Burgers' Ocean is een zeeaquarium in Burgers' Zoo, de dierentuin in Arnhem. Het aquarium heeft een inhoud van ruim 8 miljoen liter en bevat fytoplankton, zoöplankton en verschillende soorten dieren. Fytoplankton bestaat uit organismen die in staat zijn tot fotosynthese. Deze organismen zijn producenten staan aan de basis van de voedselketen. Zoöplankton is een verzamelnaam voor in water zwevende dierlijke organismen. Ze voeden zich niet door middel van fotosynthese maar consumeren fytoplankton (in dat geval zijn ze herbivoor) of andere zoöplanktonsoorten (in dat geval zijn ze carnivoor) of organisch afval of detritus (in dat geval zijn ze detritivoor).
Centrale vragen voor hoofdstuk 5
In hoofdstuk 5 ga je je bezig houden met de vragen:
Wat gebeurt er met het zeeaquarium Burgers' Ocean als we dit niet meer verzorgen? Zijn er dan over tien jaar nog steeds dezelfde soorten organismen in dezelfde aantallen aanwezig?
5.1 Energie, biomassa en aantallen
Opdracht 5.1
Als je een voedselketen bestudeert met bijvoorbeeld fytoplankton, zoöplankton en vissen, dan valt je iets op: het gewicht aan organische stof (biomassa) per schakel neemt af bij iedere schakel. Er is dus altijd meer biomassa aan fytoplankton dan zoöplankton. En meer zoöplankton dan kleine vissen, etc. Bekijk de onderstaande piramide van biomassa en piramide van aantallen maar eens.
Het fytoplankton legt via het proces van fotosynthese een klein deel van de lichtenergie van de zon vast in de vorm van chemische energie, in de organische stof glucose. Later wordt die glucose nog omgezet in andere organische stoffen zoals zetmeel, eiwit, vet of DNA. Samen vormen die stoffen een aantal kilogram van het fytoplankton, die we aangeven met het begrip biomassa. De totale biomassa die het fytoplankton vormt, noemen we bruto primaire productie. Een deel van de biomassa van het fytoplankton wordt verbrand om energie vrij te maken: de dissimilatie. De vrijkomende energie wordt o.a. gebruikt om transport mogelijk te maken, kleine bewegingen en een flink deel komt vrij als warmte. Wat overblijft, is de netto primaire productie. In de praktijk blijft er ongeveer 40% over.
Maar er is nog meer verlies. Een deel wordt niet opgegeten, bijv. doordat een fytoplankton-organisme toevallig niet wordt gevonden. Tenslotte wordt een gedeelte van de biomassa omgezet in stoffen die door de volgende schakel niet verteerd kunnen worden zoals cellulose. In de praktijk komt van elke kg biomassa fytoplankton slechts 10% terecht bij de volgende schakel: het zoöplankton. Die 10% vormt dus het rendement van de omzetting of de conversie: het deel van het opgenomen voedsel dat wordt omgezet in biomassa.
Voor de zoöplankton-organismen geldt hetzelfde. Een deel van de gevormde biomassa (bruto secundaire productie) wordt verbrand (vaak meer dan bij planten, doordat dieren beweeglijker zijn), van de bruto secundaire productie komt na de andere verliesposten slechts 10% terecht bij de kleine vissen. En dit proces herhaalt zich bij eventuele volgende schakels.
Er is dus een enorm verlies aan biomassa, als je hoger klimt in de voedselketen!
Bekijk het interview met Marcel Dicke over insectensnacks.
In de video is te zien dat de productie van insectenvlees veel efficiënter verloopt dan de productie van rundvlees. Hoe is dit te verklaren?
De verschillende schakels in een voedselketen worden ook wel trofische niveaus genoemd. Producenten vormen het eerste trofische niveau, consumenten van de eerste orde het tweede, enzovoort. De waarde van 10% die per trofisch niveau wordt doorgegeven naar het volgende niveau, is een gemiddelde. Er kunnen flinke verschillen in die waarde zitten. Vooral tussen dieren met een wisselende lichaamstemperatuur (poikilothermen) en dieren met een constante lichaamstemperatuur (homoiothermen) vind je een duidelijk verschil.
Bekijk de volgende tabel.
parameter
poikilothermen
homoiothermen
A/I
0, 419
0,775
P/A
0,446
0,026
P/I
0,187
0,02
Hierin is:
A (Assimilation) de opname van voedsel vanuit het spijsverteringskanaal in het inwendig milieu;
I (Intake) de consumptie van voedsel;
P (Productivity) de omzetting van voedsel in biomassa.
Opdracht 5.7
Kruis aan of de onderstaande beweringen waar of niet waar zijn.
5.3 Opschalen
Opdracht 5.11
We gaan kijken of we in het enorme aquarium in Burgers’ Ocean (met een bovenoppervlak van 300 m2) een voedselketen tot stand kunnen brengen met als toppredator (consument 4e orde) een grote haai. Hoeveel kg fytoplankton zou er in dit enorme aquarium aanwezig moeten zijn om de haai van voldoende voedsel te voorzien? Je zou dan dus de hele keten van fytoplankton tot haai in het aquarium moeten hebben, er even van uitgaand dat het publiek het niet erg vindt dat er voortdurend vissen door de haaien worden opgegeten.
Men heeft gemeten dat de bruto productie van fytoplankton in de oceaan 125 g/m2 per jaar is.
Reken uit hoe groot het aquarium zou moeten zijn om per jaar voldoende voedsel voor een volgroeide haai van 500 kg haai te leveren. De haai verliest biomassa door dissimilatie, dat stellen we op 1 kg per dag. Ga er van uit dat van elke kg biomassa slechts 10% terechtkomt bij de volgende schakel.
Opdracht 5.12
5.4 Wat heb je geleerd?
Leerdoelen
Je kan:
10. energiestromen in een ecosysteem beschrijven, toelichten welke factoren daarop van invloed zijn en uitleggen wat oorzaken en gevolgen zijn van verstoring;
11. modellen van energiestromen hanteren en uitleggen welke processen en organismen daarin een rol spelen;
12. beargumenteren met welke maatregelen de mens energiestromen kan beïnvloeden.
Reflectie
Schrijf hier de vraag. Maak een link van 'plaats hier je uw' en vul wel de title/mouseover, maar nier de URL. Bij mouseover wordt nu de antwoordindicatie getoond.
Het arrangement 5 H5 Burgers’ Ocean (2): Piramides is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Bètapartners
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2015-05-08 11:01:00
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland 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.
Dit materiaal is achtereenvolgens ontwikkeld en getest in een SURF-project (2008-2011: e-klassen als voertuig voor aansluiting VO-HO) en een IIO-project (2011-2015: e-klassen&PAL-student). In het SURF project zijn in samenwerking met vakdocenten van VO-scholen, universiteiten en hogescholen e-modules ontwikkeld voor Informatica, Wiskunde D en NLT. In het IIO-project (Innovatie Impuls Onderwijs) zijn in zo’n samenwerking modules ontwikkeld voor de vakken Biologie, Natuurkunde en Scheikunde (bovenbouw havo/vwo). Meer dan 40 scholen waren bij deze ontwikkeling betrokken.
Organisatie en begeleiding van uitvoering en ontwikkeling is gecoördineerd vanuit Bètapartners/Its Academy, een samenwerkingsverband tussen scholen en vervolgopleidingen. Zie ook www.itsacademy.nl
De auteurs hebben bij de ontwikkeling van de module gebruik gemaakt van materiaal van derden en daarvoor toestemming verkregen. Bij het achterhalen en voldoen van de rechten op teksten, illustraties, en andere gegevens is de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met de programmamanager van de Its Academy (zie website).
Gebruiksvoorwaarden: creative commons cc-by sa 3.0
Handleidingen, toetsen en achtergrondmateriaal zijn voor docenten verkrijgbaar via de bètasteunpunten.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les maakt onderdeel uit van de e-klas 'Dynamische ecologie' voor VWO 5 voor het vak biologie.
Leerniveau
VWO 5;
Leerinhoud en doelen
Energiestromen;
Dynamisch evenwicht;
Biologie;
Voedselrelaties;
Voedselrelaties in contexten;
Ecosysteem;
Eindgebruiker
leerling/student
Moeilijkheidsgraad
gemiddeld
Trefwoorden
e-klassen rearrangeerbaar
5 H5 Burgers’ Ocean (2): Piramides
en
Bètapartners
2015-05-08 11:01:00
Deze les maakt onderdeel uit van de e-klas 'Dynamische ecologie' voor VWO 5 voor het vak biologie.
