2. Leefgemeenschappen en populaties

Gegeven door:

Magali de Rooy

Beschrijving Begrippen Examenvragen

Deze samenvatting voor biologie gaat over dynamiek en evenwichten binnen leefgemeenschappen. We beginnen met het uitleggen van de begrippen ‘leefgemeenschap’ en ‘populatie’. Daarna leer je hoe populaties kunnen groeien of krimpen, en hoe dit in evenwicht wordt gehouden. Vervolgens zullen we nog iets vertellen over soorten, en hun ‘habitat’ en ‘niche’. Tot slot leggen we nog uit wat er gebeurt als een populatie te groot wordt voor het ecosysteem waarin ze leven.

Accumulatie

Ophoping die vaak wordt gebruikt voor een schadelijke stof in voedselketens

Biomassa

Totale hoeveelheid energierijk materiaal in een organisme (meestal het drooggewicht)

Biologisch evenwicht

De grootte van elke populatie in een ecosysteem schommelt om een bepaalde waarde

Ammoniumion

De anorganische stof NH4+

Ammonificatie

Omzetten van een organische stikstofverbinding in onder andere ammoniumionen

Ammoniak

Een anorganische verbinding van stikstof en waterstof (molecuulformule NH3)

Knolletjesbacterie

Stikstofbindende bacterie in de wortelknolletjes van vooral vlinderbloemige planten

Koolstofkringloop

Cyclische reeks van processen die koolstofatomen in en buiten organismen doorlopen

Kunstmest

Dit bestaat vooral uit stikstofhoudende mineralen en fosfaat

Reducenten

Breken organische stoffen af tot anorganische stoffen (bacteriën en schimmels)

Versterkte broeikaseffect

De verhoogde concentraties aan broeikasgassen in de atmosfeer versterken het natuurlijke broeikaseffect en leiden bijgevolg tot een verhoging van de gemiddelde aardtemperatuur én dus tot een globale klimaatverandering

Uitspoeling

Regenwater (met mineralen) spoelt snel weg naar diepere aardlagen

Trofische niveau

Elke schakel van een voedselpiramide

Symbiose

Langdurige samenleving van individuen van verschillende soorten. Er bestaan drie typen symbiose: mutualisme, commensalisme en parasitisme

Successie

Verandering in de soortensamenstelling van een levensgemeenschap in de loop van de tijd zodat deze geleidelijk overgaat in een andere

Stikstoffixatie

Het binden van stikstof

Stikstofbindende bacterie

Zetten gasvormig stikstof om in ammoniak

Stikstofassimilatie

Uit nitraationen en glucose worden stikstofhoudende organische verbindingen opgebouwd zoals eiwitten

Rottingsbacterie

Bacterie die eiwitten van dode organismen en de afbraakproducten van eiwitten omzetten in ammoniak en waterstofdisulfide

Producent

Organisme dat organische stoffen uitsluitend uit anorganische stoffen produceert met behulp van energie uit de levenloze natuur (planten of autotrofe bacteriën)

Netto primaire productie

Dit is alle biomassa waarmee weefsels kunnen worden opgebouwd in autotrofe organismen (per tijdseenheid door producenten gevormde (meetbare) biomassa na aftrek van de door dissimilatie verbruikte organische stof)

Predatie

Dieren doden en als voedsel gebruiken

Populatiedichtheid

Het gemiddeld aantal individuen per oppervlakte-eenheid

Populatie

Groep individuen in een bepaald gebied van dezelfde soort die zich onderling voortplanten

Pioniersecosysteem

Ecosysteem dat als eerste ontstaat in een gebied waar geen of vrijwel geen leven was

Persistente stof

Stof die niet of nauwelijks kan worden omgezet op natuurlijke wijze

Nitrietbacterie

Zetten ammoniak en ammoniumionen om in nitrietionen (NO2-)

Nitriet

De anorganische stof NO2-

Nitraatbacterie

Zetten nitrietionen (NO2-) om in nitraationen (NO3-)

Nitraat

De anorganische stof NO3-

Broeikasgas

Gassen die door hun aardopwarmingsvermogen in de atmosfeer bijdragen aan het verhogen en in stand houden van de evenwichtstemperatuur van de Aarde (= broeikaseffect)

Bruto primaire productie

Alle energie die in een ecosysteem door producenten wordt vastgelegd in biomassa (in organische stoffen)

Draagkracht

De maximale grootte van een populatie die een ecosysteem kan dragen OF de maximale beïnvloeding van een ecosysteem door invloeden van buitenaf waarbij een ecosysteem zich nog kan handhaven.

Ecosysteem

Begrensd gebied met bepaalde eigenschappen waarbinnen de abiotische en biotische factoren een eenheid vormen.

Eutrofiëring

Sterke toename van de hoeveelheid mineralen (o.a. fosfaat en nitraat) in oppervlaktewater, waardoor voedselrijk water ontstaat.

Habitat

Woonplaats van een organisme.

1. Dynamiek en evenwicht binnen een ecosystemen

2. Leefgemeenschappen en populaties

3. Energiestroom

4. Kringlopen

Leefgemeenschap en populatie

Alle organismen in één ecosysteem noem je samen een leefgemeenschap. Een populatie is een groep individuen van één soort die in hetzelfde ecosysteem leven en zich onderling kunnen voortplanten, en dus vruchtbare nakomelingen krijgen. Bijvoorbeeld een groep wilde paarden die in een heidegebied leven.

Populatiegrootte

De populatiegrootte is de hoeveelheid organismen binnen één populatie. De populatiegrootte wordt bepaald door alle individuen die erbij komen, of die weggaan: het geboortecijfer, het sterftecijfer en migratie. Simpel gezegd is de populatiegrootte een product van de oppervlakte van het gebied, en de populatiedichtheid.

Biologisch evenwicht

Het biologisch evenwicht is een natuurlijke stabilisatie van de populatiegrootte. De populatiegrootte kan stoppen met groeien en stabiliseren door bijvoorbeeld beperkte hulpbronnen: minder voedsel per individu. De populatiegrootte kan toenemen door onbeperkte hulpbronnen; een overdadigheid aan voedsel. De populatiegrootte kan afnemen door het instorten van een populatie, bijvoorbeeld door ziekte, een natuurramp, of te weinig voedsel per individu na een periode van zeer snelle populatiegroei. De maximale populatiegrootte die een ecosysteem aankan noem je de draagkracht.

Populatiedichtheid

De populatiedichtheid is het aantal individuen van een populatie per ruimtelijke eenheid: bijvoorbeeld het aantal paarden per vierkante kilometer, of het aantal visjes per 1000 liter water.

De populatiedichtheid hangt af van de mogelijkheden van groei, ontwikkeling en functioneren van de organismen binnen de populatie. Dit hangt af van de abiotische en biotische factoren in een ecosysteem kunnen veranderen. De populatiedichtheid zou je kunnen uitrekenen door de populatiegrootte te delen door het leefgebied; de hoeveelheid paarden gedeeld door de oppervlakte van hun leefgebied.

Door middel van negatieve terugkoppeling worden te sterke veranderingen in populatiedichtheid afgeremd. Wanneer je meer wilt weten over negatieve terugkoppeling en regulatie, kijk dan de video over “Regelkring, terugkoppeling en prikkels”

Populatiedynamiek

De toename wordt bijvoorbeeld geremd door ziekten, te weinig voedsel, meer vijanden, of te weinig ruimte per individu. De afname wordt bijvoorbeeld geremd door het tegenovergestelde; veel voedsel per individu, en veel ruimte per individu. Je ziet dat deze factoren erg lijken op de factoren die de populatiegrootte beïnvloeden. Dat klopt, deze twee hangen ook sterk met elkaar samen; de enige extra factor die meespeelt bij dichtheid is de vaste oppervlakte die de dichtheid bepaalt.

Door al deze wisselende factoren zijn er altijd bepaalde kleine schommelingen in de populatiedichtheid. Dit noem je de populatiedynamiek.

Soorten

Naast populatie kennen we ook het begrip soort. Een soort bestaat uit individuen die bij onderlinge kruising vruchtbare nakomelingen kunnen voortbrengen. Een populatie bestaat dus altijd uit dezelfde soort, maar niet alle organismen van één soort hoeven in dezelfde populatie te wonen.

In principe kan een soort naar elk gebied toe gaan, maar toch leven bepaalde soorten in een bepaald verspreidingsgebied en niet echt daarbuiten. Dat komt omdat in een ander gebied, een van de leef-factoren (biotisch of abiotisch) de tolerantiegrens van deze soort heeft overschreden. Ze kunnen daar wel leven, maar kunnen zich niet handhaven; er zal geen biologisch evenwicht binnen die populatie kunnen ontstaan, en de groep zal steeds meer verkleinen.

De ideale leefomgeving voor een bepaalde soort heet een habitat; de omgevingsfactoren zijn hier optimaal voor deze organismen.

Nis

Daarnaast speelt elke soort een eigen rol in het grotere geheel van een ecosysteem. Dat heeft te maken met de rol in de verschillende piramides – voedsel, energie, biomassa, etc. Kijk voor deze piramides de video over energiestromen. Is een soort een voedselbron voor een ander, of juist een predator? Deze rol van een soort in relatie tot alle andere organismen in een ecosysteem noem je nis, of niche. Je kunt je misschien wel voorstellen dat hoe meer verschillende soorten er in een ecosysteem wonen, hoe gespecialiseerder een niche wordt.

Draagkracht

De draagkracht is de maximale beïnvloeding die een ecosysteem kan ‘hebben’, en waar het zelf nog voor kan compenseren met zijn eigen regelmechanismen. Wanneer het niet meer gecompenseerd kan worden, spreken we van een omslagpunt, waarna veranderingen plaatsvinden die onomkeerbaar zijn.

Voorbeelden van het overschrijden van draagkracht zijn:

- Paarden die een heel gebied kaalvreten, waardoor geen nieuwe begroeiing meer terug groeit en een gebied ‘verwoestijnt’;

- Teveel stikstofzouten (uit mest) komen in slootwater terecht en zorgen voor eutrofiëring.

Dit hangt dus, zoals eerder genoemd, vaak samen met hoeveel individuen er nou eigenlijk zijn. In onze huidige wereld gaat het vaak om grote verstoringen door de mens.

In het kort

Kort samengevat: een leefgebied wordt bevolkt door populaties van organismen. De populatiegrootte kan wisselen door allerlei factoren, maar komt uiteindelijk altijd weer in een biologisch evenwicht terecht. De populatiedichtheid wordt door negatieve terugkoppeling binnen de perken gehouden, maar kan toch wat schommelen: dit heet populatiedynamiek. De plaats en rol van een organisme in de wereld en binnen een ecosysteem noem je ‘habitat’ en ‘niche’. Wanneer de draagkracht van een ecosysteem wordt overschreden, vindt er een omslagpunt plaats, waarna onomkeerbare veranderingen in het ecosysteem plaatsvinden.