Oefentoets Biologie: Ecologie - plagen | HAVO 4/HAVO 5

Plagen.

Welke van de volgende plagen heeft een natuurlijke oorzaak?

1/3 Ganzen worden een plaag.

Eén van de succesnummers van natuurontwikkeling is de Grauwe gans. Het aantal vogels is in 25 jaar van ongeveer 3500 exemplaren toegenomen tot 60.000 exemplaren. Maar die opmars heeft ook zijn keerzijde: hij kan een plaag worden.
De Stichting Natuurmonumenten wil zelfs ingrijpen om de populatie grauwe ganzen in toom te houden door eieren weg te halen of door te prikken. Het probleem ligt bij de zogenaamde 'overzomerende' grauwe ganzen.
Zij hebben Nederland als standplaats gekozen en trekken niet meer weg om elders te broeden. In Nederland vinden ze nu een goed gedekte tafel van grassen en granen die voldoende eiwitrijk blijken te zijn. "Dankzij de toename van moerasnatuur zijn er steeds meer plassen waar ganzen veilig voor vossen kunnen slapen", zegt dr. Bart Ebbingen van onderzoeksinstituut Alterra in Wageningen.

Waardoor kon de Grauwe gans in Nederland een plaag worden?

2/3 Ganzen worden een plaag.

In een ganzennest liggen gewoonlijk 4 tot 6 eieren. Als een aantal eieren wordt weggehaald, legt de gans net zoveel nieuwe eieren, tot het oorspronkelijke aantal weer bereikt is. Als ze worden doorgeprikt en daarna teruggelegd, blijft de gans op de eieren zitten.

Wat is de sleutelprikkel voor de gans om eieren bij te leggen?

3/3 Ganzen worden een plaag.
Zie figuur A 863 van de bijlage.

Stel men heeft in 2005, in een bepaald natuurgebied waar op dat moment 15.000 overzomerende ganzen verblijven en nog geen vossen voorkomen, 20 vossen van verschillend geslacht uitgezet.
De bedoeling is dat de grootte van de populatie ganzen terugloopt en daarna stabiel blijft op een aantal van 4500. Ga er van uit dat niet alleen dit aantal, maar ook de stabiliteit van de populatie in de loop van de jaren gerealiseerd wordt.

Zie figuur A 863 van de bijlage.

In de uitwerkbijlage is een assenstelsel met de grafiek van de ganzenpopulatie getekend. Op de ene Y-as (Y1) staat het aantal vossen. Op de andere Y-as (Y2) staat het aantal ganzen.
Op de X-as staat het jaar 2005 als begin van het experiment aangegeven. Het jaar R geeft aan dat vanaf dat moment de populatie stabiel blijft op het aantal van circa 4500 ganzen.

Schets in het assenstelsel op de uitwerkbijlage het verloop van het aantal vossen in de loop van de tijd.

1/6 Koe redt konijn.

Het duinkonijn is geen plaag meer. Het dier is zeldzaam geworden. Zonder de tienduizenden tandjes die het hele jaar blijven doormalen, blijken de duinen te verwilderen en te verruigen. Het gras schiet omhoog. Braam en kamperfoelie nemen de plaats in van mossen en andere kleine planten.
Het duin-ecosysteem is door het verdwijnen van de konijnen veranderd.

Geef de biologische term waarmee het proces van opeenvolgende veranderingen in een ecosysteem zoals dat in de duinen plaatsvindt, wordt aangegeven.

Dit proces heet [invulveld]

2/6 Koe redt konijn.

De konijnenpopulaties herstellen zich moeilijk. De verruiging die ontstaat door het afnemen van het aantal konijnen, heeft tot gevolg dat er minder voedsel voor hen beschikbaar is. Koeien eten naast gras, ook planten uit de ruigte. Door koeien in te zetten hoopt men het gebied te 'ontruigen' en zo weer de weg vrij te maken voor voedsel voor konijnen (jong gras). Om te onderzoeken of dit werkt, is in Wageningen een experiment opgezet.
Bij dit experiment wordt in drie weiden, onder soortgelijke omstandigheden, eenzelfde aantal wilde konijnen uitgezet. In onderstaande tabel is de verdere opzet van het onderzoek beschreven en de situatie zoals de onderzoekers die na drie jaar verwachten.
afbeelding

Welke relatie is er in weide 1 tussen konijnen en koeien?

3/6 Koe redt konijn.

Het onderzoek in Wageningen is een voorlopig onderzoek.

Noem twee mogelijke verbeteringen aan deze proefopzet.

4/6 Koe redt konijn.

Het teruglopen van de konijnenstand wordt vooral veroorzaakt door een nieuwe virusziekte (VHS). Konijnen die besmet worden met het VHS-virus, krijgen na 24 tot 48 uur hoge koorts en sterven dan binnen enkele uren.

Leg uit waardoor het afweersysteem van het konijn na infectie met dit virus, de dood van het konijn niet kan voorkomen.

5/6 Koe redt konijn.
Zie figuur B 3754 van de bijlage.

In de afbeelding is weergegeven hoe de grootte van de konijnenpopulatie in de Amsterdamse Waterleidingduinen is veranderd nadat het virus heeft toegeslagen.

Met hoeveel procent is naar schatting het aantal konijnen afgenomen tussen 1994 en 2000?

6/6 Koe redt konijn.

In een ingezonden brief in een dagblad staat het voorstel om eenmalig een aantal konijnen te vangen en te vaccineren. Hierdoor zou de konijnenpopulatie in de Amsterdamse Waterleidingduinen gered kunnen worden.

Zal zo'n vaccinatieprogramma wel of geen effect hebben?
Hoe komt dat?

1/7 Maïs.
Zie figuur B 7123 van de bijlage.

Samen met rijst is maïs, na tarwe, het meest geproduceerde gewas ter wereld. In Nederland wordt de plant hoofdzakelijk verbouwd als korrelmaïs en snijmaïs; ideaal voor vee, maar mensen kunnen er weinig mee. De mens eet de suikermaïs, als maïskolf, als popcorn of verwerkt als maïsmeel (maïzena) in deegwaren zoals tortilla's. De duizenden verschillende maïsvarianten zijn allemaal voortgekomen uit één oervorm. Factoren die de maïsteelt nadelig beïnvloeden zijn: bladluis, fruitvlieg, maïswortelknobbelaaltje, schade door vogels, vlinderrupsen van maïsboorder (op de kolven) en fosfor- en magnesiumgebrek van de akkers. Op 17 augustus 2005 werd voor het eerst in Nederland de maïswortelkever aangetroffen. Deze keversoort is afkomstig uit Amerika. Door de overheid is direct alarm geslagen. Alle maïstelers in een straal van één km rondom het besmette gebied mogen niet oogsten en moeten hun akkers met een speciaal gewasbeschermingsmiddel behandelen.

Met welke biologische term wordt de ontwikkeling van de verschillende maïsvarianten door de mens aangeduid?

2/7 Maïs.

Geef twee oorzaken waardoor deze Amerikaanse kever zich in Nederland tot een plaag zou kunnen ontwikkelen?

3/7 Maïs.

Omdat maïs zo'n belangrijk voedingsgewas is, wordt op allerlei manieren gepoogd om de opbrengst zo optimaal mogelijk te maken. Aan suikermaïs worden andere eisen gesteld dan aan veevoedermaïs. Daarom zijn er resistente rassen ontwikkeld met DNA dat van andere soorten afkomstig is. Er is resistentie tegen herbiciden (= onkruidverdelgers) en resistentie tegen insectenvraat ingebracht. Het maïsras dat resistent is tegen herbiciden heeft een gen ingeplant gekregen dat voor een enzym codeert dat het herbicide afbreekt. Bij het maïsras dat resistent is tegen insectenvraat is het Bt-gen van de bacterie Bacillus thuringiensis ingebracht. Dit gen zorgt voor de aanmaak van een eiwit.
Zodra er vlinderlarven beginnen te vreten aan de plant, doodt dit eiwit hen onherroepelijk.

Over deze vormen van resistentie worden drie uitspraken gedaan:

1. Bij beide vormen van resistentie is er ten opzichte van het oorspronkelijke genotype van de maïsplant iets veranderd.
2. Bij beide vormen van resistentie breekt de maïsplant het ongewenste concurrerende organisme af met behulp van een eiwit.
3. Door beide vormen van resistentie wordt de noodzaak om chemische bestrijdingsmiddelen te gebruiken, verminderd.

Welke van de bovengenoemde uitspraken is of zijn juist?

4/7 Maïs.

De resistente rassen dragen een nummer, zodat ze gemakkelijk kunnen worden opgespoord in voedingsmiddelen waarin het maïsproduct is verwerkt. Voorbeelden zijn popcorn, tortilla's en allerlei soepen en sauzen.

Welke stoffen kunnen uitsluitsel geven over het gebruikte ras?

5/7 Maïs.
Zie figuur B 7124 van de bijlage.

Momenteel wordt er in Afrika op grote schaal gewerkt met Desmodium. Dit is een vlinderbloemige plant die tussen de maïs wordt gezaaid. Dit natuurlijke 'product' zou een betere opbrengst van de maïs opleveren, omdat deze plant niet alleen de maïsboorder verjaagt, maar omdat het net zoals veel andere vlinderbloemige planten, knolletjesbacteriën bevat.

Waardoor kunnen knolletjesbacteriën zorgen voor een hogere opbrengst van de maïsoogst?

6/7 Maïs.

In Amerika is maïs belangrijk volksvoedsel. Daarnaast wordt maïs gebruikt voor de productie van lijm, bio-plastics en zelfs voor bio-energie. Hiervoor wordt de maïs verwerkt tot bio-ethanol. Een bijzondere toepassing is de productie van maïsbier. Het gistingsproces wordt op gang gebracht door aan de maïspap een appel, een andere vrucht of een beetje oud maïsbier toe te voegen.

Waarom begint de gisting niet zonder deze toevoeging?

7/7 Maïs.

Op het gistingsproces zijn verschillende factoren van invloed.

Noem er drie.

1/6 Plagen in Australië.

Tekst:
Door de Europese kolonisten zijn in de vorige eeuw veel huisdieren in Australië ingevoerd: konijnen, geiten, schapen, koeien en dromedarissen. Ontsnapte konijnen ontwikkelden zich tot een geweldige plaag. Uiteindelijk besloot men om een radicaal middel in te zetten: men voerde de besmettelijke en dodelijke konijnenziekte myxomatose in. Toch had dit radicale middel maar beperkt succes.

Noem twee biotische factoren waardoor een plaag kan ontstaan als dieren van een soort terechtkomen in een ecosysteem waarin deze soort voordien niet voorkwam.

2/6 Plagen in Australië.

Geef twee mogelijke oorzaken waardoor niet alle konijnen in Australië zijn doodgegaan na de invoering van myxomatose.

3/6 Plagen in Australië.

Tekst:
De introductie van een 'nieuwe' diersoort in een ecosysteem kan als volgt vereenvoudigd worden beschreven:
In een bepaald ecosysteem leeft diersoort R, die zich voornamelijk voedt met de plantensoorten P en Q. Diersoort R heeft als enige predator diersoort S. De populaties van de soorten P, Q, R en S zijn in evenwicht.
Op een bepaald moment wordt in dit ecosysteem diersoort T geïntroduceerd, die voornamelijk planten van soort Q eet en geen planten van soort P Diersoort T is een prooi voor diersoort S.
Enige tijd na de introductie van diersoort T blijkt dat het aantal planten van soort P sterk is verminderd.

Geef de voedselrelaties tussen de soorten P, Q, R, S en T weer in een voedselnet en geef met behulp van dit voedselnet een verklaring voor de vermindering van het aantal planten van soort P.

4/6 Plagen in Australië.
Zie figuur B 3019 van de bijlage.

Tekst:
Een probleem voor de veehouders in Australië is sterfte onder het vee door het eten van bepaalde giftige bladeren. Dit treedt met name op in gebieden waar voedselschaarste heerst.
Met behulp van genetische manipulatie zijn bacteriën uit het maag-darmkanaal van schapen, geiten en koeien voorzien van een gen voor een bepaald enzym. Dit enzym maakt de gifstof uit de bladeren onschadelijk.
Plannen om een veldproef te doen met vee waaraan deze genetisch gemanipuleerde bacteriën zouden worden toegediend, werden door een adviescommissie afgekeurd. De commissie was bevreesd voor verspreiding van de gemanipuleerde bacteriën onder verwilderde geiten.

Zie figuur B 3019 van de bijlage.

In de tekst hierboven staat "... een gen voor een bepaald enzym".
Hierover worden de volgende beweringen gedaan:

1. Bacteriën hebben geen kern en kunnen dus zonder genetische manipulatie geen eiwitten maken.
2. Het gen bestaat uit een eiwit dat het enzym maakt.
3. Het gen bevat de code voor het vormen van het enzym.

Welke van deze beweringen is of zijn juist?

5/6 Plagen in Australië.

De adviescommissie vreesde verspreiding van de gemanipuleerde bacteriën onder verwilderde geiten.

Beschrijf wat het gevolg van deze verspreiding zou kunnen zijn en geef aan waarom dat een probleem zou zijn.

6/6 Plagen in Australië.

Stel dat op een proefboerderij een geitenbok deze gemanipuleerde bacteriën heeft toegediend gekregen. Deze bok ontsnapt en paart in de omgeving met een aantal verwilderde geiten. Na een korte tijd wordt hij weer gevangen. De door hem bevruchte geiten werpen jongen.

Hoe groot is de kans dat het gen voor het betreffende enzym in het genotype van zo'n jong is terecht gekomen?

1/5 Wereldwijde bedreiging van de bananenteelt.
Zie figuur A 828 van de bijlage.

Landen in Midden-Amerika kunnen niet zonder bananenexport en voor Afrika is de banaan een belangrijk voedingsgewas. Schimmels kunnen de bananenteelt zodanig aantasten, dat het een bedreiging vormt voor de bevolking. Het is dus voor de telers van belang te weten of hun bodem vrij is van ziektekiemen.
De supermarktbanaan is behalve het populairste ook het meest bedreigde stuk fruit ter wereld. Bananenplantages worden belaagd door een variant van de schimmel Fusarium oxysporum. Een andere variant van Fusarium oxysporum heeft de bananenteelt in de vorige eeuw ook al eens aan de rand van de afgrond gebracht. Deze schimmelziekte is niet met chemische middelen te bestrijden.
De schimmelziekte kan leiden tot een economische ramp, want de consumptiebanaan, Musa acuminata, is voor enkele tropenlanden het voornaamste exportproduct. Bovendien is banaan een onmisbaar basisvoedsel voor de bevolking in veel ontwikkelingslanden.
De schimmelinfectie wordt ook wel Panamaziekte genoemd. De schimmel groeit in de houtvaten van de bananenplant. Hij begint bij de wortels, eindigt bij de bladeren en doodt uiteindelijk de hele plant. De sporen kunnen dertig jaar in de bodem overleven.

Leg uit waarom de relatie tussen de banaan en Fusarium oxysporum parasitisme genoemd wordt.

2/5 Wereldwijde bedreiging van de bananenteelt.

Het grote schrikbeeld voor de telers is een herhaling van de Panama-pandemie.
In de eerste helft van de 20ste eeuw richtte Fusarium oxysporum de bananenteelt vrijwel te gronde. De bananenteelt wist te overleven doordat net op tijd een resistente variëteit van Musa acuminata werd ontdekt, de zogeheten Cavendish, die vanaf dat moment de teelt wereldwijd is gaan domineren. Vrijwel alle exportbananen in de wereld behoren tot deze variëteit.
De planten van de consumptiebananen zijn alleen te vermeerderen door ze te stekken. Consumptiebananen zijn eetbaar doordat het de zaadloze vruchten zijn van een steriele triploïde variëteit (in de kern zijn alle chromosomen in drievoud aanwezig: 3n). Wilde bananen zijn diploïd (2n): de vruchten zitten vol zaden en zijn daardoor vrijwel oneetbaar.
Nu is een andere variant van Fusarium oxysporum, Tropical Race 4 (TR4) de veroorzaker van de Panamaziekte. Cavendish is echter niet resistent tegen TR4.

Leg uit dat de telers, door allemaal gebruik te maken van Cavendish, een groot risico nemen op herhaling van de pandemie.

3/5 Wereldwijde bedreiging van de bananenteelt.

Bij het maken van kruisingsschema's wordt, om het genotype aan te geven, gebruik gemaakt van letters.

Wat is een juist voorbeeld van een genotype van Cavendish?

4/5 Wereldwijde bedreiging van de bananenteelt.

Resistente rassen kunnen verkregen worden via genetische modificatie.

Leg in drie stappen uit hoe een resistente consumptiebanaan wordt verkregen met genetische modificatie.

5/5 Wereldwijde bedreiging van de bananenteelt.

In Wageningen wil men snel een testlab opzetten in verband met de aanpak van de Panamaziekte. De exportlanden zijn zó bang voor de schimmel, dat ze onderling geen monsters uitwisselen. Maar in Nederland worden geen bananen geteeld en TR4 is hier geen quarantaine-organisme. De bananentelers kunnen hun bodemmonsters dus gewoon per post opsturen. De bodemmonsters worden door analisten getest en een dag later hebben de bananentelers de uitslag al in huis.
Een bananenteler krijgt als uitslag: op deze bodem zullen bananenplanten besmet raken met de Panamaziekte.

Op basis waarvan zal een bodem besmettelijk zijn voor bananenplanten?
Op basis van welke stof in het bodemmonster zullen de analisten de uitslag hebben gegeven aan de bananentelers?

1/5 Bezeten bamboeratten vreten Myanmar kaal.
Zie de figuren B 7143, B 4524 en B 4525 van de bijlage.

De bevolking van Myanmar (het voormalige Birma) wordt regelmatig geconfronteerd met hongersnood. De Kleine bamboerat, Cannomys badius, is daar verantwoordelijk voor. Het is een knaagdier dat gewoonlijk 15 tot 25 cm lang wordt. Het beestje is meestal niet al te schadelijk, maar raakt buiten zinnen, zodra de lokale bamboeplant Melocanna baccifera gaat bloeien. Dat gebeurt niet vaak: eens in de vijftig jaar. In 2008 was het weer zover.
De bamboe produceert dan dikke vruchten, waarvan de zaden een grote hoeveelheid eiwitten bevatten (zie de afbeelding B 4524). De ratten zijn er dol op. Ze storten zich als bezetenen op de voedzame zaden. Na de vruchtvorming sterven de bamboeplanten af. Doordat de ratten de zaden van de bamboe zo extreem lekker vinden, vreten ze de zaden massaal op en houden hierdoor een cyclus van vijftig jaar in stand, waarin alle bamboeplanten én op het zelfde moment massaal gaan bloeien en zaad vormen én vervolgens afsterven.
Het massaal afsterven van bamboeplanten, gecombineerd met de rattenplaag, heet Mautam of bamboedood. De Mautam verspreidde zich vanuit India en Bangladesh en bereikte in 2008 Myanmar (zie de afbeelding B 4525).

Waardoor heeft de gelijktijdige zaadproductie van alle bamboeplanten geleid tot het overleven van de soort, ondanks de extreme vraat van ratten?

2/5 Bezeten bamboeratten vreten Myanmar kaal.

Het gevolg van de vraat aan de zaden is dat de ratten niet alleen veel groter worden dan normaal, maar ook veel hitsiger. Mogelijk bevatten de zaden van de bamboeplant een afrodisiacum: een lustopwekkend middel. Door het grote aanbod van eiwitrijk voedsel vermeerdert de rattenpopulatie zich explosief. De mannelijke ratten, die normaliter een deel van hun kinderen opeten, lijken daar met al dat voedsel tijdens een Mautam geen behoefte aan te hebben. Terwijl ze normaal twee keer per jaar een nest maken, doen ze dat dan veel frequenter, vaak elke vier weken. Ieder nest heeft minstens twaalf jongen. Hoe meer voedsel, hoe meer ratten.

Met de werking van welke stof kun je het afrodisiacum uit de zaden het best vergelijken?

3/5 Bezeten bamboeratten vreten Myanmar kaal.
Zie figuur A 1007 van de bijlage.

Na een aantal voortplantingscycli tijdens een Mautam is de rattenpopulatie explosief toegenomen. Hoewel de heuvels vol staan met bloeiende bamboe, wordt de beschikbare hoeveelheid vruchten op een gegeven moment te klein.
Zodra een bamboeveld kaalgevreten is, storten de ratten zich op al het andere dat voor hen eetbaar is, zoals de voedingsgewassen van de lokale bevolking: rijst, aardappelen, bananen, oliezaden en gember. Maar ook katoenplanten worden opgepeuzeld. De ratten vreten elke Mautam het land kaal en laten de bewoners in hongersnood achter.
Een groot deel van de rattenpopulatie vertrekt daarna in oostelijke richting. De laatste twee keren dat een Mautam zich voordeed was in 1958 en 2008.

Zie figuur A 1007 van de bijlage.

Teken op de uitwerkbijlage in het assenstelsel een grafiek waarin de groei van de bamboepopulatie en de rattenpopulatie worden uitgezet vanaf 1953 tot 2010.
Het gemiddeld aantal ratten van de rattenpopulatie buiten de Mautamjaren is aangegeven met R op de linker Y-as; het maximum van het aantal planten van de bamboepopulatie met B op de rechter Y-as.

4/5 Bezeten bamboeratten vreten Myanmar kaal.

Nadat de rattenplaag voorbij is, groeien na enige tijd verspreid op de kale akkers kleine planten.

Wat is de biologische term voor het ontwikkelingsstadium van het ecosysteem, dat start nadat de rattenplaag voorbij is?

5/5 Bezeten bamboeratten vreten Myanmar kaal.
Zie figuur B 6825 van de bijlage.

In andere delen van Azië doet zich de soortgelijke bamboedood Thingtam voor als de bamboe Bambusa tulda in bloei komt en vruchten gaat vormen.

Blijkt hierdoor dat er verwantschap op populatie-, geslachts- of soortniveau tussen Bambusa tulda en genoemde Melocanna baccifera is?
Zo ja, welke?

3/3 Ecologie.

Wat is een mogelijk gevolg of wat zijn mogelijke gevolgen van het introduceren van een tot dan toe onbekende soort - exoot - in een ecosysteem?