Inhoud
H1: Situering...........................................................................................................................................2
H2: Inleiding tot de evolutiebiologie......................................................................................................6
H3: Globale processen..........................................................................................................................12
H4: Condities en bronnen.....................................................................................................................15
H5: Inleiding tot de populatie-ecologie................................................................................................27
H6: Interacties tussen populaties.........................................................................................................32
H7: Gemeenschaps- en ecosysteemecologie........................................................................................43
Inleiding in de ecologie en de evolutie
1
,H1: Situering
DEFINITIE , ECOLOGIE ; EEN WETENSCHAP
Ernest Haeckel (1866): “De wetenschappelijke studie van de interacties tussen organismen en hun
omgeving.” (“oikos”= huis)
Krebs (1994): “Ecologie is de wetenschappelijke studie van de interacties van organismen met hun
abiotische en biotische omgeving die de distributie (verdeling in tijd en ruimte) en abundantie
(biotische omgeving) van organismen bepalen.”
Ecologie: bestudeert de factoren die bepalen waar organismen voorkomen en in welke aantallen
(densiteiten)
Ecologie = een wetenschap (= op basis van een rigoureuze (grondige) werkwijze getracht wordt
inzicht te bekomen in vraagstelling met betrekking tot de factoren die de distributie en abundantie
van organismen verklaren)
1. Formuleren van een vraagstelling onder de vorm van een toetsbare hypothese
2. Toetsing via veldwaarnemingen en/of experimenteel onderzoek
VAN ORGANISMEN TOT ECOSYSTEMEN
- Individuele organisme (auto-ecologie): de manier waarop individuen worden beïnvloed door
de abiotische/biotische omgeving + hoe organismen zelf de omgeving beïnvloeden
- Populatie (=een groep van conspecifieke (dezelfde soort) individuen die samen voorkomen):
de densiteit (populatiedichtheid) & de verdeling vd individuen, populatiedynamiek …
- Gemeenschap (=een verzameling van populaties die samen voorkomen): samenstelling &
structuur, interacties tussen populaties, soortendiversiteit, productie & consumptie
- Ecosysteem (=een verzameling gemeenschappen en hun abiotische omgeving die samen een
geheel vormen): doorstroming van energie, recyclage van materie
- Fysiologische ecologie (auto-ecologie): tolerantiegrenzen doelsoort, populatie-ecologie:
populatie-omvang + genetische structuur, gemeenschapsecologie: diversiteit + structuur
voedselweb, ecosysteemecologie: kringlopen, energiedoorstroming
(maar meerdere mogelijkheden van ‘classificatie’ van ecologische disciplines)
VELDWERK , LABORATORIUMEXPERIMENTEN EN MATHEMATISCHE MODELLEN
Observaties in het veld
Noodzaak: nodig voor basiskennis -> opstellen werkhypothesen
Voordeel: heel realistische informatie
Nadeel: geen eenduidige interpretatie, causale verbanden
Laboratoriumexperimenten
2
,+ herhaalbaarheid; eenduidige interpretatie
- relevantie, artefacten, omgeving sterk afwijkend van werkelijkheid
Veldexperimenten
Vaak een goed compromis tussen relevantie en eenduidige interpretatie
Ecologische modellen
= vereenvoudigde weergaven van een doorgaans, complex, probleem
- Verbale modellen
- Grafische modellen
- Mathematische modellen
+ aanzetten tot het opstellen van nauwkeurig geformuleerde vraagstellingen/hypothesen
+ het doorrekenen van alternatieve scenario’s mogelijk maken
+ kunnen wijzen op belangrijke kennishiaten -> richtinggevend voor verder
beschrijvend/experimenteel onderzoek
Mathematische modellen
+ wiskundige beschrijving van functionele relaties tussen de componenten van een systeem, laat toe
kwalitatieve en/of kwantitatieve voorspellingen te doen, ‘testen’ van zeer nauwkeurig geformuleerde
hypothesen, doorrekenen van alternatieve scenario’s, richtinggevend voor empirisch onderzoek
- sterke, soms onrealistische vereenvoudiging van de werkelijkheid, gebaseerd op veronderstellingen
STATISTIEK IN DE ECOLOGIE
Beschrijvende statistiek
-> beschrijven van variabelen eigen aan een specifiek systeem
- Centrale tendens: gemiddelde, mediaan
- Variatie: standaard deviatie, variantie, betrouwbaarheidsintervallen
- Associatie tussen twee variabelen: correlatie
- Associatie tussen meerdere variabelen (‘multivraat’)
- Laat geen directe gevolgtrekkingen toe
- Overwegend in veldstudies
Inferentiële statistiek
- Laat toe veralgemenende conclusies te trekken
- Veel gebruikt voor analyse van experimentele data
- Vaststellen oorzaak – gevolg
- Veelal gebruik van significantietest: laat toe de kans te berekenen dat het waargenomen
patroon door toeval is ontstaan
BESCHRIJVEN , VERKLAREN, VOORSPELLEN EN CONTROLEREN
3
, - Beschrijven: observaties worden het best verricht in het licht van een specifieke hypothese
- Begrijpen + verklaren: bijkomend onderzoek vereist
- Voorspellen: wat er met een organisme/populatie/gemeenschap zal gebeuren onder
specifieke omstandigheden
- Controleren: voorspellingen nakijken
“verklaren”
1. Proximale verklaringen
o “nabije” omgeving, reactie op stimuli uit directe omgeving
o Fysiologie
2. Ultieme verklaringen
o Evolutionaire context
o Adaptieve belang
TOEGEPASTE ECOLOGIE
Inschatten vd impact van bepaalde (menselijke) ingrepen -> steeds belangrijker
Vb. ecologisch onderzoek: essentieel om de milieu-impact van alternatieve beleidsscenario’s in te
schatten
Economische ecologie = deze tracht milieukwaliteit en natuur in economische termen te vertalen.
Erkennen ‘ecosysteemdiensten’ = de diensten die natuurlijke ecosystemen ons leveren, zoals
materiaal maar ook diensten die de productie ondersteunen en regulerend optreden. zeer
belangrijk in economische context (worden meestal genegeerd omdat ze niets ‘kosten’
Vb. ecosysteemdiensten: mangroven, Wetlands/moerasgebieden
EEN KORTE GESCHIEDENIS VAN DE ECOLOGIE
Het begin
1. verzamelaars, jagers, vissers
2. landbouw -> praktische ecologie (cultuurgewassen en gedomesticeerde dieren)
3. 354 vC: Aristoteles: ecologische verklaring voor het voorkomen van muizenplagen
4. 1756: Buffon: populatieregulatie
5. 1798: Malthus: ‘essay on populations’: aan alle populatiegroei wordt uiteindelijk een grens
gesteld
6. Tot 18de eeuw: gedachte uit Plato’s tijd 428 vC: evenwicht en harmonie in de natuur, soorten
sterven niet uit
Belangrijke vooruitgang 19de eeuw
1. 1835: Quetelet: exponentiële populatiegroei wordt tegengewerkt door remmende factoren
Verhulst: wiskundige vergelijking: S-vormige curve -> logistische groeivergelijking
4
H1: Situering...........................................................................................................................................2
H2: Inleiding tot de evolutiebiologie......................................................................................................6
H3: Globale processen..........................................................................................................................12
H4: Condities en bronnen.....................................................................................................................15
H5: Inleiding tot de populatie-ecologie................................................................................................27
H6: Interacties tussen populaties.........................................................................................................32
H7: Gemeenschaps- en ecosysteemecologie........................................................................................43
Inleiding in de ecologie en de evolutie
1
,H1: Situering
DEFINITIE , ECOLOGIE ; EEN WETENSCHAP
Ernest Haeckel (1866): “De wetenschappelijke studie van de interacties tussen organismen en hun
omgeving.” (“oikos”= huis)
Krebs (1994): “Ecologie is de wetenschappelijke studie van de interacties van organismen met hun
abiotische en biotische omgeving die de distributie (verdeling in tijd en ruimte) en abundantie
(biotische omgeving) van organismen bepalen.”
Ecologie: bestudeert de factoren die bepalen waar organismen voorkomen en in welke aantallen
(densiteiten)
Ecologie = een wetenschap (= op basis van een rigoureuze (grondige) werkwijze getracht wordt
inzicht te bekomen in vraagstelling met betrekking tot de factoren die de distributie en abundantie
van organismen verklaren)
1. Formuleren van een vraagstelling onder de vorm van een toetsbare hypothese
2. Toetsing via veldwaarnemingen en/of experimenteel onderzoek
VAN ORGANISMEN TOT ECOSYSTEMEN
- Individuele organisme (auto-ecologie): de manier waarop individuen worden beïnvloed door
de abiotische/biotische omgeving + hoe organismen zelf de omgeving beïnvloeden
- Populatie (=een groep van conspecifieke (dezelfde soort) individuen die samen voorkomen):
de densiteit (populatiedichtheid) & de verdeling vd individuen, populatiedynamiek …
- Gemeenschap (=een verzameling van populaties die samen voorkomen): samenstelling &
structuur, interacties tussen populaties, soortendiversiteit, productie & consumptie
- Ecosysteem (=een verzameling gemeenschappen en hun abiotische omgeving die samen een
geheel vormen): doorstroming van energie, recyclage van materie
- Fysiologische ecologie (auto-ecologie): tolerantiegrenzen doelsoort, populatie-ecologie:
populatie-omvang + genetische structuur, gemeenschapsecologie: diversiteit + structuur
voedselweb, ecosysteemecologie: kringlopen, energiedoorstroming
(maar meerdere mogelijkheden van ‘classificatie’ van ecologische disciplines)
VELDWERK , LABORATORIUMEXPERIMENTEN EN MATHEMATISCHE MODELLEN
Observaties in het veld
Noodzaak: nodig voor basiskennis -> opstellen werkhypothesen
Voordeel: heel realistische informatie
Nadeel: geen eenduidige interpretatie, causale verbanden
Laboratoriumexperimenten
2
,+ herhaalbaarheid; eenduidige interpretatie
- relevantie, artefacten, omgeving sterk afwijkend van werkelijkheid
Veldexperimenten
Vaak een goed compromis tussen relevantie en eenduidige interpretatie
Ecologische modellen
= vereenvoudigde weergaven van een doorgaans, complex, probleem
- Verbale modellen
- Grafische modellen
- Mathematische modellen
+ aanzetten tot het opstellen van nauwkeurig geformuleerde vraagstellingen/hypothesen
+ het doorrekenen van alternatieve scenario’s mogelijk maken
+ kunnen wijzen op belangrijke kennishiaten -> richtinggevend voor verder
beschrijvend/experimenteel onderzoek
Mathematische modellen
+ wiskundige beschrijving van functionele relaties tussen de componenten van een systeem, laat toe
kwalitatieve en/of kwantitatieve voorspellingen te doen, ‘testen’ van zeer nauwkeurig geformuleerde
hypothesen, doorrekenen van alternatieve scenario’s, richtinggevend voor empirisch onderzoek
- sterke, soms onrealistische vereenvoudiging van de werkelijkheid, gebaseerd op veronderstellingen
STATISTIEK IN DE ECOLOGIE
Beschrijvende statistiek
-> beschrijven van variabelen eigen aan een specifiek systeem
- Centrale tendens: gemiddelde, mediaan
- Variatie: standaard deviatie, variantie, betrouwbaarheidsintervallen
- Associatie tussen twee variabelen: correlatie
- Associatie tussen meerdere variabelen (‘multivraat’)
- Laat geen directe gevolgtrekkingen toe
- Overwegend in veldstudies
Inferentiële statistiek
- Laat toe veralgemenende conclusies te trekken
- Veel gebruikt voor analyse van experimentele data
- Vaststellen oorzaak – gevolg
- Veelal gebruik van significantietest: laat toe de kans te berekenen dat het waargenomen
patroon door toeval is ontstaan
BESCHRIJVEN , VERKLAREN, VOORSPELLEN EN CONTROLEREN
3
, - Beschrijven: observaties worden het best verricht in het licht van een specifieke hypothese
- Begrijpen + verklaren: bijkomend onderzoek vereist
- Voorspellen: wat er met een organisme/populatie/gemeenschap zal gebeuren onder
specifieke omstandigheden
- Controleren: voorspellingen nakijken
“verklaren”
1. Proximale verklaringen
o “nabije” omgeving, reactie op stimuli uit directe omgeving
o Fysiologie
2. Ultieme verklaringen
o Evolutionaire context
o Adaptieve belang
TOEGEPASTE ECOLOGIE
Inschatten vd impact van bepaalde (menselijke) ingrepen -> steeds belangrijker
Vb. ecologisch onderzoek: essentieel om de milieu-impact van alternatieve beleidsscenario’s in te
schatten
Economische ecologie = deze tracht milieukwaliteit en natuur in economische termen te vertalen.
Erkennen ‘ecosysteemdiensten’ = de diensten die natuurlijke ecosystemen ons leveren, zoals
materiaal maar ook diensten die de productie ondersteunen en regulerend optreden. zeer
belangrijk in economische context (worden meestal genegeerd omdat ze niets ‘kosten’
Vb. ecosysteemdiensten: mangroven, Wetlands/moerasgebieden
EEN KORTE GESCHIEDENIS VAN DE ECOLOGIE
Het begin
1. verzamelaars, jagers, vissers
2. landbouw -> praktische ecologie (cultuurgewassen en gedomesticeerde dieren)
3. 354 vC: Aristoteles: ecologische verklaring voor het voorkomen van muizenplagen
4. 1756: Buffon: populatieregulatie
5. 1798: Malthus: ‘essay on populations’: aan alle populatiegroei wordt uiteindelijk een grens
gesteld
6. Tot 18de eeuw: gedachte uit Plato’s tijd 428 vC: evenwicht en harmonie in de natuur, soorten
sterven niet uit
Belangrijke vooruitgang 19de eeuw
1. 1835: Quetelet: exponentiële populatiegroei wordt tegengewerkt door remmende factoren
Verhulst: wiskundige vergelijking: S-vormige curve -> logistische groeivergelijking
4
