Samenvatting Ecologie
Hoofdstuk 5
Natuurlijke selectie: verschillend succes in overleving en voortplanting binnen individuen. Er is
sprake van selectie door interactie met de omgeving. De ene individu heeft toevallig een bepaalde
aanpassing waardoor hij in bepaalde milieus een voordeel heeft op andere individuen.
Er zijn twee voorwaarde van natural selection:
-Variatie is overerfbaar (heritable)
-Variatie moet leiden tot verschillen in survival en reproduction
Fitness: reproductive succes. De evenredige bijdrage van een individu aan de toekomstige
generatie. Je kan wel zeggen hoe meer kinderen hoe beter. Maar als die kinderen niet fit zijn en
geen nakomelingen kunnen maken dan dragen je kinderen niks bij aan de volgende generatie.
Adaptation: elke erfelijke gedrags-, morfologische of fysiologische eigenschap die is geëvolueerd
door het proces van natuurlijke selectie.
Ecology: interacties tussen organismen en hun omgeving
Phenotype: Uiterlijk van een organisme dit wordt bepaald door zowel het genotype en de
omgeving
Phenotypic plasticity: het vermogen van een enkel genotype om verschillende fenotypes te
produceren onder verschillende omgevingsomstandigheden
Norm of reaction: verzameling fenotypes die tot uiting komen in
een genotype onder verschillende omgevingsomstandigheden.
Een genotype met veel fenotypische plasticiteit heeft een brede
norm van reactie. Een genotype met weinig plasticiteit heeft een
smalle of vlakke norm van reactie.
Tentamenvraag: Genotype I heeft een hogere norm of reaction
dan genotype II is dat waar of niet waar?
Kijk niet naar welke lijn hoger is dan de ander maar kijk naar de
lijn met de meeste variatie. Steilere lijn = grotere verandering in
fenotype bij veranderende omgeving → grotere norm van reactie
Vlakke lijn = kleine verandering → kleinere norm van reactie
Voorbeeld fenotypische plasticiteit:
Planten die groeien onder slechte of juist goede licht omstandigheden zijn van elkaar te
onderscheiden wat betreft fenotype. Planten die leven met weinig ligt hebben een hoge LAR (grote
bladoppervlakte relatief tot gewicht)). Ze zorgen ervoor dat ze zoveel mogelijk oppervlakte hebben
om fotosynthese te doen.
Planten die leven met heel veel licht hebben een lage LAR (kleiner bladoppervlak relatief tot
gewicht), er zijn namelijk ook kostte van een groot oppervlakte hebben zoals respiratie. Ze hebben
het niet nodig dus zullen het ook niet hebben.
Denk aan Rosmary en Peter Grand hun onderzoek over beak-depth op de
Galapos eilanden.
Exponentiele fitness curve: als je een grotere beak-depth hebt dan heb je
een exponentieel voordeel op de andere die kleinere snavelgrootte hebben.
Hierdoor verdwijnen vogels met kleine snavels en wordt de populatie
gemiddeld groter van snavel. De range (5–15 mm) blijft bestaan, want
dat is de genetische bandbreedte. Maar omdat vogels met de kleinste
snavels minder vaak overleven of zich minder voortplanten, schuift de
,verdeling: er zijn relatief meer vogels met grotere snavels, waardoor het gemiddelde naar boven
gaat.
Bij directionele selectie wordt één uiterste van een eigenschap bevoordeeld. Dit zorgt ervoor dat
de hele populatie zich langzaam verschuift richting dat voordeel.
Bij stabiliserende selectie wordt het gemiddelde fenotype bevoordeeld en worden extreme
fenotypen weg gefilterd. Hierdoor blijft het gemiddelde kenmerk in de populatie behouden en
neemt de variatie af.
Bij disruptive selection hebben de fenotypes aan beide uiteinden van de verdeling een hogere
fitness dan de gemiddelde fenotypes. Dit betekent dat extreme vormen bevoordeeld worden,
terwijl de gemiddelde vormen minder kans hebben om te overleven en zich voort te planten. De
voordelen van de extreme fenotypes hoeven niet symmetrisch te zijn.
Een cline is een geleidelijke verandering in een fenotypisch kenmerk van organismen over een
geografisch gebied. Bijvoorbeeld: planten worden groter in gebieden met meer neerslag, of vogels
krijgen grotere snavels waar harde zaden vaker voorkomen.
Het kenmerk verandert geleidelijk, niet abrupt. Dit betekent dat je een continuüm van fenotypes
ziet van het ene uiteinde van het geografische gebied naar het andere.
Hoe weten we of een bepaalde verandering genetisch is of een resultaat van phenotypic plasticity.
We doen dan een common garden experiment. We nemen verschillende genotype van
verschillende plekken en die groeien onder zelfde omstandigheden op. Zit er dan nog variatie dan
is het dus genotype die de variatie veroorzaakt en niet de omgeving aangezien de omgeving voor
beide “gardens” gelijk waren.
Een ecotype is een populatie die genetisch is aangepast aan een specifieke omgeving. Om te
testen of een populatie een ecotype is doen we een reciprocal transplant experiment. Als
voorbeeld: stel je hebt een bergpopulatie en een dalpopulatie. Dan zet je bergplanten zowel terug
op de berg als beneden in het dal. Andersom zet je dalplanten zowel in het dal als op de berg.
Als elke populatie het het beste doet in zijn eigen omgeving, dan wijst dat op lokale adaptatie →
dus dat het ecotypes zijn.
Als er geen verschil is, dan zijn de verschillen waarschijnlijk niet genetisch, maar alleen gevolg van
de omgeving (fenotypische plasticiteit).
Tentamenvraag:
Which of the following statements is correct?
Statement 1: If survival increases with increasing beak sizes of finches this leads to directional
, selection
Statement 2: Optimal clutch size (number of eggs) of robins is an example of disruptive selection
A. Only statement 1 is correct
B. Only statement 2 is correct
C. Statement 1 and 2 are correct
D. None of the statements is correct
Hoofdstuk 6
Fotosynthese pigmenten absorberen licht in de 400-700 nm spectrum, dat is hetzelfde spectrum als
dat wij mensen zien, zichtbaar licht. We noemen dit stuk van het spectrum ook wel de PAR.
C3-planten zijn de meest voorkomende planten en gebruiken de C3-fotosyntheseroute. Een nadeel
van dit proces is dat het enzym Rubisco niet alleen CO₂ kan binden, maar ook zuurstof. Wanneer
Rubisco zuurstof bindt, ontstaat fotorespiratie: een proces waarbij zuurstof wordt verbruikt en CO₂
weer vrijkomt.
Dit zorgt voor een aanzienlijk energieverlies en vermindert de efficiëntie van de fotosynthese met
ongeveer een kwart. Belangrijk is dat fotorespiratie niet hetzelfde is als de normale ademhaling van
de plant. Bij respiratie wordt suikermateriaal daadwerkelijk afgebroken om energie te leveren,
terwijl fotorespiratie een soort “fout” in het fotosyntheseproces is die de opbrengst verlaagt.
Fotosynthese: mol/m2/s
Light compensation point: hoeveel licht heb je nodig om netto
op 0 uit te komen. Je plant respireert altijd, ook als er geen licht
is. Daarom zal je altijd eerst aan fotosynthese doen tot je netto 0
C02 uptake bereikt.
Light saturation point: het moment waarop het niet meer
uitmaakt hoeveel meer licht er is. Er kan simpelweg niet nog
meer aan fotosynthese gedaan worden.
De opname van CO₂ in een blad verloopt via diffusie, en dat
proces wordt vooral bepaald door twee factoren:
-Diffusiegradiënt. Dit is het verschil in CO₂-concentratie tussen
de buitenlucht en het bladinterieur. Buiten het blad is de CO₂-
concentratie meestal hoger dan in de bladcellen. Daardoor stroomt CO₂ spontaan het blad binnen.
Hoe groter dit verschil, hoe sneller de diffusie.
-Stomatale geleiding. CO₂ komt het blad binnen via huidmondjes, en de snelheid van deze
gasstroom wordt bepaald door twee dingen: hoeveel huidmondjes er aanwezig zijn per oppervlak
(stomata density), en hoe ver die huidmondjes openstaan (de opening).
Bij dit proces speelt water ook een belangrijke rol. Terwijl de huidmondjes openstaan voor CO₂,
verdampt er continu waterdamp uit het blad. Omdat de lucht meestal droger is dan de vochtige
binnenkant van het blad, ontstaat er een constante gradiënt die water naar buiten drijft.
Water beweegt altijd van een gebied met hogere waterpotentiaal naar een gebied met lagere
waterpotentiaal. Binnen in het blad: het cytoplasma en de vacuole van de cellen hebben een
relatief hoge waterpotentiaal (Ψ is minder negatief).
De lucht heeft een zeer lage waterpotentiaal (Ψ is heel negatief). Door het openen van de
huidmondjes ontstaat er een continu pad van hoge Ψ (binnenkant blad) naar lage Ψ (lucht). Deze
transpiratie zorgt er bovendien voor dat water in de xyleemvaten omhoog wordt getrokken vanuit
de wortels, omdat water zich verplaatst langs de gradiënt van waterpotentiaal.
Fotosynthese werkt het best bij een gemiddelde temperatuur (ongeveer 20–30 °C). Bij te lage of te
hoge temperatuur gaat fotosynthese veel slechter. Respiratie gaat steeds sneller naarmate de
temperatuur stijgt.
Bij hoge temperaturen ademt de plant meer uit dan ze vastlegt → verlies van energie, slechte groei
of sterfte.
Hoofdstuk 5
Natuurlijke selectie: verschillend succes in overleving en voortplanting binnen individuen. Er is
sprake van selectie door interactie met de omgeving. De ene individu heeft toevallig een bepaalde
aanpassing waardoor hij in bepaalde milieus een voordeel heeft op andere individuen.
Er zijn twee voorwaarde van natural selection:
-Variatie is overerfbaar (heritable)
-Variatie moet leiden tot verschillen in survival en reproduction
Fitness: reproductive succes. De evenredige bijdrage van een individu aan de toekomstige
generatie. Je kan wel zeggen hoe meer kinderen hoe beter. Maar als die kinderen niet fit zijn en
geen nakomelingen kunnen maken dan dragen je kinderen niks bij aan de volgende generatie.
Adaptation: elke erfelijke gedrags-, morfologische of fysiologische eigenschap die is geëvolueerd
door het proces van natuurlijke selectie.
Ecology: interacties tussen organismen en hun omgeving
Phenotype: Uiterlijk van een organisme dit wordt bepaald door zowel het genotype en de
omgeving
Phenotypic plasticity: het vermogen van een enkel genotype om verschillende fenotypes te
produceren onder verschillende omgevingsomstandigheden
Norm of reaction: verzameling fenotypes die tot uiting komen in
een genotype onder verschillende omgevingsomstandigheden.
Een genotype met veel fenotypische plasticiteit heeft een brede
norm van reactie. Een genotype met weinig plasticiteit heeft een
smalle of vlakke norm van reactie.
Tentamenvraag: Genotype I heeft een hogere norm of reaction
dan genotype II is dat waar of niet waar?
Kijk niet naar welke lijn hoger is dan de ander maar kijk naar de
lijn met de meeste variatie. Steilere lijn = grotere verandering in
fenotype bij veranderende omgeving → grotere norm van reactie
Vlakke lijn = kleine verandering → kleinere norm van reactie
Voorbeeld fenotypische plasticiteit:
Planten die groeien onder slechte of juist goede licht omstandigheden zijn van elkaar te
onderscheiden wat betreft fenotype. Planten die leven met weinig ligt hebben een hoge LAR (grote
bladoppervlakte relatief tot gewicht)). Ze zorgen ervoor dat ze zoveel mogelijk oppervlakte hebben
om fotosynthese te doen.
Planten die leven met heel veel licht hebben een lage LAR (kleiner bladoppervlak relatief tot
gewicht), er zijn namelijk ook kostte van een groot oppervlakte hebben zoals respiratie. Ze hebben
het niet nodig dus zullen het ook niet hebben.
Denk aan Rosmary en Peter Grand hun onderzoek over beak-depth op de
Galapos eilanden.
Exponentiele fitness curve: als je een grotere beak-depth hebt dan heb je
een exponentieel voordeel op de andere die kleinere snavelgrootte hebben.
Hierdoor verdwijnen vogels met kleine snavels en wordt de populatie
gemiddeld groter van snavel. De range (5–15 mm) blijft bestaan, want
dat is de genetische bandbreedte. Maar omdat vogels met de kleinste
snavels minder vaak overleven of zich minder voortplanten, schuift de
,verdeling: er zijn relatief meer vogels met grotere snavels, waardoor het gemiddelde naar boven
gaat.
Bij directionele selectie wordt één uiterste van een eigenschap bevoordeeld. Dit zorgt ervoor dat
de hele populatie zich langzaam verschuift richting dat voordeel.
Bij stabiliserende selectie wordt het gemiddelde fenotype bevoordeeld en worden extreme
fenotypen weg gefilterd. Hierdoor blijft het gemiddelde kenmerk in de populatie behouden en
neemt de variatie af.
Bij disruptive selection hebben de fenotypes aan beide uiteinden van de verdeling een hogere
fitness dan de gemiddelde fenotypes. Dit betekent dat extreme vormen bevoordeeld worden,
terwijl de gemiddelde vormen minder kans hebben om te overleven en zich voort te planten. De
voordelen van de extreme fenotypes hoeven niet symmetrisch te zijn.
Een cline is een geleidelijke verandering in een fenotypisch kenmerk van organismen over een
geografisch gebied. Bijvoorbeeld: planten worden groter in gebieden met meer neerslag, of vogels
krijgen grotere snavels waar harde zaden vaker voorkomen.
Het kenmerk verandert geleidelijk, niet abrupt. Dit betekent dat je een continuüm van fenotypes
ziet van het ene uiteinde van het geografische gebied naar het andere.
Hoe weten we of een bepaalde verandering genetisch is of een resultaat van phenotypic plasticity.
We doen dan een common garden experiment. We nemen verschillende genotype van
verschillende plekken en die groeien onder zelfde omstandigheden op. Zit er dan nog variatie dan
is het dus genotype die de variatie veroorzaakt en niet de omgeving aangezien de omgeving voor
beide “gardens” gelijk waren.
Een ecotype is een populatie die genetisch is aangepast aan een specifieke omgeving. Om te
testen of een populatie een ecotype is doen we een reciprocal transplant experiment. Als
voorbeeld: stel je hebt een bergpopulatie en een dalpopulatie. Dan zet je bergplanten zowel terug
op de berg als beneden in het dal. Andersom zet je dalplanten zowel in het dal als op de berg.
Als elke populatie het het beste doet in zijn eigen omgeving, dan wijst dat op lokale adaptatie →
dus dat het ecotypes zijn.
Als er geen verschil is, dan zijn de verschillen waarschijnlijk niet genetisch, maar alleen gevolg van
de omgeving (fenotypische plasticiteit).
Tentamenvraag:
Which of the following statements is correct?
Statement 1: If survival increases with increasing beak sizes of finches this leads to directional
, selection
Statement 2: Optimal clutch size (number of eggs) of robins is an example of disruptive selection
A. Only statement 1 is correct
B. Only statement 2 is correct
C. Statement 1 and 2 are correct
D. None of the statements is correct
Hoofdstuk 6
Fotosynthese pigmenten absorberen licht in de 400-700 nm spectrum, dat is hetzelfde spectrum als
dat wij mensen zien, zichtbaar licht. We noemen dit stuk van het spectrum ook wel de PAR.
C3-planten zijn de meest voorkomende planten en gebruiken de C3-fotosyntheseroute. Een nadeel
van dit proces is dat het enzym Rubisco niet alleen CO₂ kan binden, maar ook zuurstof. Wanneer
Rubisco zuurstof bindt, ontstaat fotorespiratie: een proces waarbij zuurstof wordt verbruikt en CO₂
weer vrijkomt.
Dit zorgt voor een aanzienlijk energieverlies en vermindert de efficiëntie van de fotosynthese met
ongeveer een kwart. Belangrijk is dat fotorespiratie niet hetzelfde is als de normale ademhaling van
de plant. Bij respiratie wordt suikermateriaal daadwerkelijk afgebroken om energie te leveren,
terwijl fotorespiratie een soort “fout” in het fotosyntheseproces is die de opbrengst verlaagt.
Fotosynthese: mol/m2/s
Light compensation point: hoeveel licht heb je nodig om netto
op 0 uit te komen. Je plant respireert altijd, ook als er geen licht
is. Daarom zal je altijd eerst aan fotosynthese doen tot je netto 0
C02 uptake bereikt.
Light saturation point: het moment waarop het niet meer
uitmaakt hoeveel meer licht er is. Er kan simpelweg niet nog
meer aan fotosynthese gedaan worden.
De opname van CO₂ in een blad verloopt via diffusie, en dat
proces wordt vooral bepaald door twee factoren:
-Diffusiegradiënt. Dit is het verschil in CO₂-concentratie tussen
de buitenlucht en het bladinterieur. Buiten het blad is de CO₂-
concentratie meestal hoger dan in de bladcellen. Daardoor stroomt CO₂ spontaan het blad binnen.
Hoe groter dit verschil, hoe sneller de diffusie.
-Stomatale geleiding. CO₂ komt het blad binnen via huidmondjes, en de snelheid van deze
gasstroom wordt bepaald door twee dingen: hoeveel huidmondjes er aanwezig zijn per oppervlak
(stomata density), en hoe ver die huidmondjes openstaan (de opening).
Bij dit proces speelt water ook een belangrijke rol. Terwijl de huidmondjes openstaan voor CO₂,
verdampt er continu waterdamp uit het blad. Omdat de lucht meestal droger is dan de vochtige
binnenkant van het blad, ontstaat er een constante gradiënt die water naar buiten drijft.
Water beweegt altijd van een gebied met hogere waterpotentiaal naar een gebied met lagere
waterpotentiaal. Binnen in het blad: het cytoplasma en de vacuole van de cellen hebben een
relatief hoge waterpotentiaal (Ψ is minder negatief).
De lucht heeft een zeer lage waterpotentiaal (Ψ is heel negatief). Door het openen van de
huidmondjes ontstaat er een continu pad van hoge Ψ (binnenkant blad) naar lage Ψ (lucht). Deze
transpiratie zorgt er bovendien voor dat water in de xyleemvaten omhoog wordt getrokken vanuit
de wortels, omdat water zich verplaatst langs de gradiënt van waterpotentiaal.
Fotosynthese werkt het best bij een gemiddelde temperatuur (ongeveer 20–30 °C). Bij te lage of te
hoge temperatuur gaat fotosynthese veel slechter. Respiratie gaat steeds sneller naarmate de
temperatuur stijgt.
Bij hoge temperaturen ademt de plant meer uit dan ze vastlegt → verlies van energie, slechte groei
of sterfte.
