Mens en milieu

In dit thema leer je de relatie tussen organismen en hun milieu en de rol van kringlopen in de natuur.

 

Koolstofkringloop

Koolstof stroomt via autotrofe organismen (planten), hetrotrofe organismen (planteneters) en de reducenten door het ecosysteem heen. Deze les gaat over de verschillende verschijningsvormen van koolstof, welke rol de organismen in het ecosysteem daarbij spelen en welke metabole processen verantwoordelijk zijn voor de koolstofstroom. 

Globaal gezien stroomt koolstof door drie compartimenten. Het compartiment van de autotrofe organisme, het compartiment van de heterotrofe organisme, en het compartiment van de reducenten. Al deze compartimenten spelen hun eigen rol in de stroom van koolstof door het ecosysteem. Zonder deze drie compartimenten valt de koolstofkringloop stil. De producenten, consumenten en reducenten spelen in het ecosysteem allemaal hun eigen rol in deze kringloop. Alle drie hebben ze diverse scheikundige reacties in hun bezit om koolstof door het ecosysteem te laten stromen. De planten hebben de fotosynthesereactie, voortgezette assimilatie en de verbranding in het assortiment scheikundige reacties.Met de fotosynthesereactie zijn de producenten in staat anorganisch koolstof in de vorm van koolstofdioxide om te zetten in glucose. De koolstof komt dan in een organisch molecuul terecht. De plant verbrand ook weer een deel van deze zelf geproduceerde glucose. Met de verbrandingsreactie in de mitochondriën zet de plant glucose weer om in koolstofdioxide. Koolstof zit dan weer in de lucht en in een anorganisch molecuul.
Als de producenten worden gegeten door de consumenten van de eerste orde, dan komt koolstof van plantaardige organische stof terecht in dierlijke organische stoffen. Om hun lichaam op temperatuur te kunnen houden en om te bewegen verbranden consumenten van de eerste orde ook nu weer een deel van deze organische koolstofverbindingen (glucose) in hun mitochondriën. Koolstof komt door deze verbrandingsreactie weer in de lucht terecht in de vorm van anorganische koolstofdioxide. Organische stoffen die niet door de consument van de eerste orde wordt verbrand gebruikt de consument voor de opbouw van het lichaam.
Bij de consumenten van de eerste orde gaat ook organische koolstofverbindingen verloren. Niet alle organische stoffen kunnen worden verteerd. Denk aan vele taaie plantaardige vezels of de celwanden van de plantencellen. Deze onverteerbare organische koolstofverbindingen verlaten via de ontlasting het lichaam.
Deze organische onverteerbare koolstofverbindingen komen via de ontlasting terecht bij het compartiment van de reducenten. De reducenten, bacteriën en schimmels, zetten in een verbrandingsreactie alle organische stoffen van dode organismen om in koolstofdioxide. De reducenten worden bij hun functie wel geholpen door de vele ongewervelden die in de bodem leven. Zij malen grote stukken dood organisch materiaal tot kleine stukjes, waarna de reducenten deze stukjes volledig dissimileren tot koolstofdioxide.

Koolstofkringloop

Een video met uitleg over de bovenstaande illustratie is hieronder te bekijken. De video is geschikt voor zowel mavo als havo leerlingen.

KoolstofkringloopBiNaS

Een uitleg over de bovenstaande BiNaS-afbeelding is hieronder te bekijken.