Biologie Hoofdstuk 17 – Stedelijke ecosystemen (CE)
17.1 Het ecosysteem stad
In elk ecosysteem zijn organismen die energie opnemen en in organische stoffen verpakken. Planten
(autotroof) en sommige bacteriën maken glucose (C6H12O6) met zonlicht uit de anorganische
stoffen (zonder energierijke C-H-bindingen) CO2 en H2O: fotosynthese. Organische stoffen (glucose)
hebben energierijke C-H-bindingen. Sommige bacteriën maken van CO 2 en H2O organische stoffen
met chemische energie die vrijkomt bij oxidatie van anorganische stoffen als energiebron:
chemosynthese (T93G). Zo krijgen organismen in ecosystemen bij geisers en in diepzee energie.
Vrij levende bacteriesoorten oxideren het anorganische H2S uit geisers en koppelen CO2 met
vrijkomende energie aan H2O, waardoor organische stoffen
ontstaan. Het afvalproduct is zwavelzuur. Deze bacteriën
zijn voedsel voor andere organismen. Andere soorten
zwavelbacteriën leveren hun organische stoffen aan de
kokerworm Riftia en aan enkele diepzeemosselen, waarmee
ze in symbiose leven.
Voedselketen met schakels/trofische niveaus: De
autotrofe producent staat aan het begin. Door hen
gevormde organische stoffen voeden alle organismen in het
ecosysteem. Daarna komen heterotrofen; consumenten.
Schimmels leven van gestorven producenten
en consumenten en hun organische
afvalproducten, de reducenten
(mineralisatie). Uiteindelijk blijven
anorganische stoffen over. Planten zijn foto-
autotrofe organismen, ze maken met
lichtenergie organische stoffen uit
anorganische. Chemo-autotrofe bacteriën
doen hetzelfde, maar dan met chemische
energie.
Chemosynthese: Nitrietbacteriën kunnen
ammoniak oxideren tot nitriet:2 NH3 + 3 O2 →
2 NO2- + 2 H2O + 2 H+ + energie.
Nitraatbacteriën oxideren nitriet tot nitraat: 2
NO2- + O2 → 2 NO3- + energie. Dit zijn
nitrificerende bacteriën en zijn een belangrijke
schakel in de omvorming van stikstof, van proteïnen, tot
stikstof die in de vorm van nitraat opneembaar is voor planten.
Symbiose: langdurige samenleving van individuen van
verschillende soorten.
Autotroof: kunnen zelf organische stoffen maken
(fotosynthese).
Heterotroof: hebben andere organismen nodig om aan
organische stoffen te komen.
Energie komt ook de stad
binnen via zon, aardgas en
elektriciteit waardoor licht en
warmte, chemische energie uit fossiele brandstoffen en elektrische
energie de huizen bereiken. Hierbij ontstaat warmte. Het
microklimaat in de stad wijkt af van de omgeving: lokale
omstandigheden zijn anders dan je op grond van het klimaat zou
verwachten. Huizen breken de wind. Warmte en afvalstoffen als CO 2
en stikstofoxiden verdwijnen pas als ze boven de huizen uit komen. Flats leveren door luchtstuwing
grote luchtdrukverschillen, waardoor het daar enorm kan waaien. Door bestrating en snelle afvoer
van regenwater dringt weinig water de bodem in, waardoor het droger dan het platteland is. Deze
specifieke abiotische factoren maken dat de stad eigen lokale omstandigheden heeft. Binnen een
stad kunnen meer microklimaten ontstaan. De temperatuur in het centrum is vaak hoger dan in de
buitenwijken, wat de flora en fauna beïnvloed.
, 17.2 De stad selecteert
De mensen in het ecosysteem in de stad
geven het vorm. De omstandigheden kunnen
hierdoor zo ongunstig zijn, dat soorten uit de
stad verdwijnen. De tolerantiegrenzen voor
een abiotische factor zijn dan overschreden.
Door de voortdurende bouw en uitbreiding
van steden verdwijnt veel van de natuurlijke
habitat van organismen. Dieren sterven of
trekken weg en planten verdwijnen. De
biodiversiteit neemt af.
De stad biedt ook kansen: het aantal soorten
organismen neemt ook toe. Het microklimaat
van een stad kan aangenamer zijn dan die in
de omgeving en er is volop voedsel. Een stad
is gevarieerd: er zijn drukke en rustige
wegen, steegjes en lanen, parken, tuinen, vijvers en wegbermen. Ook in de hoogte is er variatie:
zolders van huizen bieden onderdak aan muizen, kelders aan spinnen en riool aan ratten. Door de
verscheidenheid aan habitats en niches kan het aantal soorten in de stad erg groot zijn. De
biodiversiteit van een stad neemt in de loop van de tijd eigenlijk altijd toe.
In het stadscentrum is de biodiversiteit vaak kleiner door de grote hoeveelheid mensen en
bebouwing. In buitenwijken leven meer soorten organismen, zelfs meer dan in de omgeving van de
stad. Dit komt doordat buitenwijken een overgang vormen tussen de stad en zijn omgeving: het is
een gradiëntenecosysteem, een ecosysteem waarvan de abiotische factoren vanaf de ene kant
het ecosysteem naar de andere kant geleidelijk veranderen. Zo nemen vanaf het centrum de
bebouwing en de temperatuur geleidelijk af en vochtgehalte van de bodem toe, dat zijn gradiënten.
Bepaalde delen hebben een stadskarakter en andere een plattelandskarakter. Hierdoor zijn habitats
en niches te vinden die bij de stad en platteland horen.
Sommige soorten ‘wennen’ aan de menselijke omgeving. Selectieprocessen rekken de
tolerantiegrenzen op: adaptatie, een verandering in bouw/gedrag van een soort, waardoor deze
beter aangepast is aan de heersende milieufactoren. Adaptatie in de bouw kan enige tijd duren, maar
in gedrag kan sneller gaan, want dieren leren van elkaar door bijv. trial and error en daardoor
anderen door imitatie.
Exoot: een organisme dat oorspronkelijk niet in een bepaald gebied voorkomt, maar er zich heeft
gevestigd.
Fitness: het vermogen om bepaalde allelen door te geven aan de volgende generatie.
Het gaat ook wel eens mis met nieuwe soorten in de stad. Tijdens een winter kan het zo zijn dat
slecht enkele individuen overblijven. Hieruit kan een nieuwe populatie groeien, maar de
allelensamenstelling van zo’n nieuwe populatie is waarschijnlijk anders dan bij de oude. Grote zijn
namelijk genetisch heel divers. Dit is het flessenhalseffect: de verandering in allelfrequenties na
een ramp in een bepaalde stad waarbij het aantal individuen/allelen sterk is afgenomen.
Het foundereffect is dat enkele individuen migreert naar een andere stad en de nakomelingen lijken
genetisch gezien erg op hun ouders. Blijft de populatie lange tijd geïsoleerd, zonder nieuwe
immigratie, dan blijft dit ‘foundereffect’ lang bestaan. Zolang de genetische variatie groot genoeg is,
is dit geen probleem. Maar door inteelt kunnen (recessieve) erfelijke aandoeningen ontstaan. Dat
maakt de populatie kwetsbaar. Genetic drift is een ander probleem van kleine populaties; dieren
kunnen elkaar moeilijk vinden en sommige komen niet aan voortplanting toe. Er zijn door toeval grote
verschuivingen in allelfrequentie. Recessieve allelen hebben dan meer kans, doordat bijvoorbeeld
een van de weinige dominante kevers wordt doodgetrapt: Bottleneck effect. Er zijn ook niet
genetische oorzaken, zoals het vermijden van duiven door vensterbanken af te schermen. Ook
concurrentie zorgt voor teruggang van een populatie. Dit ontstaat wanneer 2 soorten een
overlappende niche en habitat hebben. Gene pool en gene flow?
Hoeveel soorten in een stad kunnen leven hangt af van de grootte. Een grote stad heeft meer
habitats en niches dan een kleine. Meestal zijn ze niet allemaal bezet. Je kunt steden beschouwen als
eilanden in omringende gebieden. Hoe snel de kolonisatie van de stad vanuit de omgeving of andere
steden plaatsvindt, hangt af van de afstand die de migrerende organismen moeten afleggen om in de
stad te komen. Grotere bereiken ze eerder dan kleinere. Ook concurrentie is belangrijk voor de
kolonisatiesnelheid. Een theoretisch model dat beschrijft hoeveel soorten er op een bepaald moment
in een min of meer geïsoleerd gebied voorkomen, is de eilandtheorie (T93C). Deze legt een
verband tussen de biodiversiteit en factoren als de grootte van een eiland en de afstand die
organismen moeten afleggen om er te komen.
17.1 Het ecosysteem stad
In elk ecosysteem zijn organismen die energie opnemen en in organische stoffen verpakken. Planten
(autotroof) en sommige bacteriën maken glucose (C6H12O6) met zonlicht uit de anorganische
stoffen (zonder energierijke C-H-bindingen) CO2 en H2O: fotosynthese. Organische stoffen (glucose)
hebben energierijke C-H-bindingen. Sommige bacteriën maken van CO 2 en H2O organische stoffen
met chemische energie die vrijkomt bij oxidatie van anorganische stoffen als energiebron:
chemosynthese (T93G). Zo krijgen organismen in ecosystemen bij geisers en in diepzee energie.
Vrij levende bacteriesoorten oxideren het anorganische H2S uit geisers en koppelen CO2 met
vrijkomende energie aan H2O, waardoor organische stoffen
ontstaan. Het afvalproduct is zwavelzuur. Deze bacteriën
zijn voedsel voor andere organismen. Andere soorten
zwavelbacteriën leveren hun organische stoffen aan de
kokerworm Riftia en aan enkele diepzeemosselen, waarmee
ze in symbiose leven.
Voedselketen met schakels/trofische niveaus: De
autotrofe producent staat aan het begin. Door hen
gevormde organische stoffen voeden alle organismen in het
ecosysteem. Daarna komen heterotrofen; consumenten.
Schimmels leven van gestorven producenten
en consumenten en hun organische
afvalproducten, de reducenten
(mineralisatie). Uiteindelijk blijven
anorganische stoffen over. Planten zijn foto-
autotrofe organismen, ze maken met
lichtenergie organische stoffen uit
anorganische. Chemo-autotrofe bacteriën
doen hetzelfde, maar dan met chemische
energie.
Chemosynthese: Nitrietbacteriën kunnen
ammoniak oxideren tot nitriet:2 NH3 + 3 O2 →
2 NO2- + 2 H2O + 2 H+ + energie.
Nitraatbacteriën oxideren nitriet tot nitraat: 2
NO2- + O2 → 2 NO3- + energie. Dit zijn
nitrificerende bacteriën en zijn een belangrijke
schakel in de omvorming van stikstof, van proteïnen, tot
stikstof die in de vorm van nitraat opneembaar is voor planten.
Symbiose: langdurige samenleving van individuen van
verschillende soorten.
Autotroof: kunnen zelf organische stoffen maken
(fotosynthese).
Heterotroof: hebben andere organismen nodig om aan
organische stoffen te komen.
Energie komt ook de stad
binnen via zon, aardgas en
elektriciteit waardoor licht en
warmte, chemische energie uit fossiele brandstoffen en elektrische
energie de huizen bereiken. Hierbij ontstaat warmte. Het
microklimaat in de stad wijkt af van de omgeving: lokale
omstandigheden zijn anders dan je op grond van het klimaat zou
verwachten. Huizen breken de wind. Warmte en afvalstoffen als CO 2
en stikstofoxiden verdwijnen pas als ze boven de huizen uit komen. Flats leveren door luchtstuwing
grote luchtdrukverschillen, waardoor het daar enorm kan waaien. Door bestrating en snelle afvoer
van regenwater dringt weinig water de bodem in, waardoor het droger dan het platteland is. Deze
specifieke abiotische factoren maken dat de stad eigen lokale omstandigheden heeft. Binnen een
stad kunnen meer microklimaten ontstaan. De temperatuur in het centrum is vaak hoger dan in de
buitenwijken, wat de flora en fauna beïnvloed.
, 17.2 De stad selecteert
De mensen in het ecosysteem in de stad
geven het vorm. De omstandigheden kunnen
hierdoor zo ongunstig zijn, dat soorten uit de
stad verdwijnen. De tolerantiegrenzen voor
een abiotische factor zijn dan overschreden.
Door de voortdurende bouw en uitbreiding
van steden verdwijnt veel van de natuurlijke
habitat van organismen. Dieren sterven of
trekken weg en planten verdwijnen. De
biodiversiteit neemt af.
De stad biedt ook kansen: het aantal soorten
organismen neemt ook toe. Het microklimaat
van een stad kan aangenamer zijn dan die in
de omgeving en er is volop voedsel. Een stad
is gevarieerd: er zijn drukke en rustige
wegen, steegjes en lanen, parken, tuinen, vijvers en wegbermen. Ook in de hoogte is er variatie:
zolders van huizen bieden onderdak aan muizen, kelders aan spinnen en riool aan ratten. Door de
verscheidenheid aan habitats en niches kan het aantal soorten in de stad erg groot zijn. De
biodiversiteit van een stad neemt in de loop van de tijd eigenlijk altijd toe.
In het stadscentrum is de biodiversiteit vaak kleiner door de grote hoeveelheid mensen en
bebouwing. In buitenwijken leven meer soorten organismen, zelfs meer dan in de omgeving van de
stad. Dit komt doordat buitenwijken een overgang vormen tussen de stad en zijn omgeving: het is
een gradiëntenecosysteem, een ecosysteem waarvan de abiotische factoren vanaf de ene kant
het ecosysteem naar de andere kant geleidelijk veranderen. Zo nemen vanaf het centrum de
bebouwing en de temperatuur geleidelijk af en vochtgehalte van de bodem toe, dat zijn gradiënten.
Bepaalde delen hebben een stadskarakter en andere een plattelandskarakter. Hierdoor zijn habitats
en niches te vinden die bij de stad en platteland horen.
Sommige soorten ‘wennen’ aan de menselijke omgeving. Selectieprocessen rekken de
tolerantiegrenzen op: adaptatie, een verandering in bouw/gedrag van een soort, waardoor deze
beter aangepast is aan de heersende milieufactoren. Adaptatie in de bouw kan enige tijd duren, maar
in gedrag kan sneller gaan, want dieren leren van elkaar door bijv. trial and error en daardoor
anderen door imitatie.
Exoot: een organisme dat oorspronkelijk niet in een bepaald gebied voorkomt, maar er zich heeft
gevestigd.
Fitness: het vermogen om bepaalde allelen door te geven aan de volgende generatie.
Het gaat ook wel eens mis met nieuwe soorten in de stad. Tijdens een winter kan het zo zijn dat
slecht enkele individuen overblijven. Hieruit kan een nieuwe populatie groeien, maar de
allelensamenstelling van zo’n nieuwe populatie is waarschijnlijk anders dan bij de oude. Grote zijn
namelijk genetisch heel divers. Dit is het flessenhalseffect: de verandering in allelfrequenties na
een ramp in een bepaalde stad waarbij het aantal individuen/allelen sterk is afgenomen.
Het foundereffect is dat enkele individuen migreert naar een andere stad en de nakomelingen lijken
genetisch gezien erg op hun ouders. Blijft de populatie lange tijd geïsoleerd, zonder nieuwe
immigratie, dan blijft dit ‘foundereffect’ lang bestaan. Zolang de genetische variatie groot genoeg is,
is dit geen probleem. Maar door inteelt kunnen (recessieve) erfelijke aandoeningen ontstaan. Dat
maakt de populatie kwetsbaar. Genetic drift is een ander probleem van kleine populaties; dieren
kunnen elkaar moeilijk vinden en sommige komen niet aan voortplanting toe. Er zijn door toeval grote
verschuivingen in allelfrequentie. Recessieve allelen hebben dan meer kans, doordat bijvoorbeeld
een van de weinige dominante kevers wordt doodgetrapt: Bottleneck effect. Er zijn ook niet
genetische oorzaken, zoals het vermijden van duiven door vensterbanken af te schermen. Ook
concurrentie zorgt voor teruggang van een populatie. Dit ontstaat wanneer 2 soorten een
overlappende niche en habitat hebben. Gene pool en gene flow?
Hoeveel soorten in een stad kunnen leven hangt af van de grootte. Een grote stad heeft meer
habitats en niches dan een kleine. Meestal zijn ze niet allemaal bezet. Je kunt steden beschouwen als
eilanden in omringende gebieden. Hoe snel de kolonisatie van de stad vanuit de omgeving of andere
steden plaatsvindt, hangt af van de afstand die de migrerende organismen moeten afleggen om in de
stad te komen. Grotere bereiken ze eerder dan kleinere. Ook concurrentie is belangrijk voor de
kolonisatiesnelheid. Een theoretisch model dat beschrijft hoeveel soorten er op een bepaald moment
in een min of meer geïsoleerd gebied voorkomen, is de eilandtheorie (T93C). Deze legt een
verband tussen de biodiversiteit en factoren als de grootte van een eiland en de afstand die
organismen moeten afleggen om er te komen.
