Hoofdstuk 8: Kenmerken van ecosystemen
8.1 Opbouw en afbraak van stoffen
Overal zijn aparte ecosystemen die leven dankzij kringlopen van stoffen via voedselketens.
Een voedselketen begint met producenten, organismen die energie vastleggen in de
organische stof glucose, die bestaat uit een C-keten en C-H-bindingen die veel energie
bevatten. Producenten gebruiken hiervoor de anorganische stoffen H2O en CO2,
energiearme moleculen. Via processen als voortgezette assimilatie maakt een producent uit
glucose andere organische stoffen zoals zetmeel en eiwitten. Hiervoor zijn andere stoffen
nodig zoals stikstof (N), zwavel (S) en fosfor (P).
De organische stoffen zijn de stoffen die in een voedselketen worden doorgegeven. De
organismen die de organische stoffen binnenkrijgen zijn consumenten. De restjes uit de
voedselketen komen terecht bij de reducenten: bacteriën en schimmels. Die zetten de
organische stoffen om in anorganische stoffen en hiermee is de voedselketen afgerond.
Composteren: een versnelde kringloop.
De ecologische voetafdruk is de hoeveelheid land en water die een mens gebruikt als
leefruimte, als productieruimte en om zijn afval te verwerken. Als je iets weggooit, beginnen
slakken, pissenbedden, wormen etc. de afbraak. Het composteren, het gecontroleerd
afbreken van organische stoffen gebeurt door de reducenten. De zo gevormde compost
levert weer vruchtbare aarde voor plantengroei.
Tijdens fotosynthese maken groene planten en sommige bacteriën uit anorganische CO2
en H2O (bij bacteriën H2S) het organisch energierijke C6H12O6 (glucose). Daarvoor
gebruiken planten in hun bladgroenkorrels de energie van de zon. Groene planten zijn
foto-autotrofe organismen.
In de bodem leven bacteriën die hun organische stoffen bouwen met een andere
energiebron. Zij gebruiken chemische energie die vrijkomt bij de oxidatie van eenvoudige
anorganische stoffen als NH4 (ammoniak) en NO2 (nitraat). Dit is chemosynthese: het
opbouwen van organische stoffen uit anorganische stoffen met energie die vrijkomt uit een
chemische reactie met anorganische stoffen.
Voorbeelden van chemo-autotrofe bacteriën zijn de nitriet- en nitraatbacteriën, die een
belangrijke rol vervullen in de kringloop van stikstof.
Consumenten en reducenten zijn heterotroof. Zij gebruiken organische stoffen afkomstig
van andere organismen. Een deel daarvan gebruiken ze als bouwstenen voor hun eigen
organische stoffen, een ander deel als brandstof. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor
celdeling, beweging, groei en weefselherstel.
Hoe snel compostering (het gecontroleerd afbreken van organische stoffen) verloopt, hangt
af van deze factoren:
- temperatuur. Bij een hoge temperatuur verloopt de compostering sneller. De
reducenten produceren zo veel warmte dat de temperatuur in een compostbak kan
stijgen tot 50°C.
- de eigenschappen van reducenten. Schimmel- en bacteriesoorten verschillen. Elk
heeft zijn eigen niche met optima en tolerantiegrenzen. Bij een goede beluchting zijn
, aerobe soorten actief (gebruiken O2). Anaerobe soorten (gebruiken geen O2),
werken langzamer en produceren vaak onaangenaam ruikende gassen.
- de samenstelling van het afval. …
- de C/N-verhouding. Reducenten gebruiken het afval als brandstof, maar hebben ook
stikstofverbindingen nodig als bouwstoffen voor hun eiwitten. Een goede balans
tussen stikstof en koolstof is nodig. Te weinig bacteriegroei remt een goede
compostering.
8.2 Energie in ecosystemen
De aardatmosfeer absorbeert het grootste deel van het zonlicht. Bijna alle ecosystemen op
aarde gebruiken zonne-energie, sommige
diepzee-ecosystemen gebruiken chemosynthese.
Dit is een voedselketen van de waddenzee:
alg → garnaal → drieteenstrandloper → slechtvalk.
Garnalen zijn de consumenten van de eerste orde
(C1), want het is de tweede schakel. De derde schakel
zijn de consumenten van de tweede orde (C2), de
drieteenstrandloper. De slechtvalken zijn de
consumenten van de derde orde (C3).
In de voedselweb vormen alle producenten samen het
trofische niveau, alle C1 het tweede niveau, enzovoort.
De eerste stap van de voedselketen heet bruto primaire productie (BPP), de hoeveelheid
organische stoffen die de producenten maken (in g/m³/jaar). Ook voor producenten geldt dat
ze een deel van hun organische stoffen zelf als brandstof gebruiken. Het resterende deel, de
netto primaire productie (NPP), komt via de voedselketens beschikbaar voor herbivoren
en omnivoren.
Voedselrelaties in kaart brengen voor een gebied is erg lastig, het gaat namelijk om enorme
aantallen organismen. Het weergeven in aantallen laat bovendien niet zien om hoeveel
organische stoffen het gaat. Biologen kiezen in plaats van aantallen graag biomassa: de
massa aan energierijke organische stoffen.
In de praktijk werken biologen ook met het drooggewicht: het totaal aan organische en
anorganische stoffen min het gewicht van water.
Biologen kunnen de biomassa goed weergeven in een
staafdiagram. Je hebt een momentopname, de piramide
van biomassa. Maar het is handiger om een jaarlijks
gemiddelde aan biomassa te hebben, want het aantal
biomassa kan verschillen over tijd. De staafdiagram van
het jaargemiddelde is de piramide van productiviteit.
(BiNaS 93E2)
Het individu zelf heeft ook invloed op de biomassa van een trofisch niveau. Een organisme
eet bijvoorbeeld meer na iets intensiefs gedaan te hebben.Een energiestroomschema
toont wat er met de energierijke biomassa gebeurt. (BiNaS 93A).
8.1 Opbouw en afbraak van stoffen
Overal zijn aparte ecosystemen die leven dankzij kringlopen van stoffen via voedselketens.
Een voedselketen begint met producenten, organismen die energie vastleggen in de
organische stof glucose, die bestaat uit een C-keten en C-H-bindingen die veel energie
bevatten. Producenten gebruiken hiervoor de anorganische stoffen H2O en CO2,
energiearme moleculen. Via processen als voortgezette assimilatie maakt een producent uit
glucose andere organische stoffen zoals zetmeel en eiwitten. Hiervoor zijn andere stoffen
nodig zoals stikstof (N), zwavel (S) en fosfor (P).
De organische stoffen zijn de stoffen die in een voedselketen worden doorgegeven. De
organismen die de organische stoffen binnenkrijgen zijn consumenten. De restjes uit de
voedselketen komen terecht bij de reducenten: bacteriën en schimmels. Die zetten de
organische stoffen om in anorganische stoffen en hiermee is de voedselketen afgerond.
Composteren: een versnelde kringloop.
De ecologische voetafdruk is de hoeveelheid land en water die een mens gebruikt als
leefruimte, als productieruimte en om zijn afval te verwerken. Als je iets weggooit, beginnen
slakken, pissenbedden, wormen etc. de afbraak. Het composteren, het gecontroleerd
afbreken van organische stoffen gebeurt door de reducenten. De zo gevormde compost
levert weer vruchtbare aarde voor plantengroei.
Tijdens fotosynthese maken groene planten en sommige bacteriën uit anorganische CO2
en H2O (bij bacteriën H2S) het organisch energierijke C6H12O6 (glucose). Daarvoor
gebruiken planten in hun bladgroenkorrels de energie van de zon. Groene planten zijn
foto-autotrofe organismen.
In de bodem leven bacteriën die hun organische stoffen bouwen met een andere
energiebron. Zij gebruiken chemische energie die vrijkomt bij de oxidatie van eenvoudige
anorganische stoffen als NH4 (ammoniak) en NO2 (nitraat). Dit is chemosynthese: het
opbouwen van organische stoffen uit anorganische stoffen met energie die vrijkomt uit een
chemische reactie met anorganische stoffen.
Voorbeelden van chemo-autotrofe bacteriën zijn de nitriet- en nitraatbacteriën, die een
belangrijke rol vervullen in de kringloop van stikstof.
Consumenten en reducenten zijn heterotroof. Zij gebruiken organische stoffen afkomstig
van andere organismen. Een deel daarvan gebruiken ze als bouwstenen voor hun eigen
organische stoffen, een ander deel als brandstof. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor
celdeling, beweging, groei en weefselherstel.
Hoe snel compostering (het gecontroleerd afbreken van organische stoffen) verloopt, hangt
af van deze factoren:
- temperatuur. Bij een hoge temperatuur verloopt de compostering sneller. De
reducenten produceren zo veel warmte dat de temperatuur in een compostbak kan
stijgen tot 50°C.
- de eigenschappen van reducenten. Schimmel- en bacteriesoorten verschillen. Elk
heeft zijn eigen niche met optima en tolerantiegrenzen. Bij een goede beluchting zijn
, aerobe soorten actief (gebruiken O2). Anaerobe soorten (gebruiken geen O2),
werken langzamer en produceren vaak onaangenaam ruikende gassen.
- de samenstelling van het afval. …
- de C/N-verhouding. Reducenten gebruiken het afval als brandstof, maar hebben ook
stikstofverbindingen nodig als bouwstoffen voor hun eiwitten. Een goede balans
tussen stikstof en koolstof is nodig. Te weinig bacteriegroei remt een goede
compostering.
8.2 Energie in ecosystemen
De aardatmosfeer absorbeert het grootste deel van het zonlicht. Bijna alle ecosystemen op
aarde gebruiken zonne-energie, sommige
diepzee-ecosystemen gebruiken chemosynthese.
Dit is een voedselketen van de waddenzee:
alg → garnaal → drieteenstrandloper → slechtvalk.
Garnalen zijn de consumenten van de eerste orde
(C1), want het is de tweede schakel. De derde schakel
zijn de consumenten van de tweede orde (C2), de
drieteenstrandloper. De slechtvalken zijn de
consumenten van de derde orde (C3).
In de voedselweb vormen alle producenten samen het
trofische niveau, alle C1 het tweede niveau, enzovoort.
De eerste stap van de voedselketen heet bruto primaire productie (BPP), de hoeveelheid
organische stoffen die de producenten maken (in g/m³/jaar). Ook voor producenten geldt dat
ze een deel van hun organische stoffen zelf als brandstof gebruiken. Het resterende deel, de
netto primaire productie (NPP), komt via de voedselketens beschikbaar voor herbivoren
en omnivoren.
Voedselrelaties in kaart brengen voor een gebied is erg lastig, het gaat namelijk om enorme
aantallen organismen. Het weergeven in aantallen laat bovendien niet zien om hoeveel
organische stoffen het gaat. Biologen kiezen in plaats van aantallen graag biomassa: de
massa aan energierijke organische stoffen.
In de praktijk werken biologen ook met het drooggewicht: het totaal aan organische en
anorganische stoffen min het gewicht van water.
Biologen kunnen de biomassa goed weergeven in een
staafdiagram. Je hebt een momentopname, de piramide
van biomassa. Maar het is handiger om een jaarlijks
gemiddelde aan biomassa te hebben, want het aantal
biomassa kan verschillen over tijd. De staafdiagram van
het jaargemiddelde is de piramide van productiviteit.
(BiNaS 93E2)
Het individu zelf heeft ook invloed op de biomassa van een trofisch niveau. Een organisme
eet bijvoorbeeld meer na iets intensiefs gedaan te hebben.Een energiestroomschema
toont wat er met de energierijke biomassa gebeurt. (BiNaS 93A).
