📘 CodingMarble Learn

Ecosysteem, voedselketens en energiestroom

Een ecosysteem is alles wat leeft op een plek, plus de levenloze dingen eromheen, die samenwerken. Energie komt binnen als zonlicht, gaat één kant op door een voedselketen en slechts zo'n 10% gaat naar het volgende niveau.

🎬 Verhaal in stappen

  1. Deze vijver is een ecosysteem. Planten, vissen en een kikker leven (biotisch). Zonlicht, water, bodem, lucht en stenen leven niet (abiotisch). Tel ze maar: ze werken allemaal samen.
  2. Alles wat leeft heeft een taak. Groene planten maken voedsel met zonlicht: dat zijn producenten. Dieren eten andere wezens: dat zijn consumenten. Paddenstoelen en bacteriën breken dode dingen af: dat zijn reducenten (afbrekers).
  3. Kijk hoe een voedselketen groeit: gras → sprinkhaan → kikker → slang → adelaar. Elke pijl betekent 'wordt opgegeten door'. Elke stap in de keten is een trofisch niveau.
  4. Energie gaat niet helemaal door. Slechts ongeveer 10% gaat naar het volgende niveau; de rest gaat verloren als warmte. Zie de piramide: 10,000 J → 1,000 J → 100 J → 10 J. Daarom stoppen ketens na 3 of 4 niveaus.
  5. Nu de rode stippen: een bestrijdingsmiddel zoals DDT. Het gras heeft er een beetje van. Elk dier eet er veel van het niveau eronder en de stof wordt niet afgebroken. Dus de adelaar bovenaan heeft het meeste. Dit heet biomagnificatie.
  6. Jouw beurt. Verschuif de schuifbalk voor de startenergie en lees de energie van elk niveau eronder af. Vink 'Show pesticide' aan om te zien waar het gif zich ophoopt. Sleep om de scène te draaien.

Tip: sleep de 3D-scène om hem te draaien. Gebruik twee vingers om te zoomen.

🤔 Veelvoorkomende twijfels, opgehelderd

Is een tuin of een aquarium echt een ecosysteem als mensen het hebben gemaakt?

Ja. Er zijn nog steeds levende delen (planten, vissen) die op levenloze delen (water, licht, bodem) inwerken. Het heet een kunstmatig ecosysteem omdat mensen het opzetten en verzorgen.

Waar passen reducenten in de voedselketen?

Ze zijn geen schakel; ze werken op dood materiaal van elk niveau en brengen mineralen terug in de bodem voor producenten. In de vijver zie je de paddenstoelen aan de rand, niet in de rij.

Welke kant moet de pijl in een voedselketen op wijzen?

Van het voedsel naar de eter, zoals de energie gaat: gras → sprinkhaan. Kijk hoe de keten blok voor blok wordt opgebouwd.

Waar blijft de verloren 90% van de energie?

Het meeste gebruikt het dier voor zijn eigen leven (ademen, bewegen, warm blijven) en verdwijnt als warmte; een deel blijft in botten, haar of onverteerd afval. Zie de oranje warmtewolkjes die de piramide verlaten.

Waarom kan energie niet terug naar de planten, zoals mineralen wel doen?

Energie die als warmte verloren is, verspreidt zich in de omgeving en planten kunnen warmte niet gebruiken om voedsel te maken. Alleen zonlicht werkt. De piramide wordt dus nooit van bovenaf bijgevuld.

Als energie afneemt naar boven in de keten, waarom neemt DDT dan toe?

Energie wordt opgebruikt en gaat verloren, maar DDT wordt niet afgebroken of uitgescheiden. Elke eter verzamelt het DDT uit veel maaltijden, dus het hoopt zich op. Vergelijk de rode stippen op elk blok.

Wat is een ecosysteem?

Een ecosysteem is een stukje natuur waarin levende wezens op elkaar inwerken en op de levenloze dingen om hen heen. Een bos, een vijver, een meer, een grasland en een woestijn zijn natuurlijke ecosystemen. Een tuin, een akker en een aquarium zijn kunstmatige (door mensen gemaakte) ecosystemen, omdat mensen ze plannen en verzorgen.

Biotische en abiotische onderdelen

Biotische onderdelen zijn de levende delen: planten, dieren, schimmels en bacteriën. Abiotische onderdelen zijn de levenloze delen: zonlicht, temperatuur, water, lucht, bodem en mineralen. Je kunt geen van beide weghalen zonder dat het andere verandert. Haal het zonlicht weg en planten sterven; haal de planten weg en dieren verhongeren.

Producenten, consumenten en reducenten

Producenten zijn groene planten en sommige bacteriën (zoals blauwwieren) die voedsel maken door fotosynthese. Ze heten autotrofen.

Consumenten kunnen geen voedsel maken, dus eten ze andere wezens. Ze worden verdeeld in herbivoren (planteneters, bijv. geit), carnivoren (vleeseters, bijv. leeuw), omnivoren (eten beide, bijv. kraai, mensen) en parasieten (leven op een gastheer, bijv. luizen).

Reducenten zijn bacteriën en schimmels die dode planten en dieren afbreken tot eenvoudige stoffen. Zo komen mineralen terug in de bodem en kunnen producenten ze opnieuw gebruiken. Zonder reducenten zou dood materiaal zich opstapelen en zouden de voedingsstoffen in de bodem opraken.

Voedselketens, voedselwebben en trofische niveaus

Een voedselketen is een reeks levende wezens waarin elk wezen het vorige opeet. Voorbeeld: gras → sprinkhaan → kikker → slang → adelaar. In water: algen → kleine vis → grote vis → reiger.

Elke stap in een voedselketen is een trofisch niveau: T1 = producenten, T2 = primaire consumenten (planteneters), T3 = secundaire consumenten, T4 = tertiaire consumenten.

In de natuur eten de meeste dieren meer dan één soort voedsel en hebben ze meer dan één vijand. Daarom vormen veel ketens samen een netwerk dat een voedselweb heet. Een voedselweb maakt een ecosysteem stabieler: als één voedselbron schaars wordt, kunnen dieren overstappen op een andere.

Energiestroom en de 10%-regel

Groene planten vangen maar ongeveer 1% van het zonlicht op dat op hun bladeren valt. Als een planteneter een plant eet, krijgt hij maar zo'n 10% van de energie die in die plant zit opgeslagen. De rest gebruikt de plant zelf voor haar levensprocessen, gaat verloren als warmte of zit in delen die niet worden opgegeten of verteerd. Dit is de 10-procentregel (van Lindeman).

Waarom de energiestroom één kant op gaat (eenrichtingsverkeer)

Energie gaat van de zon → producenten → planteneters → vleeseters. Ze komt nooit terug: energie die als warmte verloren is, kunnen planten niet opnieuw gebruiken. Daarom is de energiestroom eenrichtingsverkeer. Mineralen gaan juist steeds rond, met hulp van reducenten.

Waarom voedselketens maar 3 tot 4 niveaus hebben

Bij elke stap daalt de energie tot een tiende. Op het vierde of vijfde niveau is er zo weinig energie over dat er geen populatie van kan leven. Daarom zijn er maar weinig toproofdieren, en daarom verspilt een vegetarisch dieet (eten op niveau 2) minder zonne-energie.

Biomagnificatie

Bestrijdingsmiddelen zoals DDT worden op gewassen gespoten. Een deel spoelt de bodem en het water in en komt in planten terecht. Deze stoffen worden niet afgebroken en het lichaam scheidt ze niet uit; ze worden opgeslagen in vet. Een dier dat veel planten eet, verzamelt al hun gif. Het volgende dier eet veel van die dieren, enzovoort.

Zo gaat de hoeveelheid van de stof per kg lichaamsgewicht omhoog op elk trofisch niveau. Dit is biomagnificatie. Toppredatoren, ook mensen, krijgen de hoogste dosis. Daarom kunnen graan, groenten, vis en zelfs melk sporen van bestrijdingsmiddelen bevatten.

Belangrijke formules en begrippen

Uitgewerkte voorbeelden

1. Noem twee biotische en twee abiotische onderdelen van een vijver.

Biotisch: waterplanten (waterpest, algen), vissen, kikkers, bacteriën. Abiotisch: water, zonlicht, opgeloste zuurstof, de bodem onderin, temperatuur.

2. In een voedselketen hebben de producenten 20,000 J energie. Hoeveel energie bereikt de secundaire consument?

Producent → primaire consument: 20,000 × 10% = 2,000 J. Primaire → secundaire consument: 2,000 × 10% = 200 J. Antwoord: 200 J.

3. Een havik (4e trofische niveau) krijgt 5 J energie. Hoeveel energie zat er in de producenten van zijn keten?

Elk niveau naar beneden vermenigvuldig je met 10. Niveau 3: 50 J, niveau 2: 500 J, niveau 1: 5,000 J. De producenten hadden 5,000 J.

4. In de keten gras → hert → tijger heeft het gras 1,00,000 kJ. Hoeveel energie krijgt de tijger, en welk deel van de energie van het gras is dat?

Hert: 1,00,000 × 0.1 = 10,000 kJ. Tijger: 10,000 × 0.1 = 1,000 kJ. Deel = 1,000 / 1,00,000 = 1/100 = 1%.

5. Waarom heeft een mens die vis uit een met DDT vervuild meer eet, meer DDT in zich dan de vis?

DDT wordt niet afgebroken en blijft in het lichaamsvet. De mens eet na verloop van tijd veel vissen, dus al hun DDT hoopt zich op in de mens. Omdat de mens op een hoger trofisch niveau zit, krijgt hij de hoogste concentratie: biomagnificatie.

6. Waarom is een voedselweb stabieler dan één enkele voedselketen?

In een web heeft elk dier meerdere voedselkeuzes. Als één prooidier zeldzaam wordt, eet het roofdier een ander, zodat het ecosysteem niet instort.

Veelgemaakte fouten

Oefentoets

1. Welke van deze is een abiotisch onderdeel?
2. Een aquarium is:
3. Als producenten 5,000 J hebben, krijgen de primaire consumenten ongeveer:
4. Welk wezen in gras → insect → kikker → slang heeft de hoogste DDT-concentratie?
5. De energiestroom in een ecosysteem is:

Oefenen: beantwoord deze zelf

Typ of kies je antwoord en druk op Controleer. Gebruik een hint als je vastzit; de volledige uitwerking verschijnt na je antwoord.

Veelgestelde vragen

Wat is de 10%-regel in gewone woorden?

Als een levend wezen een ander opeet, krijgt het maar ongeveer een tiende van de energie die in zijn voedsel zat. De andere 90% wordt opgebruikt of gaat verloren als warmte.

Waarom hebben voedselketens meestal maar 3 of 4 niveaus?

Omdat de energie bij elk niveau tot een tiende daalt. Na 4 niveaus is er te weinig energie over om nog een groep dieren te voeden.

Zit dit onderwerp in het CBSE-examen van Class 10?

Ja. Het hoort bij het hoofdstuk 'Our Environment' in de eenheid Natural Resources. Vragen over voedselketens, sommen met de 10%-regel en biomagnificatie komen vaak voor als antwoorden van 2 tot 3 punten.

Waar dit wordt onderwezen

Canada (Ontario)Grade 9B. Biology
NetherlandsVWO 2 (onderbouw)Organisms and environment
PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIIVII. Ecology and environmental protection
RomaniaClasa a IX-aEnvironmental protection
Spain2º ESOEcology and sustainability
Ukraine9 класHumans and the biosphere
CBSE (India)Class 8How Nature Works in Harmony
CBSE (India)Class 10Natural Resources
England (GCSE, A level)Year 9Biology: Interactions and interdependencies
England (GCSE, A level)Year 114.7 Ecology
England (GCSE, A level)Year 114.7 Ecology
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 8MS-LS2 Ecosystems
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10Ecosystems: interactions, energy and dynamics
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12The Living World: Ecosystems
Japan中学3年Field 2 (7): Nature and humans
Japan高校1年Biodiversity and ecosystems
South Korea고등학교 1학년Environment and energy
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 9Soil ecosystem
FranceTroisièmeEarth, environment and human action
FrancePremièreContemporary environmental issues
FrancePremièreContemporary issues
FranceTerminaleContemporary environmental issues
Russia8 классEvolution and ecology of animals
Russia8 классAnimals in communities
China八年级(初二)U5 Ch.1 Ecosystems
China高二Sel.2 Ch.3 Ecosystems

Leer hierna

Verwante lessen

Alle lessen Biology