Summary
Ecologie 2 samenvatting
- Course
- Institution
Samenvatting van het vak ecologie 2 in jaar 2 biologie
[Show more]
Seller
Follow
noavh
Content preview
Ecologie 2Introduction
Ecologie is de studie van de relaties tussen organismen en hun omgeving.
Een ecologische gemeenschap - is een groep met elkaar in wisselwerking staande soorten die
op dezelfde locatie leven.
De communautaire structuur wordt bepaald door:
- interacties tussen soorten
- interacties met het abiotische milieu
Er zijn verschillende interacties tussen soorten: competitie, predatie, herbivorie of parasitisme/
mutualisme. Het abiotische milieu bepaald de structuur door temperatuur, vochtigheid, zuurgraad,
licht intensiteit, concentratie van gassen in de atmosfeer en door de concentratie van elementen
in de grond en water.
Ecosystemen ecologie bestudeert eigenschappen van ecosystemen en mechanismen die het
functioneren van verschillende ecosystemen op aarde beïnvloeden.
• Holistische benadering
• Focus op stroom van energie en materiaal (chemische elementen) door organismen en
abiotische omgeving
• Focus op factoren die pools en fluxen van energie en materialen reguleren
Kijken naar een ecosysteem vanuit het perspectief van fluxen en pools
Pools - hoeveelheden (complexe) elementen in het
ecosysteem - bijv. koolstof-, stikstof-, fosforpools;
biomassa pool. Pools bepaalt hoe het ecosysteem ‘eruit
ziet’
Interne en externe fluxen - definiëren de
ecosysteemprocessen
Ecosysteem bestaat uit organismen en abiotische
pools waarmee ze interageren.
Ecosysteemprocessen - processen die leiden tot de
overdracht van energie en materialen tussen energie-
en nutriëntenpools (zowel biotisch als abiotisch).
• Voorbeelden: ontbinding, nutriëntencyclus
Belangrijkste soorten ecosysteemprocessen
• Energie verkrijgen (meestal van de zon)
• Materiaal verkrijgen uit lucht, bodem en rotsen
• Energie- en materiaaloverdracht binnenin
het ecosysteem (voedselwebben)
• Afgifte van energie en materialen aan het milieu
Twee hoofdtypen ecosystemen - terrestrische en aquatische.
Verschillen in fysische eigenschappen tussen lucht en water leiden tot fundamentele verschillen
tussen aquatische en terrestrische.
,Ecologische processen houden zich aan natuurwetten
• De wetten van de thermodynamica bepalen de energiestroom
Twee soorten energie:
- Potentiële energie is een opgeslagen energie: beschikbaar voor en in staat om
werkzaamheden uit te voeren
- Kinetische energie is de energie van beweging
1e wet van de thermodynamica - de energie behoudswet:
Energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, maar het kan van de ene vorm naar de andere
worden getransformeerd.
1e wet van de thermodynamica in het functioneren van ecosystemen
• Licht van de zon levert energie in de vorm van fotonen, organismen transformeren deze fotonen
in andere vormen van energie, energie verlaat het ecosysteem als warmte.
In de reacties van fotosynthese
• De reactanten (eenvoudige moleculen) slaan minder energie op dan de producten (complexe
moleculen)
• Extra energie opgeslagen in de producten komt van licht
Primaire productiviteit is de snelheid waarmee autotrofen koolstofdioxide (in de atmosfeer of
water) omzetten in organische verbindingen.
• Chemoautotrofen doen dit met energie uit chemische verbindingen (oxidatie van elektronen
afgevende moleculen)
• Fotoautotrofen (planten) doen dit met energie uit zonlicht (fotosynthese)
Entropie - de mate van wanorde of onzekerheid in een systeem.
2e wet van de thermodynamica: wanneer energie van de ene naar de andere vorm verandert, of
materie beweegt vrij, de entropie (wanorde) in van een systeem neemt toe. (Of het blijft stabiel in
een ideaal gesloten systeem; maar het neemt nooit af).
Entropie geeft een vermindering van potentiële energie van een systeem aan. De totale entropie
kan constant blijven in ideale gevallen waarin het systeem zich in een stabiele toestand bevindt of
een omkeerbaar proces ondergaat. In alle spontane (onomkeerbare) processen neemt de totale
entropie altijd toe.
Vb: wanneer energie wordt overgedragen van het ene organisme naar het andere als voedsel,
neemt entropie toe en gaat energie verloren.
- Sommige energie wordt opgeslagen in levende weefsels
- Sommige gaan verloren als warmte => toename van entropie
Hoe handhaven ecosystemen orde?
Ecologische systemen zijn open systemen: er is een constante input van energie (voornamelijk
zonlicht). Dit gaat entropie tegen.
Controle over ecosysteemprocessen
De structuur en werking van het ecosysteem worden bepaald door meerdere onafhankelijke
variabelen:
• Staatsfactoren:
- Klimaat
- Bovenliggend materiaal
- Topografie
- Potentiële biota (organismen aanwezig in een regio)
- Tijd (opeenvolgende fase)
• Interactieve factoren:
- Levering van hulpbronnen
- Micro-omgeving
- Storingsregime
- Biotische gemeenschap
,Controle over het functioneren van ecosystemen
Staatsfactoren: klimaathiërarchie, oudermateriaal en topografie
• Wereldwijd - het klimaat is het sterkst bepalend voor ecosysteemprocessen;
• Globale variatie in klimaat verklaart verdeling van biomen - algemene categorieën ecosystemen;
• Binnen elk bioom bepaalt het moedermateriaal de grondsoorten
• Topografisch reliëf bepaalt het microklimaat en de bodemontwikkeling op lokale schaal
• Potentiële biota regelt het type en de diversiteit van organismen
• Timing van ecosysteemontwikkeling (successief stadium) bepaalt de samenstelling van de
gemeenschap.
Controle over ecosysteemprocessen: interactieve factoren
Interactieve factoren zijn factoren die op ecosysteemschaal werken en zowel de
ecosysteemkenmerken beheersen als erop reageren.
- Levering van hulpbronnen (energie en materialen) ondersteunt de groei en het onderhoud van
organismen;
- Micro-omgeving (temperatuur, pH) - beïnvloedt de snelheid van ecosysteemprocessen;
- Storingsregime (brand, wind, uitbraken van insecten ...);
- Biotische gemeenschap - type aanwezige soort, hun overvloed en interacties
Controle over ecosysteemprocessen: feedbackmechanismen
• Feedbacks regelen de interne dynamiek van het ecosysteem
• Negatief = Stabiliserende feedbacks
• Positief = versterkende feedbacks
Reactie van ecosystemen op verstoringen
- Feedbacks zijn belangrijke mechanismen die de respons van ecosystemen op verstoringen
regelen
• De processen van feedbackmechanismen bepalen de stabiliteit van het ecosysteem
• Twee factoren drukken de stabiliteit van het ecosysteem uit: weerstand en veerkracht
Weerstand bepaalt de mate waarin ecologische processen bij
verschillende externe druk hetzelfde blijven.
Veerkracht bepaalt de snelheid waarmee een ecosysteem na
een verstoring terugkeert naar zijn vorige toestand, d.w.z. het
is een herstelsnelheid.
Ecosystemen kunnen meerdere stabiele toestanden hebben
• Alternatieve activeerbareestheorie - ecosystemen kunnen bestaan onder meerdere
"toestanden" (sets van unieke biotische en abiotische omstandigheden).
• Staatsverschuiving - overgang van ecosysteem van de ene naar de andere stabiele staat,
wanneer deze wordt verstoord.
Metabolic theory of ecology
Ecologische theorie over energie en materie
• Metabole theorie voor ecologie (MTE) -> Energie
• Ecologische stoïchiometrietheorie (EST) -> Chemische elementen
Metabole basis van ecologie
Metabolisme: flux en transformatie van energie in organismen
- Uitwisseling met de omgeving
- Verwerking binnen organisme
- Toewijzing aan overleving, groei en voortplanting
Interactie: uitwisseling van energie
De meeste ecologische processen zijn fundamenteel metabolisch.
• Ademhaling is het proces waardoor al het leven op aarde energie
afgeeft: de motor van het leven is een chemisch proces.
Chemische reacties gaan sneller naarmate de temperatuur toeneemt.
De stofwisseling is afhankelijk van de lichaamsgrootte.
, Metabole theorie voor ecologie
• Algemene koppeling tussen ecologie en metabolisme (energetica)
• Veronderstelt dat metabolische en ecologische snelheden variëren met lichaamsgrootte en
temperatuur. Dit kan worden gekwantificeerd met behulp van vergelijkingen
Deze vergelijkingen kunnen worden gebruikt voor voorspellingen, zoals Hardy-Weinberg, Fisher's
geslachtsverhouding, Haldeman's regel, island biogeography theory, neutral theory of biodiversity.
De centrale vergelijking van MTE
B = BO M-1/4 e-E / kT
B = biologische of ecologische snelheid
B0 = normalisatieconstante
M = lichaamsmassa
E = activeringsenergie -> 0,65 eV (aerobe ademhaling)
k = constante van Boltzmann
T = temperatuur (in Kelvin)
Voorspellingen
Temperatuur afhankelijkheid
• Plot van ln (B M) versus 1 / kT is lineair
• Helling zal –E zijn, dus ongeveer 0,65 eV
Ln (B M) = - 0,65 * 1 / kT
Massa-afhankelijkheid
• Plot van ln (BE e / kT) versus ln (M) zal lineair zijn
• Helling is -1/4
Ln (BE e / kT) = -1/4 ln (M)
Biodiversiteit en MTE
1. Middelen / productiviteit
Lichaamsgrootte: benodigde middelen
Temperatuur: productiviteit neemt toe met de temperatuur
2. Evolutionaire dynamiek
Lichaamsgrootte: generatietijd, soortvorming, evolutie
Temperatuur: interacties, soortvorming, evolutie
Take home message MTE
De meeste processen / patronen op ecologische schaal met lichaamsgrootte en temperatuur, van
individuele organismen tot globale schalen.
• MTE biedt kwantitatieve voorspellingen van deze relaties:
1. -0.65 helling voor relaties met temperatuur (ademhalingsgerelateerd)
2. -0.25 helling voor relaties met lichaamsmassa (per massa-eenheid)
3. 0,75 helling voor relaties met lichaamsmassa (hele organisme)
Deze voorspellingen vormen de nulhypothesen op basis van een goed begrepen eerste principe in
de biologie, scheikunde en natuurkunde. Deze nulhypothesen vormen de basis voor het evalueren
van de resterende variatie als gevolg van andere factoren.
Basics of marine ecology
Verschil tussen mariene en terrestrische ecosystemen
- Meer landsoorten dan mariene soorten
- Ocean heeft relatief uniforme omstandigheden
- Minder aanpassing vereist, minder speciatie
- Organismen in de oceaan zijn minder goed bestand tegen veranderingen in het milieu.
Aanpassingen in mariene organismen
Drijfvermogen
- kleine organismen zinken langzaam, reproduceren zich snel en kunnen worden opgeschort door
natuurlijke turbulentie: individuen verloren door zinken zijn vervangen door reproductie.
- Olie in micro-organismen om het drijfvermogen te verhogen
Verschillende ondersteuningsstructuren:
- warm water meer aanhangsels dan koud water
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller noavh. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.60. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
53068 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now