hebben we minstens de basistemperatuur nodig T(b)
 Als de temperatuur stijgt boven T(opt2) krijgen we te maken met stress-fenomenen




 De gemiddelde toestandsverandering door de gewijzigde temperatuur wordt weergegeven door:



 De grootte van de toestandsveranderlijke y(t) op tijdstip t wordt weergegeven door:



 Y(t) is hier de gecumuleerde groei op het tijdstip t

,  Bij het gebruik van een vast tijdsinterval en een gecorrigeerde temperatuur T, vereenvoudigd deze formule

zich tot: (tijd x temperatuur = thermische tijd of dag-gradensom)
 Deze thermische tijd is voor de planten veel belangrijker dan de actuele, gewone tijd
 Bij optimale omstandigheden zal de plant beginnen groeien, bloeien…
 Dit is verantwoordelijk voor het feit dat planten niet bloeien op vaste dagen, maar verspreid over een
periode

Effecten van veranderingen in het fysisch milieu

 Responscurves kunnen gebruikt worden om het overleven, de groei en de reproductie van individuen,
populaties en gemeenschappen te beschrijven
 Er zijn 3 typische responscurves met op de y-as de performantie van de soort, als die 0 is sterft de soort uit
o Temperatuur: extreme condities zijn letaal, minder extreme verhinderen de groei en enkel optimale
laten reproductie toe
o Conditie (arseen): geen effect bij lage concentratie, maar letaal bij hoge intensiteit
o Zoutstress: idem als conditie, maar is nodig voor organisme als een bron aan lage concentraties




4.Organisatie in ecosystemen
Organisatieniveaus en tijdschalen

 Organisme/individu
o Een levend wezen met een eigen stofwisseling, de meest fundamentele eenheid binnen de ecologie
 Soort
o Historisch gedefinieerd als een verzameling van organismen die genetisch heel gelijkaardig zijn en die
dus in principe natuurlijk kunnen voortplanten en daarbij vruchtbare nakomelingen voortbrengen
o Deze definitie werkt minder goed voor andere bacteriën
 Populatie
o Een functionerende groep van individuele organismen van dezelfde soort die samenleven op
eenzelfde locatie, populaties zijn verschillend omdat ze een verschillende genetische samenstelling
hebben
 Gemeenschap
o Populaties van verschillende soorten die samenleven en interageren op eenzelfde locatie
 Ecosysteem
o Combinatie van de biologische gemeenschap en de fysische, niet-levende, abiotische omgeving
 Bioom
o Een geografische regio met specifiek klimaat die gemeenschappen omvat die samengesteld zijn uit
organismen met gelijkaardige aanpassingen aan de omgeving
 Biosfeer
o Totaliteit van alle leven dat een wisselwerking vertoont met de fysische omgeving op het niveau van
de volledige planeet
 Om de ecologie te verklaren hebben we alle 4 deze disciplines nodig