Het woord ecologie komt van het Griekse oikos (huis) en werd in 1866 bedacht door de Duitse bioloog Ernst Haeckel: de leer van het ‘huishouden van de natuur’. Ecologie is iets anders dan milieubewustzijn of ‘ecologisch’ als reclamewoord. Het is een meetwetenschap: ecologen tellen vogels, meten stikstof in de bodem, volgen vissen met zenders en rekenen met modellen hoe populaties veranderen.
Artikelen over ecologie
- Voedselketen en voedselweb — producenten, consumenten en reducenten, trofische niveaus, de 10%-regel met rekenvoorbeeld en bioaccumulatie.
- Koolstofcyclus — reservoirs en stromen van koolstof, korte en lange cyclus, de Keelingcurve en de invloed van de mens.
- Stikstofkringloop — stikstofbinding, nitrificatie, denitrificatie en de stikstofdepositie in Nederland.
- Biodiversiteit — de drie niveaus, hoeveel soorten er zijn, hotspots en bedreigingen.
Organisatieniveaus in de ecologie
Ecologen kijken op verschillende schaalniveaus naar de natuur. Elk niveau omvat het vorige:
| Niveau | Definitie | Voorbeeld |
|---|---|---|
| Individu | één organisme | één konijn |
| Populatie | alle individuen van één soort in een gebied, die zich onderling kunnen voortplanten | de konijnen in de duinen bij Meijendel |
| Levensgemeenschap | alle populaties van verschillende soorten in een gebied | konijnen, duindoorn, vossen, zandhagedissen, schimmels in die duinen |
| Ecosysteem | levensgemeenschap plus de niet-levende omgeving | het duinecosysteem met zand, kalk, grondwater en zeewind |
| Biosfeer | alle ecosystemen op aarde samen | de dunne laag van de aarde waarin leven voorkomt |
Biotische en abiotische factoren
Alles wat een organisme beïnvloedt, is een milieufactor. Abiotische factoren zijn niet-levend: temperatuur, licht, water, zuurgraad, zoutgehalte, bodemsoort, wind en de hoeveelheid voedingsstoffen zoals stikstof en fosfaat. Biotische factoren komen van andere organismen: voedsel, predatoren, concurrenten, ziekteverwekkers en bestuivers.
Elke soort heeft voor elke factor een tolerantiegebied: een bereik waarin hij kan overleven, met daarbinnen een optimum. De factor die het eerst tekortschiet, bepaalt hoe goed een populatie groeit; dat heet de beperkende factor. In een Nederlandse sloot is dat vaak fosfaat: komt er fosfaat bij uit mest, dan groeien algen explosief en wordt het water groen en zuurstofarm.
Habitat en niche
De habitat is de plek waar een soort leeft, het ‘adres’. De niche is de rol die de soort daar speelt, het ‘beroep’: wat hij eet, wanneer hij actief is, welke ruimte hij gebruikt. Volgens het competitie-uitsluitingsprincipe kunnen twee soorten met precies dezelfde niche niet blijvend naast elkaar bestaan: de sterkste concurrent verdringt de andere. Soorten die samenleven, verdelen daarom de hulpbronnen. Koolmees en pimpelmees zoeken in hetzelfde bos voedsel, maar de lichtere pimpelmees haalt meer insecten uit de dunne buitenste takjes.
Relaties tussen soorten
| Relatie | Effect | Voorbeeld |
|---|---|---|
| Predatie (en begrazing) | + / − | sperwer eet koolmees; konijn eet gras |
| Concurrentie | − / − | bomen in een dicht bos om licht |
| Mutualisme | + / + | bij en bloem; stikstofbindende bacteriën in wortelknolletjes van klaver |
| Commensalisme | + / 0 | klimop die tegen een boom omhoog groeit |
| Parasitisme | + / − | teek op een ree; maretak op een appelboom |
Mutualisme, commensalisme en parasitisme worden samen symbiose genoemd: twee soorten die langdurig nauw samenleven. Ook korstmossen (schimmel plus alg) en de bacteriën in jouw darmen zijn voorbeelden van mutualisme.
Populatiegroei en draagkracht
Een populatie groeit door geboorte en immigratie en krimpt door sterfte en emigratie. Zonder beperkingen groeit een populatie exponentieel: een bacterie die zich elke 20 minuten deelt, levert na 10 uur (30 delingen) 2³⁰ ≈ 1 miljard bacteriën op. In de natuur raken voedsel, ruimte of nestplaatsen echter op. De groei vlakt dan af tot het maximale aantal individuen dat een gebied duurzaam kan dragen: de draagkracht (draagkrachtniveau). De groeicurve krijgt zo een S-vorm (logistische groei).
Roofdier en prooi beïnvloeden elkaar. Zijn er veel prooien, dan krijgen predatoren meer jongen; daarna dalen de prooien, gevolgd door de predatoren. Bekend zijn de schommelingen van sneeuwschoenhazen en lynxen in Canada, met een cyclus van ongeveer tien jaar.
Successie: hoe een ecosysteem verandert
Ecosystemen staan niet stil. Successie is de geleidelijke opeenvolging van levensgemeenschappen op een plek. Op kale grond beginnen pioniers (mossen, grassen, wilgen) die weinig nodig hebben. Ze maken de bodem rijker, waarna andere soorten ze verdringen. In Nederland ontwikkelt een stuifzandvlakte zich zonder ingrijpen via korstmos en heide tot berken- en dennenbos en uiteindelijk eikenbos. Een open water verlandt via rietmoeras en wilgenstruweel tot broekbos. Natuurbeheerders zetten successie vaak bewust terug, door te maaien, te plaggen of grazers in te zetten, om waardevolle tussenstadia zoals heide en blauwgrasland te behouden.
Energiestroom en kringlopen
Twee principes verbinden alle onderwerpen in de ecologie. Energie stroomt in één richting: zonlicht wordt door fotosynthese vastgelegd, gaat door de voedselketen en verdwijnt bij elke stap voor zo’n 90 % als warmte. Stoffen gaan rond: koolstof, stikstof, fosfor en water worden door reducenten weer vrijgemaakt en opnieuw gebruikt. De twee belangrijkste kringlopen op school zijn de koolstofcyclus en de stikstofkringloop; ook de waterkringloop hoort erbij.
Ingrepen in die kringlopen hebben grote gevolgen. Extra CO₂ uit fossiele brandstoffen verandert het klimaat, en extra stikstof uit mest en uitlaatgassen verandert de plantengroei in natuurgebieden. Samen met het verlies van leefgebied zijn dat de grootste bedreigingen voor de biodiversiteit.
Ecologie in de praktijk
Ecologische kennis wordt dagelijks toegepast: bij het vaststellen van visquota in de Noordzee, het herstellen van beekdalen, het bestrijden van exoten, natuurinclusieve landbouw en het beoordelen van de stikstofuitstoot rond Natura 2000-gebieden. Ook de evolutiebiologie is er nauw mee verweven: natuurlijke selectie werkt via de ecologische omstandigheden waarin een populatie leeft. En de klimaatwetenschap is er niet zonder; zie klimaat en oceaanecosystemen.
Veelgestelde vragen
Wat is ecologie?
Ecologie is de tak van de biologie die de relaties bestudeert tussen organismen onderling en met hun niet-levende omgeving, zoals temperatuur, water en bodem. Ze onderzoekt populaties, levensgemeenschappen, ecosystemen en de kringlopen van stoffen.
Wat is het verschil tussen een populatie en een levensgemeenschap?
Een populatie bestaat uit alle individuen van één soort in een gebied. Een levensgemeenschap bestaat uit alle populaties van verschillende soorten samen in dat gebied.
Wat zijn biotische en abiotische factoren?
Abiotische factoren zijn niet-levende invloeden zoals temperatuur, licht, water, zuurgraad en voedingsstoffen in de bodem. Biotische factoren komen van andere organismen, zoals voedsel, predatoren, concurrenten en ziekteverwekkers.
Wat is het verschil tussen habitat en niche?
De habitat is de plek waar een soort leeft, het adres. De niche is de rol die de soort daar vervult: wat hij eet, wanneer hij actief is en welke hulpbronnen hij gebruikt, het beroep.
Wat is symbiose?
Symbiose is het langdurig nauw samenleven van twee soorten. Er zijn drie vormen: mutualisme (beide hebben voordeel), commensalisme (de een heeft voordeel, de ander merkt er niets van) en parasitisme (de een heeft voordeel ten koste van de ander).
Wat is successie?
Successie is de geleidelijke opeenvolging van levensgemeenschappen op een plek. Pioniersoorten op kale grond maken de bodem rijker en worden daarna verdrongen, bijvoorbeeld van stuifzand via heide en berkenbos naar eikenbos.