1.3 Energetica van mariene ecosystemen

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

1.3 Energetica van mariene ecosystemen

Autotroof en heterotroof

• Autotrofe organismen kunnen hun eigen voedsel maken door het vormen van organische stoffen uit anorganische moleculen
  - Fotosynthese
  - Chemosynthese 
• Heterotrofe organismen krijgen hun energie door zich te voeden met andere organismen
  - Consumenten: herbivoor, omnivoor, of carnivoor 

Fotosynthese

• Koolstofdioxide + water + licht --> glucose + zuurstof 
  
• Foto-autotrofe organismen
• Wateroppervlak

Chemosynthese

• Ecosystemen waar geen licht beschikbaar is voor productiviteit
  
• Hydrothermische openingen
  - Warm water met opgeloste chemische stoffen 
• Chemo-autotrofe organismen (extremofielen)
  - 2000 – 7700 meter diepte
  - 2 – 400 graden Celcius
• Waterstofsulfide + zuurstof + koolstofdioxide --> suiker + water + zwavel
  - Meerdere reactievergelijkingen mogelijk
  - Bijproducten verschillen per reactievergelijking

Overeenkomsten

- Gebruiken allebei koolstofdioxide

- Hebben een energiebron nodig om suikers te produceren.

- Suikers gebruikt voor metabolisme door verbranding of opgeslagen als biomassa van het organisme.

Verschillen
- Fotosynthese heeft zuurstof als bijproduct, chemosynthese niet

- Chemosynthese verschillende bijproducten afhankelijk van de chemische stoffen die gebruikt worden, fotosynthese altijd dezelfde

- Meerdere formules mogelijk voor chemosysnthese, maar 1 voor fotosynthese

Chloroplasten

• Primaire pigment fotosynthese is chlorofyl a
  
• Chlorofyl b, carotenoiden
  
• Geven planten de groene kleur
  
• Ontstaan door endosymbiose

Absorptie

• Verschillende pigmenten kunnen verschillende golflengten licht opnemen

Absorptie

• Mariene soorten hebben verschillende pigmenten afhankelijk van de diepte waar ze voorkomen. 
• Blauw licht bereikt het diepste deel, rood licht verdwijnt het eerst

Absorptie

• Opgeloste deeltjes verminderen het doordringen van het licht
• Troebelheid van het water wordt gemeten met een Secchi disk.
  

Beperkende factoren

• Voedingsstoffen
  
• Hoeveelheid en golflengte licht
  
• Temperatuur
  
• Concentratie koolstofdioxide 

Productiviteit

• Primaire productiviteit: Snelheid van productie van nieuwe biomassa (suikers) door autotrofe organismen (producenten)
• Verbranding: Proces waardoor alle levende organismen de energie vrijmaken die is vastgelegd in organische moleculen zoals suikers
  - Energie gebruikt om metabolische reacties organisme uit te voeren
  - Glucose + zuurstof --> koolstofdioxide + water + energie

Bruto en netto primaire productie

• Bruto: hoeveelheid energie die producenten kunnen vastleggen  
• Netto: hoeveelheid energie die overblijft om nieuwe biomassa te maken na respiratie (NPP = BPP - R )

Meten productie

• Verandering zuurstof en koolstofdioxide concentratie
• Lichte (doorzichtige) en donkere flessen op verschillende dieptes
• Bruto- en netto primaire productie uitrekenen
• Deep chlorophyll maximum (DCM)
• Compensatiepunt

Compensatiepunt

• Respiratie en fotosynthese gelijk (NPP = 0)
• Beneden compensatiepunt nog wel licht beschikbaar, maar producenten kunnen niet overleven want respiratie is groter dan fotosynthese (disfotische zone)
• Afotische zone geen licht

Producenten

• Primaire producenten basis van alle voedselketens en voedselwebben 
  
• Fytoplankton (algen) belangrijkste autotroof in de oceaan
  - Diatomeeën, dinoflagellaten, cyanobacteriën 
  - Fytoplankton gegeten door zoöplankton 
• Macroalgen (kelp)
  
• Gewortelde planten (zeegras)

Diatomeeën

• Eencellig fytoplankton
  
• Oceanisch oppervlaktewater
  
• Celwanden van silicum
  

Dinoflagellaten

• Eencelligen 
  
• Oceanisch oppervlaktewater 
  
• Toxische algenbloeien 
  
• Bioluminiscentie (zeevonk) 

Zooxanthellen

• Dinoflagellaten
  
• Leven in mariene organismen
  - Koralen, kwallen, anemonen
• Mutualistisch
  
• Verschillende soorten hebben verschillende kleuren
  

Cyanobacteriën

• Fotosynthetische bacteriën
  
• Een van de eerste levensvormen op aarde
  
• Oppervlaktewater
  
• Cyanotoxinen
  

Algenbloei

• Veel voedingsstoffen leidt tot explosieve algengroei
• Algen produceren toxinen (rode getijden)
• Dode algen worden afgebroken door reducenten die daarbij veel zuurstof verbruiken (dode zones)

Sargassum

• Bruine macroalgen
  
• Open zee
  
• Los ronddrijvende matten
  
• Voedselbron en bescherming
  

Zeegras

• Groene, bloeiende planten
  
• Belangrijk als zuurstof producent en primaire producent in voedselweb
  
• Wortelsysteem stabiliseert substraat
  

Kelp

• Bruine macroalgen
  
• Koud voedingsstofrijk water
  
• Basis voedselweb, stabiliseren ecosysteem en creëren habitat
  

Werkcollege

• Practicum 1.3
  - Preparaten ophalen, werken in twee tweetallen (elk een ander preparaat)
  Microscoop: beginnen op kleinste vergroting (rood, 40x), scherp stellen met grote schroef. Als je naar grotere vergroting gaat (geel of blauw) scherpstellen met kleine schroef!
  - Opruimen: preparaten inleveren, kleinste vergroting boven de tafel draaien, tafel naar beneden draaien met grote schroef
  
• PO: Artikel lezen, belangrijke informatie markeren, toevoegen aan  map