Leesvoer #1

Onder het moto ‘twee geïnformeerde mannen zijn er vier waard’ durven we al eens de theoretische kant op te gaan. Het is een kwestie van goed geïnformeerd te zijn, en zo leren we er ook uit. We zijn ook van plan om onze opgedane kennis te delen, vandaar: leesvoer. Nu algemeen, later specifieker. Dit komt misschien handig uit voor collega’s die zich eveneens willen inlezen in dit onderwerp. Het is immers moeilijk om volledige (en Nederlandstalige) informatie te vinden op het web.

Ecosystemen: de basis

Een gesloten ecosysteem is een artificieel ecosysteem met als enige input het zonlicht. Water, nutriënten en gassen worden niet uitgewisseld met het externe milieu. De bedoeling is dat alle elementen in het CES (closed ecosystem) een evenwicht vinden, zodat een volwaardig, autonoom werkend ecosysteem ontstaat.

Een simpel ecosysteem bestaat uit drie functionele componenten:

  1. Autotrofen: de energie-capterende organismen: groene planten en algen. Capteren zonne-energie en produceren voedingsstoffen uit simpele anorganische en organische stoffen. Deze organismen bevinden zich gewoonlijk in de bovenste lagen van het ecosysteem.
  2. Heterotrofen: gebruiken voedingsstoffen geproduceerd door autotrofen en zetten ze om in ander organisch materiaal om ze tenslotte weer af te breken tot simpele anorganische stoffen. De energieflow en de nutriëntenflow wordt dus sterk beïnvloed door de heterotrofen. Algemeen verdelen we heterotrofen in reducenten en consumenten. Consumenten voeden zich met levend materiaal, reducenten met niet-levend materiaal. Detrivoren behoren tot de reducenten maar niet alle reducenten zijn detrivoren. Denk maar aan schimmels en bacteriën, reducenten op moleculaire schaal. Heterotrofen zijn logischerwijs het meest actief in de lagen waar organisch materiaal accumuleert.
  3. Inactief organisch materiaal en opgeloste mineralen in een bodemmatrix. Dit is de basis van de nutriëntencyclus.

In een gesloten ecosysteem gaan we ook rekening moeten houden met biotische en abiotische factoren. Biotische factoren zorgen ervoor dat we van elk organisme de impact min of meer moeten voorspellen op de rest van het ecosysteem. Abiotische factoren zijn belangrijk in de beginfasen: hoeveel water, welke grondsoort, pH, temperatuur, licht, … Sommige factoren, zoals temperatuur en licht, worden beïnvloed door de standplaats van het CES. Daar moeten we dus ook rekening mee houden.

Door het geïsoleerde karakter (geen interactie met andere ecosystemen) van het gesloten ecosysteem kunnen we het gerust ook een ecotoop noemen.

Een succesvol gesloten ecosysteem is hier te bewonderen. We gaan natuurlijk voor niet minder dan 40 jaar met het onze. Blijkbaar wordt er door anderen ook geld uit geklopt.

Bronnen:

Smith & Smith, Ecology and field biology, 6th edition.

O’Neill, 1976.

Advertenties

Inleiding en geschiedenis

Een eenvoudig gesloten ecosysteem kan de leerlingen aanzetten tot nadenken over de verschillende relaties in een ecosysteem. Ze kunnen hypotheses opstellen: ‘wat zou er gebeuren als de temperatuur enkele graden hoger wordt?’ en ‘wat als er een soort uitsterft?’.

Gesloten ecosystemen op grotere schaal bieden ook interessante informatie aan wetenschappers. Zo zijn wetenschappers al enkele decennia bezig met de mogelijkheid om mensen te laten overleven in zo’n ecosysteem op een andere planeet. Met Biosfeer 1 refereren we naar onze planeet. Biosphere 2 was een project in 1992. 8 mensen leefden twee jaar samen met een variatie aan planten en dieren in een gesloten ecosysteem van 1,6 hectare in Arizona.

In opvolging van Biosphere 2 kwam Laboratory Biosphere in Santa Fe, 2002. Laboratory Biosphere werd steeds verder uitgebouwd en bestaat nog. Uit experimenten in Laboratory Biosphere werd onder meer aangetoont dat onze huidige biosfeer de vervuiling door mensen niet aankan. Tegenwoordig wordt er onderzoek gedaan naar de cultivering van zoete aardappel.

Tegenwoordig worden dergelijke projecten meer en meer op ruimtevaart gericht. Zo heb je vb. het Mars On Earth project.

Biosphere 2

Biosphere 2

Het Victoriaanse tijdperk

Door de welvaart in het Victoriaanse tijdperk hadden veel vrouwen weinig te doen. Ze hielden er dan ook enkele merkwaardige hobby’s op na. Één welbedreven hobby was het verzamelen en cultiveren van varens. Dat cultiveren liep nogal eens mis door de luchtvervuiling als je in Londen woonde in die tijd. Een zekere Dr. Ward woonde in Londen en merkte dat zijn varens beter groeiden in een terrarium samen met insecten. De wardian case, een primitief terrarium, werd geboren en werd zeer populair.

Wat we doen met een gesloten ecosysteem komt in feite op hetzelfde neer, dus we kunnen nog leren uit de Victoriaanse plantenkassen.

Een Victoriaanse 'wardian case'.

Een Victoriaanse ‘wardian case’.

Bronnen:

http://www.mhhe.com/biosci/genbio/casestudies/biosphere2.mhtml

http://www.biospherefoundation.org/experiments.htm

http://www.biospheres.com/experimentchrono1.html

http://www.designsponge.com/2011/08/history-of-terrariums-terrarium-roundup.html