Pas op voor tekenbeten!
Tijdens een introductieactiviteit van de hbo-opleiding Bos- en natuurbeheer spelen Stijn en zijn medestudenten een kennismakingsspel
in het bos. Aan het eind van de dag wordt tegen alle studenten gezegd dat ze zich goed moeten controleren op teken. Teken (Ixodes ricinus, afbeelding 1) wachten in het gras of in laag struikgewas op voorbijkomende dieren of mensen die hun een bloedmaaltijd kunnen verschaffen. Ze hechten zich met hun zuigsnuit (afbeelding 2) aan hun slachtoffer en voeden zich vervolgens met bloed uit de bloedvaten van de huid.

De dikte van de opperhuid van een mens is tussen 30 en 2500 micrometer dik, afhankelijk van de plaats op het lichaam.

(3p)Bepaal, aan de hand van afbeelding 2, hoeveel micrometer de zuigsnuit van de teek kan doordringen in de menselijke huid. Noteer je
berekening. Licht toe dat dit voldoende is om bloedvaten van een mens te kunnen bereiken

Last van de eikenprocessierups
Geert komt thuis van een schoolkamp met op zijn borst en armen rode bultjes die erg jeuken. De bultjes zijn veroorzaakt door brandharen van eikenprocessierupsen. De eikenprocessierups (afbeelding 1) is de larve van de nachtvlinder Thaumetopoea processionea. De rupsen leven in eiken, waar ze van de bladeren eten. Het lichaam van de
eikenprocessierups is bedekt met lange witte haren, met daartussen korte, zwarte brandharen. Eén rups kan 700.000 brandharen hebben. Als de rupsen of de nesten
waarin ze zich bevinden worden verstoord, laten de brandharen los. Een brandhaar (afbeelding 2) kan bij de mens een hevig jeukend bultje veroorzaken. Sinds 1990 is het aantal
eikenprocessierupsen sterk toegenomen. Dit komt mogelijk door klimaat-verandering, door een afname in de biodiversiteit of door een combinatie hiervan.

Zonder een vergrootglas zijn details vanaf een grootte van 0,1 mm meestal te zien. Een brandhaar van de eikenprocessierups (afbeelding 2) is langer dan 0,1 mm, maar is toch niet te zien met het blote oog.

(2p)Verklaar aan de hand van een berekening waardoor de brandhaar niet met het blote oog te zien is.

Een miss met een litteken
De Amerikaanse atlete Michaela Gagne raakte als 17-jarige tijdens een wedstrijd hordenlopen buiten bewustzijn. Ze bleek het lange-QT-syndroom te hebben, een erfelijke hartritmestoornis. Haar leven nam toen een onverwachte wending. Bij mensen met het lange-QT-syndroom (LQTS) is de impulsgeleiding van het hart verstoord. Dat is zichtbaar op een ecg (elektrocardiogram, afbeelding 1). Het QT-interval is bij hen langer dan normaal. Het hartritme kan daardoor bij inspanning ontregeld raken. De hartkamers kunnen dan abnormaal gaan samentrekken, wat kan leiden tot duizeligheid, bewusteloosheid of zelfs een acute hartstilstand.

Het slagvolume van het hart van de persoon met LQTS (afbeelding 1) is 70 mL.
(2p)Bereken hoeveel liter bloed per minuut het hart van deze persoon rondpompt tijdens deze ecg-meting. Rond je antwoord af op één
decimaal.

Aquaponics
Tijdens het bekijken van een website met suggesties voor profielwerkstukken raken Joey en Tom geïnteresseerd in het onderwerp aquaponics (afbeelding 1).

Aquaponics: planten kweken op vissenpoep Een nieuwe duurzame manier om voedsel te produceren! Met de toenemende wereldbevolking wordt het zoetwaterverbruik steeds groter. Er zal dus met minder water meer voedsel moeten worden geproduceerd. Aquaponics is een gesloten ecosysteem waarbij planten op kleikorrels worden gekweekt. De voedingsstoffen die de planten gebruiken, komen uit de ontlasting van vissen en het waterverbruik is 80-90% lager dan in de traditionele tuinbouw. Daarmee is aquaponics een duurzame manier van voedselproductie, waarbij zowel groente als vis wordt gekweekt. Alleen visvoer moet worden toegevoegd. Joey en Tom vinden aquaponics geen gesloten ecosysteem omdat niet
alle kringlopen van stoffen gesloten zijn. Vissen scheiden stikstof uit in de vorm van ammonium (NH4+). Aan de universiteit van Hawaii werd in één aquaponics-opstelling tilapia
samen met tomaat gekweekt, in een tweede aquaponics-opstelling werd tilapia samen met paksoi gekweekt (afbeelding 3).

Na 135 dagen werd het experiment beëindigd. De resultaten staan weergegeven in tabel 1.

De voedselconversiefactor geeft aan hoe efficiënt het voedsel door dieren wordt gebruikt. Deze factor is in dit geval de hoeveelheid visvoer (in gram) die nodig is om één gram tilapia te produceren. Joey en Tom stellen met behulp van de computer een model op om de tilapia-opbrengst van een aquaponics-systeem te bepalen. In het model geven ze de parameters als volgt weer:

In het model moeten ze een formule invoeren voor de tilapia-opbrengst.
(2p)Welke formule voor de tilapia-opbrengst is juist?

Aquaponics
Tijdens het bekijken van een website met suggesties voor profielwerkstukken raken Joey en Tom geïnteresseerd in het onderwerp aquaponics (afbeelding 1).

Aquaponics: planten kweken op vissenpoep Een nieuwe duurzame manier om voedsel te produceren! Met de toenemende wereldbevolking wordt het zoetwaterverbruik steeds groter. Er zal dus met minder water meer voedsel moeten worden geproduceerd. Aquaponics is een gesloten ecosysteem waarbij planten op kleikorrels worden gekweekt. De voedingsstoffen die de planten gebruiken, komen uit de ontlasting van vissen en het waterverbruik is 80-90% lager dan in de traditionele tuinbouw. Daarmee is aquaponics een duurzame manier van voedselproductie, waarbij zowel groente als vis wordt gekweekt. Alleen visvoer moet worden toegevoegd. Joey en Tom vinden aquaponics geen gesloten ecosysteem omdat niet
alle kringlopen van stoffen gesloten zijn. Vissen scheiden stikstof uit in de vorm van ammonium (NH4+). Aan de universiteit van Hawaii werd in één aquaponics-opstelling tilapia
samen met tomaat gekweekt, in een tweede aquaponics-opstelling werd tilapia samen met paksoi gekweekt (afbeelding 3).

Na 135 dagen werd het experiment beëindigd. De resultaten staan weergegeven in tabel 1.

De voedselconversiefactor geeft aan hoe efficiënt het voedsel door dieren wordt gebruikt. Deze factor is in dit geval de hoeveelheid visvoer (in gram) die nodig is om één gram tilapia te produceren. Joey leidt uit tabel 1 af dat van een tomatenplant maar een klein gedeelte eetbaar is, terwijl van paksoi bijna de gehele plant gegeten wordt. Hij beweert dat het daarom in een aquaponics-systeem gunstiger is om paksoi te kweken dan tomaten.
(2p)Geef twee argumenten aan de hand van tabel 1 waaruit blijkt dat zijn bewering onjuist is.

Bruinvis verhongert in een zee vol vis
De bruinvis is een zeezoogdier van ongeveer anderhalve meter. Door onder andere de verminderde visserijdruk en de verbeterde waterkwaliteit zwemmen er tegenwoordig weer zo’n driehonderdduizend bruinvissen in
de Noordzee. Bruinvissen zijn uitstekende jagers. Onderzoek heeft aangetoond dat jonge bruinvissen per uur 550 pogingen kunnen doen om een prooi te vangen. Ongeveer 90% van deze pogingen is succesvol. Per succesvolle
poging wordt een visje van gemiddeld 1 gram gevangen. Per dag heeft een jonge bruinvis 2 kilogram vis nodig.

(2p)Laat met een berekening zien hoeveel uur een jonge bruinvis per dag ongeveer moet jagen.

Kanoet met te korte snavel
Jan van Gils, bioloog bij het NIOZ (Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee) doet onderzoek naar hoe de kanoet (Calidris canutus, afbeelding 1) zich aanpast aan klimaatverandering.

Kanoeten zoeken de schelpdieren waarvan ze leven door hun snavel in het zand te steken. Het puntje van de snavel is extreem gevoelig en kan drukverschillen in het natte zand waarnemen, waardoor de vogel weet waar de prooi zich bevindt. Vervolgens wordt de schelp in zijn geheel ingeslikt en in de spiermaag verbrijzeld, waarna de zachte delen worden verteerd.
De kanoet broedt in het Noordpoolgebied en overwintert in tropische waddengebieden in Mauritanië. Tijdens de trek van broedgebied naar overwinteringsgebied maken de vogels een tussenstop aan de Bocht van Gdansk (Polen) en bij de Nederlandse Waddenzee (afbeelding 2). Vooral de jonge dieren vullen hier hun vetreserves aan. De kanoeten verblijven van eind augustus tot begin mei in Mauritanië.

Trekvogels zoals de kanoet slaan hun reservevoedsel op in de vorm van vet. Reserves kunnen ook aangelegd worden in de vorm van koolhydraten zoals glycogeen. Vetten leveren 38 Joule per gram, koolhydraten leveren 17 Joule per gram.
(2p)Leg uit dat het voor een trekvogel voordeliger is om vet als reservevoedsel op te slaan in plaats van glycogeen.

De zeearend moet blijven!

Thomas van der Es werkt als boswachter voor Staatsbosbeheer in Nationaal Park De Biesbosch. In dit gebied zet hij zich in voor het behoud van de biodiversiteit.

Bij het ringen wordt het geslacht van de jonge zeearend bepaald. De geslachtsorganen zijn niet uiterlijk zichtbaar. Er zijn wel andere meetbare uiterlijke kenmerken die verschillend zijn bij vrouwtjes en mannetjes. Er zijn twee methodes die eenvoudig in het veld gebruikt kunnen worden.

Methode 1: onderzoekers meten de breedte en dikte van een bepaald bot in de poot. Deze twee gegevens worden met elkaar vermenigvuldigd.

Methode 2: onderzoekers bepalen het gewicht en de vleugellengte.

De meetgegevens van methode 1 en 2 staan in afbeelding 4. Elk bolletje in deze diagrammen is een bepaling bij één zeearend.

Uit de diagrammen blijkt welke methode het meest geschikt is voor geslachtsbepaling.

(1p) Is methode 1 of is methode 2 het meest geschikt? Verklaar je antwoord.

Groene energie nog groener
Biobrandstoffen kunnen een duurzaam alternatief zijn voor fossiele brandstoffen. Stefan Hol werkt bij Wageningen Universiteit en Research aan onderzoek naar de CO2-uitstoot bij de productie van bio-ethanol uit suikerbieten. Doordat suikerbieten veel sacharose bevatten, zijn ze erg geschikt voor de productie van bio-ethanol (alcohol). De verse suikerbieten worden gewassen en dan vermalen tot pulp. De pulp wordt verhit om micro-organismen te doden. Als de pulp is afgekoeld, wordt deze in een bioreactor gebracht waarin gistcellen aanwezig zijn. De gistcellen gaan dan ethanol produceren. Behalve sacharose, bevatten suikerbieten ook veel polysachariden. Daarom worden bepaalde enzymen toegevoegd aan de pulp in de
bioreactor. Hierdoor wordt de ethanol-opbrengst hoger.

Het nadeel van het gebruik van verse suikerbieten is dat deze niet het hele jaar beschikbaar zijn. In plaats van suikerbietenpulp kan suikerbietensap worden gebruikt voor de productie van bio-ethanol. In tegenstelling tot pulp, is het sap lang houdbaar. De productie van sap uit suikerbieten kost echter veel meer energie, waardoor deze manier van ethanol-productie minder duurzaam is. Hieronder staan enkele waarden van de teelt en verwerking van suikerbieten.

(2p) Bereken hoeveel kilogram bio-ethanol kan worden geproduceerd met de suikerbietenopbrengst van één hectare. Bereken hoeveel kilogram CO2 er minder vrijkomt per hectare aan
suikerbieten door gebruik van pulp in plaats van sap.