De aarde wordt steeds voller. Zonder dat de aarde daar zelf iets aan kan doen. De aarde is namelijk bevolkt met mensen. De mensen hebben een voor de aarde vervelende eigenschap. Ze vermenigvuldigen zich. Nu zou dat op zich niet zo erg zijn, als er ook maar genoeg doodgingen. Maar die mensen proberen dat doodgaan met man en macht zo lang mogelijk uit te stellen.
Vroeger, in die voor de aarde goede oude tijd, stierven mensen gewoon rond hun dertigste levensjaar. Volgens schattingen leefde er tot 6000 B.C. op de aarde niet meer dan 20 miljoen mensen. Zo'n 7750 jaar later, in 1750 A.D. waren dat er al 500 miljoen. Toen de medische kennis toe nam was het hek van de dam. In 1850 was onze populatie reeds verdubbeld tot 1 miljard, 70 jaar later verdubbelde hij weer: 2 miljard. In 1985 zaten we bijna op de 5 miljard en nu in 2000 zitten we op de 6,5 miljard.......
Al deze 6.500.000.000 mensen hebben voedsel nodig, een plek om te leven, het liefst een beetje mooi. De vervelendste eigenschap van de mens is, dat ze afval produceren. Door al deze activiteiten hebben we een enorme invloed op onze omgeving. We hebben grote oppervlakten land van hun natuurlijke vegetatie ontdaan. We hebben afval gedumpt in zeeën meren en rivieren en de atmosfeer raakt doordrenkt met gassen die van nature niet in zulke hoge maten zouden moeten voorkomen. We hebben ongewenste organismen op onze monoculturen verdreven door het uitstorten van grote hoeveelheden giftige stoffen. Diezelfde giftige stoffen hebben ervoor gezorgd dat er ook natuurlijke predators en andere nuttige organismen gedood werden. In feite is het wordt het zorgvuldig gebalanceerde evenwicht in de ecosystemen verbroken dat bestond voordat de mens zijn omgeving begon te exploiteren.
De laatste jaren zijn wetenschappers en vooral ook de normale bevolking gealarmeerd over de effecten van de onverschilligheid van de mens tegenover zijn omgeving. Zure regen, het broeikaseffect, grondwatervervuiling, afbraak van de ozonlaag, klimaatsverandering, verlies van biodiversiteit, verlies van tropisch regenwoud zijn allemaal aspecten waaraan ecologie ten grondslag ligt. Om al deze aspecten te begrijpen moet je een gegronde kennis van ecologie hebben. Na het lezen van deze tekst moet je een aantal dingen weten:
- wat een voedselweb is;
- wat producenten, consumenten en reducenten zijn;
- wat de koolstof-cyclus is;
- hoe de energiecyclus in een ecosysteem werkt;
- successie kunnen definiëren;
- wat een climax-vegetatie is;
De relaties tussen levende organismen onderling en hun omgeving omvatten samen een ecosysteem. De niet levende factoren in dit systeem zijn zonlicht, temperatuur, zuurstofgehalte, verdamping, bosbranden, bodemtype, etc. Een ecosysteem haalt zijn energie uit fotosynthetische activiteit, dat is het opnemen van zonlicht door planten, en het hergebruiken van nutriënten. Organismen die kunnen fotosynthetiseren zetten zonlicht en nutriënten om in organisch materiaal. Deze organismen zij de producenten. Organismen die deze producenten weer gebruiken voor hun energie (gewoon opeten dus), worden primaire consumenten genoemd. Denk hierbij aan runderen, sommige insecten en andere planteneters. De dieren die de primaire consumenten weer eten, worden weer secundaire consumenten genoemd. Dit zijn dus de roofdieren, zoals vossen, roofvogels, roofvissen. En tot slot heb je ook nog de reducenten. Dit zijn vooral bacteriën en schimmels. Zij breken organisch materiaal zoals humus en dode dieren weer af tot nutriënten die weer gebruikt kunnen worden door producenten. Hiermee is de cirkel rond. In elk ecosysteem vormen de producenten en consumenten een voedselketen of voedselweb. (Zie fig. 2). Zulke voedselwebben kunnen best ingewikkeld zijn. Organismen kunnen verschillende voedselbronnen hebben en kunnen zelf worden geconsumeerd door verschillende roofdieren.
De nutriënten die de reducenten omzetten, kunnen weer gebruikt worden door producenten. Dat geld niet voor het zonlicht, dat er steeds weer opnieuw in gepompt moet worden. De reden dat er steeds weer energie bij moet, is dat er veel energie verloren gaat. Ongeveer 1% van de hoeveelheid licht wordt omgezet in organisch materiaal. Primaire consumenten gebruiken slecht 10% van de energie die in planten zit om om te zetten in organisch materiaal. Dit geldt ook weer voor de secundaire consumenten. Zoals je in figuur 3 kunt zien, zit de meeste energie van een ecosysteem onder in de voedselketen. Een organisme dat aan de top van de voedselketen staat is dus afhankelijk van een groot deel van het ecosysteem.
Water en elementen zoals, stikstof, koolstof en fosfor zijn continu aanwezig in de natuur. Zij verplaatsen zich echter wel. Dit wordt een kringloop genoemd. De kringloop van water is niet zo ingewikkeld. Water wordt door wortels of als drinkwater opgenomen, waarna het weer verdampt of wordt uitgescheiden. Zo komt het weer in de atmosfeer terecht. Als er genoeg in de atmosfeer zit, gaat het weer regenen en kan het weer opnieuw gebruikt worden. De kringlopen van koolstof, stikstof en fosfor zijn wat ingewikkelder. We zullen de koolstofkringloop onder de loep nemen om het een en ander te verduidelijken (zie fig. 4).
De twee basisstoffen van de fotosynthese zijn zuurstof en koolstofdioxide. De atmosfeer bestaat voor zoín 0,03% uit koolstofdioxide. Al het plantenleven dat er in de oceanen en op het land te vinden is gebruikt ieder jaar zoín 16 miljard ton aan koolstof, verkregen uit koolstofdioxide.
Het verbranden van fossiele brandstoffen door de industrie en het verkeer laat ook een significante hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer. Een kleiner gedeelte komt in de atmosfeer door bosbranden en vulkanen. Als koolstof niet wordt gerecycled dan zou al de koolstof in de atmosfeer verdwenen zijn binnen 22 jaar. Koolstof dat in de vorm van koolstofdioxide in de atmosfeer zit, kan door planten worden vastgelegd. Vandaar kan het weer door consumenten worden opgegeten en in hun lichaam worden vastgelegd en weer worden uitgescheiden. Het kan ook in de vorm van organisch materiaal deel uit gaan maken van de bodem, waarna het na verbranding van een fossiele brandstof weer in de atmosfeer kan komen
In het web van het leven zijn nutriënten constant bezig met hun cyclus. Sommige moleculen die in een middeleeuws bos aanwezig waren, kunnen nadat ze zijn samengedrukt tot olie en verbrand als fossiele brandstof, weer in nieuwe planten terechtkomen. Deze plant kan weer worden gegeten door een dier. Denk er eens aan waar moleculen in jouw lichaam geweest kunnen zijn in de afgelopen miljoen jaar. Misschien wel als deel van een sabeltandtijger, een prehistorische zeeplant of een machtige dinosauriër. Misschien wel alledrie!
Nadat een vulkaan zijn lava over een stuklandschap heeft verspreid, is er in het begin geen teken van leven op het steen of lava. Binnen een aantal jaren, of soms zelfs maanden of weken, beginnen de eerste tekenen van leven zich te openbaren. Verschillende plantensoorten volgen elkaar op en verdringen elkaar. Dit heet successie. Sommige soorten maken het milieu geschikt voor weer andere soorten. Dit heet facilitatie. Successie tred op in gebieden waar een verstoring van het natuurlijke milieu heeft plaatsgevonden. Het kan gebeuren met verschillende snelheden, afhankelijk van het klimaat, de bodem, naburige organismen en de soort van verstoring.
Ecologen onderscheiden een aantal verschillende soorten van successie op basis van twee belangrijke soorten successie; primaire successie, waarbij nog een bodem gevormd moet worden en een secundaire successie, dat plaatsvindt op plaatsen waar al een bodem en planten aanwezig zijn.
Op een gegeven moment bereikt de vegetatie een stabiele situatie, waarin de plantensamenstelling niet meer verandert totdat er weer een verstoring of een klimaatsverandering plaatsvindt. Deze stabiele plantengemeenschappen noemt men climaxvegetaties.
De meeste planten en dieren zijn, de een subtieler dan de andere, aangepast aan de habitats in welke zij voorkomen. Wanner hun habitat wordt vernietigd zullen sommige soorten zich kunnen aanpassen aan andere habitats, maar velen zullen dat niet kunnen en uitsterven. Sinds levende organismen verschenen zijn vele soorten uitgestorven als gevolg van klimaats- en omgevingsfactoren. Echter het aantal soorten dat uitsterft is de laatste vijftig jaar in een stroomversnelling geraakt doordat habitats worden vernietigd. Waar volgens de schattingen het gemiddelde aantal soorten dat uitsterft over de afgelopen 10.000 jaar zoín 20 per jaar is, is dat op het moment zoín 20 per dag!
Je vraagt je misschien af waarom dit zo erg is. We zijn immers prima in staat om gewoon onze voedselgewassen te blijven verbouwen, dus waarom zouden we ons hier zorgen over maken? Nou, een van de vele consequenties is dat we een probleem hebben als de wilde verwanten van onze cultuurgewassen verdwijnen. Praktisch al onze voedsel-, vezel- en medicijngewassen zijn ontwikkeld vanuit wilde gewassen. Om sterke cultuurgewassen te houden moet er af en toe gekruist worden met wilde gewassen. Gebeurt dit niet, dan zijn onze gewassen uiterst gevoelig voor aanvallen van snel muterende schimmels en bacteriën. Het behoud van de natuur is voor de mens dus zeer belangrijk!
- Waarom is de toename van het aantal mensen op de aarde een gevaar voor de biodiversiteit en uiteindelijk ook voor de mens?
- Hoe wordt koolstof in de natuur gerecycled?
- Waarom is een zo kort mogelijke voedselketen efficiënter dan een wat langere? Moeten hierom alle mensen vegetariër worden?
- Wat zijn de verschillen tussen een primaire en secundaire consument?
- Wat is het verschil tussen primaire en secundaire successie?
- Al deze mensen hebben voedsel nodig, een plek om te leven en ze produceren afval. Deze activiteiten nemen allemaal ruimte en materialen in beslag. De natuur wordt steeds meer geëxploiteerd. Sommige voedsel-, vezel- en medicijngewassen hebben hun oorsprong in de natuur. Als we deze uitroeien zijn de natuurlijke genen met daarin afweersystemen tegen mogelijke nieuwe schimmels en bacteriën verdwenen.
- Koolstof dat in de vorm van koolstofdioxide in de atmosfeer zit, kan door planten worden vastgelegd. Vandaar kan het weer door consumenten worden opgegeten en in hun lichaam worden vastgelegd en weer worden uitgescheiden. Het kan ook in de vorm van organisch materiaal deel uit gaan maken van de bodem, waarna het na verbranding van een fossiele brandstof weer in de atmosfeer kan komen.
- Bij iedere stap in de voedselketen gaat er weer energie verloren. Als we als vegetariër zouden leven, zouden we dus een stuk efficiënter met energie omgaan. Echter, er zitten in vlees ook stoffen die het lichaam nodig heeft die niet in planten zitten. Als hier goede vervangingsmiddelen voor gevonden worden, kan een beetje minder vlees eten helemaal geen kwaad.
- Een primaire consument haalt zijn energie uit de producenten, dit zijn voornamelijk planteneters. De secundaire consumenten eten op hun beurt weer de primaire consumenten. Dit zijn voornamelijk de roofdieren.
- Primaire successie vindt plaats op een kale ondergrond, steen of lava. Er moet dus eerst een bodem worden gevormd. Dit kan erg lang duren. Secundaire successie begint op een plaats waar al een bodem is. Dit gaat dus in het algemeen veel sneller.