Planten & Funghi H12: De rol van planten & funghi in de ecosystemen
De rollen van planten & fungi in ecosystemen:
• Planten zijn de primaire producenten & vormen de basis van de voedselketen
• Planten kennen vele interacties met bodem resources, bodemmicroben,
herbivoren & bestuivers
• Saprofytische fungi zijn samen met bacteriën de belangrijkste afbrekers
(decomposers) van dood organisch materiaal & ze zorgen dat de
nutriëntenkringloop sluiten.
• Symbiotische, parasitaire & pathogene fungi hebben ook een sterke invloed
op ecosystemen
Wet van Liebig - “wet van het minimum” => De biomassaproductie van planten wordt bepaald door het beperkende
(limiterende) element. Dat is het element dat het meest schaars is t.o.v de behoefte eraan.
12.1: Planten zijn de primaire productie
12.1.1: Groei-Limitatie
Het type bemesting & nutriënten-limitatie beïnvloedt de biomassaproductie & de vegetatiesamenstelling.
Temperatuur & neerslag zijn belangrijke groei-limiterende factoren.
Licht is een andere belangrijke groei-limiterende factor. Licht (vooral blauwe & rode deel van het spectrum) neemt
snel af onder het kronendak (geabsorbeerd doorbladeren). Dit geldt zowel in bos als in kruid/grasachtige vegetaties.
12.1.2: Impact van stikstofverrijking op plantengroei & plantengemeenschappen
Bij stikstofverrijking:
• Stikstof stimuleert de biomassaproductie van planten & er is dominantie van snelle groeiers die het licht
verminderen & zo de soortenrijkdom verlagen (als N limiterend is).
• Wanneer de stikstofconcentratie & N:P ratio in blad toenemen, neemt herbivorie (anthropoden en
vertebraten) toe.
• Planten worden meer aangevallen door pathogenen.
• Bodemmicroben, inclusief arbusculaire mycorrhiza, & hun activiteiten nemen af
Kritische Depositiewaarde (KDW) = Drempelwaarde (flux) van een verontreiniging waaronder er geen significante &
nadelige effecten voor het ecosysteem optreden.
Om N-depositie te verminderen kunnen herbivoren gebruikt worden die de vegetatie kort houden (consumptie),
waardoor meer licht op de bodem valt & minder soorten worden verdrongen.
12.1.3: Plant-herbivoor interacties
Als reactie op herbivorie maken planten fysische bescherming (doorns & stekels) of chemische bescherming aan.
Herbivorie kan ook chemische of mechanische bescherming induceren = 'induced defense'.
Het minst beschermde wordt het meest gegeten & snelgroeiende plantensoorten investeren minder in deze
antiherbivorie verbindingen dan langzame-groeiers, waardoor ze meer gegeten worden. Het effect van deze
selectieve herbivorie op planten gemeenschappen hangt af van de tolerantie voor herbivorie van deze planten
(grassen zijn heel tolerant). Soorten die selectief gegeten worden kunnen een nadeel ondervinden, maar
soortenrijkdom kan vergroot worden als vooral de dominante soorten worden gegeten (vanwege effect op licht).
,12.1.4: Planten zijn de basis van de voedselwebben
Verdeling van biomassa & energie over de verschillende trofische lagen
vormt vaak een ‘pyramide’. De primaire producenten vormen de meeste
energie. Bij de consumptie in hogere trofische lagen gaat deze energie
verloren & wordt het omgezet in warmte & entropie. In terrestrische
ecosystemen zijn pyramides voor energie & biomassa overeenkomstig.
Een hogere soortenrijkdom van planten vertaalt zich ook in hogere soortenrijkdom van organismen in andere lagen
van het voedselweb & in grotere stabiliteit van het ecosysteem.
12.2: Funghi zijn decomposers
Fungi & bacteriën zijn de organismen die zorgen voor mineralisatie van organisch materiaal. Vele andere
bodemorganismen dragen bij aan decompositie van dood organisch materiaal (litter).
Bij decompositie is de litterkwaliteit van belang. De afbraaksnelheid van litter neemt af met de concentratie lignine.
De lignineconcentratie in litter verschilt sterk tussen plantensoorten & daarmee ook de afbraaksnelheid. Fungi zijn
zeer belangrijk voor de lignine afbraak.
Decompositie in relatie tot “leaf economics spectrum”. De (T1/2) halfwaardetijd is veel groter bij langzaam groeiende
plantensoorten (lage RGR) dan bij snelgroeiende soorten (hoge RGR). Dit komt doordat de langzaam-groeiende
soorten veel meer investeren in anti-herbivorie verbindingen waardoor de levensduur van de bladeren, stengels,
wortels, toeneemt.
Plantenlitter & mineraliserende fungi/bacteriën hebben hele andere C:N of C:P verhoudingen. Als de C:N ratio laag is
(dus veel N) zal N vrijkomen bij de mineralisatie, als deze heel hoog is moeten de fungi/bacteriën N uit de bodem
opnemen om hun behoefte te completeren. Daarom is de afbraaksnelheid van organisch materiaal afhankelijk van de
C:N & C:P ratio erin
• hoge C:N of C:P = lage mineralisatiesnelheid
• planten met een lage RGR hebben een hoge C:N, C:P ratio in hun litter
Pathogenen kunnen plantengroei sterk remmen & zijn vaak gastheer-specifiek (= pathogeen voor 1 plantensoort).
Daardoor kunnen ze een groot effect hebben op de competitie tussen plantensoorten & op de
vegetatiesamenstelling
Het Janzen-Connell mechanisme = Pathogenen kunnen het overleven van zaden of zaailingen van een soort
disproportioneel verminderen als ze in een grote dichtheid opgroeien (bv. dichtbij hun ‘moeder’). Dit doordat de
pathogenen dan heel makkelijk van de ene plant naar de andere overgaan. Dit is een belangrijk mechanisme voor het
samenleven van plantensoorten, het voorkomt monoculturen
, Planten & Funghi H2: Evolutie van planten
2.1: Evolutie
Ca. 470 miljoen jaar geleden ontstonden de non vasculaire planten (de bryofyten) uit groenwieren. Binnen deze
groep heb je:
• Levermossen => 9000 soorten
• Bladmossen => 13000 soorten
• Hauwmossen => 225 soorten
Ca. 425 miljoen jaar geleden ontstonden de vasculaire planten. Binnen deze groep heb je:
• Lycofyten => 1300 soorten
• Monilofyten => 13000 soorten
Ca. 360 miljoen jaar geleden ontstonden binnen de vasculaire planten, de zaadplanten. Binnen deze groep heb je:
• Gymnospermen => 1000 soorten
• Angiospermen => 290000 soorten
2.1.1: Van groenwier naar plant
Planten kregen verschillende eigenschappen van groenwieren:
• Celwand met cellulose
• Vertakte structuren
• Planthormonen
• Gametangia waarin gameten gevormd worden
• Mitochondriën, chloroplasten met chlorofyl a & b
Van een prokaryotische cel tot een fotosynthetisch eukaryotische organisme:
Endosymbiose van een prokaryote cel met een α-proteobacterie, dit vormt een
proto-eukarytische cel. Deze zal dan ook een endosymbiose ondergaan met een
cyanobacterie & vormt zo een fotosynthetische eukaryotische cel dat een
chloroplast bevat. Deze zal verder evolueren tot glaucofyten, roodwieren,
groenwieren & planten.
, Sommige groenwieren hadden al apicale groeimeristemen, terwijl dit gezien wordt als een kenmerk van landplanten.
Apicale meristemen = meristeem weefsel aan top van stengel & wortels, dat betrokken is bij de primaire groei van
planten.
Sommige groenwieren waren ook al aangepast aan tijdelijk uitdrogen. Ze hadden een laagje sporopellenine die de
zygote beschermde. Sporopellenine wordt teruggevonden op sporen & pollenkorrels van landplanten. => Evolutie
van planten vanuit deze voorouderlijke groenwieren hebben mogelijk gemaakt dat vroege planten op het land
konden leven.
Meeste planten zijn terrestrisch, het terrestrisch habitat heeft voordelen & nadelen
Voordelen:
• Ongefilterd zonlicht (beter voor fotosynthese)
• Directe toegang tot CO2 in de atmosfeer
• Bodem is relatief rijk aan minerale voedingstoffen
Nadelen:
• Schaarste aan water
• Geen ondersteuning van water tegen de zwaartekracht
2.2: Het Plantenrijk
2.2.1: Bryofyten
Levermossen hebben nog geen stomata, maar een vroege vorm ervan = poor. Bladmossen &
hauwmossen hebben wel stomata’s, maar deze staan vaak permanent open.
Mossen hebben nog geen wortels, maar rhizoïden. Deze helpen met de verankering aan een substraat.
De stengels van mossen hebben geen echte vaatbundels, maar ze hebben
wel geleidende cellen:
• Leptoiden = cellen om voedingsstoffen te transporteren
• Hydroiden = cellen om water te transporteren
Rond deze cellen zit de parenchym.
De gametofyten van vooral de levermossen & bladmossen is thalloid =
platte structuur, dat nauwelijks verdeeld is in blad, stengel & wortel.
2.2.2: Vaatplanten
Binnen de vaatplanten kan men 2 soorten bladeren terugvinden:
• Microfyllen = naaldachtige bladeren die groeien vanuit de protostele. Wolfsklauwen
hebben zo bladeren.
• Megafyllen = grotere & complexere bladeren die groeien vanuit de siphonostele of
eustele. Megafyllen zijn zeker 3 keer onafhankelijk van elkaar ontstaan (varens,
paardenstaarten & zaadplanten). Megafyllen zijn geëvolueerd uit een fusie van
meerdere steriele taken & de vorming van plat weefsel ertussen.
De rollen van planten & fungi in ecosystemen:
• Planten zijn de primaire producenten & vormen de basis van de voedselketen
• Planten kennen vele interacties met bodem resources, bodemmicroben,
herbivoren & bestuivers
• Saprofytische fungi zijn samen met bacteriën de belangrijkste afbrekers
(decomposers) van dood organisch materiaal & ze zorgen dat de
nutriëntenkringloop sluiten.
• Symbiotische, parasitaire & pathogene fungi hebben ook een sterke invloed
op ecosystemen
Wet van Liebig - “wet van het minimum” => De biomassaproductie van planten wordt bepaald door het beperkende
(limiterende) element. Dat is het element dat het meest schaars is t.o.v de behoefte eraan.
12.1: Planten zijn de primaire productie
12.1.1: Groei-Limitatie
Het type bemesting & nutriënten-limitatie beïnvloedt de biomassaproductie & de vegetatiesamenstelling.
Temperatuur & neerslag zijn belangrijke groei-limiterende factoren.
Licht is een andere belangrijke groei-limiterende factor. Licht (vooral blauwe & rode deel van het spectrum) neemt
snel af onder het kronendak (geabsorbeerd doorbladeren). Dit geldt zowel in bos als in kruid/grasachtige vegetaties.
12.1.2: Impact van stikstofverrijking op plantengroei & plantengemeenschappen
Bij stikstofverrijking:
• Stikstof stimuleert de biomassaproductie van planten & er is dominantie van snelle groeiers die het licht
verminderen & zo de soortenrijkdom verlagen (als N limiterend is).
• Wanneer de stikstofconcentratie & N:P ratio in blad toenemen, neemt herbivorie (anthropoden en
vertebraten) toe.
• Planten worden meer aangevallen door pathogenen.
• Bodemmicroben, inclusief arbusculaire mycorrhiza, & hun activiteiten nemen af
Kritische Depositiewaarde (KDW) = Drempelwaarde (flux) van een verontreiniging waaronder er geen significante &
nadelige effecten voor het ecosysteem optreden.
Om N-depositie te verminderen kunnen herbivoren gebruikt worden die de vegetatie kort houden (consumptie),
waardoor meer licht op de bodem valt & minder soorten worden verdrongen.
12.1.3: Plant-herbivoor interacties
Als reactie op herbivorie maken planten fysische bescherming (doorns & stekels) of chemische bescherming aan.
Herbivorie kan ook chemische of mechanische bescherming induceren = 'induced defense'.
Het minst beschermde wordt het meest gegeten & snelgroeiende plantensoorten investeren minder in deze
antiherbivorie verbindingen dan langzame-groeiers, waardoor ze meer gegeten worden. Het effect van deze
selectieve herbivorie op planten gemeenschappen hangt af van de tolerantie voor herbivorie van deze planten
(grassen zijn heel tolerant). Soorten die selectief gegeten worden kunnen een nadeel ondervinden, maar
soortenrijkdom kan vergroot worden als vooral de dominante soorten worden gegeten (vanwege effect op licht).
,12.1.4: Planten zijn de basis van de voedselwebben
Verdeling van biomassa & energie over de verschillende trofische lagen
vormt vaak een ‘pyramide’. De primaire producenten vormen de meeste
energie. Bij de consumptie in hogere trofische lagen gaat deze energie
verloren & wordt het omgezet in warmte & entropie. In terrestrische
ecosystemen zijn pyramides voor energie & biomassa overeenkomstig.
Een hogere soortenrijkdom van planten vertaalt zich ook in hogere soortenrijkdom van organismen in andere lagen
van het voedselweb & in grotere stabiliteit van het ecosysteem.
12.2: Funghi zijn decomposers
Fungi & bacteriën zijn de organismen die zorgen voor mineralisatie van organisch materiaal. Vele andere
bodemorganismen dragen bij aan decompositie van dood organisch materiaal (litter).
Bij decompositie is de litterkwaliteit van belang. De afbraaksnelheid van litter neemt af met de concentratie lignine.
De lignineconcentratie in litter verschilt sterk tussen plantensoorten & daarmee ook de afbraaksnelheid. Fungi zijn
zeer belangrijk voor de lignine afbraak.
Decompositie in relatie tot “leaf economics spectrum”. De (T1/2) halfwaardetijd is veel groter bij langzaam groeiende
plantensoorten (lage RGR) dan bij snelgroeiende soorten (hoge RGR). Dit komt doordat de langzaam-groeiende
soorten veel meer investeren in anti-herbivorie verbindingen waardoor de levensduur van de bladeren, stengels,
wortels, toeneemt.
Plantenlitter & mineraliserende fungi/bacteriën hebben hele andere C:N of C:P verhoudingen. Als de C:N ratio laag is
(dus veel N) zal N vrijkomen bij de mineralisatie, als deze heel hoog is moeten de fungi/bacteriën N uit de bodem
opnemen om hun behoefte te completeren. Daarom is de afbraaksnelheid van organisch materiaal afhankelijk van de
C:N & C:P ratio erin
• hoge C:N of C:P = lage mineralisatiesnelheid
• planten met een lage RGR hebben een hoge C:N, C:P ratio in hun litter
Pathogenen kunnen plantengroei sterk remmen & zijn vaak gastheer-specifiek (= pathogeen voor 1 plantensoort).
Daardoor kunnen ze een groot effect hebben op de competitie tussen plantensoorten & op de
vegetatiesamenstelling
Het Janzen-Connell mechanisme = Pathogenen kunnen het overleven van zaden of zaailingen van een soort
disproportioneel verminderen als ze in een grote dichtheid opgroeien (bv. dichtbij hun ‘moeder’). Dit doordat de
pathogenen dan heel makkelijk van de ene plant naar de andere overgaan. Dit is een belangrijk mechanisme voor het
samenleven van plantensoorten, het voorkomt monoculturen
, Planten & Funghi H2: Evolutie van planten
2.1: Evolutie
Ca. 470 miljoen jaar geleden ontstonden de non vasculaire planten (de bryofyten) uit groenwieren. Binnen deze
groep heb je:
• Levermossen => 9000 soorten
• Bladmossen => 13000 soorten
• Hauwmossen => 225 soorten
Ca. 425 miljoen jaar geleden ontstonden de vasculaire planten. Binnen deze groep heb je:
• Lycofyten => 1300 soorten
• Monilofyten => 13000 soorten
Ca. 360 miljoen jaar geleden ontstonden binnen de vasculaire planten, de zaadplanten. Binnen deze groep heb je:
• Gymnospermen => 1000 soorten
• Angiospermen => 290000 soorten
2.1.1: Van groenwier naar plant
Planten kregen verschillende eigenschappen van groenwieren:
• Celwand met cellulose
• Vertakte structuren
• Planthormonen
• Gametangia waarin gameten gevormd worden
• Mitochondriën, chloroplasten met chlorofyl a & b
Van een prokaryotische cel tot een fotosynthetisch eukaryotische organisme:
Endosymbiose van een prokaryote cel met een α-proteobacterie, dit vormt een
proto-eukarytische cel. Deze zal dan ook een endosymbiose ondergaan met een
cyanobacterie & vormt zo een fotosynthetische eukaryotische cel dat een
chloroplast bevat. Deze zal verder evolueren tot glaucofyten, roodwieren,
groenwieren & planten.
, Sommige groenwieren hadden al apicale groeimeristemen, terwijl dit gezien wordt als een kenmerk van landplanten.
Apicale meristemen = meristeem weefsel aan top van stengel & wortels, dat betrokken is bij de primaire groei van
planten.
Sommige groenwieren waren ook al aangepast aan tijdelijk uitdrogen. Ze hadden een laagje sporopellenine die de
zygote beschermde. Sporopellenine wordt teruggevonden op sporen & pollenkorrels van landplanten. => Evolutie
van planten vanuit deze voorouderlijke groenwieren hebben mogelijk gemaakt dat vroege planten op het land
konden leven.
Meeste planten zijn terrestrisch, het terrestrisch habitat heeft voordelen & nadelen
Voordelen:
• Ongefilterd zonlicht (beter voor fotosynthese)
• Directe toegang tot CO2 in de atmosfeer
• Bodem is relatief rijk aan minerale voedingstoffen
Nadelen:
• Schaarste aan water
• Geen ondersteuning van water tegen de zwaartekracht
2.2: Het Plantenrijk
2.2.1: Bryofyten
Levermossen hebben nog geen stomata, maar een vroege vorm ervan = poor. Bladmossen &
hauwmossen hebben wel stomata’s, maar deze staan vaak permanent open.
Mossen hebben nog geen wortels, maar rhizoïden. Deze helpen met de verankering aan een substraat.
De stengels van mossen hebben geen echte vaatbundels, maar ze hebben
wel geleidende cellen:
• Leptoiden = cellen om voedingsstoffen te transporteren
• Hydroiden = cellen om water te transporteren
Rond deze cellen zit de parenchym.
De gametofyten van vooral de levermossen & bladmossen is thalloid =
platte structuur, dat nauwelijks verdeeld is in blad, stengel & wortel.
2.2.2: Vaatplanten
Binnen de vaatplanten kan men 2 soorten bladeren terugvinden:
• Microfyllen = naaldachtige bladeren die groeien vanuit de protostele. Wolfsklauwen
hebben zo bladeren.
• Megafyllen = grotere & complexere bladeren die groeien vanuit de siphonostele of
eustele. Megafyllen zijn zeker 3 keer onafhankelijk van elkaar ontstaan (varens,
paardenstaarten & zaadplanten). Megafyllen zijn geëvolueerd uit een fusie van
meerdere steriele taken & de vorming van plat weefsel ertussen.
