Wetenschap & techniek
Inhoud levende natuur
Systematiek
Er zijn veel soorten organismen op deze wereld. Wetenschappers maakten schattingen tot meer dan 8 miljoen. Van die
miljoen soorten is er nog maar een klein deel ontdekt en beschreven door de wetenschap. Vooral de micro-organismen
zijn nog onbekend…
Taxonomie, fylogenie & systematiek
Er is behoefte aan een structuur, een ordening, een systeem om soorten te beschrijven. Een systeem dat
organismen indeelt in grote groepen (dieren en gewervelde dieren) en dat binnen die groepen weer kleinere
groepen onderscheidt (zoogdieren), tot er nog één soort overblijft (zebra).
Taxonomie is de tak binnen de wetenschap die zich bezighoudt
met het vinden, beschrijven, tekenen, benoemen en indelen van
organismen. Sinds de RNA en DNA gebeurt de indeling van
organismen veel preciezer, de wetenschap die zich bezighoudt met
het onderzoeken van de ontstaansgeschiedenis van een groep
organismen, heet fylogenie. Een cladogram (afstammingsschema)
is een model die de afstamming schematisch weergeeft.
=> De taxonomie en de fylogenie vormen samen de systematiek.
Dat is de methode om soorten op basis van kenmerken te rangschikken en in te delen op basis van hun
verwantschap. Het heeft dus geen inzicht in de evolutionaire geschiedenis van het leven op aarde.
Classificeren betekent grenzen trekken tussen verschillende groepen, in de natuur zijn er echter niet zo strikte
grenzen. Vandaar dat men vaak uitzonderingen vindt binnen een groep, of een groep moeten herzien op basis
van nieuwe inzichten. Systematiek is een tak binnen de wetenschap die in beweging is.
De basiseenheid in een taxonomische opdeling is een soort (species). Een soort is een groep van organismen die
zich onder natuurlijke omstandigheden onderling kunnen voortplanten en waarvan de nakomelingen zich ook
kunnen voortplanten. Hondenrassen zijn dezelfde soort, een paard en een ezel niet.
Verdieping
De nakomelingen van een paardenhengst en een ezelin, is een muilezel. Bij een paardenmerrie en een
ezelhengst is dit een muildier of een muilpaard. Muilezel nog muildier kunnen zich voortplanten, daarom
worden paarden en ezels als verschillende diersoorten gezien.
Verklaring binnen het aantal chromosomen:
Een paar heeft 64 chromosomen (32 paar), een ezel heeft 62 chromosomen (31 paar). Hun nageslacht heeft 63
chromosomen waarvan één paardenchromosoom, dit geeft problemen bij de verdere voortplanting.
Taxonomisch indelen gebeurt hiërarchisch met elk zijn eigen voorvoegsel:
,Wetenschappelijke naamgeving
In ander, en zelfs in eigen, taalgebied bestaat er soms verwarring over soortnamen. Er is dus nood aan een
naamgeving die voor iedereen dezelfde is en duidelijk is.
!! Nomenclatuur is het systeem van wetenschappelijke naamgeving dat wordt toegepast op organismen. Het legt
een aantal regels op bij de naamgeving. De soortnaam is meestal tweedelig en bestaat uit Latijnse of
gelatiniseerde woorden. Het eerste deel is de geslachtsnaam (genus), het tweede is specifiek voor elke soort.
BV: Homo Habilis => Homo (genus) Habilis (bepalen soort)
Op zoek naar een dier, plant of schimmel?
Stel dat je een organisme vindt en je wil graag weten wat het is, dankzij de systematiek en een determineertabel
kan je makkelijk de soort op naam brengen. Voor elke groep van dieren, planten en schimmels bestaan
determineertabellen: van zeer eenvoudige tot zeer complexe wetenschappelijke tabellen.
Wat is leven?
Levende wezens voldoen aan volgende kenmerken:
- Ze kunnen gassen uitwisselen met de omgeving
- Ze kunnen zich voeden
- Ze kunnen afvalstoffen uitscheiden
- Ze kunnen bewegen, groeien en waarnemen
- Ze kunnen zich zelfstandig voortplanten en evolutie vertonen
?? Virussen: virussen voldoen niet aan die omschrijving. Ze voeden zich niet, ze ademen niet,
scheiden geen afvalstoffen uit en groeien niet. Ook kunnen ze zich zelf niet voortplanten, ze
infecteren cellen van levende wezens en maken nieuwe virussen door gebruik te maken van
de onderdelen van cellen van levende wezens. Ze zijn niks anders dan een hoeveelheid
erfelijk materiaal in een omhulsel van eiwit.
Hoe verloopt een virusinfectie?
1. Het virus hecht zich vast aan een levende cel met de hechtharen.
2. Het erfelijke materiaal van het virus wordt in de cel gespoten waar het genetische
materiaal van de virus zich kopieert dankzij de celstructuren van de levende cel.
3. Er worden eiwitmantels gevormd, binnen 30 min kunnen 200-tal nieuwe virussen ontstaan.
Op die manier kan de infectie zeer snel verlopen, toch kan de incubatietijd bij een virusinfectie sterk uiteenlopen
van dagen tot jaren!
Zes rijken – Woese
Om alle levende wezens op aarde in te delen in grote groepen
heeft men zich gebaseerd op deze kenmerken:
De aanwezigheid van een celkern
Een eencellige of meercellige opbouw
De manier van voeden
Een domein is de hoogte taxonomische rang, daarop volgende
rijken. Afhankelijk van het gebruikte systeem spreekt men van 2
of 3 domeinen en 3 tot 6 rijken. Woeste onderscheidde 6 rijken:
, De aanwezigheid van een celkern & opbouw
Op basis van de celkern kan men al een eerste belangrijke opsplitsing maken: de twee rijken, Archaea en
Bacteria zijn eencellige organismen die geen kernmembraan hebben en dus geen celkern hebben. Bij
deze organismen ligt het genetische materiaal (chromosomen) vrij in de cel.
De andere rijken behoren tot de eukaryoten, organismen met een kernmembraan en een celkern. Het
genetische materiaal (DNA) ligt in deze celkern opgeslagen.
!! Alle cellen van de 6 rijken hebben een
celmembraan, maar niet alle cellen hebben
een celwand. De celwand is een
onderscheidend kenmerk. Bacteriën hebben
steeds een celwand, archaea meestal maar
niet altijd. Cellen van planten en schimmels
hebben ook altijd een celwand, bij dierlijke
organismen ontbreekt de celwand.
Wat betreft de bouw zijn Archaea en bacteriën steeds eencellig, protisten en schimmels kunnen
eencellig of meercellig zijn, terwijl planten en dieren altijd meercellig zijn.
De manier van voeden
De voedingswijze is ook een belangrijk onderscheidend kenmerk. Men onderscheidt autotrofe en
heterotrofe organismen. Autotrofen zijn organismen die uit een anorganische koolstofbron zelf hun
eigen voedsel (suikers) kunnen opbouwen (meestal door fotosynthese). Heterotrofen voeden zich met
door andere organismen opgebouwde voedingsstoffen (suikers), ze maken zelf geen suikers aan en
gebruiken een organische koolstofbron.
Archaea, bacteriën en protisten kunnen autotroof en heterotroof zijn. Planten zijn bijna allemaal
autotroof, dieren en schimmels zijn heterotroof.
Archaea Bacteriën Protisten Planten Schimmels Dieren
Genetisch ringvormig DNA ringvormig DNA chromosomen chromosomen chromosomen chromosomen
materiaal ligt vrij in de cel ligt vrij in de cel in celkern in celkern in celkern in celkern
Celwand + of - + + of - + + -
Bouw eencellig eencellig eencellig of meercellig eencellig of meercellig
meercellig meercellig
Voedsel autotroof of autotroof of autotroof of autotroof heterotroof heterotroof
heterotroof heterotroof heterotroof
Voort- flagel (anders flagel (anders flagel of nee nee ja
beweging dan bacteriën) dan archaea) gecoördineerde
bewegingen van
cellen
Archaea en Bacteria
Kenmerken Archaea en bacteriën:
- Ze zijn eencellig, maar één cel groot
- Ze hebben geen celkern
- De celinhoud bestaat uit cytoplasma met DNA
- Rond het cytoplasma zit een celmembraan met daarrond (meestal) nog een celwand
- Sommige bacteriën hebben een extra kapsel/slijmlaag ter bescherming
- Aan de buitenkant kunnen zich uitsteeksels bevinden
- De celgrootte varieert tussen 0,1 en 15 µm
- Ze planten zich voort via celdeling (een cel deelt zich door 2 identieke cellen), er is een exponentiële groei
, Archaea
De Archaea (de oerbacteriën) zijn een rijk van eencellige organismen zonder celkern. Er worden meer
dan 200 soorten te onderscheiden. Het zijn de stoere binken onder de eencelligen, je kan ze terugvinden
in extreme omstandigheden: bij zeer hoge temperaturen, zeer lage temperaturen, in zeer
zoute/zure/basische omgevingen. Ze worden gevonden in rioolwater of gewoon in de bodem.
!! De Archaea houden van extreme omstandigheden maar zijn totaal onschadelijk.
Bacteria
De Bacteria zijn een rijk van eencellige organismen zonder celkern, soms komen ze voor in eenvoudige
kolonies. Men heeft geen idee hoeveel soorten bacteriën er zijn, er is nog veel te ontdekken! Van alle
rijken heeft het rijk van de bacteriën de grootte genetische variatie in zijn DNA, ook zijn er bacteriën met
nieuwe eigenschappen die nuttig kunnen zijn voor de productie van medicijnen, …
De meeste bacteriën zijn niet schadelijk, maar vaak wel erg nuttig (bacteriën in onze darmflora of op
onze huid die nodig zijn voor een goede gezondheid)
=> Een wereld zonder bacteriën zou niet leefbaar zijn, veel bacteriën zijn nodig om natuurlijke processen
gaande te houden. In de bodem breken ze (met schimmels) organisch materiaal af zodat de nutriënten
weer beschikbaar worden voor planten. Ze zijn ook onmisbaar bij de stikstofomloop, planten hebben
stikstof nodig om te kunnen groeien, bacteriën zorgen dat de stikstof in de grond beschikbaar wordt.
Helaas ook schadelijk voor de gezondheid, gelukkig werkt antibiotica hiertegen. Toch kunnen deze
bacteriën door hun exponentiële groei in grote aantallen voorkomen en dus oncontroleerbare ziektes
veroorzaken.
!! Micro-organismen of microbes zijn NIET hetzelfde als bacteriën. Een micro-organisme is een organisme
dat te klein is om met het blote oog te kunnen zien, ze omvatten naast alle eencelligen ook kleine
meercellige soorten zoals kleine wormpjes.
Protisten
Protisten zijn eukaryoten, ze hebben in de cel een echte celkern met erfelijk materiaal. Meestal zijn ze eencellig.
!! Eigenlijk wordt de groep van de protisten niet meer erkend door de wetenschap, het gaat om een diverse groep
met tientallen stammen die nauwelijks verwant zijn met elkaar. Je kan deze groep beschouwen als een
mengelmoes van groepen die men nergens anders thuis kon brengen.
Binnen deze groep vind je autotrofen én heterotrofen. We richten ons op de autotrofen:
BV de slijmzwammen. Slijmzwammen zijn met het blote oog zichtbaar en lijken vaak op een klodder slijm. Ze zijn
in staat zich te verplaatsen, ze gedragen zich als een gigantische amoebe die langzaam rondkruipt.
Eencellige wieren
Eencellige protisten zoals het oogwiertje zijn vrij eenvoudig van
structuur: deze eencellige heeft een intens groene kleur door de
bladgroenkorrels die instaan voor fotosynthese, een flagel om zich
voort te bewegen en een oranje oogvlek. Deze oogvlek bevat
caroteen en kan licht waarnemen, op deze manier kan deze
eencellige dankzij de flagel in de richting van het licht bewegen.
Het oogwiertje vind je vooral in riolen en afvalputten, wanneer er geen licht is schakelen ze over naar
een heterotrofe levenswijze. Het oogwiertje kan dus naargelang de omstandigheden autotroof of
heterotroof zijn. Zo een organisme noemt men een mixotroof.
Eencellige wiertjes zijn alleen met de microscoop te zien
Ze kunnen veel verschillende vormen aannemen
Inhoud levende natuur
Systematiek
Er zijn veel soorten organismen op deze wereld. Wetenschappers maakten schattingen tot meer dan 8 miljoen. Van die
miljoen soorten is er nog maar een klein deel ontdekt en beschreven door de wetenschap. Vooral de micro-organismen
zijn nog onbekend…
Taxonomie, fylogenie & systematiek
Er is behoefte aan een structuur, een ordening, een systeem om soorten te beschrijven. Een systeem dat
organismen indeelt in grote groepen (dieren en gewervelde dieren) en dat binnen die groepen weer kleinere
groepen onderscheidt (zoogdieren), tot er nog één soort overblijft (zebra).
Taxonomie is de tak binnen de wetenschap die zich bezighoudt
met het vinden, beschrijven, tekenen, benoemen en indelen van
organismen. Sinds de RNA en DNA gebeurt de indeling van
organismen veel preciezer, de wetenschap die zich bezighoudt met
het onderzoeken van de ontstaansgeschiedenis van een groep
organismen, heet fylogenie. Een cladogram (afstammingsschema)
is een model die de afstamming schematisch weergeeft.
=> De taxonomie en de fylogenie vormen samen de systematiek.
Dat is de methode om soorten op basis van kenmerken te rangschikken en in te delen op basis van hun
verwantschap. Het heeft dus geen inzicht in de evolutionaire geschiedenis van het leven op aarde.
Classificeren betekent grenzen trekken tussen verschillende groepen, in de natuur zijn er echter niet zo strikte
grenzen. Vandaar dat men vaak uitzonderingen vindt binnen een groep, of een groep moeten herzien op basis
van nieuwe inzichten. Systematiek is een tak binnen de wetenschap die in beweging is.
De basiseenheid in een taxonomische opdeling is een soort (species). Een soort is een groep van organismen die
zich onder natuurlijke omstandigheden onderling kunnen voortplanten en waarvan de nakomelingen zich ook
kunnen voortplanten. Hondenrassen zijn dezelfde soort, een paard en een ezel niet.
Verdieping
De nakomelingen van een paardenhengst en een ezelin, is een muilezel. Bij een paardenmerrie en een
ezelhengst is dit een muildier of een muilpaard. Muilezel nog muildier kunnen zich voortplanten, daarom
worden paarden en ezels als verschillende diersoorten gezien.
Verklaring binnen het aantal chromosomen:
Een paar heeft 64 chromosomen (32 paar), een ezel heeft 62 chromosomen (31 paar). Hun nageslacht heeft 63
chromosomen waarvan één paardenchromosoom, dit geeft problemen bij de verdere voortplanting.
Taxonomisch indelen gebeurt hiërarchisch met elk zijn eigen voorvoegsel:
,Wetenschappelijke naamgeving
In ander, en zelfs in eigen, taalgebied bestaat er soms verwarring over soortnamen. Er is dus nood aan een
naamgeving die voor iedereen dezelfde is en duidelijk is.
!! Nomenclatuur is het systeem van wetenschappelijke naamgeving dat wordt toegepast op organismen. Het legt
een aantal regels op bij de naamgeving. De soortnaam is meestal tweedelig en bestaat uit Latijnse of
gelatiniseerde woorden. Het eerste deel is de geslachtsnaam (genus), het tweede is specifiek voor elke soort.
BV: Homo Habilis => Homo (genus) Habilis (bepalen soort)
Op zoek naar een dier, plant of schimmel?
Stel dat je een organisme vindt en je wil graag weten wat het is, dankzij de systematiek en een determineertabel
kan je makkelijk de soort op naam brengen. Voor elke groep van dieren, planten en schimmels bestaan
determineertabellen: van zeer eenvoudige tot zeer complexe wetenschappelijke tabellen.
Wat is leven?
Levende wezens voldoen aan volgende kenmerken:
- Ze kunnen gassen uitwisselen met de omgeving
- Ze kunnen zich voeden
- Ze kunnen afvalstoffen uitscheiden
- Ze kunnen bewegen, groeien en waarnemen
- Ze kunnen zich zelfstandig voortplanten en evolutie vertonen
?? Virussen: virussen voldoen niet aan die omschrijving. Ze voeden zich niet, ze ademen niet,
scheiden geen afvalstoffen uit en groeien niet. Ook kunnen ze zich zelf niet voortplanten, ze
infecteren cellen van levende wezens en maken nieuwe virussen door gebruik te maken van
de onderdelen van cellen van levende wezens. Ze zijn niks anders dan een hoeveelheid
erfelijk materiaal in een omhulsel van eiwit.
Hoe verloopt een virusinfectie?
1. Het virus hecht zich vast aan een levende cel met de hechtharen.
2. Het erfelijke materiaal van het virus wordt in de cel gespoten waar het genetische
materiaal van de virus zich kopieert dankzij de celstructuren van de levende cel.
3. Er worden eiwitmantels gevormd, binnen 30 min kunnen 200-tal nieuwe virussen ontstaan.
Op die manier kan de infectie zeer snel verlopen, toch kan de incubatietijd bij een virusinfectie sterk uiteenlopen
van dagen tot jaren!
Zes rijken – Woese
Om alle levende wezens op aarde in te delen in grote groepen
heeft men zich gebaseerd op deze kenmerken:
De aanwezigheid van een celkern
Een eencellige of meercellige opbouw
De manier van voeden
Een domein is de hoogte taxonomische rang, daarop volgende
rijken. Afhankelijk van het gebruikte systeem spreekt men van 2
of 3 domeinen en 3 tot 6 rijken. Woeste onderscheidde 6 rijken:
, De aanwezigheid van een celkern & opbouw
Op basis van de celkern kan men al een eerste belangrijke opsplitsing maken: de twee rijken, Archaea en
Bacteria zijn eencellige organismen die geen kernmembraan hebben en dus geen celkern hebben. Bij
deze organismen ligt het genetische materiaal (chromosomen) vrij in de cel.
De andere rijken behoren tot de eukaryoten, organismen met een kernmembraan en een celkern. Het
genetische materiaal (DNA) ligt in deze celkern opgeslagen.
!! Alle cellen van de 6 rijken hebben een
celmembraan, maar niet alle cellen hebben
een celwand. De celwand is een
onderscheidend kenmerk. Bacteriën hebben
steeds een celwand, archaea meestal maar
niet altijd. Cellen van planten en schimmels
hebben ook altijd een celwand, bij dierlijke
organismen ontbreekt de celwand.
Wat betreft de bouw zijn Archaea en bacteriën steeds eencellig, protisten en schimmels kunnen
eencellig of meercellig zijn, terwijl planten en dieren altijd meercellig zijn.
De manier van voeden
De voedingswijze is ook een belangrijk onderscheidend kenmerk. Men onderscheidt autotrofe en
heterotrofe organismen. Autotrofen zijn organismen die uit een anorganische koolstofbron zelf hun
eigen voedsel (suikers) kunnen opbouwen (meestal door fotosynthese). Heterotrofen voeden zich met
door andere organismen opgebouwde voedingsstoffen (suikers), ze maken zelf geen suikers aan en
gebruiken een organische koolstofbron.
Archaea, bacteriën en protisten kunnen autotroof en heterotroof zijn. Planten zijn bijna allemaal
autotroof, dieren en schimmels zijn heterotroof.
Archaea Bacteriën Protisten Planten Schimmels Dieren
Genetisch ringvormig DNA ringvormig DNA chromosomen chromosomen chromosomen chromosomen
materiaal ligt vrij in de cel ligt vrij in de cel in celkern in celkern in celkern in celkern
Celwand + of - + + of - + + -
Bouw eencellig eencellig eencellig of meercellig eencellig of meercellig
meercellig meercellig
Voedsel autotroof of autotroof of autotroof of autotroof heterotroof heterotroof
heterotroof heterotroof heterotroof
Voort- flagel (anders flagel (anders flagel of nee nee ja
beweging dan bacteriën) dan archaea) gecoördineerde
bewegingen van
cellen
Archaea en Bacteria
Kenmerken Archaea en bacteriën:
- Ze zijn eencellig, maar één cel groot
- Ze hebben geen celkern
- De celinhoud bestaat uit cytoplasma met DNA
- Rond het cytoplasma zit een celmembraan met daarrond (meestal) nog een celwand
- Sommige bacteriën hebben een extra kapsel/slijmlaag ter bescherming
- Aan de buitenkant kunnen zich uitsteeksels bevinden
- De celgrootte varieert tussen 0,1 en 15 µm
- Ze planten zich voort via celdeling (een cel deelt zich door 2 identieke cellen), er is een exponentiële groei
, Archaea
De Archaea (de oerbacteriën) zijn een rijk van eencellige organismen zonder celkern. Er worden meer
dan 200 soorten te onderscheiden. Het zijn de stoere binken onder de eencelligen, je kan ze terugvinden
in extreme omstandigheden: bij zeer hoge temperaturen, zeer lage temperaturen, in zeer
zoute/zure/basische omgevingen. Ze worden gevonden in rioolwater of gewoon in de bodem.
!! De Archaea houden van extreme omstandigheden maar zijn totaal onschadelijk.
Bacteria
De Bacteria zijn een rijk van eencellige organismen zonder celkern, soms komen ze voor in eenvoudige
kolonies. Men heeft geen idee hoeveel soorten bacteriën er zijn, er is nog veel te ontdekken! Van alle
rijken heeft het rijk van de bacteriën de grootte genetische variatie in zijn DNA, ook zijn er bacteriën met
nieuwe eigenschappen die nuttig kunnen zijn voor de productie van medicijnen, …
De meeste bacteriën zijn niet schadelijk, maar vaak wel erg nuttig (bacteriën in onze darmflora of op
onze huid die nodig zijn voor een goede gezondheid)
=> Een wereld zonder bacteriën zou niet leefbaar zijn, veel bacteriën zijn nodig om natuurlijke processen
gaande te houden. In de bodem breken ze (met schimmels) organisch materiaal af zodat de nutriënten
weer beschikbaar worden voor planten. Ze zijn ook onmisbaar bij de stikstofomloop, planten hebben
stikstof nodig om te kunnen groeien, bacteriën zorgen dat de stikstof in de grond beschikbaar wordt.
Helaas ook schadelijk voor de gezondheid, gelukkig werkt antibiotica hiertegen. Toch kunnen deze
bacteriën door hun exponentiële groei in grote aantallen voorkomen en dus oncontroleerbare ziektes
veroorzaken.
!! Micro-organismen of microbes zijn NIET hetzelfde als bacteriën. Een micro-organisme is een organisme
dat te klein is om met het blote oog te kunnen zien, ze omvatten naast alle eencelligen ook kleine
meercellige soorten zoals kleine wormpjes.
Protisten
Protisten zijn eukaryoten, ze hebben in de cel een echte celkern met erfelijk materiaal. Meestal zijn ze eencellig.
!! Eigenlijk wordt de groep van de protisten niet meer erkend door de wetenschap, het gaat om een diverse groep
met tientallen stammen die nauwelijks verwant zijn met elkaar. Je kan deze groep beschouwen als een
mengelmoes van groepen die men nergens anders thuis kon brengen.
Binnen deze groep vind je autotrofen én heterotrofen. We richten ons op de autotrofen:
BV de slijmzwammen. Slijmzwammen zijn met het blote oog zichtbaar en lijken vaak op een klodder slijm. Ze zijn
in staat zich te verplaatsen, ze gedragen zich als een gigantische amoebe die langzaam rondkruipt.
Eencellige wieren
Eencellige protisten zoals het oogwiertje zijn vrij eenvoudig van
structuur: deze eencellige heeft een intens groene kleur door de
bladgroenkorrels die instaan voor fotosynthese, een flagel om zich
voort te bewegen en een oranje oogvlek. Deze oogvlek bevat
caroteen en kan licht waarnemen, op deze manier kan deze
eencellige dankzij de flagel in de richting van het licht bewegen.
Het oogwiertje vind je vooral in riolen en afvalputten, wanneer er geen licht is schakelen ze over naar
een heterotrofe levenswijze. Het oogwiertje kan dus naargelang de omstandigheden autotroof of
heterotroof zijn. Zo een organisme noemt men een mixotroof.
Eencellige wiertjes zijn alleen met de microscoop te zien
Ze kunnen veel verschillende vormen aannemen
