Voedselketen en voedselweb

Inleiding

Elk organisme maakt deel uit van een voedselketen, ook de mens. Wist je dat in je darmkanaal miljarden bacteriën hun eigen voedselketens hebben?

 

Deelnemers aan een voedselketen en -web

Een voedselketen is een reeks van soorten, te beginnen bij een groene plant, waarbij elke soort een voedselbron is voor de volgende soort.
Elk ecosysteem heeft zijn eigen voedselketens.
Al die voedselketens in een ecosysteem samen vormen een voedselweb. De meeste organismen gebruiken namelijk niet één voedselbron. Ze hebben een meer of minder gevarieerd dieet. Op hun beurt worden ze doorgaans ook weer door meer dan één andere soort gegeten.

Producent, consument en reducent

Planten met bladgroen en sommige bacteriën kunnen organische stoffen maken uit koolstofdioxide en water. Omdat planten organische stoffen kunnen produceren noemen we ze producenten. Alle dieren halen hun energie uit de organische stoffen die door producenten zijn gemaakt.
Organismen die andere organismen als voedsel eten noemen we consumenten. Producenten en consumenten samen vormen een klassiek voedselweb. Er zijn ook organismen die leven van dood organisch materiaal. Zij vormen de afbraakketen.

De microbiële lus wordt gevormd door reducenten.
Zij kunnen de organische stoffen in uitwerpselen en dood materiaal afbreken tot mineralen. Voorbeelden van reducenten zijn schimmels die hun energie uit dode organismen halen en ook bacteriën die leven van uitwerpselen van andere organismen. De vrijkomende mineralen kunnen door planten weer als voedingsstof worden opgenomen. Reducenten spelen een belangrijke rol in de kringloop van mineralen.

Heterotroof en autotroof

Consumenten, afvaleters en reducenten zijn afhankelijk van organische stoffen die door producenten gemaakt worden. Zij bouwen verder met deze organische stoffen en of ze halen er hun energie uit. Organismen die afhankelijk zijn van organische stoffen uit hun omgeving worden heterotrofe organismen genoemd.
Organismen die hun eigen voedsel maken uit anorganische stoffen zijn autotroof. Foto-autotrofe organismen (planten en cyanobacteriën) benutten daarvoor de energie van de zon.
Er zijn ook bacteriën die de energie uit anorganische stoffen kunnen gebruiken om organische stoffen te maken. Deze bacteriën noemen we chemo-autotroof.

Trofische niveaus in een ecosysteem

In een ecosysteem is het eten of gegeten worden. Onderaan de voedselketen staan de producenten. Meestal zijn dat planten. In sommige ecosystemen bestaan de producenten echter uit chemo-autotrofe bacteriën. Een voorbeeld van een dergelijk ecosysteem is te vinden op de oceaanbodem.

De producenten staan op het eerste trofische niveau. De consumenten die planten eten (herbivoren) staan op het tweede trofische niveau. De vleeseters (carnivoren) staan op het derde trofische niveau.
Op het vierde trofische niveau staan grotere vleeseters en parasieten. Een dier kan tot meerdere trofische niveaus behoren, afhankelijk van de voedselketen die je bekijkt.
In de animatie zie je dat de biomassa van het eerste trofische niveau het grootst is. Van elke volgend niveau is de biomassa minder dan van het niveau daarvoor. Als je de biomassa van de trofische niveaus stapelt krijg je een piramide. Dit geldt niet altijd voor een aantallen organismen van de achtereenvolgende trofische niveaus.

In een piramide van aantallen wordt weergegeven hoeveel organismen elke schakel van een voedselketen heeft. Deze heeft niet altijd de vorm van een piramide.

 

Energieverlies in een voedselketen

Een baby groeit elke dag. Een groot gedeelte van het opgenomen voedsel wordt echter gebruikt voor het op peil houden van zijn lichaamstemperatuur en voor andere levensverschijnselen, zoals bewegen en geluid maken.
Elk organisme in een voedselketen zet maar een klein percentage (gemiddeld ca 10 %) van de opgenomen hoeveelheid voedsel om in nieuw weefsel (biomassa). Voor elke volgende schakel in de voedselketen is dus steeds minder energie beschikbaar.

Een muis die maïs eet, eet niet alle delen van de plant. Van de delen die hij wel eet, kan hij niet alles verteren: een deel verdwijnt in muizenkeutels. Bovendien  heeft de muis een deel van de biomassa die hij eet nodig voor allerlei levensverschijnselen zoals bewegen en voortplanten.
Maar de muis groeit ook. Het deel van de biomassa dat de muis zelf opbouwt door te groeien heet zijn secundaire productie. Deze secundaire productie komt ter beschikking van het volgende trofische niveau zodra de muis wordt gegeten door bijvoorbeeld een roofvogel.
Zo wordt bij elke stap in de voedselketen energie overgeheveld naar het volgende trofische niveau.
Bij elke stap naar een hoger trofisch niveau gaat echter energie verloren; die wordt gebruikt voor de eigen levensverschijnselen zoals bewegen en gaat verloren als warmte . Daarbij komt dat niet alle energie van het vorige trofische niveau kan worden opgenomen.

Haren en tanden of houtachtige delen worden niet gegeten en dus niet opgenomen. (Uiteindelijk worden ze wel afgebroken door de reducenten!)
Per trofisch niveau komt ongeveer 10% van de biomassa beschikbaar voor het volgende trofische niveau. Zo ontstaat dus een piramide van biomassa.

De piramide van biomassa (energie piramide)  is een grafische weergave van de biomassa van de verschillende trofische niveaus. De hoeveelheid energie per niveau kan weergegeven worden in kilocalorieën of kilojoule, maar ook in kg biomassa.

Let op: de grafische weergave van de aantallen organismen per niveau kan er heel anders uitzien!
Zo kunnen op een één eik een heleboel consumenten van de eerste orde leven. Denk maar aan allerlei insecten, of dieren die eikels eten. De afbeelding wordt wel een piramide van aantallen genoemd, maar is dus niet altijd een piramide.

 

Bruto en netto primaire productie - VWO

Een plant, bijvoorbeeld een maïsplant, legt een bepaalde hoeveelheid zonne-energie vast. Die hoeveelheid kun je uitdrukken in joules (of calorieën).
Omdat de hoeveelheid energie evenredig is aan de hoeveelheid organische stof kun je ook rekenen in biomassa.
De hoeveelheid vastgelegde energie heet de Bruto Primaire Productie ofwel BPP (primaire = eerste schakel in de voedselketen, eerste trofische niveau).
Voor maïseters als een muis is er minder energie dan de BPP omdat de maïsplant zelf een deel van de energie gebruikt.
De gewichtstoename van de producenten heet de Netto Primaire Productie.
De NPP is dus lager dan de BPP. De NPP is beschikbaar voor de groei van de producent.

Ook NPP wordt uitgedrukt in joules, calorieën of in hoeveelheid biomassa (kilogram biomassa per oppervlakte eenheid en per tijdseenheid).
In de afbeelding zie je de berekende netto primaire productie van ecosystemen.

Accumulatie in een voedselketen

Elk organisme in een voedselketen neemt voedingsstoffen op in zijn lichaam.
Ze worden afgebroken en gebruikt om energie uit te halen of om biomassa op te bouwen. Onverteerbare resten worden uitgescheiden.  

Er zijn ook stoffen die niet worden afgebroken en verbruikt en ook niet uitgescheiden. Ze worden opgeslagen in het eigen (vet)weefsel. Dergelijke moeilijk afbreekbare stoffen heten persistent.
Ze worden onveranderd aan de volgende schakel in de voedselketen doorgegeven. De concentratie in de voedselketen neemt toe, doordat de consumenten het weefsel van meerdere planten of meerdere dieren eten.
De ophoping van schadelijke stoffen in de voedselketen heet ook wel accumulatie.
Berucht was het insecticide DDT, dat een halfwaarde tijd heeft van enkele tientallen jaren. Dergelijke bestrijdingsmiddelen zijn inmiddels verboden, maar ze werden nog jaren gevonden in met name de laatste schakels van een voedselketen.

  • Het arrangement Voedselketen en voedselweb is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    VO-content
    Laatst gewijzigd
    17-05-2021 12:07:16
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    De Kennisbanken bevatten de theorie bij de opdrachten.
    Leerinhoud en doelen
    Biologie;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Wikiwijs is een dienst van