Oefentoets Biologie: Ecologie | HAVO 4/HAVO 5 | variant 24

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?

1/3 Roodhalsganzen benutten optimaal een korte periode voor de voortplanting.

Roodhalsganzen hebben de biologen altijd voor raadsels gesteld. In de korte zomer die op de Noordpool heerst, is elke dag belangrijk als het gaat om succesvol broeden. Maar roodhalsganzen permitteren zich om tien dagen later te gaan broeden dan elke andere verwante soort.
Waarom zijn roodhalsganzen zo traag en hoe lossen ze het probleem op dat daaruit voortkomt? Wie later begint met broeden komt immers ook later om het voedsel en dan is het beste voedsel weg. Deze vragen wilde de bioloog Jouke Prop beantwoorden. Zijn onderzoeksgebied, de Poera-rivier in Siberië, leverde hem de antwoorden.
Het opmerkelijke gedrag van roodhalsganzen wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van slechtvalken. Vroeg in het seizoen vestigen de paren slechtvalken zich op de kliffen langs de Poera-rivier en zolang ze geen eieren bebroeden zijn de vrouwtjes van slechtvalken levensgevaarlijk voor roodhalsganzen. Maar zodra het slechtvalkvrouwtje (dat groter is dan het mannetje), op haar eieren zit, is het gevaar geweken. Het kleinere mannetje kan in zijn eentje niet makkelijk een gans grijpen.
Op dat moment wachten roodhalsganzen. De vrouwtjes gaan binnen een cirkel van honderd meter van de nesten van de slechtvalken broeden. Ze vallen daarmee precies in de beschermingszone van de slechtvalken, die de poolvossen en wolven verjagen. Dat verklaart het late broeden van roodhalsganzen.
Uit de tekst blijkt dat er tijdens het broeden van beide vogels een bijzondere relatie bestaat tussen roodhalsganzen en slechtvalken.

Hoe wordt deze relatie genoemd?

2/3 Roodhalsganzen benutten optimaal een korte periode voor de voortplanting.

Alle ganzen die in Siberië broeden zijn afhankelijk van de planten die daar groeien. De Poera-rivier biedt roodhalsganzen echter een bijzonder voordeel.
Het water van de rivier zakt in de zomer geleidelijk weg, waardoor steeds nieuwe vegetatiezones beschikbaar komen. "Met hun snaveltjes scharrelen de ganzen de minuscuul kleine plantjes met grote hapsnelheid bij elkaar", zegt Jouke Prop.

Met welke biologische vakterm wordt de vegetatie aangeduid die na het zakken van het water op de drooggevallen rivieroever tot ontwikkeling komt?

3/3 Roodhalsganzen benutten optimaal een korte periode voor de voortplanting.

De roodhalsganzen overwinteren in Nederland. Het lijkt of ganzen in Nederland het vooral voorzien hebben op het sappige, net ingezaaide gras in weilanden. Ze zouden daaraan de voorkeur geven boven de natuurlijke grassen uit de kwelder (buitendijks land dat ook bij vloed niet meer onder water loopt). Uit onderzoek blijkt dat het kweldergras voor hen beter is dan het jonge gras in een weiland. Het gras in een weiland levert wel meer reservebrandstof op, maar het kweldergras leidt tot een betere opbouw van de vliegspieren. En die zijn nodig voor de lange tocht naar Siberië.

Welke component van kweldergras levert de basis voor een betere opbouw van de vliegspieren van de roodhalsganzen?

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?

1/3 De Europese rivierkreeft.
Zie figuur B 4540 van de bijlage.

Vanaf de Middeleeuwen tot aan de achttiende eeuw was de zoetwaterkreeft volksvoedsel in grote delen van Europa, maar in het jaar 2000 bestond de Nederlandse populatie uit niet meer dan drie kolonies in de directe omgeving van Arnhem en Velp. Sinds 2001 zijn er daar twee van verdwenen, waardoor de beschermde, uiterst zeldzame kreeft hier nu nog maar op één plek voorkomt: een vijver op het landgoed Warnsborn. Daar heeft het dier zich letterlijk teruggetrokken tot bij de bron: het schone, kiemvrije kwelwater waarmee de Veluwse beken en vijvers worden gevoed.
Bij de laatste telling waren het er nog 79, maar daarbij zijn waarschijnlijk veel dieren over het hoofd gezien. Vermoedelijk zijn er op dit moment nog ongeveer 200 Europese rivierkreeften in Nederland over.
Een onderzoeker is niet tevreden met de schatting van het aantal kreeften. Hij gaat de grootte van de populatie bepalen door middel van de vangst-terugvangstmethode. Hij vangt op een bepaalde dag 25 kreeften en merkt deze. Hij gebruikt hierbij een merk dat niet loslaat in het water.

Noem twee andere voorwaarden waaraan het merk moet voldoen om een betrouwbare schatting te kunnen maken.

2/3 De Europese rivierkreeft.

Na het merken zet hij de 25 dieren terug. Na een week vangt hij nogmaals 25 dieren. Hij telt het aantal gemerkte dieren en berekent vervolgens dat er ongeveer 156 dieren in de vijver aanwezig zijn.

Laat met een berekening zien hoeveel dieren van de tweede vangst waren gemerkt.

3/3 De Europese rivierkreeft.
Zie figuur B 6826 van de bijlage.

De belangrijkste oorzaak waardoor de Europese rivierkreeft het zo moeilijk heeft om in Nederland te overleven is de besmetting met de zogenaamde kreeftenpest. Kreeftenpest wordt veroorzaakt door een schimmel. Die schimmel is in Europa terechtgekomen door de introductie van geïnfecteerde Amerikaanse rivierkreeften. De dieren van deze soort bestrijden de schimmel door hem in te kapselen. Bij een vervelling werpen ze de schimmel met het kapsel af. De Europese rivierkreeft bezit de eigenschap om de schimmel in te kapselen niet.

Het is echter aannemelijk dat alle kreeftensoorten van een gezamenlijke voorouder afstammen.

Waardoor zijn Amerikaanse rivierkreeften wel resistent geworden tegen kreeftenpest en Europese rivierkreeften niet?

1/6 Insectenbestrijding.
Zie figuur B 4691 van de bijlage.

Door nieuwbouwplannen voor een woonwijk moet een fruitteler in de Betuwe met zijn bedrijf stoppen. Hij overweegt om naar Spanje te emigreren en daar een bedrijf voor de teelt van perziken, meloenen en sinaasappels over te nemen. Op internet leest hij in lokale Spaanse kranten berichten over enkele recente gevallen van grote schade aan de fruitoogst door de Mediterrane fruitvlieg (Ceratitis capitata) (zie de afbeelding).
Daarom oriënteert hij zich uitgebreid over gewasbescherming. Insecticiden wil hij uit milieuoogpunt niet meer gebruiken.

Noem twee biologische redenen waarom het, vanuit milieuoogpunt, beter is de insecticiden niet meer te gebruiken.

2/6 Insectenbestrijding.

Door samenwerking van een aantal fruittelers werd de Mediterrane fruitvlieg effectief bestreden met de zogenaamde steriele-mannetjestechniek. In een laboratorium worden deze fruitvliegen gekweekt. De mannetjes hiervan worden door een hoge dosis radioactiviteit onvruchtbaar gemaakt en herhaaldelijk èn in grote aantallen losgelaten op de fruitkwekerijen. Vrouwtjes paren slechts eenmaal in hun leven; bij paring met een onvruchtbaar mannetje vindt er geen bevruchting plaats van hun eicellen.

Leg uit waardoor het meer dan één generatie duurt voordat de fruitvliegenplaag is bestreden.

3/6 Insectenbestrijding.

De fruitteler leest ook een artikel over een biotechnologisch onderzoek waarbij men vanuit een andere benadering het probleem probeert op te lossen. Het DNA van de gewone fruitvlieg (Drosophila melanogaster) is al volledig in kaart gebracht. Hierin is een mutantgen (het tTA-gen) ontdekt, dat leidt tot hoge concentraties van het eiwit tTA en daardoor tot de dood van de larven van deze insecten. Volwassen exemplaren hebben geen hinder van hoge concentraties tTA. Analisten hebben succesvol een variant van dit gen, het tTAV-gen, ingebouwd in het genoom van Ceratitis capitata.
Uit het artikel wordt het de fruitteler duidelijk dat zowel Mediterrane fruitvliegen die homozygoot zijn als vliegen die heterozygoot zijn voor het tTAV-gen, levenslang hoge concentraties hebben van het tTA-eiwit, tenzij ze leven op voeding met tetracycline. Als de vliegen gekweekt worden op een voedingsmedium met tetracycline, wordt bij hen de activiteit van het gen onderdrukt en ontwikkelen de larven zich normaal.
De biotechnologen hopen hiermee een milieuvriendelijke en goedkopere bestrijdingsmethode te hebben gevonden voor de schadelijke fruitvlieg.

Hoe wordt de techniek genoemd, waardoor de analisten het gen van Drosophila melanogaster in het DNA van Ceratitis capitata hebben kunnen plakken?

4/6 Insectenbestrijding.

De fruitteler denkt dat het mogelijk moet zijn om vliegen te kweken op afvalfruit, behandeld met tetracycline, zodat hij deze vliegen later op zijn fruitkwekerij als biologische bestrijdingsmethode kan loslaten.
Embryo's met het tTAV-gen ontwikkelen zich buiten het laboratorium niet verder dan het larvestadium, omdat ze allemaal veel tTA aanmaken maar geen tetracycline binnenkrijgen.

Welke conclusie kun je over het tTAV-gen trekken?

5/6 Insectenbestrijding.

De Mediterrane fruitvlieg legt eitjes in de vruchten van bepaalde fruitbomen. Uit een eitje (zygote) ontwikkelt zich een larve, die zich voedt met vruchtvlees.
Tijdens het popstadium ontwikkelt zich uit de larven de volwassen vlieg.
Van één individu wordt het fenotype en het genotype van de zygote, de larve, de pop en de volwassen vlieg vergeleken.

Zijn de fenotypen van zygote, larve, pop en volwassen vlieg gelijk?
Zijn de genotypen van zygote, larve, pop en volwassen vlieg gelijk?