Ecologie
0. Algemene inleiding
Onderzoek domein:= interacties tussen biotische en abiotische factoren
Sterke links met: evolutionaire disciplines, geologie, scheikunde,… alles
Wisselwerking met de ‘humane’ wetenschappen telkens belangrijker door de invloed
van menselijke activiteiten op natuurlijke systemen (antropogene activiteiten)
Onderzoek op verschillende niveaus
Populatie: groep van individuen van eenzelfde soort die op een bepaald moment in de
ruimte en tijd samenleven en met elkaar interageren
• Auto-ecologisch onderzoek: onderzoek naar individuen van eenzelfde soort
• Vormen de evolutionaire eenheid waarop natuurlijke selectie inwerkt
Gemeenschap: geheel van alle populaties van alle soorten die met elkaar interageren in
een welbepaald gebied
• Synecologisch onderzoek: onderzoek naar deze leefgemeenschappen
• Interacties op basis van: predatie, competitie, co-operatie,…
Ecosysteem linkt een gemeenschap aan een welbepaalde abiotische omgeving
• Op basis van neerslag, tempratuur,…
• Hoe heeft bv. Een woestijngebied invloed op de leefgemeenschappen
Biosfeer omvat de complexe fysische en chemische relaties tussen biota, atmosfeer,
hydrosfeer, en litosfeer
• Zoals het effect van grootschalige ontbossing
• Globale ecologische systeem, dat alle aardse gemeenschappen omvat
Opbouw van de cursus
Evolutie-theorie biedt een verklaring voor het bestaan van de enorme diversiteit in
levensvormen, hoe ze tot stand kwam en hoe ze bestendigd wordt.
• Niet over een individu, maar populaties
• Aanwijzingen van evolutie, mechanisme van natuurlijke selectie, effect op gedrag en
soortvorming
Populatie/gemeenschap-ecologie op zoek naar de karakteristieken van twee belangrijke
niveaus van biologische organisatie
• Populatiekenmerken: densitiet, leeftijdsstructuur, verspreiding
• Populatie => gemeenschappelijk genetisch reservoir
• Gemeenschapkenmerken: soortensamenstelling, abundantie, en interspecifieke
interacties
Ecosysteem ecologie gaat over het ontstaan van leven, het klimaat, energiestroom,…
• Gemeenschappen en de abiotische factoren
Mens en biosfeer: antropogene activiteiten, invloed van de mens
,1. Evolutionaire ecologie
Charles Robert Darwin ontwikkelde een theorie m.b.t. het ontstaan (en voortbestaan)
van diversiteit: alle bestaande en reeds uitgestorven soorten stammen af van
gemeenschappelijke voorouders door het proces van graduele divergentie of ‘evolutie’.
• Accumulatie van overgeërfde veranderingen binnen populaties in de tijd, waardoor
soortvorming kan optreden
Evolutie verwijst naar verandering van karakteristieken van populaties over een
tijdbestek van vele generaties
• Micro-evolutie: korte-termijn aanpassing aan veranderende milieuomstandigheden
• Macro-evolutie: lang-termijn aanpassingen die leiden tot soortvorming vanuit
GMVO
1.1. Ontwikkeling van het evolutionair denken
1.1.1. Pre-Darwiaanse visie op samenhang en evolutie
Griekse denkers hadden noties over potentiële transmutatie en gaven zelf een
prototype van het mechanisme van natuurlijke selectie: individuen met toevallig
verworven gunstige kenmerken overleven beter
• Twee bekendste (Plato, Aristoteles) lieten geen plaats voor een visie ivbm evolutie
• Aristoteles: levende vormen geordend, perfect, onveranderlijk
16e en 17e eeuw: creationisme => de aarde is slechts een paar duizend jaar oud, en elk
organisme is door God in één week gebouwd, permanent en onveranderlijk
• Natuurlijke theologie: het plan van de schepper doorgronden via de studie van de
natuur => adaptatie als evidentie voor het feit dat de Schepper elk soort apart vorm
had gegeven met een welbepaalde functie
Carolus Linnaeus (1707-1778) creëerde de binomiale nomenclatuur en een
classificatiesysteem waarbij gelijkende soorten gegroepeerd worden in een
hiërarchisch systeem. Niet verbonden met evolutie
Charles Robert Darwin (1809 -1882) haalde later inspiratie uit verschillende bronnen
• Carolus Linnaeus (classificatiesysteem)
• Bestaan van fossielen
Georges Cuvier (1769-1832)1: hoe dieper de strata hoe sterker de morfologische
afwijkingen van moderne organisme
• Geologie
James Hutton (1726-1797)2: grote diversiteit aan landvormen te verklaren aan de
hand van huidige geologische mechanismen
Charles Lyell (1797-1875): geologische processen zijn onveranderlijk gebleven tijdens
de geschiedenis van de aarde
➔ Het feit dat geologische veranderingen traag en continu zijn betekend dat de
aarde ouder is dan Christen geloofde
1
Catastrofeleer
2
Gradualisme
, ➔ Zeer trage en subtiele processen doorheen giga tijdsperiode kunnen aanleiding
geven tot zeer grote veranderingen
Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) meende verschillende afstammingslijnen te
ontwaren, opgebouwd uit chronologische reeksen fossielen
• Innerlijke krachten zorgen ervoor dat nakomelingen lichtjes afwijken
• Use en disuse: intensief gebruikte lichaamsdelen groter en sterker, en omgekeerd
• The inheritance of acquired characteristiscs: verandingen op gedaan tijdens het
leven kunnen doorgegeven worden aan nakomelingen := aanpassing aan omgeving
als primair product van evolutie
➔ Proces van evolutie beste verklaring voor diversiteit
➔ Erkenning van enorme ouderdom v.d. aarde
1.1.2. Charles Robert Darwin en Alfred Russel Wallace
Darwin’s traject: geneeskunde -> geestelijke (wetenschappers stonden onder de term
‘natuurlijke theologen’) -> Beagle tocht om zeekaarten op te stellen
Oost- en Westkust van Zuid-Amerika, twee maanden nabij
de Galapagos eilanden (sterk geïsoleerd eiland, recente
vulkanische oorsprong)
Zuid-amerikaanse species verschillende hard van de
Europese, maar toonde verwantschappen met die van de
Neotropen
• Geografische distrubutiepatronen
• Leek dat de eilanden i.h. verleden gekoloniseerd waren door organismen
van het vasteland.
Darwin kwam tot zijn theorie aan de hand van:
Principles of Geology (Lyell)
An essay on the Principle of Populations… (Thomas Maltus)
• Beschreef hoe sterke intiele populatietoename kan leiden tot voedselnood,… en
een vermindering in populatie groei
• Darwin haalde hieruit het principe van overproductie, soorten sterker toenemen
dan beschikbaar voedsel,…
Alfred Russel kwam tegelijk tot zelfde theorie door zijn studie naar de diversiteit en
distrubutie van planten en dieren
, 1.1.3. Ontwikkeling van Neo-Darwinistische denken
Belangrijke conclusie m.b.t. Darwinisme
i. Het patroon van diversiteit aan levensvormen kan verklaard worden a.d.h.v.
afstamming met aanpassing van voorouderlijke soorten
ii. Het proces van natuurlijke selectie werkzaam over evolutionaire tijdschalen vormt
het onderliggende mechanisme voor het waargenomen patroon van afstamming
met aanpassing
Kenmerken doorgeven aan volgende generaties
• Darwin wist niet hoe, ookal leefde die tegelijk met Johann Mendel (1822-1884)
• Vorming nieuwe soorten theorie pas begin 20e eeuw
Eind 19e eeuw
• Hugo de Vries (1848-1935), kweekexperimenten
• William Bateson (1861-1926), genetische termen
Evolutie gebeurde volgens hen niet door kleine, graduele verschuivingen maar
door abrupte veranderingen => verzet tegen Darwin
Dr. James, D. Watson, Dr Francis Crick (1953)
• DNA slaat erfelijke eigenschappen op en kan ook doorgeven
• DNA bestaat uit twee strengen, de volgorde van de basen vormt de erfelijke
boodschap
Theodosius Dobzhansky, Ronald Fisher, Julian Huxley, Ernst Mayr, Sewell right
• Combinatie Darwinisme en genetica
• Genfrequenties wijzigen onder invloed van natuurlijke selectie
• Verschuivingen in distrubusties van kenmerken tussen generaties beschrijven
Neo-Darwinisme of Nieuwe Synthese
• Variaties tussen individuen binnen populaties verklaard in termen van mutaties,
die genetische variatie veroorzaak waarop natuurlijke selectie werkt
Neutrale theorie
• Genetische drift belangrijkst mechanisme in evolutiue
1.2. Aanwijzingen voor het bestaan van evolutie
1.2.1. Aanwijzingen uit de paleonthologie
Directe aanwijzingen via ontdekking, identificatie en datering van fossielen
Datering aan de hand van
• Index fossielen
Chronologische rangschikking van fossielen
• Radioactieve isotopen: na 1 halfwaardetijd slechts 50% isotopen, ouderdom
bepaling
• Extraheren DNA
Geen representief staal v.d. organismen die in bepaald tijsperiode voorkwamen,
kenmerken v.h. habitat en organisme zelf bepalen kans op fossiliseren
0. Algemene inleiding
Onderzoek domein:= interacties tussen biotische en abiotische factoren
Sterke links met: evolutionaire disciplines, geologie, scheikunde,… alles
Wisselwerking met de ‘humane’ wetenschappen telkens belangrijker door de invloed
van menselijke activiteiten op natuurlijke systemen (antropogene activiteiten)
Onderzoek op verschillende niveaus
Populatie: groep van individuen van eenzelfde soort die op een bepaald moment in de
ruimte en tijd samenleven en met elkaar interageren
• Auto-ecologisch onderzoek: onderzoek naar individuen van eenzelfde soort
• Vormen de evolutionaire eenheid waarop natuurlijke selectie inwerkt
Gemeenschap: geheel van alle populaties van alle soorten die met elkaar interageren in
een welbepaald gebied
• Synecologisch onderzoek: onderzoek naar deze leefgemeenschappen
• Interacties op basis van: predatie, competitie, co-operatie,…
Ecosysteem linkt een gemeenschap aan een welbepaalde abiotische omgeving
• Op basis van neerslag, tempratuur,…
• Hoe heeft bv. Een woestijngebied invloed op de leefgemeenschappen
Biosfeer omvat de complexe fysische en chemische relaties tussen biota, atmosfeer,
hydrosfeer, en litosfeer
• Zoals het effect van grootschalige ontbossing
• Globale ecologische systeem, dat alle aardse gemeenschappen omvat
Opbouw van de cursus
Evolutie-theorie biedt een verklaring voor het bestaan van de enorme diversiteit in
levensvormen, hoe ze tot stand kwam en hoe ze bestendigd wordt.
• Niet over een individu, maar populaties
• Aanwijzingen van evolutie, mechanisme van natuurlijke selectie, effect op gedrag en
soortvorming
Populatie/gemeenschap-ecologie op zoek naar de karakteristieken van twee belangrijke
niveaus van biologische organisatie
• Populatiekenmerken: densitiet, leeftijdsstructuur, verspreiding
• Populatie => gemeenschappelijk genetisch reservoir
• Gemeenschapkenmerken: soortensamenstelling, abundantie, en interspecifieke
interacties
Ecosysteem ecologie gaat over het ontstaan van leven, het klimaat, energiestroom,…
• Gemeenschappen en de abiotische factoren
Mens en biosfeer: antropogene activiteiten, invloed van de mens
,1. Evolutionaire ecologie
Charles Robert Darwin ontwikkelde een theorie m.b.t. het ontstaan (en voortbestaan)
van diversiteit: alle bestaande en reeds uitgestorven soorten stammen af van
gemeenschappelijke voorouders door het proces van graduele divergentie of ‘evolutie’.
• Accumulatie van overgeërfde veranderingen binnen populaties in de tijd, waardoor
soortvorming kan optreden
Evolutie verwijst naar verandering van karakteristieken van populaties over een
tijdbestek van vele generaties
• Micro-evolutie: korte-termijn aanpassing aan veranderende milieuomstandigheden
• Macro-evolutie: lang-termijn aanpassingen die leiden tot soortvorming vanuit
GMVO
1.1. Ontwikkeling van het evolutionair denken
1.1.1. Pre-Darwiaanse visie op samenhang en evolutie
Griekse denkers hadden noties over potentiële transmutatie en gaven zelf een
prototype van het mechanisme van natuurlijke selectie: individuen met toevallig
verworven gunstige kenmerken overleven beter
• Twee bekendste (Plato, Aristoteles) lieten geen plaats voor een visie ivbm evolutie
• Aristoteles: levende vormen geordend, perfect, onveranderlijk
16e en 17e eeuw: creationisme => de aarde is slechts een paar duizend jaar oud, en elk
organisme is door God in één week gebouwd, permanent en onveranderlijk
• Natuurlijke theologie: het plan van de schepper doorgronden via de studie van de
natuur => adaptatie als evidentie voor het feit dat de Schepper elk soort apart vorm
had gegeven met een welbepaalde functie
Carolus Linnaeus (1707-1778) creëerde de binomiale nomenclatuur en een
classificatiesysteem waarbij gelijkende soorten gegroepeerd worden in een
hiërarchisch systeem. Niet verbonden met evolutie
Charles Robert Darwin (1809 -1882) haalde later inspiratie uit verschillende bronnen
• Carolus Linnaeus (classificatiesysteem)
• Bestaan van fossielen
Georges Cuvier (1769-1832)1: hoe dieper de strata hoe sterker de morfologische
afwijkingen van moderne organisme
• Geologie
James Hutton (1726-1797)2: grote diversiteit aan landvormen te verklaren aan de
hand van huidige geologische mechanismen
Charles Lyell (1797-1875): geologische processen zijn onveranderlijk gebleven tijdens
de geschiedenis van de aarde
➔ Het feit dat geologische veranderingen traag en continu zijn betekend dat de
aarde ouder is dan Christen geloofde
1
Catastrofeleer
2
Gradualisme
, ➔ Zeer trage en subtiele processen doorheen giga tijdsperiode kunnen aanleiding
geven tot zeer grote veranderingen
Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) meende verschillende afstammingslijnen te
ontwaren, opgebouwd uit chronologische reeksen fossielen
• Innerlijke krachten zorgen ervoor dat nakomelingen lichtjes afwijken
• Use en disuse: intensief gebruikte lichaamsdelen groter en sterker, en omgekeerd
• The inheritance of acquired characteristiscs: verandingen op gedaan tijdens het
leven kunnen doorgegeven worden aan nakomelingen := aanpassing aan omgeving
als primair product van evolutie
➔ Proces van evolutie beste verklaring voor diversiteit
➔ Erkenning van enorme ouderdom v.d. aarde
1.1.2. Charles Robert Darwin en Alfred Russel Wallace
Darwin’s traject: geneeskunde -> geestelijke (wetenschappers stonden onder de term
‘natuurlijke theologen’) -> Beagle tocht om zeekaarten op te stellen
Oost- en Westkust van Zuid-Amerika, twee maanden nabij
de Galapagos eilanden (sterk geïsoleerd eiland, recente
vulkanische oorsprong)
Zuid-amerikaanse species verschillende hard van de
Europese, maar toonde verwantschappen met die van de
Neotropen
• Geografische distrubutiepatronen
• Leek dat de eilanden i.h. verleden gekoloniseerd waren door organismen
van het vasteland.
Darwin kwam tot zijn theorie aan de hand van:
Principles of Geology (Lyell)
An essay on the Principle of Populations… (Thomas Maltus)
• Beschreef hoe sterke intiele populatietoename kan leiden tot voedselnood,… en
een vermindering in populatie groei
• Darwin haalde hieruit het principe van overproductie, soorten sterker toenemen
dan beschikbaar voedsel,…
Alfred Russel kwam tegelijk tot zelfde theorie door zijn studie naar de diversiteit en
distrubutie van planten en dieren
, 1.1.3. Ontwikkeling van Neo-Darwinistische denken
Belangrijke conclusie m.b.t. Darwinisme
i. Het patroon van diversiteit aan levensvormen kan verklaard worden a.d.h.v.
afstamming met aanpassing van voorouderlijke soorten
ii. Het proces van natuurlijke selectie werkzaam over evolutionaire tijdschalen vormt
het onderliggende mechanisme voor het waargenomen patroon van afstamming
met aanpassing
Kenmerken doorgeven aan volgende generaties
• Darwin wist niet hoe, ookal leefde die tegelijk met Johann Mendel (1822-1884)
• Vorming nieuwe soorten theorie pas begin 20e eeuw
Eind 19e eeuw
• Hugo de Vries (1848-1935), kweekexperimenten
• William Bateson (1861-1926), genetische termen
Evolutie gebeurde volgens hen niet door kleine, graduele verschuivingen maar
door abrupte veranderingen => verzet tegen Darwin
Dr. James, D. Watson, Dr Francis Crick (1953)
• DNA slaat erfelijke eigenschappen op en kan ook doorgeven
• DNA bestaat uit twee strengen, de volgorde van de basen vormt de erfelijke
boodschap
Theodosius Dobzhansky, Ronald Fisher, Julian Huxley, Ernst Mayr, Sewell right
• Combinatie Darwinisme en genetica
• Genfrequenties wijzigen onder invloed van natuurlijke selectie
• Verschuivingen in distrubusties van kenmerken tussen generaties beschrijven
Neo-Darwinisme of Nieuwe Synthese
• Variaties tussen individuen binnen populaties verklaard in termen van mutaties,
die genetische variatie veroorzaak waarop natuurlijke selectie werkt
Neutrale theorie
• Genetische drift belangrijkst mechanisme in evolutiue
1.2. Aanwijzingen voor het bestaan van evolutie
1.2.1. Aanwijzingen uit de paleonthologie
Directe aanwijzingen via ontdekking, identificatie en datering van fossielen
Datering aan de hand van
• Index fossielen
Chronologische rangschikking van fossielen
• Radioactieve isotopen: na 1 halfwaardetijd slechts 50% isotopen, ouderdom
bepaling
• Extraheren DNA
Geen representief staal v.d. organismen die in bepaald tijsperiode voorkwamen,
kenmerken v.h. habitat en organisme zelf bepalen kans op fossiliseren
