Domein 5: Ecosystemen

Omschrijving

Een organisme is afhankelijk van en beïnvloedt biotische en abiotische omstandigheden. Deze zijn specifiek voor elke soort en bepalen diens habitat en niche. Daarbij zijn soorten fysiologisch en/of anatomisch aangepast aan specifieke en/of wisselende omstandigheden in hun habitat.

Indicatoren

Indicator 5.1.1

De student kan voor een bepaalde soort de habitat en niche beschrijven in termen van abiotische en biotische factoren en relaties. (p)

Indicator 5.1.2

De student kan beschrijven op welke wijze een soort is aangepast aan de heersende abiotische en biotische omstandigheden. (p)

Indicator 5.1.3

De student kan benoemen welke abiotische en biotische factoren het functioneren en de verspreiding van een soort beïnvloeden. (p)

Indicator 5.1.4

De student kan beschrijven op welke wijze een soort zijn eigen leefmilieu beïnvloedt. (p)

Indicator 5.1.5

De student kan benoemen wat de voordelen zijn van een aantal wijdverspreide fysiologische aanpassingen. (p)

Indicator 5.1.6

De student kan onderzoeken op welke wijze een soort al of niet aangepast is aan zijn leefomstandigheden. (v)

Indicator 5.1.7

De student kan diverse vormen van mimicry beschrijven. (p)

Indicator 5.1.8

De student kan voor een karakteristieke soort in een Nederlands natuurgebied analyseren wat bedreigingen en mogelijke beheersmaatregelen zijn. (v)

Didactische aanwijzingen

• Opdrachten waarin een ‘waarderende denkwijze’ wordt gevraagd om uitspraken te doen over de bescherming van een soort.

• Inventarisatie (via observatie en literatuuronderzoek) van het effect dat een invasieve soort heeft op de biotische omstandigheden in een ecosysteem.

• Veldwerk waarbij abiotische factoren in een afgebakend gebied gemeten en onderzocht worden, bijvoorbeeld een sloot of meertje, kwelder of een stuk heide of bosgrond.

• Onderzoeken wat de effecten zijn van het telen van soorten in een omgeving met verschillende abiotische factoren. Bijvoorbeeld een casus van een nietinheemse soort in een ontwikkelingsland met droogteproblemen.

• Open opdrachten waarin een bepaalde soort onderzocht wordt in zijn ecosysteem.

Omschrijving

Gedrag van dieren is te beschrijven in termen van gedragselementen, -ketens en -systemen. Deze kunnen worden beschreven en onderzocht middels ethogrammen en protocollen. Daarbij staan de vier vragen van Tinbergen, verdeeld in proximale en ultieme vragen, centraal. Gedrag komt tot stand in wisselwerking met de omgeving en kent een belangrijke genetische basis. De functie van gedrag is te beschrijven in termen van fitness en evolutionaire ontwikkeling van soorten.

Indicatoren

Indicator 5.2.1

De student kan proximale (waardoor/waarlangs) en ultieme (waartoe/ waaruit) vragen met betrekking tot gedrag formuleren en onderzoeken, onder andere met behulp van observaties waarbij ethogrammen en protocollen worden gebruikt. (p)

Indicator 5.2.2

De student kan geselecteerde gedragsbiologische onderwerpen (communicatie, seksuele selectie, et cetera) in eigen woorden beschrijven en centrale concepten daarin benoemen. (p)

Indicator 5.2.3

De student kan benoemen op welke verschillende manieren dieren nieuw gedrag verwerven of overdragen en de verschillen tussen deze manieren illustreren met voorbeelden. (p)

Indicator 5.2.4

De student kan het voorkomen van bepaald gedrag verklaren in termen van ‘trade offs’. (v)

Indicator 5.2.5

De student kan sociaal-maatschappelijke kwesties (bijvoorbeeld omtrent de intensieve veehouderij) en het debat daarover verbinden met kennis van diergedrag. (v)

Indicator 5.2.6

De student kan altruïstisch gedrag en verwantenselectie verklaren met behulp van Hamilton’s rule. (v)

Indicator 5.2.7

De student kan met behulp van speltheoretische uitgangspunten het optreden van egoïstisch en altruïstisch gedrag verklaren. (v)

Didactische aanwijzingen

• Onderzoeksopdrachten waarbij gedrag wordt waargenomen en geanalyseerd in laboratoria, dierentuinen en het vrije veld. Ook kan het menselijk gedrag in de directe onderwijspraktijk op systematische wijze worden geobserveerd bijvoorbeeld volgens Gieles (1996).

• Observeren en analyseren in hoeverre menselijk gedrag overeenkomt met dat van nauw verwante soorten en uitspraken daarover waar nodig ook nuanceren.

• Leerlingopdrachten ontwikkelen die gebruikt kunnen worden tijdens bijvoorbeeld een excursie naar een dierentuin of kinderboerderij.

• Beroepsbeoefenaars in de dierhouderij interviewen over de manier waarop zij gedragsbiologische kennis inzetten.

• Schrijven van opvoedadviezen voor eigenaars van kittens en puppen.

Omschrijving

Iedere soort binnen een ecosysteem vormt een populatie. Daarvan wordt de omvang bepaald door geboorte, sterfte, immigratie en emigratie. De omvang van populaties is te modelleren m.b.v. van exponentiële en logistische groei. Interacties tussen soorten zoals parasitisme, mutualisme en predatorprooi relaties zijn modelmatig te beschrijven.

Indicatoren

Indicator 5.3.1

De student kan op basis van bijvoorbeeld de ‘vang-merk-terugvang’ methode de omvang van een populatie in een gegeven gebied berekenen. (p)

Indicator 5.3.2

De student kan met behulp van geboorte- en sterftetabellen de ontwikkeling van een populatie grafisch weergeven en een voorspelling doen over de ontwikkeling van die populatie door de tijd heen. (p)

Indicator 5.3.3

De student kan genetische drift definiëren en de consequenties ervan benoemen en bediscussiëren. (p)

Indicator 5.3.4

De student kan onderliggende processen benoemen die dichtheden van populaties en eenvoudige levensgemeenschappen beïnvloeden (concurrentie, predatie, parasitisme en ziekte), deze weergeven in modellen en onderzoeken met behulp van computersimulaties. (p)

Indicator 5.3.5

De student kan de belangrijkste processen die populaties op verschillende organisatieniveaus beïnvloeden benoemen (top-down, bottom-up, intra- en interspecifieke interacties, dispersie en migratie, directe en indirecte effecten, positieve en negatieve interacties) en deze vertalen naar de ontwikkeling van een populatie in een specifieke ecologische context. (v)

Indicator 5.3.6

De student kan het begrip ‘extinction vortex’ gebruiken als model dat beschrijft hoe een populatie kan uitsterven. (v)

Indicator 5.3.7

De student kan de Hardy-Weinberg-vergelijking gebruiken om genotype-frequenties binnen een populatie te berekenen en benoemen door welke factoren de genotypefrequenties in een populatie kunnen afwijken van de Hardy-Weinberg-verhouding. (v)

Indicator 5.3.8

De student kan onderscheid maken tussen selectieprocessen die op het niveau van het individu of van de groep optreden (zoals mutualisme en altruïsme) en die uiteindelijk bepalend zijn voor de populatiestructuur. (v)

Indicator 5.3.9

De student kan met behulp van populatie biologische begrippen analyseren die natuurbeheersmaatregelen op het niveau van de soort effectief zijn. (v)

Didactische aanwijzingen

• Veldopdracht waarbij een tweetal methoden voor de bepaling van de grootte van een populatie worden toegepast en vergeleken qua resultaat.

• Computersimulatie, bijvoorbeeld van papegaaien op Bonaire (WUR) of zelfgebouwd met bijvoorbeeld PopTools of Ecosim.

• Het boekje ‘Genetica in beweging’ (DomisHoos, Kapteijn en Boerwinkel, 2012) bevat een deel over populatiegenetica dat van betekenis kan zijn in dit subdomein (zie ook www.nvon.nl/genetica).

• Hardy-Weinberg evenwicht nabootsen met een school rietvissen. Verstoring van het evenwicht kan vervolgens in de klas zichtbaar worden gemaakt door een leerling als roofvogel te laten optreden die alleen jaagt op één kleur visjes. Daarna kunnen allelfrequenties opnieuw worden berekend.

Omschrijving

Alles wat leeft binnen een bepaald gebied staat op de een of andere manier in relatie met elkaar. Ecologen noemen dat een levensgemeenschap. Begrippen als diversiteit, voedselketen en voedselweb, sleutelsoort en biogeografie zijn van belang.

Indicatoren

Indicator 5.4.1

De student kan op basis van eigen observaties of de beschrijving van een observatie de voedselrelaties weergeven en daarbij de trofische niveaus aangeven. (p)

Indicator 5.4.2

De student kan uitleggen wat een ecologische successie is en daarvan voorbeelden geven. (p)

Indicator 5.4.3

De student kan de rol die interacties tussen soorten spelen benoemen en aangeven hoe die doorwerken in de levensgemeenschap. (p)

Indicator 5.4.4

De student kan via een inventarisatie van de aanwezige soorten in een aangewezen gebied en de telling van de aantallen van die soorten in een proefvlak, de biodiversiteit bepalen op basis van een diversiteitsindex volgens Shannon, Yule of Simpson. (v)

Indicator 5.4.5

De student kan aangeven wat de invloed van de verstoring op een levensgemeenschap kan zijn en welke consequenties dit mogelijk voor de biodiversiteit heeft. (p)

Indicator 5.4.6

De student kan met behulp van de eilandtheorie van MacArthur en Wilson (1967) veranderingen in de soortenrijkdom van levensgemeenschappen verklaren en voorspellen. (p)

Indicator 5.4.7

De student kan op basis van de kennis van de levensgemeenschap analyseren welke risico’s deze gemeenschap bedreigen en welke beheersmaatregelen hiertegen getroffen kunnen worden. (v)

Didactische aanwijzingen

• Ontwerpopdrachten waarin verkregen kennis omgezet wordt in bijvoorbeeld een advies voor het beheer van een natuurgebied, met als doel de biodiversiteit in dat gebied te vergroten.

• Veldwerk waarbij de biodiversiteit (in een proefvlak) bepaald wordt en dit uitwerken met met behulp van bijvoorbeeld het programma SynBioSys.

Omschrijving

Het geheel van de levensgemeenschap en de abiotische en biotische factoren die daarbinnen een rol spelen wordt ‘ecosysteem’ genoemd. Op dit niveau is er met name aandacht voor energiestromen en kringlopen van materie. Ecosystemen kunnen door soms relatief kleine veranderingen omslaan van de ene naar de andere stabiele toestand. Deze omslagpunten kunnen gemodelleerd worden in computermodellen die gebruikt kunnen worden in natuurbeheer.

Indicatoren

Indicator 5.5.1

De student kan ecosystemen en de samenstellende delen en processen beschrijven. (p)

Indicator 5.5.2

De student kan het functioneren van onderdelen van ecosystemen relateren aan abiotische en biotische factoren. (p)

Indicator 5.5.3

De student kan relaties leggen tussen de begrippen evenwicht, dynamiek en verstoring en het effect daarvan op een ecosysteem. (p)

Indicator 5.5.4

De student kan de kringlopen van water, koolstof, stikstof, fosfaat en zwavel schematisch weergeven en beschrijven, evenals de invloed van biotische en abiotische factoren op deze cycli. (p)

Indicator 5.5.5

De student kan aangeven hoe Nederland op basis van haar geologische geschiedenis in vier landschappelijke zones verdeeld kan worden (zee en kust, laag Nederland en hoog Nederland), voorbeelden geven van ecosystemen die in die landschappen te vinden zijn en eigenschappen van die ecosystemen benoemen. (p)

Indicator 5.5.6

De student kan de samenstelling, structuur en het functioneren van ecosystemen en hun samenstellende onderdelen in de praktijk van het vrije veld onderzoeken. (p)

Indicator 5.5.7

De student kan voorbeelden van effecten van invasieve exoten op ecosystemen geven. (p)

Indicator 5.5.8

De student kan verklaren dat in een voedselketen bio-accumulatie en bio-magnificatie optreden. (p)

Indicator 5.5.9

De student kan Nederlandse landschappen en daarin voorkomende ecosystemen beschrijven met behulp van kaarten en (zelf) in het veld verzamelde gegevens over voorkomende soorten, levensgemeenschappen en biotische en abiotische omstandigheden. (v)

Indicator 5.5.10

De student kan actuele vraagstukken over gebruik, beheer en bedreigingen van landschappen, landschapselementen, ecosystemen en daarin voorkomende soorten analyseren. (v)

Didactische aanwijzingen

• Schrijf- en informatieopdrachten waarin informatie verzameld en geanalyseerd en voor specifieke soorten, populaties of ecosystemen toegepast wordt.

• Beschouwingen over gebruik en beheer van soorten, populaties en ecosystemen waarin kennis over ecosystemen geanalyseerd en vervolgens gekoppeld wordt aan ethische overwegingen en maatschappelijke waarden.

• Veldwerk waarbij gekeken wordt naar diverse abiotische invloeden op de biotische factoren in een ecosysteem.