Oefentoets Biologie: Mens-milieu | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 2

Ecologische controle.
Zie figuur B 5528 van de bijlage.

De figuur hiernaast toont de veranderingen in populatiegrootte van drie trofische niveaus in een meer dat vervuild werd met rioolwater (eutrofiëring). Het aantal karpers neemt toe, doordat ze profiteren van de toegevoegde minerale nutriënten.

Welke ecologische controlemethodes zou je moeten toepassen om de kwaliteit van het water opnieuw te verhogen?

Ecologische controlemethode:

I. Top-down controle: invoeren van predatorvissen voor karpers.
II. Top-down controle: de toevoer van nutriënten in het meer verminderen.
III. Bottom-up controle: verhinderen dat nutriënten die opgestapeld werden op de bodem in het ecosysteem worden opgenomen.
IV. Bottom-up controle: het aantal producenten en primaire consumenten verminderen door meer karpers in te voeren

Eutrofiëring.

Tekst:
'Al dertig jaar wordt in ons land het probleem van de eutrofiëring van de oppervlaktewateren onderkend, maar nauwelijks bestreden. Nog steeds zijn de concentraties van fosfaat en nitraat in de binnenwateren veel te hoog. Fosfaat en nitraat worden onder andere door de Rijn aangevoerd. Bovendien worden deze stoffen via het rioolwater van huishoudens en door industrieën op het oppervlaktewater geloosd. Op zichzelf zijn fosfaat en nitraat niet giftig.
Deze stoffen zijn schadelijk voor het milieu doordat ze met name de algengroei bevorderen.'

Een krantenlezer is niet bekend met de biologische achtergrond van eutrofiëring en begrijpt deze tekst niet. Hij denkt namelijk dat plantengroei in alle gevallen gunstig is voor andere organismen in het water.

Beschrijf de veranderingen van abiotische en biotische factoren waardoor sterke algengroei uiteindelijk leidt tot een zuurstoftekort voor de waterfauna in deze oppervlaktewateren.

1/2 Invloed van de mens.
Zie figuur B 2716 van de bijlage.

De volgende gebeurtenissen spelen zich af in een bepaald stuk tropisch regenwoud:

Bewoners van het tropische regenwoud kappen een stuk bos en maken daar akkertjes. Zodra de akkertjes niet meer voldoende landbouwgewassen voor hen opleveren, verlaten zij deze akkertjes en kappen opnieuw een stuk bos. Deze landbouwmethode wordt 'shifting cultivation' genoemd. Op de verlaten akkers begint successie die leidt tot het ontstaan van secundair en mogelijk primair regenwoud.
Een onderzoeker vergelijkt de planten van dergelijke akkers die honderd jaar geleden zijn verlaten, met die van akkers die twee jaar geleden zijn verlaten, ten aanzien van de volgende grootheden:

1. het aantal soorten planten per ha,
2. de gemiddelde groeisnelheid van de individuen van de aanwezige soorten,
3. de gemiddelde levensduur van de individuen van de aanwezige soorten.

Hij maakt een tabel waarin hij deze grootheden opneemt.


Vul de tabel (figuur B 2716) hieronder op de juiste wijze in.

2 jaar verlaten 100 jaar verlaten
aantal soorten: [invulveld][invulveld]
groeisnelheid: [invulveld][invulveld]
levensduur: [invulveld][invulveld]




-

2/2 Invloed van de mens.
Zie figuur B 1315 van de bijlage.

Na verloop van tijd neemt de bevolking zodanig toe dat deze landbouwmethode niet meer voldoende voor de bewoners opbrengt. Daarom kapt men vervolgens grote aaneengesloten stukken bos waarop grote akkers worden aangelegd. De opbrengst van deze grote akkers blijkt snel af te nemen, zodat ze weer worden verlaten. De verlaten akkers kunnen zich niet meer ontwikkelen tot secundair regenwoud (zie de afbeelding).

Noem twee processen of factoren waardoor de productiecapaciteit van de grote akkers snel afneemt.

1/7 Killer bees.
Zie figuur C 427 van de bijlage.

In de jaren 50 van de vorige eeuw was het slecht gesteld met de honingproductie in Brazilië. De imkers gebruikten Europese honingbijen (Apis mellifera), die niet goed aangepast waren aan de tropische omstandigheden.

Op verzoek van het Braziliaanse ministerie van landbouw importeerde de geneticus Warwick Kerr in 1956 koninginnen van de Afrikaanse honingbij (Apis mellifera scutella) om daarmee honingbijen te verkrijgen die wel geschikt waren voor de tropen.
De geïmporteerde koninginnen van de Afrikaanse ondersoort Apis mellifera scutella werden geïnsemineerd met sperma van de Europese honingbij, waarna een eerste generatie hybride-honingbijkoninginnen ontstond. Al snel wist een aantal van deze hybride-koninginnen met hun zwermen (nakomelingen) te ontsnappen. Deze 'geafrikaniseerde' exemplaren kruisten met de inheemse Europese honingbijen in Brazilië en vormden nieuwe zwermen. Deze verspreidden zich razendsnel over Zuid-Amerika. In 1990 werd de geafrikaniseerde honingbij voor het eerst waargenomen in het zuiden van de Verenigde Staten, waar zij nu in zes staten voorkomt.

Op het oog is de geafrikaniseerde honingbij niet te onderscheiden van het Europese ras. Het gedrag is echter beduidend anders: ze reageren sneller op verstoring, door belagers massaal te steken en langdurig te achtervolgen. Dit heeft de geafrikaniseerde honingbij de bijnaam ‘killer bee' opgeleverd.

In de afbeelding C 427 is de migratie van de geafrikaniseerde honingbij te zien sinds de ontsnapping van de eerste hybride-koninginnen in 1957. De lijnen geven de stand van zaken aan tot aan het einde van dat jaar.

Over deze migratie worden twee beweringen gedaan:

1. De geafrikaniseerde koninginnen vlogen in 1968 verder dan in 1967;
2. De groei van de populatie was in 1968 veel groter dan in 1974.

Welke van deze beweringen wordt of worden bevestigd door de gegevens in de afbeelding?




-

2/7 Killer bees.

In het zuiden van de VS is de inheemse populatie Europese honingbijen sterk gekrompen door een epidemie van de varroamijt. Deze ectoparasiet verzwakt volwassen honingbijen en plant zich voort via het broed van de bijen.
Door de varroamijt-epidemie konden geafrikaniseerde honingbijen zich snel verspreiden in het zuiden van de VS.

Wat is een juiste verklaring hiervoor?

3/7 Killer bees.

In Europa heeft de traditionele bijenteelt in korven geleid tot gedomesticeerde bijen die makkelijk te hanteren zijn. In Afrika worden de wilde Afrikaanse honingbijen niet verzorgd. Hun honing wordt geroofd door mensen en dieren die de nesten openbreken.

Het verschil in leefwijze heeft geleid tot een verschil in gedrag tussen de Europese en de Afrikaanse honingbij.

Leg uit hoe.

4/7 Killer bees.

Bij honingbijen is de koningin diploïd (2n=32). Ze legt onbevruchte eieren, waaruit de haploïde darren ontstaan, en door darren bevruchte eieren, waaruit diploïde werksters ontstaan. Wanneer de kolonie te groot wordt, zwermt de koningin met een deel van haar volk uit om elders een nieuwe kolonie te starten.
Een nieuwe koningin, ontstaan uit een vrouwelijke larve die gevoed is met 'koninginnengelei', neemt een restant van het oude volk over.

Wat is het genotype of wat zijn de genotypen van de mannelijke nakomelingen van een geafrikaniseerde koningin?

5/7 Killer bees.

In de VS blijkt dat na een invasie van geafrikaniseerde honingbijen de eigenschappen van de Europese honingbijen in dat gebied steeds meer verdwijnen. Bestudering van het genetisch materiaal laat zien dat er een
maternale (vrouwelijke) lijn is: het overgrote deel van de koninginnen van de geafrikaniseerde honingbijen stamt rechtstreeks af van de ontsnapte hybride-koninginnen uit Brazilië.

Voor dit onderzoek is genetisch materiaal vergeleken.

Welk genetisch materiaal is hiervoor het meest geschikt?

6/7 Killer bees.

Uit onderzoek komen ook de volgende gegevens:

1. Geafrikaniseerde honingbijen nemen nestplaatsen van Europese honingbijen over, waarbij de Europese honingbijkoningin wordt gedood.
2. Een kolonie geafrikaniseerde honingbijen gebruikt een relatief groter deel van het nest voor de reproductie dan een kolonie Europese bijen.
3. Wanneer een Europese honingbijenkolonie een nieuwe koningin maakt, komen de koninginnenlarven waarvan een geafrikaniseerde dar de vader is eerder uit dan hun volledig Europese (vrouwelijke) rivalen.
4. Europese koninginnen worden naar verhouding meer door geafrikaniseerde darren dan door Europese darren bevrucht.

Al deze eigenschappen van honingbijen leiden tot een toename van de afrikanisering van de honingbijpopulatie in de VS.

Welke van deze houden de Afrikaanse maternale lijn in stand?

7/7 Killer bees.

De verspreiding van de geafrikaniseerde honingbij in de VS lijkt halt te houden ter hoogte van Texas, waar ze in 1994 voor het eerst werd gesignaleerd. Dit tot opluchting van veel Amerikanen, die vreesden voor de verovering van de hele VS door de killer bees.

Waardoor is het niet waarschijnlijk dat de geafrikaniseerde honingbij de hele inheemse populatie bijen van de VS zal verdringen? Geef twee mogelijke oorzaken.

Caracara ver van huis.
Zie figuur B 5530 van de bijlage.

In de winter van 2010-11 werd op Öland in Zweden een caracara waargenomen; dit baarde veel opzien (zie afbeelding uit een plaatselijke Zweedse krant).
De caracara hoort thuis in Mexico en de Verenigde Staten.

Hoe noemt men een dier dat plotseling voor korte of langere tijd in een ander ecosysteem opduikt?

1/4 Avondkoekoeksbloem wordt lastig onkruid.
Zie figuur B 4519 van de bijlage.

Het ministerie van LNV is steeds meer geïnteresseerd in het onderzoek naar exoten. Dat zijn nieuw binnengekomen of uitgezette planten en dieren, die een bedreiging kunnen zijn voor de inheemse flora en fauna. Maar ook het omgekeerde kan voorkomen: dat Nederlandse soorten elders een plaag veroorzaken.
Het NIOO (Nederlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek) heeft onderzoek gedaan aan de Europese avondkoekoeksbloem (Silene latifolia), die zich in Amerika in twee eeuwen tijd ontwikkeld heeft tot een wijd verbreid onkruid.

Zaden van de plant staken in de 18de eeuw als verstekeling aan boord van graanschepen de Atlantische oceaan over. Op het Amerikaanse continent heeft de plant veel minder belagers dan in haar oorspronkelijke ecosysteem in Europa. De plant groeit er snel en produceert veel zaden.

De ecologen doen onderzoek naar de concurrentiekracht van deze Amerikaanse variant van de avondkoekoeksbloem om een antwoord te vinden op de vraag waarom soorten uit het ene continent bij de introductie in een ander continent kunnen uitgroeien tot een plaag.
Er zijn veel voorbeelden bekend van planten die op een ander continent sneller groeien en voortplanten dan op hun oorspronkelijke standplaats.
Het (micro)klimaat is meestal niet erg verschillend tussen de twee groeiplaatsen.
De oorzaak moet dus eerder gezocht worden bij de biotische factoren, zoals andere planten en planteneters.

Noem twee andere biotische factoren, die de groei en voortplanting van de avondkoekoeksbloem kunnen beïnvloeden.




-

2/4 Avondkoekoeksbloem wordt lastig onkruid.

De grote invasiesnelheid van een immigrant, zoals de Europese avondkoekoeksbloem in de VS, kan worden verklaard uit veranderde omgevingsfactoren. Het kan echter ook een genetische verandering van de nieuwkomers zelf zijn.
Dit is onderzocht in een 'common garden' experiment: op twee kale proefveldjes in Nederland werden onder identieke omstandigheden exemplaren van de oorspronkelijke Europese avondkoekoeksbloem (veldje 1) en exemplaren van de daaruit ontwikkelde Amerikaanse variëteit (veldje 2) opgekweekt.
De Amerikaanse planten bleken sneller te groeien en meer kiemkrachtige zaden te produceren dan de Europese planten.

Het is mogelijk dat door natuurlijke selectie de avondkoekoeksbloem in de VS meer energie is gaan investeren in groei en voortplanting en minder in de verdediging tegen vraat.

Welke waarneming in dit common-gardenexperiment zou een ondersteuning zijn voor deze hypothese?

3/4 Avondkoekoeksbloem wordt lastig onkruid.

Dat de Amerikaanse variëteit op het proefveldje beter presteerde dan de Europese avondkoekoeksbloemen kan ook komen door de onnatuurlijke omstandigheden op de proefveldjes.
Om tot een zekerder conclusie te komen is een vervolgexperiment nodig.

Welke onderzoeksvraag dient in dit vervolgexperiment beantwoord te worden?

4/4 Avondkoekoeksbloem wordt lastig onkruid.

Agressieve uitbreiding van een plant kan ook het gevolg zijn van hybridisatie: kruising van een geïntroduceerde soort met een reeds aanwezige soort tot een nieuwe hybride. In dit geval kan het tientallen jaren duren voordat de nieuwe soort zich agressief uitbreidt. Over de oorzaak van deze lange periode worden de volgende uitspraken gedaan:

1. Het product van hybridisatie van twee verschillende soorten is veelal onvruchtbaar.
2. Door kruising van twee verschillende soorten ontstaan ook nieuwe combinaties van genen die niet gunstig zijn.
3. Het kost tijd voordat de best aangepaste hybriden een aanzienlijk deel van de populatie vormen.

Welke van deze uitspraken geven een juiste verklaring voor de lange tijdsperiode tussen introductie van een soort en het (door kruising met een al aanwezige soort) ontstaan van een agressieve verwante soort?

1/4 Exoten.
Zie figuur B 5531 van de bijlage.

Exoten zijn soorten die door toedoen van de mens buiten hun natuurlijk verspreidingsgebied worden verplaatst.

Deniz Haydar van de Rijks Universiteit Groningen (zie afbeelding) heeft onderzoek gedaan aan exoten in de Noordzee. Daar is het aantal exoten de laatste dertig jaar sterk toegenomen, zoals dat wereldwijd ook het geval is. Uit het onderzoek van Haydar blijkt een van de belangrijkste transportmiddelen voor exoten in de Noordzee de verplaatsing van oesters voor de oesterkweek.
Het uitzetten van een klein aantal oesters kan resulteren in een groot aantal introducties van exoten.

Leg uit hoe dat komt.

2/4 Exoten.

Ecologen maken vaak onderscheid tussen specialisten en generalisten. Specialisten stellen over het algemeen specifieke eisen aan hun leefomgeving, bijvoorbeeld wat betreft de temperatuur, de hoeveelheid licht, de aanwezigheid van voedsel, enzovoort.
Generalisten zijn minder kieskeurig en gedijen onder verschillende omstandigheden goed.

Zijn exoten specialisten of juist generalisten?
Leg je antwoord uit.

3/4 Exoten.

Exoten kunnen zich snel kunnen aanpassen aan een nieuwe omgeving.

Welke uitspraak over exoten is juist?