Samenvattingen · BiologieNL · HAVO

Interactie in ecosystemen: voedselrelaties en duurzame ontwikkeling

Organismen in een ecosysteem zijn via tal van relaties met elkaar verbonden: ze leven samen (symbiose), beconcurreren elkaar om hulpbronnen en eten elkaar in een voedselweb. Dit onderwerp behandelt eerst die relaties tussen soorten — symbiose en concurrentie met de ecologische niche — en laat daarna zien hoe de mens met zijn ecologische voetafdruk op ecosystemen drukt en wat duurzame ontwikkeling inhoudt. Ten slotte zie je hoe één ingreep als een kettingreactie door het hele voedselweb werkt, en wanneer een ecosysteem zich nog kan herstellen.

4 Onderdelen~28 min leestijd4 VaardighedenNiveau Basis 1 · Standaard 2 · Verdieping 1

T·181818 / 20

Examenprofiel

De drie vormen van symbiose (mutualisme, commensalisme, parasitisme) herkennen en classificeren met het effect (+, −, 0) op beide soorten.Intraspecifieke en interspecifieke concurrentie en de ecologische niche uitleggen en met het concurrentie-uitsluitingsprincipe redeneren.De ecologische voetafdruk, biodiversiteitsverlies en kringlooplandbouw gebruiken om de duurzaamheid van menselijk handelen te beoordelen.Beredeneren hoe een ingreep in een voedselweb als kettingreactie doorwerkt en wanneer een ecosysteem veerkrachtig genoeg is om te herstellen.

Operatoren:leg uitverklaarberedeneerinterpreteerbeoordeel

basisniveau

Zorg dat je de drie vormen van symbiose kunt herkennen met de +/−/0-methode, het verschil tussen intra- en interspecifieke concurrentie en de niche kunt uitleggen, en weet wat een ecologische voetafdruk en kringlooplandbouw zijn.

verhoogd niveau

Beredeneer in onbekende contexten hoe een verstoring stap voor stap door een voedselweb werkt (kettingreactie, top-down en bottom-up), en beoordeel maatregelen op duurzaamheid met begrippen als draagkracht, veerkracht en gesloten kringloop.

Diepte

Tekst

Inhoud · 4 onderdelen

Interactie in ecosystemen: voedselrelaties en duurzame ontwikkeling

Relaties tussen soorten: symbiose#

Basisexamenblad-nl

Vormen van symbiose

Afb. 1De drie vormen van symbiose, ingedeeld naar het effect op beide soorten. Bij mutualisme winnen beide, bij commensalisme alleen soort A, en bij parasitisme wint soort A ten koste van soort B (rechtsonder gemarkeerd).

In een ecosysteem leeft geen enkele soort op zichzelf: organismen zijn voortdurend met elkaar in contact, en die contacten noemen we relaties tussen soorten. Een belangrijke groep daarvan is symbiose, het nauw en langdurig samenleven van twee verschillende soorten. Om zo'n relatie te beschrijven kijk je naar het effect op elk van de twee soorten apart: heeft een soort er voordeel bij (+), nadeel van (−), of merkt ze er niets van (0)? Met die eenvoudige +/−/0-code kun je elke relatie indelen. Bekijk je bijvoorbeeld een bij die nectar haalt uit een bloem, dan vraag je je af wat het de bij oplevert (voedsel: +) en wat het de bloem oplevert (bestuiving: ook +). Op die manier vat je een ingewikkelde natuurlijke relatie samen in twee tekens. In de figuur hiernaast staan de drie hoofdvormen van symbiose met hun effect op soort A en soort B overzichtelijk naast elkaar.

De eerste vorm is mutualisme, waarbij beide soorten voordeel hebben van het samenleven: het effect is +/+. Je kunt het zien als een vorm van samenwerking waar allebei beter van worden, al is het geen bewuste keuze maar iets dat in de loop van de evolutie is ontstaan, juist omdat het de overlevings- en voortplantingskansen (de fitness) van beide soorten vergroot. Klassieke voorbeelden zijn de bij en de bloem (de bij krijgt nectar, de bloem wordt bestoven), de bacteriën in onze darm (zij krijgen voedsel en een warme omgeving, wij krijgen vitamines en hulp bij de vertering) en de schimmels rond plantenwortels (de plant levert suikers, de schimmel levert water en mineralen). Het kenmerk om op te letten is dat geen van beide soorten erop achteruitgaat; ze leveren elkaar juist iets op wat de ander nodig heeft. Verdwijnt de ene soort, dan is de andere slechter af.

Bij de tweede vorm, commensalisme, heeft maar één soort voordeel terwijl de andere er niets van merkt: geen voordeel en geen nadeel. Het effect is dus +/0. De ene soort lift als het ware mee zonder de ander te helpen of te schaden. Denk aan een vogel die zijn nest bouwt in een boom: de vogel heeft een veilige plek (+), terwijl de boom er niets bij wint of verliest (0). Of denk aan zeepokken die op de huid van een walvis meereizen naar voedselrijk water; zij profiteren van het transport, terwijl de walvis er geen merkbaar gevolg van ondervindt. In de praktijk is een effect van precies nul zeldzaam — vaak is er een heel klein voor- of nadeeltje — maar voor het examen behandelen we commensalisme als de situatie waarin het effect op de tweede soort verwaarloosbaar is. Het onderscheid met mutualisme zit hem juist in die nul: bij commensalisme krijgt de tweede soort niets terug.

De derde vorm is parasitisme, waarbij de ene soort voordeel heeft ten koste van de andere: het effect is +/−. De parasiet (+) leeft op of in een gastheer en onttrekt daaraan voedsel of andere stoffen, terwijl de gastheer (−) daardoor schade oploopt. Voorbeelden zijn een lintworm in de darm, een teek of vlo op de huid, en schimmels of luizen op een plant. We onderscheiden ectoparasieten, die op de buitenkant leven (zoals een teek), en endoparasieten, die binnenin de gastheer leven (zoals een lintworm). Belangrijk is dat een parasiet zijn gastheer meestal niet meteen doodt: de gastheer is immers zijn voedselbron én zijn leefomgeving, dus een dode gastheer levert niets meer op. Daarin verschilt parasitisme van predatie, waarbij een roofdier zijn prooi juist wél doodt en opeet. Een parasiet 'oogst' langdurig een klein beetje, een predator pakt in één keer alles.

Naast de drie symbiosevormen kom je in voedselrelaties ook predatie tegen: de roofdier-prooirelatie, waarbij de predator (+) de prooi (−) vangt, doodt en opeet. Qua tekens lijkt dat op parasitisme (+/−), maar het wordt meestal niet tot de symbiose gerekend, omdat predator en prooi niet langdurig met hetzelfde individu samenleven. Predatie is wel een belangrijke kracht in het ecosysteem, want roofdieren houden de aantallen van hun prooi in toom — een idee dat in de laatste paragraaf terugkomt bij verstoring. Voor het examen is de aanpak telkens hetzelfde: krijg je een relatie beschreven, bepaal dan eerst het effect op de ene soort en daarna op de andere, en lees uit de combinatie van tekens af om welke vorm het gaat. Voordeel plus voordeel is mutualisme, voordeel plus neutraal is commensalisme, voordeel plus nadeel is parasitisme (of predatie). Met die +/−/0-methode classificeer je ook relaties die je nog nooit eerder hebt gezien.

Uitgewerkt voorbeeld

Een relatie classificeren met de +/−/0-methode

Op de huid van een walvis groeien zeepokken. De zeepokken worden door de zwemmende walvis meegevoerd naar water met veel plankton en profiteren zo van meer voedsel; de walvis ondervindt er geen merkbaar voordeel of nadeel van. Om welke vorm van symbiose gaat het? Beredeneer met het effect op beide soorten.

Stap 1 — Bepaal het effect op de zeepok
De zeepok wordt meegevoerd naar voedselrijk water en krijgt daardoor meer plankton binnen. Dat is een duidelijk voordeel, dus het effect op de zeepok is +.
Stap 2 — Bepaal het effect op de walvis
De walvis merkt niets van de meeliftende zeepokken: hij wordt er niet door gevoed, maar ondervindt er ook geen noemenswaardige schade van. Het effect op de walvis is dus 0 (neutraal).
Stap 3 — Combineer de tekens
De combinatie is +/0: de ene soort heeft voordeel, de andere merkt er niets van. Dat is precies de definitie van commensalisme. Ter controle: had de walvis óók voordeel gehad, dan was het mutualisme (+/+) geweest; had hij schade opgelopen, dan parasitisme (+/−).

Resultaat: Het gaat om commensalisme: de zeepok heeft voordeel (+) en de walvis ondervindt geen merkbaar effect (0). Door eerst het effect op elke soort apart te bepalen en daarna de tekens te combineren, kom je betrouwbaar bij de juiste vorm uit.

Veelgemaakte fouten

Mutualisme en commensalisme verwarren. Bij mutualisme hebben béíde soorten voordeel (+/+); bij commensalisme heeft maar één soort voordeel en merkt de ander er niets van (+/0).
Symbiose gelijkstellen aan alleen mutualisme ('samen voordeel'). Symbiose is de overkoepelende term voor nauw en langdurig samenleven; ook commensalisme en parasitisme vallen eronder.
Parasitisme en predatie door elkaar halen. Een predator doodt en eet de prooi in één keer, terwijl een parasiet langdurig ten koste van de gastheer leeft zonder hem meteen te doden.

Actieve herhaling

Geef bij elk van de volgende relaties aan om welke vorm van symbiose het gaat en motiveer met het effect (+, −, of 0) op beide soorten: (a) een bij die nectar haalt uit een bloem, (b) een teek op een hond, (c) een vogel die zijn nest bouwt in een boom.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

Concurrentie en de ecologische niche#

Standaardexamenblad-nl

Effect van concurrentie

Afb. 2Zonder concurrent groeit de populatie naar een hoge draagkracht; met een concurrent die hulpbronnen wegneemt, vlakt de groei af op een lager niveau. Interspecifieke concurrentie verlaagt dus de draagkracht.

Behalve samenleven en elkaar opeten doen organismen nog iets dat hun aantallen sterk beïnvloedt: ze beconcurreren elkaar. Concurrentie ontstaat wanneer meerdere individuen dezelfde hulpbron nodig hebben terwijl die hulpbron beperkt is. Hulpbronnen waar om gestreden wordt, zijn bijvoorbeeld voedsel, water, licht, ruimte, nestplaatsen en partners. Omdat er nooit genoeg van alles is voor iedereen, is concurrentie een vrijwel constante druk in elk ecosysteem. Belangrijk is dat concurrentie een nadelig effect heeft voor álle betrokkenen: wie moet delen, houdt minder over, groeit langzamer of plant zich minder voort. In de tekens van de vorige paragraaf zou je concurrentie dus als −/− kunnen schrijven. We maken onderscheid tussen twee soorten concurrentie, afhankelijk van of de strijd binnen één soort of tussen verschillende soorten plaatsvindt — en dat onderscheid blijkt alles te maken te hebben met het begrip niche.

Intraspecifieke concurrentie is de concurrentie tussen individuen van dezelfde soort. Dit is de hevigste vorm van concurrentie, en dat is goed te begrijpen: individuen van één soort hebben precies dezelfde behoeften — hetzelfde voedsel, dezelfde nestplekken, dezelfde partners — zodat hun eisen volledig overlappen. Jonge boompjes van dezelfde soort die dicht opeen staan, vechten allemaal om hetzelfde licht, water en de mineralen op die plek. Naarmate een populatie groter en dichter wordt, neemt de intraspecifieke concurrentie toe, want er moeten steeds meer individuen van dezelfde beperkte hulpbronnen leven. Daardoor remt deze concurrentie de groei van de populatie af zodra de aantallen oplopen: het is een dichtheidsafhankelijke rem die de populatie naar de draagkracht van het gebied toe stuurt. Zo zorgt de strijd binnen de soort er mede voor dat een populatie niet eindeloos blijft groeien.

Interspecifieke concurrentie is de concurrentie tussen individuen van verschillende soorten. Twee plantensoorten in hetzelfde veld kunnen om het licht en het water strijden, en verschillende vogelsoorten kunnen achter dezelfde zaden of insecten aan zitten. Hoe sterk deze concurrentie is, hangt af van hoeveel de behoeften van de twee soorten overlappen: eten ze precies hetzelfde en leven ze op precies dezelfde plek, dan is de concurrentie hevig; verschillen hun eisen grotendeels, dan storen ze elkaar nauwelijks. Anders dan bij intraspecifieke concurrentie is de overlap tussen twee verschillende soorten zelden volledig, want twee soorten zijn nooit in álles identiek. Toch kan ook een gedeeltelijke overlap grote gevolgen hebben, en juist die overlap staat centraal in het begrip ecologische niche, dat we hierna bekijken.

De ecologische niche van een soort is haar volledige plek en rol in het ecosysteem: niet alleen wáár ze leeft, maar ook wát ze eet, wanneer ze actief is, waar ze zich voortplant, welke vijanden ze heeft en welke abiotische omstandigheden (temperatuur, vochtigheid, zuurgraad) ze verdraagt. Een handige vergelijking is: de habitat is het 'adres' van een soort — de plek waar je haar vindt — terwijl de niche het 'beroep' is, het geheel van wat ze daar doet en nodig heeft. Twee soorten kunnen prima in dezelfde habitat (op hetzelfde adres) wonen zonder elkaar te beconcurreren, zolang hun niche (hun beroep) maar genoeg verschilt: de een eet 's nachts insecten van de grond, de ander overdag zaden uit de boom. Pas wanneer de niches van twee soorten elkaar sterk overlappen, gaan ze om dezelfde hulpbronnen concurreren — en dan komt het concurrentie-uitsluitingsprincipe in beeld.

Het concurrentie-uitsluitingsprincipe zegt dat twee soorten met een vrijwel identieke niche niet duurzaam naast elkaar kunnen blijven bestaan. Strijden ze om precies dezelfde, beperkte hulpbron, dan zal de soort die daar net iets beter in is de ander langzaam verdringen, totdat die plaatselijk uitsterft. Er is echter een ontsnappingsroute: als de twee soorten in de loop van de tijd hun niche een beetje verschuiven — de een gaat ander voedsel eten of een ander deel van het gebied gebruiken — dan wordt de overlap kleiner en kunnen ze tóch samen blijven leven. Dat heet niche-differentiatie. In de figuur hiernaast zie je het effect van concurrentie op een populatie: zonder concurrent groeit de populatie naar een hoge draagkracht, maar in aanwezigheid van een concurrent die een deel van de hulpbronnen wegneemt, vlakt de groei af op een duidelijk lager niveau. Concurrentie verlaagt dus de draagkracht voor elk van de betrokken soorten.

Uitgewerkt voorbeeld

Concurrentie-uitsluiting voorspellen

Twee soorten eencellige diertjes die zich met exact dezelfde bacteriesoort voeden, worden samen in één bak met een vaste hoeveelheid voedsel gekweekt. Soort A deelt zich iets sneller dan soort B. Voorspel met het concurrentie-uitsluitingsprincipe wat er gebeurt, en geef aan wat er nodig zou zijn om beide soorten te laten overleven.

Stap 1 — Bepaal de niche-overlap
Beide soorten eten precies dezelfde bacteriën, leven in dezelfde bak en onder dezelfde omstandigheden. Hun niches overlappen daardoor vrijwel volledig, dus er is sterke interspecifieke concurrentie om hetzelfde, beperkte voedsel.
Stap 2 — Pas het uitsluitingsprincipe toe
Bij een vrijwel identieke niche kunnen twee soorten niet duurzaam samen bestaan: de betere concurrent wint. Soort A deelt sneller en legt dus sneller beslag op het voedsel, zodat A blijft groeien terwijl B steeds minder overhoudt.
Stap 3 — Voorspel de afloop
Soort B krijgt te weinig voedsel om zich te handhaven en sterft in deze bak uit, terwijl soort A overblijft. Dit is concurrentie-uitsluiting: de zwakkere concurrent verdwijnt plaatselijk.
Stap 4 — Voorwaarde voor samenleven
Beide soorten kunnen alleen blijven bestaan als hun niches gaan verschillen (niche-differentiatie). Komt er bijvoorbeeld een tweede voedselbron bij die soort B beter benut, of een deel van de bak met andere omstandigheden waar B in het voordeel is, dan concurreren ze niet langer om precies hetzelfde en is er voor beide plaats.

Resultaat: Soort A verdringt soort B, die uitsterft — een voorbeeld van concurrentie-uitsluiting. Samenleven is alleen mogelijk wanneer de niche-overlap kleiner wordt door niche-differentiatie, bijvoorbeeld door een aparte voedselbron of een ander deelgebied voor soort B.

Veelgemaakte fouten

Habitat en niche gelijkstellen. De habitat is de plek (het 'adres'); de niche is de volledige rol (het 'beroep') inclusief voedsel, tijd van activiteit en relaties met andere soorten.
Denken dat concurrentie alleen tussen verschillende soorten speelt. Juist binnen één soort (intraspecifiek) is de concurrentie het hevigst, omdat de behoeften volledig overlappen.
Aannemen dat de betere concurrent de ander altijd laat uitsterven. Vaak leidt concurrentie tot niche-differentiatie, waardoor de overlap kleiner wordt en beide soorten toch blijven bestaan.

Actieve herhaling

Twee verwante zangvogels eten allebei insecten in dezelfde boom. Leg uit waarom er sprake is van interspecifieke concurrentie, en beschrijf twee manieren waarop de soorten op lange termijn toch samen kunnen blijven voorkomen.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

De mens en het ecosysteem: duurzame ontwikkeling#

Standaardexamenblad-nl

Gangbare en kringlooplandbouw

Afb. 3Bij gangbare landbouw lopen de stromen lineair (open keten); bij kringlooplandbouw worden reststromen hergebruikt zodat de keten zich sluit (gesloten). Dat sluiten van de kringloop, rechtsonder gemarkeerd, maakt de aanpak duurzamer.

De mens is zelf ook een soort in het ecosysteem, maar wel een met een uitzonderlijk grote invloed. We gebruiken ecosystemen voor voedsel, hout, brandstof, ruimte om te wonen en plekken om afval te lozen. Doen we dat sneller dan de natuur kan aanvullen, dan putten we het systeem uit en blijft er voor later minder over. Daartegenover staat het ideaal van duurzame ontwikkeling: een ontwikkeling die voorziet in de behoeften van de huidige generatie zónder de mogelijkheden van toekomstige generaties om in hún behoeften te voorzien in gevaar te brengen. Duurzaam handelen betekent dus binnen de grenzen blijven van wat een ecosysteem kan leveren en kan herstellen. In deze paragraaf bekijken we drie manieren om die druk en die grenzen concreet te maken: de ecologische voetafdruk als maat voor ons beslag op de aarde, het verlies aan biodiversiteit als gevolg van te grote druk, en kringlooplandbouw als voorbeeld van een duurzamere aanpak.

De ecologische voetafdruk is een maat voor de oppervlakte aan vruchtbaar land en water die nodig is om alles te leveren wat een persoon, een land of een leefstijl gebruikt, én om het afval daarvan — vooral de uitgestoten CO2 — weer te verwerken. Je drukt de voetafdruk uit in hectares: hoe groot is het stuk aarde dat je in feite voor jezelf 'claimt'? Wie veel vlees eet, veel vliegt en veel spullen koopt, heeft een grote voetafdruk; wie zuinig leeft, een kleine. De kracht van dit begrip is dat het overconsumptie meetbaar en vergelijkbaar maakt. Je kunt de totale voetafdruk van de mensheid namelijk afzetten tegen de biocapaciteit: de hoeveelheid die de aarde duurzaam kan leveren en opnemen. Is de voetafdruk groter dan de biocapaciteit, dan teren we in op voorraden en is onze manier van leven per definitie niet vol te houden. In welvarende landen ligt de voetafdruk per persoon ruim boven dat duurzame niveau.

Een te grote menselijke druk leidt tot verlies van biodiversiteit, de verscheidenheid aan leven op het niveau van genen, soorten en ecosystemen. De belangrijkste oorzaken zijn het verdwijnen en versnipperen van leefgebieden, vervuiling, klimaatverandering, het binnenbrengen van invasieve exoten en overexploitatie — het te zwaar benutten van een natuurlijke voorraad. Een sprekend voorbeeld van dat laatste is overbevissing: er wordt dan meer vis gevangen dan er door voortplanting bijgroeit, zodat de visstand steeds verder daalt en uiteindelijk kan instorten. Omdat de beviste soort onderdeel is van een voedselweb, blijft het niet bij die ene soort: het wegvallen ervan werkt door naar prooidieren en roofdieren, een doorwerking die we in de laatste paragraaf uitgebreid bekijken. Biodiversiteitsverlies is bovendien zorgelijk omdat een soortenarm ecosysteem minder veerkrachtig is: er zijn minder soorten die de functie van een ander kunnen overnemen, waardoor het systeem gevoeliger wordt voor verstoringen.

Een concrete stap naar meer duurzaamheid is kringlooplandbouw. In de gangbare, min of meer lineaire landbouw lopen de stromen recht door: er worden grondstoffen aangevoerd (kunstmest, veevoer), daarmee wordt een product gemaakt, en wat overblijft verdwijnt als afval of als verlies naar het milieu. In kringlooplandbouw worden die reststromen juist zo veel mogelijk hergebruikt, zodat grondstoffen in een gesloten kringloop blijven ronddraaien in plaats van verloren te gaan. Dierlijke mest gaat bijvoorbeeld terug naar het land om de bodem te voeden, en reststromen uit de voedingsindustrie worden gebruikt als veevoer. Daardoor is er minder aanvoer van kunstmest nodig (waarvan de productie veel energie kost) en gaat er minder waardevolle stof verloren. In de tabel hiernaast staan de gangbare en de kringloopaanpak naast elkaar; let vooral op de onderste rij, waar de open keten van de gangbare landbouw tegenover de gesloten kringloop staat — dat sluiten van de kringloop is precies wat kringlooplandbouw duurzamer maakt.

Duurzaamheid komt er uiteindelijk op neer dat we ecosystemen blijven gebruiken binnen de grenzen van wat ze kunnen dragen en herstellen. Maatregelen die daarbij helpen, grijpen op verschillende plekken aan: je voetafdruk verkleinen door energie te besparen, minder en bewuster te consumeren en plantaardiger te eten; duurzame visserij waarbij de vangst niet groter is dan de jaarlijkse aangroei; het beschermen en herstellen van leefgebieden, met verbindingszones zodat populaties niet versnipperd raken; en het sluiten van kringlopen, zoals in de landbouw. Bij een examenvraag waarin je een maatregel moet beoordélen, is de redenering steeds dezelfde: laat zien of de maatregel binnen de draagkracht van het ecosysteem blijft, of hij een kringloop sluit, en of hij de mogelijkheden voor toekomstige generaties intact laat. Past dat alles, dan draagt de maatregel bij aan duurzame ontwikkeling; gaat hij over die grenzen heen, dan niet.

Uitgewerkt voorbeeld

Een maatregel op duurzaamheid beoordelen

Beoordeel de volgende maatregel op duurzaamheid: een melkveehouder stopt met het aankopen van kunstmest en een deel van het krachtvoer, gebruikt voortaan de mest van de eigen koeien op het land en voert daarnaast reststromen uit de voedingsindustrie bij. Leg met de begrippen reststroom, hergebruik en kringloop uit waarom dit duurzamer is dan de gangbare aanpak.

Stap 1 — Herken de reststromen
De mest van de koeien en de restproducten uit de voedingsindustrie zijn reststromen: stoffen die in de gangbare aanpak grotendeels als afval zouden worden beschouwd.
Stap 2 — Laat het hergebruik zien
Die reststromen worden nu opnieuw gebruikt: de mest gaat terug naar het land en voedt de bodem voor de gewasgroei, en de restproducten dienen als veevoer. Er wordt dus niets weggegooid wat nog waarde heeft.
Stap 3 — Sluit de kringloop
Doordat de nutriënten op het bedrijf blijven ronddraaien, is er veel minder aanvoer van kunstmest nodig (waarvan de productie veel energie en grondstoffen kost) en minder import van voer. De stofkringloop sluit zich grotendeels en de bodem put minder uit.
Stap 4 — Trek de duurzaamheidsconclusie
De maatregel gebruikt grondstoffen binnen een gesloten kringloop, vermindert uitputting en afval en blijft zo beter binnen de draagkracht. Daarmee voorziet hij in de behoefte van nu zonder die van toekomstige generaties in gevaar te brengen — de definitie van duurzaam.

Resultaat: Doordat reststromen (mest en restproducten) worden hergebruikt en de nutriëntenkringloop zich grotendeels sluit, zijn er minder externe grondstoffen en minder afval nodig. De maatregel blijft beter binnen de draagkracht van het systeem en is daarmee duurzamer dan de gangbare, lineaire aanpak.

Veelgemaakte fouten

De ecologische voetafdruk zien als alleen de CO2-uitstoot. Het is de totale oppervlakte aan land en water die nodig is voor álle grondstoffen én voor de verwerking van het afval.
Denken dat overbevissing alleen de beviste soort treft. Door de voedselrelaties werkt het wegvallen van die soort als een kettingreactie door in het hele voedselweb.
Kringlooplandbouw verwarren met 'biologisch' of met 'geen landbouw'. De kern is het hergebruik van reststromen, zodat grondstoffen in een gesloten kringloop blijven in plaats van als afval te verdwijnen.

Actieve herhaling

Een boer schakelt over op kringlooplandbouw: dierlijke mest gaat terug naar het land in plaats van dat er kunstmest wordt gekocht, en het vee krijgt deels reststromen uit de voedingsindustrie te eten. Leg met de begrippen reststroom, hergebruik en kringloop uit waarom dit duurzamer is dan de gangbare aanpak.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

Verstoring en herstel van voedselrelaties#

Verdiepingexamenblad-nl

Doorwerking in het voedselweb

Afb. 4Een keten uit het voedselweb van een meer: algen, dierlijk plankton, witvis en snoek (de roofvis, gemarkeerd); de pijlen wijzen van prooi naar eter. Valt de snoek weg, dan werkt dat als een kettingreactie omlaag: witvis toe, plankton af, algen toe.

In een ecosysteem zijn alle soorten via hun voedselrelaties met elkaar verbonden. Producenten (planten en algen) leggen energie vast, consumenten eten de planten en elkaar, en reducenten breken dood materiaal af. Al die eet-relaties samen vormen geen losse ketens maar een vertakt voedselweb, waarin de meeste soorten op meerdere manieren met andere zijn verbonden. Juist door die verbondenheid is een ecosysteem geen verzameling losse onderdelen, maar een samenhangend systeem: verandert er iets aan één soort, dan blijft dat zelden zonder gevolgen voor de rest. In de figuur hiernaast zie je een eenvoudige keten uit zo'n web — van algen via plankton en vis naar de roofvis bovenin. We gebruiken die keten in deze paragraaf om te laten zien hoe een ingreep op één plek zich als een golf door het hele web kan voortplanten. De kernvraag is telkens: als deze soort verdwijnt of juist toeneemt, wat gebeurt er dan met de soorten eromheen?

Stel dat een roofdier bovenin het web verdwijnt, bijvoorbeeld doordat de mens het wegvangt. Het directe gevolg is dat zijn prooi minder wordt opgegeten en dus in aantal toeneemt. Maar daar stopt het niet: die toegenomen prooi eet op haar beurt meer van háár voedsel, zodat dát juist afneemt, en zo gaat het stap voor stap verder omlaag door de keten. Zo'n opeenvolging van effecten heet een kettingreactie: elke verandering veroorzaakt de volgende. Bekijk de keten uit de figuur: verdwijnt de roofvis, dan neemt de witvis toe (minder opgegeten), waardoor het dierlijke plankton afneemt (meer opgegeten), waardoor de algen toenemen (minder begraasd) — met als zichtbaar eindresultaat troebel water of een algenbloei. Let op het regelmatige patroon: langs de keten wisselen de effecten elkaar af — toe, af, toe. Dit doorwerken van bovenaf naar beneden noemen we een top-downeffect, en het laat zien hoe groot de invloed van een enkele roofdiersoort op een heel ecosysteem kan zijn.

De doorwerking kan ook de andere kant op gaan. Verdwijnt of vermindert juist een voedselbron onderaan — bijvoorbeeld doordat planten afsterven door vervuiling of droogte — dan krijgen de dieren die daarvan leven te weinig en nemen zij af, waarna ook hún eters in de problemen komen. Dat heet een bottom-upeffect: de verandering plant zich van onderen naar boven voort. Daarnaast bestaan er indirecte effecten, waarbij twee soorten elkaar beïnvloeden zonder dat de een de ander opeet. Twee soorten die hetzelfde voedsel eten, beconcurreren elkaar immers (zie de tweede paragraaf): neemt de ene toe, dan blijft er voor de andere minder over. Door dit soort indirecte verbanden zijn de gevolgen van een ingreep vaak verrassend en moeilijk vooraf te overzien. De enige betrouwbare manier om ze te voorspellen is de voedselpijlen netjes te volgen: ga van soort naar soort en bepaal bij elke stap of het effect een toename of een afname is.

Niet elke verstoring richt blijvende schade aan, want ecosystemen hebben een zekere veerkracht: het vermogen om na een verstoring weer naar de oorspronkelijke toestand terug te keren. Een soortenrijk, biodivers ecosysteem is veerkrachtiger dan een soortenarm systeem, omdat er meer soorten zijn die elkaars functie deels kunnen overnemen — valt er één weg, dan vangen andere de klap op. Herstel verloopt vaak via successie: na een verstoring koloniseren pioniersoorten het gebied opnieuw, en geleidelijk ontwikkelt zich weer een rijkere levensgemeenschap. Maar aan die veerkracht zit een grens. Is de verstoring te groot of duurt ze te lang, dan kan een ecosysteem een kantelpunt overschrijden en omslaan naar een heel andere, stabiele toestand die niet vanzelf terugverandert — denk aan een helder ven dat na jarenlange overbemesting blijvend troebel en algenrijk wordt. Herstel is dan veel moeilijker, en soms onmogelijk. Veerkracht is dus geen garantie, maar een buffer die je niet eindeloos kunt belasten.

Veel van de zwaarste verstoringen zijn menselijk: overbevissing, ontbossing, vervuiling en het uitsterven van soorten grijpen allemaal in op het voedselweb en werken er als een kettingreactie in door. Gelukkig kan de mens ook helpen herstellen. Door een verdwenen sleutelsoort weer terug te brengen — bijvoorbeeld een toppredator die de aantallen van herbivoren weer in toom houdt — kan de top-downregulatie zich herstellen en kan een uit balans geraakt systeem zich deels herpakken. Andere herstelmaatregelen zijn het stoppen van vervuiling, het herstellen van leefgebieden en het aanleggen van verbindingszones. Daarmee sluit dit onderwerp zich rond: de relaties tussen soorten (symbiose en predatie), de concurrentie en de niche, én de menselijke druk en duurzaamheid bepalen sámen hoe een ingreep door een ecosysteem werkt en of het systeem zich kan herstellen. Krijg je een examenvraag over een verstoring, denk dan systematisch: volg de voedselpijlen stap voor stap, geef bij elke soort aan of ze toe- of afneemt, en weeg ten slotte of het ecosysteem veerkrachtig genoeg is om terug te veren.

Uitgewerkt voorbeeld

Een kettingreactie door het voedselweb volgen

In een meer worden de roofvissen (snoek) door overbevissing sterk verminderd. In hetzelfde meer leven witvis (eet dierlijk plankton), dierlijk plankton (eet algen) en algen. Beredeneer stap voor stap wat er met de witvis, het dierlijke plankton en de algen gebeurt, en leg uit waarom dit een kettingreactie is.

Stap 1 — Begin bij de ingreep
Door overbevissing neemt de snoek sterk af. De snoek eet witvis, dus met veel minder snoek wordt de witvis veel minder opgegeten.
Stap 2 — Eerste schakel: de witvis
Omdat de witvis nauwelijks nog wordt weggevangen, neemt de witvis toe. Die grotere groep witvissen eet samen méér dierlijk plankton dan voorheen.
Stap 3 — Tweede schakel: het dierlijke plankton
Door de toegenomen graasdruk van de witvis neemt het dierlijke plankton af. Daardoor worden de algen, waar het plankton van leeft, minder begraasd.
Stap 4 — Derde schakel: de algen
Omdat het dierlijke plankton de algen minder opeet, nemen de algen toe. Het meer kan daardoor troebel worden of een algenbloei krijgen, met kans op een zuurstoftekort.
Stap 5 — Waarom een kettingreactie?
Eén ingreep (minder snoek) veroorzaakt een reeks effecten die elkaar opvolgen door de voedselrelaties heen, helemaal tot aan de algen onderaan. Langs de keten wisselen de effecten elkaar bovendien af: af (snoek), toe (witvis), af (plankton), toe (algen).

Resultaat: De witvis neemt toe, het dierlijke plankton neemt af en de algen nemen toe (met kans op algenbloei). Het is een kettingreactie omdat de afname van de snoek via de voedselrelaties stap voor stap doorwerkt naar alle lagere niveaus, met telkens een omkering van de richting (toe of af) per schakel.

Veelgemaakte fouten

Alleen naar de direct verbonden soort kijken. Een ingreep werkt via de voedselrelaties ook door naar soorten die er indirect mee samenhangen — volg daarom álle pijlen, niet alleen de eerste.
De richting van het effect omdraaien. Valt een roofdier weg, dan NEEMT zijn prooi TOE (wordt minder opgegeten); valt een voedselbron weg, dan NEMEN de eters AF.
Aannemen dat een ecosysteem altijd vanzelf volledig herstelt. Bij een te grote of te langdurige verstoring kan het een kantelpunt overschrijden en blijvend in een andere toestand terechtkomen.

Actieve herhaling

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

Referenties en bronnen

Bronnen

CvTE / Examenblad

Examenprogramma biologie (HAVO)

Interactie in ecosystemen: voedselrelaties en duurzame ontwikkeling

4 Onderdelen~28 min leestijd4 VaardighedenNiveau Basis 1 · Standaard 2 · Verdieping 1

Interactie in ecosystemen: voedselrelaties en duurzame ontwikkeling

Kernpunten

Een relatie classificeren met de +/−/0-methode

Kernpunten

Concurrentie-uitsluiting voorspellen

Kernpunten

Een maatregel op duurzaamheid beoordelen

Kernpunten

Een kettingreactie door het voedselweb volgen

Bronnen

Interactie in ecosystemen: voedselrelaties en duurzame ontwikkeling

Kernpunten

Een relatie classificeren met de +/−/0-methode

Kernpunten

Concurrentie-uitsluiting voorspellen

Kernpunten

Een maatregel op duurzaamheid beoordelen

Kernpunten

Een kettingreactie door het voedselweb volgen

Bronnen