Issuu

BIOLOGIE 1 VWO/GYMNASIUM DEEL A NAAM KLAS

BIOLOGIE 1 VWO/GYMNASIUM DEEL A

Beste leerling, Dit boek gebruik je samen met de digitale leeromgeving. Het is van jou, dus je mag je aantekeningen erin schrijven. Na dit schooljaar mag je het boek houden. Dan kun je er volgend jaar nog iets in opzoeken, bijvoorbeeld bij het leren voor een toets. Veel succes en plezier met biologie! Team Vivo

COLOFON Auteurs Lisette van Engelen, Barend de Graaf, Marlies van den Hurk-Bakker, Willy Stein, Bram Winkelman Eindredactie Ilse Gmelig, Agnes van Straaten-Huygen Taalredactie Marcella Spithoven Illustraties Gemma Stekelenburg, Rogier Trompert, Marjolein Luiken Ontwerp Omslag: Carlo Polman - OudZuid Ontwerp Binnenwerk: Tom Lamers - Reclamers Opmaak Crius Group, Hulshout

Omslagbeeld Getty Images / Moment RF / Tambako

Over ThiemeMeulenhoff ThiemeMeulenhoff ontwikkelt zich van educatieve uitgeverij tot een learning design company. We brengen content, leerontwerp en technologie samen. Met onze groeiende expertise, ervaring en leeroplossingen zijn we een partner voor scholen bij het vernieuwen en verbeteren van onderwijs. Zo kunnen we samen beter recht doen aan de verschillen tussen lerenden en scholen en ervoor zorgen dat leren steeds persoonlijker, effectiever en efficiënter wordt. Samen leren vernieuwen. www.thiememeulenhoff.nl ISBN 978 90 06 730951 Eerste druk, eerste oplage, 2022 � ThiemeMeulenhoff, Amersfoort, 2022 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j° het Besluit van 23 augustus 1985, Stbl. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp (www.stichting-pro.nl). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) dient men zich tot de uitgever te wenden. Voor meer informatie over het gebruik van muziek, film en het maken van kopieën in het onderwijs zie www.auteursrechtenonderwijs.nl. De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden. Deze uitgave is volledig CO2-neutraal geproduceerd. Het voor deze uitgave gebruikte papier is voorzien van het FSC®-keurmerk. Dit betekent dat de bosbouw op een verantwoorde wijze heeft plaatsgevonden.

INHOUD ZO WERK JE MET VIVO

Deel A Hoofdstuk 1 Waarom biologie? 1.1 Biologie, wat heb je eraan? 1.2 Levende wezens 1.3 Verschillende organismen 1.4 Organismen en hun omgeving 1.5 Alles hangt samen 1.6 Biologisch onderzoek 1.7 Verbreding: Biologie door de eeuwen heen 1.8 Verdieping: Extreme organismen 1.9 Hoofdstukafsluiting

6 9 17 25 34 43 50 58 65 73

Hoofdstuk 2 Inzoomen 2.1 Hoe zijn organismen opgebouwd? 2.2 Organen en weefsels bestaan uit cellen 2.3 De delen van een cel 2.4 De celkern 2.5 Cellen delen, groeien en veranderen 2.6 De kleinste organismen 2.7 Verbreding: Symmetrie in de natuur 2.8 Verdieping: Nog meer over cellen 2.9 Hoofdstukafsluiting

76 79 88 96 103 111 119 127 135 143

Hoofdstuk 3 Leven op aarde 3.1 Waardoor zijn er zoveel soorten? 3.2 Biodiversiteit 3.3 Stambomen en fossielen 3.4 Leven in het verleden 3.5 Evolutie 3.6 Uitsterven en nieuwe soorten 3.7 Verbreding: Denken over evolutie 3.8 Verdieping: Evolutie van de mens 3.9 Hoofdstukafsluiting

146 149 158 170 181 192 205 217 226 237

Actief leren Register

240 242

ZO WERK JE MET VIVO – De Biologie van je leven Je gaat aan de slag met Vivo. Bij Vivo ontdek je waarom het vak biologie belangrijk is voor jou, voor onze samenleving en onze planeet. Hieronder zie je alles wat je in Vivo tegenkomt.

Hoofdstuk 5 Waarnemen en gedrag

Waarom reageer je zoals je reageert? © Shutterstock / Jacob Lund

INLEIDING Een gekko (een soort hagedis) ruikt met zijn tong! Kun je je dat voorstellen? Hij steekt zijn tong uit om geurdeeltjes te verzamelen. Daarna beweegt hij zijn

5.1

tong langs een zintuig in zijn gehemelte. De geurdeeltjes prikkelen het zintuig. De gekko herkent op deze manier soortgenoten en prooien. Ook kan een

WAAROM REAGEER JE ZOALS JE REAGEERT? Aan het eind van deze paragraaf kan ik: uitleggen wat gedrag betekent in de biologie. uitleggen wanneer je bewust gedrag vertoont. uitleggen wanneer je onbewust gedrag vertoont. uitleggen wat het nut kan zijn van gedrag bij mensen en dieren.

gekko ’s nachts kleuren zien. Iets wat mensen niet kunnen. Zo kan een gekko

• • • •

dus ook ’s nachts prooien vangen. Ook jouw lichaam reageert op je omgeving. Je reageert op wat je ziet, ruikt, hoort of voelt. Niet om een prooi te vangen, maar bijvoorbeeld om weg te rennen van

STARTOPDRACHT

een gevaarlijke situatie. Waarom reageer je zoals je reageert? Hersenen, zenuwen, zintuigen en hormonen spelen hierbij een rol – zoals je in dit hoofdstuk zult zien.

Maak samen met een klasgenoot een mindmap over gedrag. In het midden van de mindmap staat het woord ‘gedrag’. Zet hieromheen woorden en begrippen die volgens jullie met gedrag te maken hebben.

De hersenen sturen alles aan

H1 • Waarom biologie? Keuzes maken

H2 • Inzoomen Zenuwcellen

Wat weet je al over gedrag? Gedrag is een breed begrip. Wat weet jij al over gedrag?

HET GROTE PLAATJE

Zintuigen laten je reageren op je omgeving

Waarom reageer je zoals je reageert?

Welke verbanden zijn er?

Waar draait het in dit hoofdstuk om?

H9 • Hart en bloedvaten Bloedsomloop

Je maakt je eigen keuzes

Hormonen kunnen je gedrag beïnvloeden

H4 • Bewegen Zintuigen en zenuwstelsel

STARTEN MET HET HOOFDSTUK

• Het hoofdstuk start met de grote vraag. Deze vraag ga je aan de hand van het hoofdstuk beantwoorden. • De hoofdstukvraag staat in een overzichtstekening: het grote plaatje. Daarin zie je de samenhang met andere hoofdstukken en de belangrijkste zaken van dit hoofdstuk om te onthouden. • Online vind je de Uitdaging. Dit is een grotere opdracht waarbij je de stof van het hele hoofdstuk gebruikt.

DE EERSTE PARAGRAAF

• In de eerste paragraaf ontdek je waarom het onderwerp van het hoofdstuk belangrijk is, en welke rol het onderwerp speelt in jouw leven. Ook ontdek je hoe het onderwerp samenhangt met andere onderwerpen in de biologie.

WERKEN MET DE PARAGRAFEN

• Bij de paragraaftitel zie je welke iconen uit het grote plaatje horen bij deze paragraaf. • In de leerdoelen zie je wat je deze paragraaf gaat leren. • Bij de practica gaat het om doen: je docent bepaalt welke practica je gaat doen. Je vindt deze online. • In de startopdracht ga je meteen actief aan de slag: deze opdracht gaat over de belangrijkste denkvraag van de paragraaf. Daardoor begrijp je de stof die nog komen gaat sneller en beter.

WERKEN IN HET BOEK OF ONLINE Je kunt aan de slag in je leerwerkboek of online. In je boek vind je alles wat je nodig hebt voor je toets: theorie en opdrachten. Deze staan natuurlijk ook online, plus handige extra’s. Boek • Theorie • Opdrachten

Hoofdstuk 5 Waarnemen en gedrag

Online • Theorie • Opdrachten • De Uitdaging

Zintuigen en zenuwstelsel

• Verder oefenen op maat • Practica • Proeftoets

Hoofdstuk 5 Waarnemen en gedrag

Hoofdstukafsluiting

Taken van de hersenkwabben

5.9 HOOFDSTUKAFSLUITING

Verschillende zaken worden in verschillende delen van het centrale zenuwstelsel verwerkt. Hieronder zie je zes verschillende delen van het centrale zenuwstelsel met een kleur en een nummer (I t/m VI).

KEUZEMENU Hoe leer je de theorie en begrippen uit het hoofdstuk? En hoe leg je de juiste verbanden? Kies een opdracht uit het keuzemenu achter in je boek als hulp bij het leren.

TERUG NAAR HET GROTE PLAATJE

III

Waarnemen en gedrag Je ziet hier nog een keer ‘het grote plaatje’ uit de hoofdstukopening.

De hersenen sturen alles aan

H1 • Waarom biologie? Keuzes maken

H2 • Inzoomen Zenuwcellen

Kies per beschrijving het deel van het centrale zenuwstelsel (I t/m VI) dat daarmee te maken heeft. Let op: Sommige hersendelen heb je niet of juist meerdere keren nodig.

Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

1 Nummer I | II | III | IV | V | VI is het deel waarmee je alles wat je ziet verwerkt. 2 Nummer I | II | III | IV | V | VI is het deel waar het geheugen zit. 3 Nummer I | II | III | IV | V | VI is het deel waarmee je tijdens voetballen besluit de bal in het doel te gaan schoppen. 4 Nummers I | II | III | IV | V | VI en dan I | II | III | IV | V | VI zijn op volgorde de delen waarmee je ervoor zorgt dat je tijdens voetballen de bal precies in het doel schopt. 5 Nummer I | II | III | IV | V | VI is het deel waarmee je voelt dat je de bal raakt met je voet. 6 Nummer I | II | III | IV | V | VI is het deel waarmee je de scheidsrechter hoort fluiten, omdat je buitenspel stond.

Zintuigen laten je reageren op de omgeving

Waarom reageer je zoals je reageert?

Hormonen kunnen je gedrag beïnvloeden

H4 • Bewegen Zintuig- en zenuwstelsel Je maakt je eigen keuzes

H9 • Hart en bloedvaten Bloedsomloop

Je ziet links de verbanden tussen dit hoofdstuk en de andere hoofdstukken.

a Leg deze verbanden uit.

Noteer je antwoorden in de vakjes.

Snelle bromvlieg

Je ziet rechts iconen die laten zien waar het om draait in dit hoofdstuk.

Op je boterham zit een dikke bromvlieg. Bah! Je probeert de vlieg weg te slaan, maar deze is allang weggevlogen op het moment dat je met je hand op de plek bent waar de vlieg zat. Toch sloeg je zo snel mogelijk!

b Leg in je eigen woorden uit wat je ziet en wat je hebt geleerd in dit hoofdstuk. Noteer je antwoorden in de vakjes. Je hebt in paragraaf 1 antwoord gegeven op de grote vraag Waarom reageer je zoals je reageert? Kijk nog even terug naar wat je toen hebt geantwoord.

Hoe kan een vlieg veel sneller reageren dan dat jij kunt slaan? Verklaar dit met de bouw van het zenuwstelsel van bromvlieg en mens.

c Zou je je antwoord aanpassen na het doorlopen van dit hoofdstuk? Zo ja, wat zou je nu zeggen? Betrek in je antwoord de verbanden en de punten waar-het-om-draait uit het grote plaatje.

WERKEN MET DE PARAGRAFEN

• Blauwgedrukte woorden in de theorie zijn de belangrijkste begrippen. • In blauwe kaders staan weetjes en voorbeelden. Je ziet hoe het onderwerp van de paragraaf terugkomt in het dagelijks leven. • Iedere paragraaf heeft zes basisopdrachten. Daarna zijn er altijd drie Extra opdrachten. • Online krijg je na de zes basisopdrachten een advies op maat om verder te oefenen: Herhaling, Extra of Plus.

VERBREDING EN VERDIEPING

• Nieuwsgierig? Ga aan de slag met de extra stof. In de Verbredende paragraaf leg je de verbinding tussen dit hoofdstuk en andere thema’s. In de Verdiepende paragraaf ga je dieper in op de stof van het hoofdstuk.

HOOFDSTUKAFSLUITING

• In Actief leren vind je werkvormen om de theorie te onthouden en begrijpen. • Je kijkt terug op het grote plaatje. Begrijp je de verbanden en kun je de hoofdstukvraag beantwoorden met wat je hebt geleerd? • Met de online proeftoets controleer je of je de theorie goed hebt geleerd. • Je kijkt terug op de leerdoelen. Wat gaat goed en waar moet je nog aan werken?

HOOFDSTUK

1 Waarom biologie?

INHOUD Het grote plaatje

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Basisstof 1.1

................................

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Biologie, wat heb je eraan?

1.2 Levende wezens

1.3 Verschillende organismen

................................. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..........................................

1.4 Organismen en hun omgeving 1.5 Alles hangt samen

1.6 Biologisch onderzoek

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Extra stof 1.7

.. . . . . . . . . . . . .

.........................

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

1.8 Verdieping: Extreme organismen Hoofdstukafsluiting 1.9 Hoofdstukafsluiting

DE UITDAGING Bij elk hoofdstuk hoort een Uitdaging. Deze kun je doen als vervanging van één of meer paragrafen. Gebruik de leerstof om het probleem op te lossen!

Hoofdstuk 1 Waarom biologie?

INLEIDING Het vak biologie gaat over het leven. Niet alleen over jouw leven, maar over alle leven op aarde. Wat is leven eigenlijk? Iedereen weet dat een steen niet leeft en een kikker wel. Toch is het nog niet zo gemakkelijk om te omschrijven wat leven is. Dit hoofdstuk gaat over leven en onderzoek, de twee zaken waar het bij het vak biologie om draait.

HET GROTE PLAATJE Biologie gaat over al het leven op aarde

H7 • Jouw omgeving en duurzaamheid Leefomgeving

H3 • Leven op aarde Organismen

Binnen de biologie hangt alles samen

Biologie, wat heb je eraan? Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

Biologie helpt je om eigen keuzes te maken

H2 • Inzoomen Cellen

H4 • Bewegen Botten en spieren

Biologisch onderzoek maakt nieuwe oplossingen mogelijk

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

1.1

1.1 BIOLOGIE, WAT HEB JE ERAAN?

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen waarom biologie voor jouw leven belangrijk is. uitleggen waar biologie over gaat en hoe het samenhangt met andere vakken. ontdekkingen van biologen beschrijven die je tegenkomt in jouw leven.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Jouw idee over biologie Alle woorden hieronder hebben te maken met biologie. Welke woorden horen volgens jou bij elkaar? Maak combinaties met de volgende woorden: beweging - dier - klimaat - landbouw - leven - mens - plant - voedsel - ziekte Vergelijk je combinaties met die van een klasgenoot. Je mag zo veel combinaties maken als je wilt (er is dus niet één goed antwoord per combinatie). Leg aan elkaar uit waarom jij deze woorden bij elkaar vindt horen.

THEORIE Je hele leven is biologie Je bent eigenlijk al je hele leven bezig met biologie, vaak zonder dat je het doorhebt. Je bent ermee bezig als je een plant water geeft of de hond uitlaat. Je bent zelfs met biologie bezig als je naar school fietst (zie figuur 1). Sterker nog: voor je geboorte ging het al over biologie. Het vak biologie gaat namelijk over leven. Biologie betekent letterlijk: de leer (logos) van het leven (bios). Bij het vak biologie bestudeer je alles wat met leven te maken heeft. Als je meer over biologie weet, kijk je bewuster naar je eigen leven en alles wat om je heen leeft. 9

Figuur 1 Je bent zelfs met biologie bezig wanneer je naar school fietst.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

1.1

Een wereld vol leven Je leeft in een wereld met heel veel verschillende soorten levende wezens. Van planten, dieren en mensen tot schimmels en bacteriën. Er is een enorme variatie aan levende wezens. Er zijn heel grote dieren die uit miljarden cellen bestaan, maar ook heel kleine levensvormen, zoals bacteriën. Dat zijn eencelligen: ze bestaan maar uit één cel. Er zijn bontgekleurde dieren, zoals de pauw met zijn prachtige opvallende verenkleed. Maar je hebt ook dieren die hun best doen om juist niet op te vallen, zoals een wandelende tak die bijna niet van zijn omgeving te onderscheiden is. En dan zijn er ook nog dieren die hun kleuren aanpassen aan de omgeving, zoals de vis Bothus mancus (zie figuur 2).

Figuur 2 De Bothus mancus neemt de kleur van zijn achtergrond aan om niet op te vallen.

Al die levende wezens hebben eigen voedingsgewoonten. Er zijn vleeseters, planteneters en alleseters. Ook hebben ze een eigen leefomgeving. Sommige dieren leven vooral in de lucht, zoals vogels en vleermuizen. Andere leven in water, zoals orka’s, sponzen en algen. Er zijn ook dieren die alleen op land kunnen overleven. Kamelen, giraffen en neushoorns kunnen bijvoorbeeld niet zwemmen. Bij het vak biologie kom je veel te weten over levende wezens, hoe zij leven, wat er gebeurt voordat het leven ontstaat, de voortplanting, en hoe al die levende wezens hun best doen om in leven te blijven.

In leven blijven Ieder levend wezen doet zijn best om in leven te blijven. Het is daarbij afhankelijk van zijn lichaam. Daarom onderzoek je bij biologie hoe het lichaam in elkaar zit en hoe het werkt. Als je dit weet, kun je begrijpen wat er in een lichaam verandert bij een ziekte en hoe een ziekte het leven kan bedreigen. Je leert ook hoe het lichaam zichzelf probeert te beschermen en welke effecten voeding en bewegen hebben op het lichaam.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

1.1

Figuur 3 Je huid beschermt je lichaam.

Een levend wezen kan alleen in leven blijven in de juiste omgeving. Dit noemen we zijn leefomgeving (of milieu). Ook voor jou is de leefomgeving van levensbelang. Het moet om je heen bijvoorbeeld niet te warm of te koud zijn. En er moet voldoende water en voedsel zijn. Een mens kan gemiddeld slechts drie tot vier dagen overleven zonder water en drie weken zonder voedsel. Mensen hebben hun leefomgeving aangepast om te overleven. Je woont bijvoorbeeld in een goed geïsoleerd huis met verwarming. Je kleren beschermen je tegen de kou of juist tegen felle zon. En je voedsel koop je in de supermarkt. Om voldoende voedsel te hebben zijn mensen gewassen gaan verbouwen en dieren gaan fokken: op grote schaal worden landbouw en veeteelt toegepast. De leefomgeving bepaalt dus of je kunt overleven én hoe je dat doet. Bij biologie onderzoek je daarom niet alleen het levende wezen zelf, maar ook zijn leefomgeving.

De natuur bestuderen Biologie, natuurkunde en scheikunde zijn drie natuurwetenschappen. Ook aardrijkskunde valt daar soms onder. Bij al deze vakken bestudeer je verschijnselen van de natuur. Maar wat is eigenlijk het verschil tussen deze vakken? Bij het vak biologie leer je vooral over de levende natuur. Je verdiept je in levende wezens, in welke omgeving ze leven en hoe ze leven. Bij natuurkunde verdiep je je in de natuurwetten. Je leert er bijvoorbeeld over zwaartekracht en geluidsgolven. Bij scheikunde leer je hoe stoffen zijn opgebouwd en hoe ze met elkaar reageren. En bij aardrijkskunde leer je onder andere over het klimaat en de bodem. Bij deze drie vakken gaat het dus over de nietlevende natuur. En ieder vak heeft een andere invalshoek bij het bestuderen van de natuur.

Figuur 4 Bij biologie verdiep je je in levende wezens, ook in hun gedrag.

Er zijn ook overeenkomsten. De levende en de niet-levende natuur zijn namelijk sterk met elkaar verbonden. Je leert bij biologie bijvoorbeeld hoe levende wezens op warmte en droogte reageren.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

Onderzoek door biologen In je dagelijks leven kom je regelmatig ontdekkingen tegen die door biologen bedacht zijn. Hoe komt het bijvoorbeeld dat de frietjes die jij eet zo lekker zijn? Biologen onderzochten welke aardappels het beste zijn om friet mee te bakken en hoe ze knapperig worden. Biologen doen ook onderzoek naar medicijnen. Je hebt dus voordeel van het werk van biologen wanneer je een paracetamol inneemt tegen hoofdpijn. Of wanneer je een vaccinatie krijgt tegen een ziekte, zoals het coronavirus of HPV (zie figuur 5).

Figuur 5 Dankzij biologisch onderzoek is er vaccinatie tegen HPV.

Er zijn veel verschillende soorten biologen. Ze voeren allemaal andere onderzoeken uit, zoals DNA-onderzoek of onderzoek naar virussen. Microbiologen doen onderzoek naar hele kleine levende wezens. Ze werken met microscopen. Ecologen onderzoeken iets veel groters: de leefomgeving. Ze onderzoeken bijvoorbeeld de invloed van klimaatverandering op levende wezens. Toxicologen doen onderzoek naar een specifiek onderwerp in de leefomgeving: de effecten van giftige stoffen op levende wezens.

WIST JE DAT? Verticale landbouw In 2050 zijn er naar schatting 10 miljard mensen op de wereld. Die mensen moeten allemaal eten om in leven te blijven. Biologen onderzoeken daarom hoe je zoveel mogelijk voedsel kunt verbouwen met zo min mogelijk ruimte. Medewerkers van de Universiteit Wageningen onderzoeken hoe gewassen groeien in gebouwen, zoals leegstaande kantoren. De gewassen staan in lagen boven elkaar, zie de figuur. Ze noemen dit verticale landbouw.

Bij verticale landbouw heb je weinig ruimte nodig om voedsel te verbouwen.

1.1

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

OPDRACHTEN 2

Biologie in jouw leven Kijk eens uit het raam.

a Wat zie je buiten gebeuren dat te maken heeft met het vak biologie?

Kijk eens rond in het klaslokaal.

b Wat zie je binnen gebeuren dat te maken heeft met het vak biologie?

Het vak biologie In deze opdracht denk je na over het vak biologie. Wat is dat vak eigenlijk?

a Waar gaat het vak biologie over?

Doe deze opdracht met een klasgenoot. Blader samen door de lesstof.

b Praat samen over de volgende vragen.

• •

Welke onderwerpen lijken je interessant om over te leren? Waarom? Welke vragen komen in je op als je naar de lesstof kijkt?

1.1

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

Variatie Er zijn veel verschillende levensvormen op deze wereld. In deze opdracht ga je nadenken over alle verschillende levensvormen.

a Maak een mindmap over de variatie in levensvormen op aarde. Denk hierbij aan grote, kleine, gekleurde, gecamoufleerde en groene levensvormen. Denk ook aan levensvormen in het water, op het land, in de lucht en in de grond.

Er zijn hele kleine levensvormen, zoals bacteriën, en grote levensvormen zoals dieren en mensen. Of zijn mensen en dieren dezelfde levensvormen?

b Bespreek de volgende stelling met een klasgenoot. ‘Mensen en dieren moeten gezien worden als twee verschillende levensvormen.’ Leg uit waarom je het wel of niet met deze stelling eens bent.

1.1

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

1.1

Wat is leven? Biologie gaat over leven. Wat is leven eigenlijk precies? In deze opdracht bespreek je dit met je klasgenoten. Bekijk de foto en lees de tekst over het robothondje Aibo. Sony’s robothond Aibo beweegt op een natuurlijke manier. Hij eet en hij verbruikt energie. Net als een echte hond. Aibo kan met kunstmatige intelligentie zelfs leren van zijn baasje en een eigen karakter ontwikkelen. De robothond ontwikkelt zich op basis van hoe zijn baasje hem beloont, aait of straft. Hij leert je ook herkennen en gaat zelf terug naar zijn oplaadmandje.

Aibo de robothond

Bespreek de volgende vraag met je klasgenoten. Wat maakt dat de robothond wel of niet leeft?

Biologie in andere beroepen Je hoeft geen bioloog te zijn om met biologie te maken te krijgen. In andere beroepen kun je ook te maken hebben met biologie. Lees de profielen van mensen met andere beroepen. Pierre Wind is een bekende televisiekok. In zijn gerechten probeert hij zoveel mogelijk verse producten en groenten te gebruiken. Bertie Steur heeft een akkerbouwbedrijf in Zeeland. Ze verbouwt daar onder andere tarwe, vlas, graszaad, chicorei en suikerbieten. Ook lopen er varkens, kippen en paarden op haar boerderij. Diederik Gommers is arts in het Erasmus-ziekenhuis. Hij behandelt daar patiënten op de intensive care. Tijdens de coronacrisis lichtte hij mensen voor over het coronavirus en over wat hij zag op de intensive care. Hanne Tersmette is boswachter. Via social media neemt ze kijkers mee in haar werk. Ze maakt video’s over bijvoorbeeld het spotten van ijsvogels en het helpen van insecten. Ook laat ze zien wat er uniek is aan natuurgebieden in Nederland, zoals Dwingelderveld. Omschrijf voor ieder beroep de link met biologie.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologie, wat heb je eraan?

Verbanden: biologie en andere vakken Biologie is een natuurwetenschap. Het vak hangt samen met andere natuurwetenschappen, zoals natuurkunde en scheikunde en ook met aardrijkskunde.

Met overlappende cirkels kun je de raakvlakken en de verschillen tussen de vakken duidelijk weergeven.

In deze opdracht beeld je uit wat de raakvlakken en verschillen zijn tussen biologie en andere vakken. Pak een groot vel papier. Teken hierop driemaal twee overlappende cirkels zoals in het voorbeeld. Schrijf in de overlappende gedeeltes kernwoorden die met beide vakken te maken hebben. Schrijf in de buitenste gedeeltes wat de verschillen zijn tussen de twee vakken. Teken driemaal de twee overlappende cirkels, waarin de raakvlakken en verschillen duidelijk worden tussen: biologie en natuurkunde; biologie en scheikunde; biologie en aardrijkskunde.

• • •

AFSLUITING 8

Biologie, wat heb je eraan? De grote vraag van deze paragraaf is ‘Biologie, wat heb je eraan?’ Wat is jouw antwoord op deze vraag? Gebruik in je antwoord de informatie van deze paragraaf.

1.1

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

1.2 LEVENDE WEZENS

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen wat het verschil is tussen levend, levenloos en dood. de zeven levenskenmerken benoemen. uitleggen wat biotische en abiotische factoren zijn en hoe deze van invloed zijn op organismen.

• • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: De slak Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

1.2

Op zoek naar leven Deze opdracht doe je samen. Een ruimteschip met wezens van een andere planeet landt op de aarde. Verkenners gaan onderzoeken of er op aarde levende wezens voorkomen. Ze komen dieren tegen en laten al snel aan hun commandant weten dat er leven op aarde is.

a Op welke dingen kunnen de verkenners hebben gelet toen ze dachten dat ze levende wezens zagen? Overleg in een groepje van 2-4 personen. Noem minimaal vijf dingen waar ze op hebben gelet.

b Als mensen een raket naar een andere planeet sturen om uit te vinden of er leven mogelijk is, naar welke stoffen of omstandigheden doen ze dan onderzoek? Noem er twee.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

THEORIE Wanneer is iets levend? Een levend wezen noem je in de biologie een organisme. Maar wanneer is een organisme levend? Je zegt dat iets levend is als het levenskenmerken vertoont. Elk levenskenmerk is nodig om als organisme te blijven leven en als soort voort te blijven bestaan. Er zijn zeven levenskenmerken. Organismen groeien. Jij bent zelf ook nog in de groei. Organismen voeden zich door voedingsstoffen uit hun leefomgeving op te nemen. Jij krijgt voedingsstoffen binnen door te eten en te drinken. Bij organismen vindt gaswisseling plaats. Dit is het opnemen van zuurstof en het afgeven van koolstofdioxide. Bij jou gebeurt dit tijdens de ademhaling (in- en uitademen). Organismen kunnen zich voortplanten en voor nakomelingen zorgen. Zo blijft het organisme als soort voortbestaan. Organismen kunnen hun omgeving waarnemen. Dit is nodig om te kunnen reageren. Waarnemen doe jij met bijvoorbeeld je ogen, neus en oren. Organismen kunnen op de veranderingen in hun omgeving reageren (meestal door te bewegen). Jij ziet bijvoorbeeld een auto van rechts aankomen en je remt af om op tijd te stoppen. Een pissebed zoekt een vochtig donker plekje op. Een plant groeit in de richting van het licht. Organismen kunnen stoffen uitscheiden. Stoffen die het lichaam niet nodig heeft, worden verwijderd. Bij jou worden de meeste stoffen uitgescheiden via het plassen en poepen.

• • • • • • •

Wil je weten of iets een levend organisme is dan onderzoek je of het één of meer levenskenmerken heeft. Als je een watervlo onder de microscoop bekijkt (zie figuur 1), kun je bijna alle levenskenmerken waarnemen. De watervlo brengt met zijn poten voedsel naar zijn mond. Het hartje van de watervlo klopt. Er zitten eieren in de broedruimte aan de achterkant van de watervlo. De watervlo zwemt rond. Er komen kleine poepjes uit de anus. Het zwarte oog van de watervlo draait rond.

• • • • • •

oog (waarnemen) mond (voeden) eitjes (voortplanten) pootjes en sprieten (reageren) darm (uitscheiden)

Figuur 1 Bij de watervlo kun je de meeste levenskenmerken waarnemen.

1.2

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

1.2

Levend, dood, levenloos Een naaktslak (zie figuur 2) kan ieder jaar 400 eitjes leggen. Stel je eens voor dat iedere naaktslak uit zo’n ei ook weer 400 eitjes zou leggen en de generaties daarna ook weer. Hoe zou onze planeet er na een paar jaar uitzien als al die slakken blijven leven? Zoiets gebeurt niet, want in de natuur gaan veel organismen dood, bijvoorbeeld door ziektes, ouderdom of doordat ze worden opgegeten. Een dood organisme heeft geleefd en heeft dan de zeven levenskenmerken niet meer. Het verschil tussen levend en dood is soms lastig te zien (zie figuur 3 en 4).

Figuur 2 Stel je voor dat alle naaktslakken blijven leven!

Figuur 3 De schimmels op het brood zijn levend, maar is het brood levend, dood of levenloos?

Als iets nooit levenskenmerken heeft gehad, noem je het levenloos. Voorbeelden van levenloze dingen zijn een glazen vaas, de tv en je telefoon. Aan de hand van twee vragen kun je bepalen of een voorwerp levend, dood of levenloos is (zie figuur 5).

Figuur 4 Deze boom is door bevers doorgeknaagd. De boom lijkt dood, maar misschien blijven sommige delen leven. Vraag 1 Zie je een of meerdere levenskenmerken? ja dan is het levend

nee Vraag 2 Bestaat het voorwerp uit cellen of resten van cellen? ja dan is het dood

nee dan is het levenloos

Figuur 5 Levend, dood of levenloos? Stel jezelf deze vragen.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

1.2

Of iets cellen of resten van cellen heeft kun je moeilijk zien aan de buitenkant. Daarvoor moet je het voorwerp onderzoeken. Resten van cellen zijn vaak na honderden jaren nog te vinden, maar dan moet het dode organisme of een deel daarvan goed bewaard zijn gebleven. Artsen moeten goed weten wat het verschil is tussen leven en dood. Vroeger stelden artsen aan de hand van bepaalde levenskenmerken vast of iemand nog leefde. Ze controleerden de ademhaling en het kloppen van het hart. Als het hart al een tijdje was gestopt met kloppen, konden ze niets meer doen en werd de persoon dood verklaard. Met onze huidige medische kennis en apparaten kan een stilstaand hart vaak weer op gang gebracht worden. De persoon komt dan meestal op de IC (Intensive Care) (zie figuur 6) terecht. Daar worden de levenskenmerken goed in de gaten gehouden.

Figuur 6 Op de IC-afdeling worden de levenskenmerken nauwkeurig gemeten.

Biotisch en abiotisch In de natuur kom je heel veel levenloze dingen tegen zoals lucht, stenen, zand en water. Levenloze dingen noem je abiotisch. Alles wat leeft of geleefd heeft, noem je biotisch. De natuur bestaat bijna overal uit een combinatie van abiotisch en biotisch (zie figuur 7). Als je de bodem onderzoekt, vind je levende organismen, resten van dode organismen en levenloze grond met zand, klei en steentjes. De abiotische en biotische onderdelen in de natuur beïnvloeden elkaar en vormen samen de leefomgeving. Veel voorwerpen die door mensen zijn gemaakt, bestaan uit een combinatie van abiotisch en biotisch materiaal. Voorbeelden zijn een stoel van hout (biotisch) met poten van ijzer (abiotisch) of een houten deur met een ijzeren deurknop.

Figuur 8 Dood en levenloos: een houten stoel met ijzeren poten

Figuur 7 Levenloze rotsen, levenloos water, dode bladeren en levende struiken

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens Organismen zijn afhankelijk van de omgeving waarin ze leven. Ze hebben te maken met verschillende omgevingsfactoren. Dat kunnen biotische factoren zijn zoals soortgenoten, prooidieren en planten. Ook een dode boom is een biotische factor. Er zijn ook veel abiotische factoren, bijvoorbeeld temperatuur, water en voedingsstoffen in de bodem.

abiotische factoren

biotische factoren

licht

vos/roofdier

ziekmakend virus/parasiet

lucht konijn

gras/voedsel

water

bodem

hert/concurrent

temperatuur

konijn/soortgenoot

Figuur 9 Een konijn is afhankelijk van biotische en abiotische factoren.

WIST JE DAT? Opstaan uit de dood Kikkers nemen de temperatuur van hun omgeving aan. Als de omgeving 15 graden is, dan is de kikker ook ongeveer 15 graden. In de winter graven de meeste kikkers zich in om te voorkomen dat ze helemaal bevriezen. De boskikker doet dit anders. Als de temperatuur onder het vriespunt zakt, bevriest zijn hele lichaam. Zijn hart stopt zelfs met kloppen. Als je de boskikker in deze staat bekijkt, lijkt hij dood. Als de lente aanbreekt en de temperatuur stijgt, gebeurt er iets heel bijzonders. De kikker ontdooit en zijn hart begint weer te kloppen. Alsof hij uit de dood opstaat.

De boskikker bevriest in de winter en ontdooit in de lente.

1.2

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

1.2

OPDRACHTEN 2

Levenskenmerken In de afbeeldingen zie je een aantal van de zeven levenskenmerken. Vul het juiste levenskenmerk in bij de verschillende afbeeldingen. gaswisseling | waarnemen | zich voeden | zich voortplanten

Levenskenmerken herkennen Iets levends kun je herkennen aan de levenskenmerken. Is een organisme dood als je één of meer van de levenskenmerken niet bij dat organisme ziet? ◯ Ja, omdat je elk moment alle levenskenmerken moet kunnen zien. ◯ Nee, omdat een levend organisme niet alle levenskenmerken tegelijkertijd hoeft te vertonen. ◯ Nee, als het organisme maar wel beweegt.

Levend, dood of levenloos? Zijn de voorwerpen levend, dood of levenloos? Vul het juiste woord in.

• • • • • • •

een perzik op sap het blik waar de perziken inzitten appelstroop een leren schoen een rauwe biefstuk een wollen trui een slakkenhuis 22

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

Levenskenmerken bij jezelf Welke levenskenmerken vertoon jij op dit moment?

Tijdelijke levenskenmerken Welke levenskenmerken vertonen de meeste organismen slechts een deel van hun leven? Leg uit.

Das en omgevingsfactoren abiotische factoren

biotische factoren

licht

vos/roofdier

ziekmakend virus/parasiet

lucht konijn

gras/voedsel

water

bodem temperatuur

hert/concurrent

konijn/soortgenoot

Een konijn te midden van biotische en abiotische factoren

Bekijk de afbeelding. Je gaat een soortgelijke afbeelding maken voor een das. Gebruik www.zoogdiervereniging.nl voor meer informatie. Maak een tekening van een das met biotische en abiotische factoren. Schrijf bij elke factor een korte toelichting. Bespreek je werk met een medeleerling.

1.2

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Levende wezens

EXTRA OPDRACHTEN 8

Levenskenmerken waarnemen Geef zowel voor een olifant als een vleesetende plant aan hoe je de zeven levenskenmerken bij hen kunt waarnemen. Bespreek je werk met een medeleerling.

Levenloos lichaam “Er is een levenloos lichaam in een sloot gevonden.” In het nieuws wordt vaak gesproken van een levenloos lichaam. Kies de juiste woorden. Eén woord komt twee keer voor. dood | levend | levenloos | niet | wel Als iets levenskenmerken vertoont, is het vertoond, noem je het

. Als iets heeft geleefd, maar nu geen levenskenmerken

meer vertoont, noem je het

. De uitspraak “Er is een levenloos lichaam in een sloot

gevonden” klopt

. Als iets nooit levenskenmerken heeft

, omdat het

levenskenmerken heeft. Het is dus een

Omgevingsfactoren Welke omgevingsfactoren zijn biotisch en welke zijn abiotisch?

• • •

sneeuw rotsen soortgenoten

• • •

ziekmakende bacteriën een dode boom prooidieren

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus. 24

lichaam.

1.2

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

1.3 VERSCHILLENDE ORGANISMEN Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen in welke vier hoofdgroepen organismen ingedeeld worden. van een organisme vertellen of dit een plant, dier, bacterie of schimmel is. herkennen wat een natuurgetrouwe en wat een schematische tekening van een organisme is. uitleggen dat er ‘goede’ en ‘slechte’ bacteriën voor je zijn en van beide voorbeelden geven.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: De loep Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

Welk dier is dat? De Zweedse onderzoeker Carl Linnaeus (1707-1778) publiceerde in 1735 een boek waarin hij een indeling maakte in drie groepen: mineralen, planten en dieren. Bij de indeling lette hij op uiterlijke kenmerken. Tegenwoordig worden organismen meestal ingedeeld in vier groepen: bacteriën, schimmels, planten en dieren. Dit ga je doen: 1 Werk in tweetallen. 2 De een neemt een organisme uit één van de vier groepen in gedachten, de ander stelt vragen. 3 Je mag alleen vragen stellen die de ander met ja of nee kan beantwoorden. 4 Is het organisme na tien vragen nog niet geraden? Geef dan het antwoord en draai de rollen om. 5 Voer de opdracht ieder minimaal twee keer uit. Welke twee vragen leverden de meeste informatie op?

1.3

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

THEORIE Veel verschillende organismen Er leven veel verschillende organismen om je heen. Soms kun je ze duidelijk zien: een koe in de wei, een hoge boom, een vogel in de lucht of een vlieg tegen het raam. Organismen zijn er in allerlei vormen en maten. Er is ontzettend veel variatie. Alleen al het aantal soorten kevers op aarde is gigantisch. Tussen die soorten is er verschil in kleur, vorm en grootte (zie figuur 1). Er zijn ook organismen om je heen die je niet met het blote oog kunt zien. Je kunt die organismen wel zien met een microscoop.

Figuur 1 Er zijn ongeveer 350.000 soorten kevers bekend. Hier zie je een klein deel ervan.

Indelen in vier hoofdgroepen Al eeuwen verwonderen mensen zich over alle verschillende organismen om hen heen. En al die tijd proberen wetenschappers ze in te delen in groepen. Indelen doe je op basis van kenmerken, zoals kleur, vorm, wel of geen haren, wel of geen bloed, wel of geen poten. Vroeger konden wetenschappers alleen de organismen indelen die ze met het blote oog zagen. Van bacteriën had nog niemand gehoord. Ze waren simpelweg niet te zien. Paddenstoelen werden lang als planten beschouwd. Men zag toen nog niet dat paddenstoelen groeien uit een netwerk van schimmeldraden onder de grond. Het was toen nog niet bekend dat schimmels een aparte groep organismen zijn. 26

bacteriën

planten

schimmels

dieren

Figuur 2 De vier hoofdgroepen van organismen

1.3

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

1.3

Door de uitvinding van de microscoop weten wij nu dat er ook veel kleine organismen bestaan. Door microscopisch onderzoek ontdekte men allerlei kenmerken bij bacteriën en schimmels. Die kenmerken hoorden niet bij planten of dieren. Daarom is er nu een indeling in vier hoofdgroepen: bacteriën, schimmels, planten en dieren. © Getty Images / E+ / Nancy Nehrin

Eencellig en meercellig

Figuur 3 Microscopische foto van het pantoffeldiertje, een eencellig dier

In de hoofdgroepen planten, dieren en schimmels vind je eencellige organismen en meercellige organismen. Er zijn dus meercellige planten, dieren en schimmels, maar er zijn ook soorten die maar uit één cel bestaan. Voorbeelden van eencellige organismen zijn gistcellen (een schimmel) en het pantoffeldiertje (zie figuur 3). Bacteriën zijn altijd eencellig. Meercellige organismen bestaan uit een heleboel cellen bij elkaar die samen één lichaam vormen. Een lieveheersbeestje (zie figuur 4) is wel klein, maar bestaat toch uit enorm veel cellen.

Figuur 4 Het lieveheersbeestje, een meercellig dier

Je zou denken dat eencellige organismen altijd kleiner zijn dan meercellige organismen, maar dat is niet altijd zo. Het meercellige beerdiertje is slechts een twintigste van een millimeter en daarmee een stuk kleiner dan de meeste eencellige organismen (zie figuur 5).

Bacteriën, de kleinste eencelligen Bacteriën zijn de kleinste organismen die we kennen. Bacteriën zijn eencellig. Ze komen overal voor op aarde. Het maakt niet uit of het vochtig, droog, koud of heet is.

Figuur 5 Microscopische foto van het beerdiertje, een van de kleinste meercellige dieren

Er leven ook veel bacteriën in en op je lichaam, ongeveer 100.000 miljoen. Samen wegen ze één kilogram! Bijna altijd zijn dat ‘goede’ bacteriën. Deze zijn onmisbaar voor je gezondheid. De darmbacteriën helpen bij het verteren van je voedsel. Op je huid zitten zo’n acht miljoen bacteriën per vierkante centimeter. Deze beschermen je tegen schadelijke bacteriën van buitenaf.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

Er zijn ook bacteriesoorten die je ziek kunnen maken (zie figuur 6). Zulke bacteriën vernietigen of vergiftigen cellen in je lichaam. Je eigen lichaam kan die bacteriën meestal goed bestrijden. Als dat niet lukt, kun je ziek worden. Soms schrijft de dokter dan een antibioticum voor dat ziekmakende bacteriën kan doden.

streptococcus

1.3

E.coli

Figuur 6 Twee voorbeelden van schadelijke bacteriën: streptococcus en E.coli

WIST JE DAT? Virussen zijn geen bacteriën Als je ziek bent door een virusbesmetting, schrijft de dokter geen antibioticum voor. Antibiotica kunnen namelijk geen virussen doden. Er zijn wel medicijnen die de ziekteverschijnselen door virussen afremmen. Virussen dringen binnen in menselijke cellen en vermenigvuldigen zich binnen in de cel. Dat maakt het moeilijk om ze te bestrijden zonder de menselijke cellen aan te tasten. Virussen zijn geen bacteriën. Ze zijn officieel zelfs geen organismen. Virussen vertonen namelijk niet alle levenskenmerken. Ze voeden zich bijvoorbeeld niet en ze ademen niet. Bekende ziekten die door virussen worden veroorzaakt zijn: koortslip, hiv, COVID, waterpokken en verkoudheid.

Veel soorten schimmels Sommige schimmels zijn microscopisch klein, andere zijn zo groot dat ze 4 miljard vierkante meter beslaan. Sommige schimmels lijken op planten, maar schimmels vormen een aparte groep met eigen kenmerken. Voorbeelden van schimmels zijn de eencellige gisten (zie figuur 7) en de meercellige soorten waaruit paddenstoelen groeien (zie figuur 8). De meercellige schimmelsoorten bestaan uit lange, vertakte schimmeldraden.

schimmeldraden

Figuur 8 De paddenstoel groeit uit schimmeldraden. 28

Figuur 7 Microscopische foto van gistcellen. Gist is een eencellige schimmelsoort.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

1.3

Een heksenkring (zie figuur 9) is een cirkel van paddenstoelen. Onder de grond van een heksenkring ligt een groot netwerk van schimmeldraden.

Figuur 9 Een heksenkring is een cirkel van paddenstoelen.

Schimmels vind je overal: in de lucht, in het water, in de bodem en in en op planten en dieren. Ze kunnen zelfs op en in jouw lichaam voorkomen. Schadelijke schimmels veroorzaken bijvoorbeeld kalknagels, jeuk of schilfers. Schimmels kunnen ook erg nuttig zijn voor de mens. Zo zijn er schimmels waarmee we voedsel maken, zoals schimmelkaas en brood. Van andere schimmels worden antibiotica gemaakt, waarmee ziektes genezen kunnen worden.

Planten en dieren Planten en dieren zijn in de natuur de organismen die je het eerst opvallen. Er zijn extreem grote tot microscopisch kleine planten en dieren. Er is veel variatie in beide groepen (zie figuur 10). Er zijn planten met bloemen, planten die geen bladeren of stengels hebben en planten met gif. Er zijn zelfs planten die vlees eten (zie figuur 11). Bij de dieren kun je de vleeseters, planteneters en alleseters vinden, in alle vormen en maten.

Figuur 10 Er zijn ongeveer 4.600 soorten zoogdieren op aarde bekend. Hier zie je er ‘maar’ twintig. 29

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

1.3

Figuur 11 Ronde zonnedauw, een vleesetende plant in Nederland

Al eeuwenlang gebruikt de mens planten en dieren als bronnen voor voedsel, kleding, gereedschappen, verdediging, meubels, versiering en nog veel meer. In de biologie wordt de mens ingedeeld bij de dieren. Mensen, dus jij zelf ook, zijn onderdeel van de natuur. Tot nu toe hebben wetenschappers zo’n 2,1 miljoen soorten organismen beschreven, waaronder 1,5 miljoen dieren, 380.000 planten en 140.000 schimmels (zoals paddenstoelen). Bij die 2,1 miljoen zitten niet eens de bacteriën en andere microben. En er zullen nog veel nieuwe soorten organismen ontdekt worden. Er zijn plaatsen op aarde waar onderzoekers nog nooit geweest zijn, zoals ondoordringbare regenwouden en diepe oceanen. Het is zeker dat daar soorten leven die wetenschappers niet eerder hebben gezien.

Figuur 12 De vlokreeft Eurythenes plasticus is ontdekt op grote diepte in de Stille Oceaan.

OPDRACHTEN 2

Schimmels Schimmels hebben een centrale rol in de natuur. Ze zorgen ervoor dat planten voortdurend over voedsel kunnen beschikken. Op welke manieren zijn schimmels nuttig voor ons? ☐ Schimmels zijn overal te vinden. ☐ Je kunt schimmels eten. ☐ Je kunt schimmels inzetten om voedsel te maken. ☐ Je kunt schimmels inzetten om medicijnen te maken. ☐ Schimmels kunnen op je lichaam voor kalknagels, jeuk en schilfers zorgen.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

Fantasiedier In de figuur zie je een fantasiedier. Je vindt er kenmerken van verschillende diersoorten in terug. Noteer van dit dier de belangrijkste kenmerken. Noteer achter elk kenmerk een dier dat ook dit kenmerk heeft. Vergelijk en bespreek je antwoorden met een medeleerling.

Antibiotica Ziekmakende bacteriën in je longen kunnen longontsteking veroorzaken. Om die te bestrijden krijgt je een antibioticum van de dokter. Een antibioticum doodt de bacteriën, maar maakt geen onderscheid tussen de ziekmakende bacteriën in je longen en de ‘goede’ bacteriën in je darmen. Wat voor gevolg kan een antibioticum hebben voor de vertering van voedsel? ◯ Je verteert het voedsel beter, want de slechte en de goede bacteriën gaan dood. ◯ Je verteert het voedsel slechter, want de slechte bacteriën gaan dood. ◯ Je krijgt buikpijn en diarree om de slechte bacteriën uit het lichaam te verwijderen. ◯ Je krijgt buikpijn en diarree, omdat de goede bacteriën in je darmen ook doodgaan door het medicijn.

Organismen in de lucht Bacteriën zitten echt overal: in de lucht, op je handen, op voedsel, in je lichaam. Ze kunnen worden gedood door ze bloot te stellen aan een temperatuur van rond de 100 graden Celsius. Voedsel dat eerst verhit wordt en daarna luchtvrij wordt bewaard, bederft niet. Je wilt de voedingsmiddelen die hieronder staan minstens een week bewaren. Geef aan of ze goed of slecht beschermd zijn tegen schadelijke bacteriën. 1 ananas op sap in een dicht blikje goed | slecht 2 gesneden leverworst van de slager in een papieren zakje goed | slecht 3 rauwe kipfilet in plastic verpakt goed | slecht 4 gekookte aardappelen vacuüm verpakt (vacuüm is zonder lucht) goed | slecht 5 gedroogde bruine bonen of erwten in een pak van karton goed | slecht

1.3

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

1.3

Natuurgetrouw? In het verleden ging het tekenen van organismen nog wel eens fout. Zo tekende Cornelis Saftleven rond 1626 een leeuw. Deze tekenaar had zelf waarschijnlijk nog nooit een leeuw gezien. Hij baseerde zijn tekening op verhalen en schilderijen.

a Kun jij ontdekken wat er allemaal niet klopt aan deze leeuw? Noem minstens twee dingen.

b Leg uit of dit wel of niet een natuurgetrouwe tekening is.

Virus of bacterie? Bekijk dit filmpje van Schooltv: Wat is het verschil tussen een bacterie en een virus? Noem drie verschillen tussen een bacterie en een virus.

EXTRA OPDRACHTEN 8

Bacteriën om je heen Bacteriën zijn overal om je heen Dit zijn momenten in de ochtend van Naomi: Moment 1: Naomi drinkt water uit de kraan. Moment 2: Naomi eet een kom yoghurt. Moment 3: Naomi eet een banaan en gooit de bananenschil in de GFT-bak.

• • •

Je mag internet gebruiken. Beschrijf per moment welke rol bacteriën hierin spelen.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verschillende organismen

Organismen indelen Er is een hoofdgroep van organismen die je in de lucht, in het water, in de bodem en op andere organismen kunt vinden. Sommige zijn meercellig en andere zijn eencellig. Sommige vormen een heksenkring. Mensen gebruiken sommige organismen van deze hoofdgroep om voedsel en medicijnen te maken. Over welke organismen gaat het stukje tekst? ◯ bacteriën ◯ dieren ◯ planten ◯ schimmels

Vlindersoorten Organismen kun je indelen door hun kenmerken goed te bekijken.

a Zijn de vlinders schematisch of natuurgetrouw getekend? ◯ natuurgetrouw ◯ schematisch

b In welke groepen kun je de dieren verdelen? Zet bij elke groep de gemeenschappelijke kenmerken. Vergelijk en bespreek je antwoorden met een medeleerling.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

1.3

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4 ORGANISMEN EN HUN OMGEVING Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen dat organismen aan hun omgeving aangepast zijn. verschillende samenlevingsvormen van organismen noemen. uitleggen hoe verschillende soorten organismen samenwerken en/of van elkaar afhankelijk zijn.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Een perfect aangepaste dromedaris Planten en dieren zijn aangepast aan hun omgeving. Een mooi voorbeeld hiervan is de dromedaris (Camelus dromedarius). Mensen gebruiken deze eenbultige kameel in de woestijn als vervoermiddel. De dromedaris is daar heel geschikt voor. Dat komt doordat hij goed is aangepast aan de extreme omstandigheden in de woestijn zoals droogte, grote temperatuurverschillen, zand, stof en gebrek aan voedsel. Werk in tweetallen. Je mag internet gebruiken. Welke aanpassingen heeft de dromedaris aan de omstandigheden in de woestijn? Schrijf in 5 minuten zoveel mogelijk aanpassingen op. Je kunt denken aan uiterlijke kenmerken en aan gedragskenmerken (wat de dromedaris doet). Welk tweetal vindt de meeste aanpassingen?

1.4

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4

THEORIE Aangepast aan de leefomgeving De kameleon kan zich goed camoufleren: de huid kan snel veranderen in de kleur van de omgeving (zie figuur 1). Zo valt het dier niet op voor roofdieren. De poten hebben precies de juiste vorm om zich vast te klampen aan takken. De ogen kunnen onafhankelijk van elkaar alle kanten op draaien. Hij ziet daardoor vanuit alle richtingen een prooi of een © Shutterstock / Dominyk Lever predator (slang, roofvogel) aankomen. Figuur 1 De tweehoornkameleon is goed Met zijn uitrolbare tong vangt de kameleon aangepast aan zijn omgeving. sprinkhanen, wandelende takken en andere insecten. Dreigt er gevaar, dan laat hij zich vallen en doet hij alsof hij dood is. De kameleon heeft kenmerken en een leefwijze die goed passen bij zijn leefomgeving. En zo is het met vrijwel alle organismen in de natuur. Op onze planeet zijn allerlei verschillende landschappen. Vochtige jungles, hete woestijnen, diepe oceanen, hoge bergen en ga zo maar door. Bijna overal kun je wel organismen vinden en op al die plekken zijn ze anders. Organismen passen in de omgeving waarin ze voorkomen. Een hazensoort die in extreem koude gebieden leeft, ziet er anders uit dan een hazensoort die in de woestijn leeft (zie figuur 2 en 3).

Figuur 2 De poolhaas leeft in zeer koude gebieden.

Watervogels smeren hun veren in met vet. Bij die vogels rolt het water van de veren af als ze onder water zijn geweest op zoek naar vissen. Een aalscholver (zie figuur 4) smeert zijn veren niet in met vet. Als hij in het water duikt, worden zijn veren nat. De aalscholver laat na het vissen zijn veren drogen, want vliegen met natte veren kost veel energie. Je zou denken dat de aalscholver niet goed is aangepast aan zijn omgeving.

Figuur 3 De zwartstaarthaas leeft in de woestijn.

Figuur 4 Een aalscholver moet regelmatig zijn veren drogen.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4

Toch heeft het ontbreken van vet op de veren een voordeel. Juist omdat de aalscholver zwaar is en geen vette veren heeft kan hij veel dieper duiken dan de andere watervogels. Zo vangt hij vissen die voor andere vogels onbereikbaar zijn. Hij heeft daardoor weinig concurrentie van andere vogels. Zo is het overal in de natuur: elk organisme is aangepast aan de biotische en abiotische omgevingsfactoren.

Leven in symbiose Soms leven verschillende soorten organismen hun hele leven samen, zoals de lantaarnvis en een lichtgevende bacteriesoort (zie figuur 5). De lantaarnvis en de lichtgevende bacterie zijn aangepast aan elkaar, waardoor deze samenwerking kon ontstaan. Lantaarnvissen leven diep in de oceaan of in donkere grotten waar geen licht komt. De bacteriën zitten in speciale organen onder de ogen van de lantaarnvis. De vis gebruikt de lichtgevende bacteriën om andere lantaarnvissen in het donker te vinden. Voor de bacteriën levert het samenleven ook een voordeel op: ze krijgen voedingstoffen van de lantaarnvis.

Figuur 5 Lantaarnvis in symbiose met lichtgevende bacteriën

Als twee verschillende soorten organismen langdurig op de een of andere manier met elkaar samenleven, noem je dat symbiose. Er is sprake van symbiose als het voor minimaal één van de twee organismen een voordeel oplevert. Het samenleven kan voor één van de soorten ook nadelig zijn. Bij sommige vormen van symbiose is het niet helemaal duidelijk of beide organismen er voordeel van hebben. Een voorbeeld zijn zeepokken die op de huid van een walvis vastzitten (zie figuur 6). De zeepokken hebben voordeel, want ze hebben een woonplaats, reizen mee, komen steeds in vers water en kunnen hun verspreidingsgebied vergroten. Maar misschien is deze vorm van samenleven nadelig voor de walvis. Heeft de walvis hier last van bij het zwemmen? Onderzoek zal dat moeten uitwijzen. 36

Figuur 6 Heeft de grijze walvis voordeel van de zeepokken?

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4

Parasieten en gastheren Een veel voorkomende vorm van symbiose is parasitisme. Hierbij profiteert maar één van de twee soorten. De andere soort ondervindt er nadeel van of kan er zelfs van doodgaan. Een parasiet is een organisme dat op of in een ander organisme leeft en zich daar meestal voortplant. Er zijn heel veel soorten parasieten. Het organisme dat de parasiet bij zich draagt noem je de gastheer. Misschien ben jij ook wel eens gastheer geweest van hoofdluizen, steekmuggen of het wrattenvirus.

Figuur 7 Deze schimmel parasiteert op een andere schimmel.

Vlooien en teken zijn ook parasieten. Ze leven van het bloed van andere organismen. Meestal merkt de gastheer daar niet veel van, hoogstens heeft die een beetje jeuk. Soms kun je van een teek toch ziek worden. Sommige teken zijn namelijk besmet met een bacterie. Die kregen ze in hun lichaam door bloed te zuigen van besmette knaagdieren of egels (zie figuur 8). De teek kan de bacterie overdragen op het organisme waarvan hij bloed opzuigt. Bij mensen kan de bacterie de ziekte van Lyme veroorzaken. Je wordt dus niet ziek van de teek zelf, maar van de bacterie die hij in jouw bloed heeft gebracht. De teek is een parasiet die een parasiet overbrengt.

Figuur 9 Zo verwijder je een teek.

Figuur 8 Egel met teken. Sommige teken zijn besmet met bacteriën.

Teken leven in bossen, duinen, parken en tuinen, in hoog gras of tussen dode bladeren. Na een wandeling is het verstandig om jezelf op teken te controleren en ze op de juiste manier te verwijderen (zie figuur 9).

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving Veel parasieten zijn ziekteverwekkers: ze maken de gastheer ziek. De meeste parasieten zorgen ervoor dat hun gastheer niet doodgaat, want dan hebben ze geen voedsel en woonplaats meer. Toch kunnen parasieten dodelijk zijn. Zo legt de paddenvlieg eitjes bij de neus van een pad. De larven uit de eitjes eten eerst de neus van de pad op, dan de ogen en daarna de hersenen. De pad overleeft dit niet. De volgegeten larven blijven een tijdje in de grond, verpoppen en komen er als vliegen uit te voorschijn.

WIST JE DAT? Bomen communiceren met elkaar Als je door het bos loopt, gebeurt er onder je voeten iets bijzonders. Bomen en schimmels werken onder de grond samen. De boomwortels en de schimmeldraden wisselen voedingsstoffen met elkaar uit en zijn afhankelijk van elkaar. Kort geleden is ontdekt dat bomen de schimmels ook gebruiken om te communiceren. Als insecten een boom in een bos kaal eten, Boomwortels en schimmeldraden vormen een dan geeft die boom een signaal door ‘Wood Wide Web’. aan ‘zijn’ schimmel onder de grond. De signaalstoffen gaan via het uitgebreide netwerk van schimmeldraden naar bomen in de buurt. De andere bomen veranderen na dit signaal de samenstelling van hun bladeren, waardoor ze bijvoorbeeld bitter gaan smaken. De insecten laten hen dan met rust.

OPDRACHTEN 2

Omgevingsfactoren Sommige dierentuinen hebben een groot aquarium. In aquaria spelen verschillende omgevingsfactoren een rol. Zijn deze omgevingsfactoren in een aquarium biotisch of abiotisch?

• • • • • • •

De lucht is een Het zoutwater is een

omgevingsfactor. omgevingsfactor.

De bacteriën zijn

omgevingsfactoren.

Het zand is een

omgevingsfactor.

Het licht is een De algen zijn Het vissenvoer is een

omgevingsfactor. omgevingsfactoren. omgevingsfactor.

1.4

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

Plantengordels Bekijk het lijstje van organismen en hun kenmerken.

• • • •

Blauwe pijlgifkikker: Zijn omgeving moet warm zijn en zijn huid moet goed vochtig blijven. Hij eet kleine insecten. Laplanduil: Kan goed tegen kou en heeft bomen nodig om nesten in te bouwen. De gewone grootoorvleermuis: Leeft vooral in open loof- en naaldbossen, waar hij tussen de bomen kan jagen. Hij kan niet tegen extreme kou en extreme hitte. Europese haas: Kan goed tegen wind en regen. Kan niet tegen extreme kou en extreme hitte.

Bekijk de afbeelding, omcirkel in de afbeelding de leefomgeving van de dieren en schrijf de naam van het dier erbij. laag

poolijs

toendra

temperatuur

1.4

naaldbos (taiga)

woestijn

hoog

woestijn weinig

struikvegetatie

(maquis en chaparral)

grasland

(steppe en prairie)

loofbos

naaldbos

tropisch loofbos

grasland (savanne)

neerslag

tropisch regenwoud veel

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4

Bladsnijdersmieren De bladsnijdersmieren leven in een ondergrondse ‘tuin’. Ze brengen er levende bladeren naartoe. Op deze bladeren laten ze schimmels groeien. De schimmels zijn voedsel voor de mieren. Uit onderzoek blijkt dat de mieren een bacterie bij zich dragen die andere, ongewenste bacteriën bestrijden. Deze tasten de schimmeltuin namelijk aan.

Welke vormen van symbiose tussen de verschillende organismen staan in de tekst beschreven? Kies de juiste antwoorden. Blad + schimmel: de één heeft voordeel, de ander heeft geen nadeel | parasitisme | voordeel voor beide organismen Mier + schimmel: de één heeft voordeel, de ander heeft geen nadeel | parasitisme | voordeel voor beide organismen De mieren hebben bacteriën | bladeren | schimmels bij zich die ervoor zorgen dat de bacterie | bladeren | schimmeltuin niet door andere bacteriën wordt aangetast.

• • • 5

Sloot In een bepaalde sloot zijn de abiotische factoren heel gunstig voor een kikkersoort. Toch worden er bij onderzoek maar weinig kikkers van deze soort geteld. Noem drie biotische factoren als oorzaak van het kleine aantal kikkers in deze sloot.

Woestijndieren Dieren die in de woestijn leven, hebben vaak een aantal kenmerkende eigenschappen. Vul de zinnen aan. Een woestijndier produceert veel | weinig urine. Een woestijndier is ‘s nachts | overdag actief. Een woestijndier haalt zijn vocht uit drinkwater | voedsel. Veel woestijndieren hebben grote | kleine oren om veel warmte af te kunnen geven.

• • • • 7

Zombie-mieren Bekijk dit filmpje. Zijn de uitspraken juist of onjuist? 1 De schimmel in het filmpje is een parasiet. 2 De schimmel maakt paddenstoelen aan. 3 Het gedrag van de mier wordt beïnvloed door de schimmelinfectie, waardoor de mier (door omhoog te klimmen) de schimmel beter verspreidt. 4 De mier wordt zombie-mier genoemd, omdat er een steel uit zijn hoofd groeit.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4

EXTRA OPDRACHTEN 8

Malaria De malariaparasiet is een eencellig organisme dat bij mensen de ernstige ziekte malaria kan veroorzaken. De malariamug is de tussengastheer van de malariaparasiet. Dat wil zeggen dat de mug wordt besmet met de parasiet, maar er niet ziek van wordt. Als een besmette malariamug een mens steekt, brengt hij de malariaparasiet over op deze persoon. Mensen zijn de gastheer van de parasiet. De malariaparasiet is heel erg soortspecifiek: alleen mensen worden ziek en alleen de malariamug brengt de parasiet over.

a Welk organisme veroorzaakt de ziekte malaria? ◯ malariaparasiet ◯ malariamug ◯ mens

b Welke twee gastheren heeft de malariaparasiet? c Beantwoord de twee vragen met ja of nee.

• •

Kan de malariaparasiet zich verspreiden in een gebied waar geen mensen wonen? Kan de malariaparasiet zich verspreiden in een gebied waar geen malariamuggen leven?

Malariamug

Relaties tussen soorten In de tabel rechts zie je zes mogelijkheden (a t/m f) van de invloed die twee soorten X en Y op elkaar kunnen uitoefenen. De invloed kan voordelig (+), nadelig (-) of neutraal zijn (0). Hieronder staan vier mogelijke relaties tussen soorten. Geef bij elke relatie aan welke regel van de tabel (a t/m f) van toepassing is.

Invloed van soort X op soort Y

Invloed van soort Y op soort X +

◯

2 voordeel voor beide organismen

◯

3 parasitisme

◯

4 predatie

◯

één heeft voordeel en de ander heeft geen nadeel

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Organismen en hun omgeving

1.4

Kerkuil Muizen zijn het hoofdvoedsel van de kerkuil. De kerkuil vliegt bijna geruisloos, waardoor een muis hem niet hoort naderen. De kerkuil kan bijna zonder geluid vliegen omdat zijn veren zijn aangepast. De voorste vleugelveer heeft een rij kleine haken die het geluid dempen. Mensen die in de buurt van een windmolen wonen klagen soms over geluidsoverlast.

Kerkuil

Getty Images / iStock / KeithSzafranski

Uilenveer ingezoomd

Welke vorm kunnen de wieken hebben om zo min mogelijk geluid te creëren? Teken de vorm die de wieken volgens jou moeten krijgen.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus. 42

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

1.5 ALLES HANGT SAMEN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen dat je de natuur op verschillende niveaus kunt bekijken. uitleggen hoe deze niveaus met elkaar samenhangen. uitleggen wat een ecosysteem is en voorbeelden noemen. uitleggen wat een voedselkringloop is en voorbeelden noemen.

• • • •

Bij deze paragraaf horen de volgende practicumopdrachten: De microscoop (1) De microscoop (2) Overleg met je docent welke je gaat uitvoeren.

• •

STARTOPDRACHT 1

1.5

Inzoomen vanuit het heelal Onze aardbol is maar een klein onderdeel van het heelal. Bij het vak biologie bestudeer je de organismen op aarde. Daarbij zoom je steeds verder in op steeds kleinere delen. Dit heb je nodig: internetverbinding telefoon app om een fotocollage te maken

• • •

Dit ga je doen: 1 Zoek een foto van de aarde vanuit de ruimte. 2 Zoek andere foto’s waarbij je steeds een stapje inzoomt. 3 Begin met de foto van de aarde. 4 Bij je foto’s zitten in ieder geval een foto van een organisme en een foto van een cel. 5 Gebruik minimaal acht foto’s. Maak de fotocollage.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

1.5

THEORIE Van organisme tot biosfeer Stel: je bekijkt een natuurfilm over de bruine beer. De film begint met het leefgebied van bruine beren: een groot bos in Noord-Amerika. In het bos leven veel soorten organismen die er thuishoren en die elkaar beïnvloeden. Al die organismen vormen samen met de abiotische omgevingsfactoren een ecosysteem. Voorbeelden van andere ecosystemen zijn: een woestijn, een weiland, een zee. Alle ecosystemen samen vormen de biosfeer. De biosfeer is het leefgebied van alle organismen op de aarde (zie figuur 1). Hierna zoomt de film in op de beren en de andere Figuur 1 Onze biosfeer soorten organismen die in dat bos leven. Je ziet hun levensgemeenschap. In een levensgemeenschap bekijk je alle organismen die samen in een gebied leven.

Dan worden een mannetjesbeer en een moederbeer met drie jongen in de film gevolgd. Deze berenfamilie is onderdeel van een grotere groep beren die daar leeft. Zo’n groep organismen van dezelfde soort die in een bepaald gebied leeft, noem je een populatie. Uitzoomend kom je vijf niveaus tegen: organisme, populatie, levensgemeenschap, ecosysteem en biosfeer. De niveaus hangen sterk met elkaar samen (zie figuur 2). Als bijvoorbeeld de abiotische omgevingsfactoren blijvend veranderen, zal het hele ecosysteem veranderen en verdwijnen er soorten uit de levensgemeenschap. Dat kan betekenen dat de voedselbronnen voor de beren verdwijnen, waardoor de populatie beren steeds kleiner wordt. Uiteindelijk komen er geen beren meer voor in dat gebied.

biosfeer

ecosysteem

levensgemeenschap

Veel verschillende ecosystemen Het klimaat en de bodem bepalen welk ecosysteem in een gebied kan voorkomen. Tropische regenwouden vind je in gebieden waar het altijd heel warm is en vaak regent. De kenmerken van dit ecosysteem zijn: dichte begroeiing, hoge bomen en heel veel organismen. Op andere delen van de aarde met andere klimaten en andere bodems vind je andere ecosystemen, zoals woestijnen, naaldbossen, steppen en savannen. 44

populatie

organisme

Figuur 2

De bruine beer, van organisme tot biosfeer

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

1.5

In Nederland heb je verschillende ecosystemen. De meeste ervan zijn erg beïnvloed door de mens. Neem bijvoorbeeld de weilanden met koeien en schapen. Dat zijn vochtige gebieden, waar de grond veel mest krijgt en het gras wordt gemaaid. Voor weidevogels zoals de kievit en de grutto zijn weilanden een geschikte leefomgeving. Op andere ecosystemen, zoals de duinen, hebben de mensen minder invloed en kan de natuur haar gang gaan. Belangrijke abiotische omgevingsfactoren in de duinen zijn de grond, het zout en de droogte. De grond bestaat vooral uit zand dat zoutig is door de invloed van de zee. Het regenwater zakt snel naar de ondergrond. De bovenlaag is daarom vaak heel droog. Er leven weinig soorten organismen (zie figuur 3). Naarmate je verder van de kust af gaat zie je meer begroeiing met struiken en bomen (zie figuur 4).

Figuur 4 Ecosysteem in de duinen verder van de zee af

Figuur 3 Ecosysteem in de duinen vlakbij de zee

Ook zeeën en rivieren zijn ecosystemen. De Waddenzee is een belangrijk gebied voor het opgroeien van jonge zeevis. Dat heeft te maken met de beweging van eb en vloed en veel voedselrijk zeewater. Ecosystemen hoeven helemaal niet zo groot te zijn. Neem een slootje of een klein moeras. De waterdieren en waterplanten vormen samen met de bodem, het water en de lucht ook een ecosysteem (zie figuur 5).

lucht

libelle

riet waterlelie

kattenstaart

lisdodde

dotterbloem

blauwe reiger

water

waterhoen

wilde eend kikker mossel

geelgerande waterkever

voorn

pijlkruid

bodem

Figuur 5 Het ecosysteem van een moeras

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

1.5

De voedselkringloop in een ecosysteem In een ecosysteem zijn organismen onderling afhankelijk van elkaar. Het is een systeem van eten en gegeten worden. Planteneters eten planten en krijgen zo voedingsstoffen binnen die in de plant zitten. De planteneters worden gegeten door vleeseters en zo worden er weer voedingsstoffen doorgegeven. Hetzelfde gebeurt als vleeseters andere vleeseters opeten. Planten, planteneters en vleeseters gaan een keer dood en worden dan dode resten. Dode resten dienen als voedsel voor de bacteriën en schimmels in de grond. Zij produceren daarbij stoffen die planten weer gebruiken als voedingsstoffen. Voedingsstoffen worden dus voortdurend doorgegeven. Je noemt dit een voedselkringloop (zie figuur 6)

planten

voedingsstoffen

dode resten

planteneters

voedingsstoffen

dode resten

vleeseters

dode resten

voedingsstoffen schimmels en bacteriën

Figuur 6 Voedselkringloop. Hierin worden voedingsstoffen doorgegeven.

De samenhang verstoord Soms wordt de samenhang in een ecosysteem verstoord. Bijvoorbeeld wanneer mensen bestrijdingsmiddelen gebruiken om landbouwgewassen te beschermen tegen ziekten. Veel bestrijdingsmiddelen zijn schadelijk voor insecten. Ze gaan ervan dood. Insecten zijn voedsel voor vogels en kleine dieren (zoals muizen, egels). Als deze dieren te weinig insecten kunnen eten, neemt hun aantal af. Daardoor neemt ook het aantal roofvogels af dat deze kleine dieren eet. Door het gebruik van bestrijdingsmiddelen raakt de voedselkringloop dus verstoord. Dat heeft een nadelige invloed op het hele ecosysteem. 46

Figuur 7 Oehoenest met ouder en jong. De jongen hebben veel voedsel nodig.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

WIST JE DAT? Exoten Wasberen zijn vanuit Noord-Amerika naar Duitsland gehaald. In Duitsland zijn er al zo’n 1,5 miljoen en in Oost-Nederland worden ze steeds vaker gezien. Wasberen horen hier van oorsprong niet thuis. Ze hebben hier geen natuurlijke vijanden. Als de aantallen sterk toenemen, gaan ze concurreren met de bunzing en de marter. Dat zijn dieren die hier van nature wel voorkomen. De wasbeer kan ze verdringen doordat hij hun plaats in het ecosysteem inneemt.

De wasbeer is een exoot in Nederland.

Organismen die vanuit een ver land hiernaartoe verhuisd zijn en een plekje in de natuur hebben gevonden, noem je exoten. Er zijn ook planten die van heel ver gekomen zijn en het hier goed doen. Een voorbeeld is de Japanse duizendknoop. Deze groeit snel en verdringt andere soorten planten. De Japanse bladvlo wordt tegenwoordig ingezet om de Japanse duizendknoop te bestrijden. De ene exoot wordt bestreden met de andere exoot!

OPDRACHTEN 2

Niveaus in de biologie Zet de niveaus in de biologie in de juiste volgorde van klein naar groot.

▢ ▢ ▢ ▢ ▢ 3

biosfeer ecosysteem levensgemeenschap organisme populatie

Onderdeel van de biosfeer? Is een stad een onderdeel van de biosfeer? Kies alle goede antwoorden. ☐ Ja, omdat in de stad levende organismen voorkomen. ☐ Ja, omdat de stad het leefgebied is voor mensen. ☐ Nee, omdat de stad geen natuurgebied is. ☐ Nee, omdat de stad alleen uit abiotisch omgevingsfactoren bestaat.

Afbreekbaar? Schimmels zijn heel belangrijk voor het afbreken van al het dode materiaal op aarde. Zonder schimmels zouden we leven op een dikke laag van poep, botten, takken, haren en huid. Schimmels zorgen ervoor dat dit natuurlijke afval bijna helemaal verdwijnt. Alles wordt hergebruikt. Stoffen die in de levende natuur gemaakt worden zijn afbreekbaar. Maar mensen maken stoffen die niet of heel langzaam afbreekbaar zijn.

1.5

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

1.5

Welke stoffen zijn afbreekbaar en welke stoffen zijn niet of slecht afbreekbaar? afbreekbaar

niet of slecht afbreekbaar

◯

2 glas

◯

3 papier

◯

4 hout

◯

5 schillen van groente en fruit

◯

6 ijzer

◯

plastic

Onderzoek op niveau Wetenschappers hebben de volgende vragen. Ze doen onderzoek om die vraag te beantwoorden. Kies per onderzoeksvraag op welke twee niveaus het onderzoek plaatsvindt.

organisme

populatie

ecosysteem

biosfeer

Waardoor neemt het aantal wolven in Nederland toe?

☐

Wat is de beste watertemperatuur in een aquarium om goudvissen te houden?

☐

Waardoor neemt het aantal wilde bijen in Nederland steeds verder af?

☐

Welke effecten heeft een grote vulkaanuitbarsting in de atmosfeer op de wereldwijde plantengroei?

☐

Waardoor gaan bomen dood als je ze teveel snoeit?

☐

Producenten en consumenten Bedrijven die producten maken worden producenten genoemd. Mensen die de producten kopen en gebruiken worden consumenten genoemd. Ook in de biologie kom je de begrippen producenten en consumenten tegen.

a Waarom worden de planten in de voedselketen weleens producenten genoemd? b Waarom worden de planteneters en vleeseters weleens consumenten genoemd?

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Alles hangt samen

1.5

Voedselkringloop in de zee In het ecosysteem van de zee is een aantal organismen afhankelijk van elkaar. Op welke plek horen de volgende organismen in de voedselkringloop? 1

algen

garnaal

orka

vis

zeehond

schimmels en bacteriën

EXTRA OPDRACHTEN 8

Biotisch of abiotisch Welke factoren in een ecosysteem zijn biotisch en welke abiotisch? abiotisch

biotisch

bacteriën

◯

2 soortgenoten

◯

3 regen

◯

4 warmte van de zon

◯

5 roofdieren

◯

6 struiken

◯

7 zand

◯

Rotsen en biosfeer Zijn de grote harde rotsblokken waaruit bergen zijn opgebouwd onderdeel van de biosfeer? Kies alle goede antwoorden. ☐ Ja, omdat op de rotsblokken organismen voorkomen. ☐ Nee, omdat in de rotsblokken geen organismen voorkomen. ☐ Ja, omdat de rotsblokken onderdeel van de aardbodem zijn. ☐ Nee, omdat de rotsblokken alleen een abiotische omgevingsfactor zijn.

Voedselkringloop is verstoord Dit schema geeft een voedselkringloop weer in een ecosysteem. Deze voedselkringloop bestaat uit vier onderling afhankelijke populaties. Wat gebeurt er als er door een ziekte veel organismen in populatie 2 doodgaan? Kies alle goede antwoorden. ☐ Het aantal organismen in populatie 1 neemt af. ☐ Het aantal organismen in populatie 1 neemt toe. ☐ Het aantal organismen in populatie 3 neemt af. ☐ Het aantal organismen in populatie 3 neemt toe. Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6 BIOLOGISCH ONDERZOEK Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen dat je op verschillende manieren biologisch onderzoek kunt doen. uitleggen welke stappen er zijn in een biologisch onderzoek. uitleggen welke diagrammen je gebruikt om de resultaten van een onderzoek overzichtelijk weer te geven.

• • •

Bij deze paragraaf horen de volgende practicumopdrachten: Tabel en staafdiagram Tabel en lijngrafiek Zaden Kikkervisjes Overleg met je docent welke je gaat uitvoeren.

• • • •

STARTOPDRACHT 1

Verschillende schoenmaten De schoenmaten van de leerlingen in je klas zijn niet allemaal hetzelfde. Hoe is de verdeling van schoenmaten in je klas? Wat is de grootste en kleinste maat? Je gaat het onderzoeken. Dit heb je nodig: tekenvel A3 formaat stift

• •

Dit ga je doen: 1 Werk in viertallen. 2 Overleg hoe je het onderzoek gaat aanpakken. 3 Voer het onderzoek uit. 4 Geef de resultaten overzichtelijk weer. 5 Vergelijk de weergave van je resultaten met de andere groepen. Welk resultaat ziet er het meest overzichtelijk uit? Noem twee argumenten.

1.6

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6

THEORIE Biologisch onderzoek in Nederland Bijna elke dag is er wel nieuws over de wolf. De wolf was verdwenen uit Nederland, maar is na 150 jaar weer terug (zie figuur 1). De universiteit in Wageningen doet veel onderzoek naar de wolf. Ze houden de wolvenstand nauwkeurig bij, ze onderzoeken waar ze nu leven, of ze zich uitbreiden en welke prooidieren ze eten. Soms doden ze schapen, dan ontvangen de schapenhouders een vergoeding. © Shutterstock / Bildagentur Zoonar GmbH

Op de Veluwe lopen één of meer roedels Figuur 1 De Europese grijze wolf is na (wolvenfamilies) rond. Uit onderzoek in Duitsland 150 jaar terug in Nederland. is bekend dat wolvenfamilies in hun eigen territorium vooral wilde dieren eten en minder vaak schapen doden. Dat is goed nieuws voor schapenhouders. Biologen onderzoeken op welke manier het ecosysteem in Nederland kan veranderen als er een aantal roedels leeft. De onderzoeken zijn belangrijk voor het behoud van de wolf. Er wordt ook onderzocht op welke manier mensen zo min mogelijk last hebben van de wolven. Er zijn namelijk ook mensen die de wolf niet in Nederland terug willen.

Zelf biologisch onderzoek doen Aan het begin van deze paragraaf heb je onderzoek gedaan naar de schoenmaten van je klasgenoten. Er zijn veel verschillende manieren van onderzoek doen. Als je met een vergrootglas een blad van een plant bekijkt en daarvan een tekening maakt, ben je ook bezig met onderzoek. Je doet dan een waarneming die je vastlegt met een tekening. Dat gebeurt vaak bij een practicum en ook bij een eigen onderzoekje. Je kunt je eigen vragen bedenken en deze beantwoorden door zelf onderzoek te doen. Dit is een leuk en spannend onderdeel van de biologie. Bij biologisch onderzoek neem je steeds dezelfde stappen. Elke stap begint met een vraag die je jezelf stelt. Hieronder staan de stappen. Erbij staat een voorbeeld van een onderzoekje: hoe snijbloemen (bijvoorbeeld tulpen in een vaas) water opnemen. Stap 1. Welke vraag heb ik over een bepaald onderwerp? Stel een zo nauwkeurig mogelijke vraag, waarop je met je onderzoek een antwoord kunt geven. Je noemt dat de onderzoeksvraag. Voorbeeld: Snijbloemen in een vaas moet je af en toe extra water geven. Je vraagt je af hoe het komt dat de snijbloemen water kunnen opnemen, terwijl ze geen wortels hebben. Je stelt de volgende onderzoeksvraag: Waardoor nemen snijbloemen water op als ze in een vaas staan? Stap 2. Wat moet ik van tevoren weten over dit onderwerp om het onderzoek te kunnen doen? Ga op zoek naar gegevens over dit onderwerp, bijvoorbeeld in de bibliotheek, op internet, in biologieboeken. Je noemt dit bronnenonderzoek. Voorbeeld: Wat is er al bekend over de opname van water door planten? Je leest bijvoorbeeld dat water verdampt via de bladeren en dat dat invloed heeft op de wateropname.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6

Stap 3. Welk antwoord op mijn onderzoeksvraag verwacht ik? Dit noem je de hypothese. Voorbeeld van een hypothese: Door de aanwezigheid van bladeren neemt de snijbloem water op uit de vaas. Stap 4. Op welke manier ga ik dit onderzoeken? Bedenk hoe je het onderzoek wilt uitvoeren en welke materialen je daarvoor nodig hebt. Dit noem je de methode en materialen. Voorbeeld: Ik neem twee glazen of reageerbuizen met een gelijke hoeveelheid water. Ik neem twee snijbloemen van dezelfde soort en dezelfde grootte. Van één van de twee stengels verwijder ik de bladeren. Ik zet elke stengel in het glas of de reageerbuis met water (zie figuur 2). Na een dag kijk ik welke snijbloem het meeste water heeft opgenomen. Stap 5. Uitvoering Nu ga je het onderzoek doen, volgens de door jou beschreven methode en met de materialen die je ervoor nodig hebt. Stap 6. Wat neem ik waar en wat meet ik tijdens en na de uitvoering? Dit noem je de resultaten. Het is belangrijk dat je de resultaten opschrijft en netjes ordent (bijvoorbeeld in een tabel en een grafiek). Een grote hoeveelheid resultaten kun je dan overzichtelijk presenteren. Ook kun je dan beter conclusies trekken. Voorbeeld: Je noteert bij beide snijbloemen hoeveel centimeter het water is gezakt (zie figuur 2). - Snijbloem met bladeren: 1,5 cm - Snijbloem zonder bladeren: 0,5 cm Stap 7. Welke conclusie(s) kan ik uit mijn onderzoek trekken? Je noteert welke conclusie of conclusies je uit deze proef kunt trekken. Voorbeeld: Door de aanwezigheid van bladeren neemt een snijbloem meer water op dan een snijbloem zonder bladeren. Stap 8. Achteraf stel je vragen over je onderzoek. Ging het onderzoek naar wens? Komt eruit wat ik verwacht heb? Ging er iets fout? Wil ik er nog meer onderzoek naar doen? Dit noem je de discussie. Voorbeeld: Ook de snijbloem zonder bladeren nam water op. Waardoor zou dat komen? Dat kan een mooi vervolgonderzoek zijn.

waterstand aan het begin

Figuur 2 Een onderzoekje met tulpen

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

OPDRACHTEN 2

Onderzoeksstappen Zet de onderzoeksstappen van wetenschappelijk onderzoek in de juiste volgorde.

▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ 3

conclusie discussie hypothese methode en materialen onderzoeksvraag resultaten uitvoering onderzoek

Dierenverblijf Bonobo’s Je gaat meedoen met een prijsvraag van een dierentuin. Je maakt daarvoor een ontwerp voor het dierenverblijf van de bonobo’s. Maak een kort werkplan van alle dingen die je gaat doen om het (winnende) ontwerp te maken en te presenteren.

Bonobo’s in de dierentuin Gebruik de vaardigheidskaart voor het maken van een werkplan. Het werkplan mag ongeveer 100 woorden hebben.

Onderzoek wateropname Je hebt na een onderzoek de conclusie getrokken dat een snijbloem (een tulp) met bladeren meer water opneemt dan een snijbloem zonder bladeren. In de discussie aan het einde van je onderzoek krijg je een idee over een vervolgonderzoek. Je hebt namelijk tijdens je onderzoek waargenomen dat zelfs de snijbloem zonder bladeren een beetje water opneemt. Je vraagt je af waardoor dat gebeurt.

a Hoe luidt je onderzoekvraag? b Het valt je op dat de delen waaruit de bloem van een tulp is opgebouwd heel veel overeenkomsten hebben met de gewone bladeren. Hoe luidt je hypothese?

c Welke experiment ga je uitvoeren?

1.6

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6

Onderzoek pijnstillers Bij een onderzoek naar de werkzaamheid van een pijnstiller krijgt een aantal mensen met hoofdpijn een pijnstiller om de werkzaamheid te onderzoeken. Er wordt genoteerd na hoeveel tijd de pijnstiller werkt. Het blijkt dat na een halfuur de helft van de mensen geen hoofdpijn meer heeft. De conclusie uit het onderzoek is dat het middel goed werkt. Wat is er niet goed aan dit onderzoek en deze conclusie?

Broedvogeltelling Een onderzoeker telt in een gebied het aantal broedende vogels van verschillende soorten. Hij telt in dat gebied 15 zwarte mezen (a), 10 boomkruipers (b), 4 grote bonte spechten (c) en 2 sperwers (d). 20

a b c d

15 10

= = = =

zwarte mezen boomkruipers grote bonte spechten sperwers

a b c d

15 10

= = = =

zwarte mezen boomkruipers grote bonte spechten sperwers

= = = =

zwarte mezen boomkruipers grote bonte spechten sperwers

a b c d

15 10

= = = =

zwarte mezen boomkruipers grote bonte spechten sperwers

5 0

a b c d

5 0

Vier diagrammen bij de vogeltelling

Wat is de beste manier om deze aantallen in een diagram neer te zetten? ◯ diagram 1

◯ diagram 2

◯ diagram 3

◯ diagram 4

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6

Pissebedden in het licht Karel wil onderzoeken of pissebedden liever in het licht of in het donker zitten. De proefomgeving heeft een niet-verlicht gedeelte (deel A) en een verlicht gedeelte (deel B). Hij laat de pissebedden in de ruimte rondlopen en registreert elke vijf minuten waar de pissebedden zich bevinden (zie tabel 1).

Tabel 1

Pissebedden geregistreerd per gedeelte Deel A (donker)

Deel B (verlicht)

Halverwege het experiment doet hij het licht in ruimte B uit en meet weer op dezelfde manier de verblijfplaats van de pissebedden. Als hij naar de resultaten kijkt, ziet hij iets opvallends (zie tabel 2). Tabel 2

Pissebedden geregistreerd per gedeelte Deel A (donker)

Deel B (donker)

Karels medeleerling Eline heeft een paar ideeën waardoor dat zou komen. Welke oorzaken zijn aannemelijk? ☐ Meer pissebedden gingen nu de ruimte inspecteren. ☐ De ruimte was aantrekkelijk door de warmte van de verlichting die daar aan was geweest. ☐ De pissebedden zijn op zoek naar eten. ☐ De pissebedden willen zich graag over beide gedeelten verdelen.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6

EXTRA OPDRACHTEN 8

Drie vormen van onderzoek Je kunt ook onderzoek doen zonder een experiment. Je gaat dan bijvoorbeeld vogels tellen in een gebied of je vergelijkt een aantal onderzoeken van anderen met elkaar. Je noemt dit soort onderzoek een beschrijvend onderzoek. Bij bedrijven die nieuwe apparaten bouwen, zijn ontwerpers in dienst. Zij doen ontwerpend onderzoek. Geef bij de onderzoeksvragen aan welk soort onderzoek ervoor nodig is. onderzoek met een hypothese

beschrijvend onderzoek

ontwerpend onderzoek

◯

2 Hoe ga ik mijn kamer opnieuw inrichten?

◯

3 Waardoor zijn mijn mooie planten doodgegaan?

◯

4 Welke leuke dingen ga ik in mijn vakantie doen?

◯

5 Waardoor heeft mijn vriendin Sonja een beter cijfer voor haar proefwerk gehaald?

◯

6 Welke planten ga ik in de tuin plaatsen en waar ga ik ze neerzetten?

◯

Hoeveel water drinkt mijn hamster per dag?

Pissebedden Karel heeft onderzocht of pissebedden liever in het niet-verlichte gedeelte (deel A) van de proefomgeving zijn of in het verlichte gedeelte (deel B). Het resultaat van het onderzoek laat zien dat de pissebedden vaker in het niet-verlichte deel A van de proefomgeving voorkomen. Karel trekt de conclusie dat de pissebedden een voorkeur hebben voor het niet-verlichte gedeelte A. Zijn medeleerling Eline zegt dat hij ook een keer het experiment moet doen waarbij beide delen A en B niet verlicht zijn. Karel zegt dat dat niet nodig is. Wie heeft gelijk en waarom? ◯ Karel heeft gelijk, omdat de pissebedden dan niet kunnen kiezen. ◯ Karel heeft gelijk, omdat de pissebedden dan overal evenveel komen. ◯ Eline heeft gelijk, omdat je moet testen of de voorkeur voor het deel A misschien door iets anders wordt veroorzaakt. ◯ Eline heeft gelijk omdat je een proef altijd meerdere keren moet herhalen.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Biologisch onderzoek

1.6

De zaklantaarn doet het niet Bekijk de afbeelding. Zet de gedachten van Tim in de juiste volgorde.

▢ Als ik er een nieuw lampje in doe, dan gaat het licht schijnen. ▢ Als ik er een nieuwe batterij in doe, dan gaat het licht schijnen. ▢ De zaklantaarn doet het nog steeds niet. ▢ Hé, deze zaklantaarn doet het niet! 1 ▢ Het komt doordat de batterij leeg is. ▢ Het komt doordat het lampje stuk is. ▢ Hoe komt het dat de zaklantaarn het niet doet? ▢ Ik doe een nieuw lampje in de zaklantaarn. ▢ Ik doe een nieuwe batterij in de zaklantaarn. ▢ Ja! De zaklantaarn doet het! 2

Onderzoek naar de zaklantaarn

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

1.7

VERBREDING:

BIOLOGIE DOOR DE EEUWEN HEEN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: enkele belangrijke doorbraken in het natuurwetenschappelijk onderzoek noemen en aangeven waarom dit zo belangrijk is (geweest). aangeven hoe mensen in de loop van de geschiedenis aankijken tegen natuurwetenschappelijk onderzoek. uitleggen waardoor in sommige perioden een opleving van natuurwetenschappelijk onderzoek kon plaatsvinden.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Biologische ontdekkingen Vanaf ongeveer het jaar 1500 zijn er veel biologische ontdekkingen gedaan. Elke ontdekking zorgde voor nieuwe inzichten en daardoor weer voor nieuwe ontdekkingen en uitvindingen. Met deze opdracht breng je de biologische ontwikkelingen in kaart. Dit heb je nodig: knipblad biologische ontdekkingen achterin het boek schaar

• •

Dit ga je doen: 1 Werk in tweetallen. 2 Knip de 15 kaartjes uit. 3 Overleg wat een logische volgorde is. 4 Leg de kaartjes in die volgorde. 5 Vergelijk jullie oplossing met die van een ander tweetal. 6 Probeer samen met de andere groep tot de goede oplossing te komen. 7 Controleer jullie antwoord. Je mag internet gebruiken.

1.7

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

1.7

In welke volgorde vonden vanaf 1500 de ontdekkingen, doorbraken en uitvindingen plaats? Ontdekkingen, doorbraken en uitvindingen. Zie ook het knipblad achterin.

Ontdekking menselijke eicel

Publicatie evolutietheorie

Eerste harttransplantatie

Uitvinding van CRISPR Cas (knippen en plakken DNA)

Ontdekking bloedsomloop

Uitvinding anticonceptiepil

Ontdekking hormonen

Uitvinding microscoop

Ontdekking werking antibiotica

Ontdekking levende cellen

Ontdekking overerving van eigenschappen

Uitvinding ECG (hartfilmpje, grafiek van hartslag)

Eerste juiste beschrijving hoe mensen zijn opgebouwd

Ontdekking ziekteverwekkende bacteriën

Ontdekking structuur van DNA

THEORIE Practische kennis om te overleven Al duizenden jaren bestuderen mensen de natuur om zich heen. Een jager bestudeerde het gedrag van prooidieren zodat hij wist hoe hij het beste ongemerkt dichtbij kon komen. Om veel planten te kunnen oogsten wist de landbouwer precies wanneer hij moest zaaien en in welk soort grond. In de oertijd gebruikten mensen geneeskrachtige planten. Kennis van de natuur was toen vooral praktische kennis die nodig was om te overleven. Vaak was er een dorpshoofd of medicijnman die veel belangrijke kennis had en daardoor aanzien had. Door de eeuwen heen hebben wetenschappers steeds meer kennis opgebouwd. Daardoor heeft het vak biologie zich kunnen ontwikkelen. We weten steeds meer over de bouw en werking van het menselijk lichaam. We hebben allerlei medicijnen uitgevonden en weten veel beter wat gezonde voeding is. Vroeger stierven veel baby's al in hun eerste levensjaar aan kinderziektes. Tegenwoordig zijn er vaccinaties waardoor kinderziektes geen doodsoorzaak meer hoeven te zijn. In deze paragraaf lees je over de ontwikkeling van de biologie met enkele voorbeelden van belangrijke doorbraken.

Klassieke oudheid en het werk van Aristoteles Een van de eerste biologen was Aristoteles. Hij bestudeerde en beschreef alle planten en dieren die hij tegenkwam. Aristoteles leefde in Griekenland in de vierde eeuw voor Christus. Deze periode noemen we de Klassieke Oudheid. We beschouwen Aristoteles als de grondlegger van de natuurwetenschappen.

Figuur 1 Aristoteles noteerde alles wat hij ontdekte. 59

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

1.7

Aristoteles (zie figuur 1) was een filosoof die niet alleen nadacht over de natuur, maar ook veel waarnemingen deed tijdens al zijn reizen. Aristoteles zag het verband tussen de vorm en de functie van organen. Hij schreef veel boeken. Na zijn dood werden zijn boeken tot in de 18e eeuw op de universiteiten gebruikt. Omdat men dacht dat wat hij schreef de enige waarheid was, deed men verder niet veel onderzoek. Gedurende een lange periode ging de ontwikkeling van de biologie traag.

Ontdekking van het binnenste van de mens De kennis over het menselijk lichaam ontwikkelde zich vooral door het werk van de Romein Claudius Galenus (zie figuur 2). Hij leefde in de tweede eeuw na Christus. Galenus onderzocht de bloedsomloop en deed veel dierexperimenten. Hij deed onderzoek door middel van het ontleden van dode mensen. Hij beschreef de organen van de mens, maar hoe de organen werkten, wist hij niet. Hij begreep bijvoorbeeld niet hoe bloed door het lichaam stroomt. Zijn boeken bleven toch bijna vijftien eeuwen lang belangrijk voor de wetenschap.

Figuur 2 Galenus en twee andere artsen uit de geschiedenis

Na Galenus stond het onderzoek van het menselijk lichaam lange tijd stil. Dat kwam vooral omdat het bijna twee eeuwen lang verboden was om dode mensen te ontleden.

Opleving van de wetenschappen Vanaf de Middeleeuwen vond men kennis en wetenschap steeds belangrijker. Grote steden richtten zelf universiteiten op. Zo'n centrum van wetenschap zorgde voor welvaart en vooruitgang. In de 16e eeuw kwam het onderzoek naar de bouw en werking van het menselijk lichaam weer goed op gang. Dat gebeurde onder andere door Andreas Vesalius (zie figuur 3). Hij kende de boeken van Galenus en onderzocht ook zelf dode mensenlichamen (dat was nu toegestaan). Hij ontdekte dat Galenus veel organen verkeerd had beschreven. Vesalius schreef de eerste complete boeken over de bouw en de werking van het menselijk lichaam. Veel wetenschappers lazen zijn boeken. Door de uitvinding van de boekdrukkunst werden de boeken in grote hoeveelheden gedrukt en verspreid. Die boekdrukkunst is een belangrijke oorzaak van de opleving van de wetenschappen in de 16e en 17e eeuw. © Shutterstock / Everett Collection

Figuur 3 Andreas Vesalius op een ingekleurde afdruk.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

1.7

Figuur 4 Een van de anatomieboeken van Vesalius

Wetenschappelijke revolutie en de eerste microscopen Vanaf de 17e eeuw was er een grote vooruitgang in het wetenschappelijk onderzoek. Dat wordt de wetenschappelijke revolutie genoemd. Men onderzocht de natuur door zelf experimenten en waarnemingen te doen. Oude boeken, zoals die van Aristoteles en Galenus, werden niet meer gebruikt. Antonie van Leeuwenhoek (zie figuur 5) deed rond 1670 de eerste waarnemingen met een zelf gebouwde microscoop. Vanaf dat moment werden dingen zichtbaar die eerder verborgen waren gebleven. Oude theorieën over de bouw en de werking van organen en organismen werden omvergegooid. Van Leeuwenhoek ontdekte en tekende veel kleine organismen, zoals eencelligen en bacteriën. Ook bestudeerde hij de structuur van spiervezels en het insectenoog. Hij hield de constructie van zijn microscoop tot aan zijn dood geheim. Een aantal van zijn microscopen is bewaard gebleven (zie figuur 6).

Figuur 5 Antonie van Leeuwenhoek aan het werk met pincet en microscoop

Figuur 6 Microscoop van Van Leeuwenhoek, met bovenaan het kleine ronde lensje 61

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

Doorbraken in de natuurwetenschappen en de geneeskunde Het boek dat Charles Darwin in 1859 schreef bleek een mijlpaal in de biologie. Dat boek ging over de evolutietheorie. Hierin maakte hij duidelijk hoe nieuwe soorten kunnen ontstaan uit bestaande soorten. Zijn theorie geeft een verklaring voor veel biologische verschijnselen die men eerder niet begreep. Darwin onderzocht onder andere verschillende soorten reuzenschildpadden op de Galapagoseilanden (zie figuur 8).

Figuur 7 Charles Darwin, negentien jaar voor de publicatie van zijn boek over evolutie

Figuur 8 Reuzenschildpad op de Galapagoseilanden

Men kreeg steeds meer kennis over het menselijk lichaam, maar het duurde nog een tijdje voordat ook de geneeskunde verbeterde. Aan het eind van de 19e eeuw ontdekte men steeds meer ziekteverwekkende bacteriën. De strijd tegen ziekten versnelde toen Alexander Fleming in 1928 de werking van het antibioticum penicilline ontdekte. Deze stof bestrijdt ziekmakende bacteriën. In de 20e en 21e eeuw wordt in Europa en NoordAmerika stap voor stap de strijd tegen allerlei ziekten gewonnen. Hierdoor neemt de waardering voor wetenschappelijk onderzoek toe. Vanaf 1900 doet men veel onderzoek naar het overerven van eigenschappen. Dit zorgt ervoor dat de kennis over erfelijkheid en DNA steeds maar toeneemt. Deze kennis wordt ook toegepast in de landbouw en gezondheidszorg. Hierdoor stijgt de welvaart en verbetert het welzijn in grote delen van de wereld. Nieuwe biologische kennis zal in de toekomst ook nodig blijven voor de voedselproductie, voor het behoud van de onmisbare biodiversiteit en voor het beperken van de opwarming van de aarde.

1.7

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

1.7

WIST JE DAT? De ziekte pokken uitgeroeid Pokken is een ernstige ziekte die veroorzaakt wordt door het pokkenvirus. Totdat men ging vaccineren, waren er over de hele wereld regelmatig epidemieën met heel veel slachtoffers. Tot de 18e eeuw overleed één op de tien kinderen aan pokken. De WHO (World Health Organization) begon in 1967 met het vaccineren van mensen over de hele wereld. Het doel was om de ziekte uit te roeien. In 1977 was de laatste natuurlijke besmetting van pokken in Afrika. Sindsdien komt het virus niet meer voor. Pokken was het eerste virus dat door de moderne wetenschap is uitgeroeid. © Wikipedia / CDC/James Hicks

Kind in Bangladesh besmet met het pokkenvirus (1973)

OPDRACHTEN 2

Studie van de natuur Geef drie redenen waarom het voor de mensen in de oudheid nuttig was om de natuur te bestuderen.

Wetenschappelijke vooruitgang Wat heeft bijgedragen aan de wetenschappelijke vooruitgang in de 16e en 17e eeuw? Er kunnen meerdere antwoorden goed zijn.

☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐

Wetenschappers deden geen eigen waarnemingen meer. Wetenschappers durfden te twijfelen aan de waarnemingen en ideeën in de boeken uit de klassieke oudheid. Grote steden stichtten hun eigen universiteiten. de boekdrukkunst Wetenschappers gingen weer zelf experimenteren. de ontdekking en ontwikkeling van hulpmiddelen voor wetenschappelijk onderzoek

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verbreding: Biologie door de eeuwen heen

De geheime lenzen Antoni van Leeuwenhoek hield de manier waarop hij lenzen maakte geheim. Tegenwoordig worden ook niet alle resultaten van onderzoek meteen gedeeld met andere wetenschappers. Waarom zouden wetenschappers hun resultaten geheim willen houden? Er kunnen meerdere antwoorden goed zijn.

☐ ☐ ☐ ☐ 5

Met sommige resultaten van onderzoek kan geld verdiend worden. Om te stimuleren dat andere wetenschappers het onderzoek ook kunnen uitvoeren. Het onderzoek is nog niet afgerond, dus de conclusies zijn nog onzeker. Er is concurrentie tussen de onderzoeksinstituten en wetenschappers.

Uitspraken van de wetenschappers Welke wetenschapper deed welke uitspraak?

Voortbeweging is een functie die op allerlei manieren uitgevoerd wordt, zoals vliegen, zwemmen, lopen en kruipen.

•

Antoni van Leeuwenhoek

Ik ontdekte levende wezens in gewoon regenwater. Ik maakte er verschillende aantekeningen over, over hun kleur, vorm, en de delen waaruit hun lichaam bestaat.

•

Aristoteles

Net zoals Aristoteles zie ik dat het menselijk hart uit twee ruimten bestaat.

•

Darwin

Ik ontdekte dat Galenus veel organen verkeerd had beschreven.

•

Galenus

We kunnen deze factoren verklaren als we aannemen dat soorten langzamerhand veranderen; deze gedachte bleef me achtervolgen.

•

Vesalius

Evolutietheorie De evolutietheorie van Darwin hield in dat de mens geen uitzonderingspositie heeft ten opzichte van dieren. Verder stelde hij dat mensapen en mensen dezelfde verre voorouders hebben. Je mag internet gebruiken. Van welke groep mensen verwachtte Darwin vooral veel kritiek op zijn theorie? ◯ de koning en de regering ◯ de leiders van de kerk ◯ de meeste wetenschappers

Kennis is nuttig Mensen hebben waardering voor de wetenschap, omdat veel apparaten en technieken die je dagelijks gebruikt mogelijk zijn door wetenschappelijk onderzoek. Noem twee andere voorbeelden van apparaten of technieken die pas na veel wetenschappelijk onderzoek mogelijk waren.

1.7

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

1.8

VERDIEPING:

EXTREME ORGANISMEN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: opnoemen welk organisme het grootst, welke het oudst, welke het giftigst en welke het snelst ter wereld is. uitleggen wat extremofielen zijn en enkele voorbeelden noemen. uitleggen welk voordeel het organisme kan hebben door extreme aanpassingen.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Groot, sterk en snel Dieren kunnen bijzonder zijn om hun prestaties of afmetingen.

• • • • • • •

De slechtvalk, het snelste dier op aarde, haalt bij een duikvlucht een snelheid van (a) km/uur. De blauwe vinvis, het grootste dier dat ooit heeft geleefd, heeft een massa van (b) ton. (Een ton is 1000 kg.) De Afrikaanse olifant is met (c) ton het zwaarste landdier. De miljoenpoot Illacme plenipes, het insect met de meeste poten, heeft (d) poten. De schuimcicade (spuugbeestje) kan relatief het verst springen, (e) keer zo ver als zijn lichaamslengte. De Onthophagus taurus, een kever, kan (f) keer zijn eigen gewicht trekken. Een sidderaal kan stroomstoten van (g) volt afgeven.

a Schat bij elk dier het getal dat ingevuld moet worden. Tel daarna alle getallen bij elkaar op. Wie heeft de meeste antwoorden goed en wie komt het dichtst bij het juiste totaal?

b Hoe ver zou iemand van 160 cm kunnen springen met hetzelfde vermogen als de schuimcicade? ◯ 16 meter ◯ 160 meter ◯ 1600 centimeter ◯ 1600 meter

1.8

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

1.8

THEORIE Recordhouders in de natuur Er zijn bacteriën die kleiner zijn dan een duizendste deel van één millimeter. Maar er zijn ook schimmels die tientallen vierkante kilometers groot zijn. Sommige organismen zijn zó extreem dat ze in Guinness World Records staan. Er zijn allerlei recordhouders te vinden met extreme eigenschappen. Recordhouder stinken is de reuzenaronskelk (zie figuur 1). De geur van de bloem lijkt op de stank van rottend vlees. De plant trekt hiermee aasvliegen en aaskevers aan, die zijn stuifmeel verspreiden.

Figuur 1 De reuzenaronskelk, Engelse naam: corpse flower (lijkenbloem)

Sommige organismen worden extreem oud: meer dan 1000 jaar. Er is ook een recordhouder met de grootste ogen: de ogen van de kolossale inktvis kunnen wel 60 centimeter groot worden. Daarmee kan de inktvis zijn prooidieren goed vinden in de donkere diepzee. In deze paragraaf maak je kennis met extreme organismen.

Wie is de grootste? Wat is het grootste organisme? Je zou op deze vraag kunnen antwoorden met: de blauwe vinvis (zie figuur 2). Dat dier is ongeveer 28 meter lang en weegt rond de 140.000 kilogram. Maar de grootste reuzensequoia, een naaldboomsoort in Noord-Amerika, doet daar nog een © Shutterstock / Chase Dekker schepje bovenop (zie figuur 3). Deze boom weegt 1.500.000 kg (1,5 miljoen kg). De Figuur 2 De blauwe vinvis is het grootste dier grootste reuzensequoia's zijn 110 meter hoog. Als je alleen naar de afmeting kijkt, is het grootste organisme waarschijnlijk een schimmel. In Amerika werd een honingzwam (zie figuur 4) ontdekt met ondergrondse schimmeldraden van bijna 9 vierkante kilometer (km2) in oppervlakte.

Figuur 3 De Reuzensequoia is een boom van meer dan 100 meter hoog.

Figuur 4 Een honingzwam heeft een enorm ondergronds netwerk van schimmeldraden.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

1.8

Wie is de oudste? Een Bristlecone Pine (een naaldboomsoort) leeft op de boomgrens in de bergen van de Rocky Mountains in de Verenigde Staten (zie figuur 5). Het oudste exemplaar is ongeveer 4.500 jaar oud. Deze boom was al 100 jaar oud toen de farao’s in het oude Egypte aan de macht waren! © Getty Images / Moment RF / Piriy

De oudste levende vis die ooit is gevonden is de Groenlandse haai (zie figuur 6). Figuur 5 De Bristlecone Pine kan wel 4.500 jaar oud worden. Dat was een vrouwtje. Het meten van de leeftijd bij deze haaien is moeilijk. Wetenschappers denken dat het gevonden vrouwtje bijna 400 jaar oud was. De haaien leven in heel koud water waardoor de processen in hun lichaam heel langzaam gaan. Daardoor gaat het lichaam lang mee en kan de haai dus heel oud worden.

Figuur 6 De Groenlandse haai wordt honderden jaren oud dankzij het koude water.

In dit filmpje leer je meer over de Groenlandse haai: Oldest Shark in the World.

WIST JE DAT? Zwaarste en oudste organisme De Amerikaanse ratelpopulier heeft een netwerk van wortels. Uit deze wortels ontstaan steeds nieuwe bomen. Alle bomen zijn klonen van elkaar. Ze zijn verbonden via hun wortels. Eigenlijk is het dus één organisme. Deze grote groep bomen weegt wel 6 miljoen kilogram. De leeftijd van zo’n oude groep bomen wordt geschat op 80.000 jaar. De groep kan zo oud worden omdat een oud gedeelte kan afsterven zonder dat de hele groep doodgaat. Er groeien steeds weer nieuwe bomen en het organisme blijft bestaan.

Al deze bomen zijn eigenlijk één Amerikaanse ratelpopulier.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

1.8

Wie is de giftigste? Veel organismen zijn giftig om te voorkomen dat ze worden opgegeten. Ze gebruiken het gif als bescherming. Een voorbeeld hiervan is de pijlgifkikker (zie figuur 7). In en op de huid zit een heel sterk gif. Zijn felle kleuren moeten roofdieren afschrikken: 'Pas op! Ik ben giftig!' De inheemse bevolking in Zuid-Amerika wreef de pijlpunten over de huid van pijlgifkikkers. Als zo’n pijl met gif in een dier of ander mens terechtkwam, stierf deze razendsnel. Pijlgifkikkers zijn zo giftig, doordat ze veel giftige mieren en kevers eten. In Nederland kun je in de natuur zomaar één van de giftigste paddenstoelen ter wereld tegenkomen: de groene knolamaniet (zie figuur 8). Hij lijkt op een eetbare soort: de weidechampignon. Dat maakt hem nog gevaarlijker, omdat je je dus snel kunt vergissen. Het eten van 30 gram groene knolamaniet kan al dodelijk zijn!

Figuur 7 De pijlgifkikker levert dodelijk gif voor pijlpunten.

Figuur 8 De groene knolamaniet is de giftigste paddenstoel in Nederland.

Er zijn ook organismen die gif gebruiken om een prooi te doden. De binnenlandse taipan, een slangensoort, produceert het sterkste en dodelijkste gif van alle slangen (zie figuur 9). De taipan is erg schuw en zal eerder wegkruipen dan bijten. De zwarte mamba is ook een gifslang (zie figuur 10). Hij is iets minder giftig dan de binnenlandse taipan, maar veroorzaakt meer dodelijke slachtoffers. De zwarte mamba is namelijk veel sneller en agressiever. Daardoor worden meer mensen door een zwarte mamba gebeten dan door een binnenlandse taipan. De zwarte mamba kun je dus zien als de dodelijkste slangensoort.

Figuur 9 De binnenlandse taipan heeft het dodelijkste gif van alle slangen.

Figuur 10 De zwarte mamba is misschien het gevaarlijkst.

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

Wie is de snelste? Sommige dieren blinken uit door hun snelheid. Ze zetten hun hoge snelheid in om prooien te vangen. Het snelste dier ter wereld kun je in Nederland tegenkomen, zelfs in steden! Het gaat hier om de slechtvalk (zie figuur 11). Deze vogel kan meer dan 350 kilometer per uur vliegen. In het water is de zwarte marlijn het snelste (zie figuur 12). Deze vis kan een snelheid bereiken van 129 kilometer per uur. Op het land is de cheeta de snelste met een snelheid van 100 kilometer per uur (zie figuur 13).

Figuur 11 Slechtvalk, de snelste in de lucht

Figuur 12 Zwarte marlijn, de snelste in het water

Figuur 13 Cheetah, de snelste op het land

1.8

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

1.8

Extreme organismen Overal op aarde is leven, zelfs in extreme omstandigheden. Organismen die onder extreme omstandigheden leven, noem je extremofielen. Vaak zijn dat bacteriën. Ze zijn aangepast aan een leefomgeving waar vrijwel alle andere organismen dood zouden gaan. Extremofielen komen voor in hete geisers en hete modderpoelen, bijvoorbeeld in IJsland en het Yellowstone National Park in de VS (zie figuur 14). Bepaalde bacteriesoorten kunnen groeien in een omgeving met een temperatuur van wel 120 graden Celcius.

Vivo_v1_1_8_10

Figuur 14 De oranje rand van deze hete bron in Yellowstone Park wordt gevormd door extremofiele bacteriën.

Er zijn ook bacteriën die heel goed kunnen groeien in heel koud water. Weer andere bacteriesoorten voelen zich thuis in verdund zwavelzuur (nog zuurder dan citroensap) of in zout water dat tien maal zo zout is als zeewater. Dit soort bacteriën zijn misschien wel overblijfselen uit de tijd dat de omstandigheden overal op aarde heel extreem waren en het leven op aarde zich net begon te ontwikkelen. De aarde leek in die tijd op een onbewoonbare planeet in het heelal. De bacteriesoort met de naam Clostridium botulinum is ook in staat tot iets extreems. Deze maakt namelijk het giftigste gif ter wereld: botuline (zie figuur 15). Het is zo giftig dat je aan 0,00000003 gram per kilo lichaamsgewicht genoeg hebt om een mens te doden. Botuline tast je zenuwstelsel aan, waardoor je dood kunt gaan. Maar als je dit gif heel erg verdunt, kun je het gebruiken om van je rimpels af te komen. Botox is verdunde botuline!

Figuur 15 Clostridium botulinum bacteriën

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

OPDRACHTEN 2

Top 13 In deze paragraaf heb je gelezen over organismen die tot iets extreems in staat zijn. Welk organisme is naar jouw mening het meest extreem? Zet de organismen op volgorde met bovenaan het organisme dat volgens jou het meest extreem is. Bespreek daarna jouw lijstje met dat van een klasgenoot.

▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ ▢ 3

Amerikaanse ratelpopulier bacteriesoort Clostridium botulinum binnenlandse taipan blauwe vinvis Bristlecone Pine cheeta groene knolamaniet Groenlandse haai pijlgifkikker reuzensequoia slechtvalk zwarte mamba zwarte marlijn

Grootheden Sommige dieren zijn recordhouders in snelheid, afgelegde afstand, volume, massa etc. Welk organisme is een recordhouder in welke grootheid? Je mag internet gebruiken. langst afgelegde afstand per jaar giftigheid massa volume snelheid

• • • • •

grote plompe lori luiaard nano-kameleon Noordse stern struisvogel

1.8

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Verdieping: Extreme organismen

Extremofielen Een interessante toepassing van onze kennis van extremofielen is de ontwikkeling van wasmiddelen die efficiënt werken bij een lage temperatuur. Bedenk zelf een andere mogelijke toepassing van de kennis over extremofielen. Bespreek je antwoorden met een medeleerling. Je mag internet gebruiken.

Beerdiertje Het beerdiertje wordt niet tot de extremofielen gerekend. Toch is dit diertje in staat tot extreme dingen. Bekijk het filmpje 'Hoe beweegt een beerdiertje?' en zoek aanvullende informatie over het beerdiertje op internet. Maak een striptekening met in de hoofdrol een beerdiertje. Laat in je striptekening naar voren komen tot welke extreme dingen het beerdiertje in staat is. En in welke extreme leefomgevingen hij kan voorkomen.

Diashow Maak een presentatie met vijf dia’s over records bij planten en dieren. In de vijf dia’s laat je vijf recordhouders zien, bij elke geef je duidelijk aan wat het record is. Let daarbij goed op de juiste eenheid. Laat de powerpoint aan je klasgenoten zien.

Nano, micro, milli Wetenschappers onderzoeken bacteriën die nog kleiner zijn dan eenduizendste millimeter. Lees de vier beweringen over de eenheden nanometer (nm), micrometer (µ) en millimeter (mm). Welke bewering is juist? ◯ 1 nm = 1000 µm = 1 mm ◯ 1.000.000 nm = 1000 µm = 1 mm ◯ 1 mm = 100 µm = 10.000 nm ◯ 1/1000 mm = 1000 nm = 100 µm

1.8

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Hoofdstukafsluiting

1.9 HOOFDSTUKAFSLUITING ACTIEF LEREN Hoe leer je de theorie en begrippen uit het hoofdstuk? En hoe leg je de juiste verbanden? Kies een opdracht uit Actief leren achter in je boek als hulp bij het leren.

TERUG NAAR HET GROTE PLAATJE 1

Waarom biologie? Je ziet hier nog een keer ‘het grote plaatje’ uit de hoofdstukopening.

Biologie gaat over al het leven op aarde

H7 • Jouw omgeving en duurzaamheid Leefomgeving

H3 • Leven op aarde Organismen

Binnen de biologie hangt alles samen

Biologie, wat heb je eraan? Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

Biologie helpt je om eigen keuzes te maken

H2 • Inzoomen Cellen

H4 • Bewegen Botten en spieren

Biologisch onderzoek maakt nieuwe oplossingen mogelijk

Je ziet links de verbanden tussen dit hoofdstuk en de andere hoofdstukken.

a Leg deze verbanden uit. Schrijf je antwoorden in de vakjes links. Je ziet rechts iconen die laten zien waar het om draait in dit hoofdstuk.

b Leg uit wat je heb geleerd in dit hoofdstuk. Noteer dit in de vakjes rechts. Je hebt in paragraaf 1 antwoord gegeven op de grote vraag 'Biologie, wat heb je eraan?'. Kijk nog even terug naar wat je toen hebt geantwoord.

c Zou je je antwoord aanpassen na het doorlopen van dit hoofdstuk? Zo ja, wat zou je nu zeggen? Betrek in je antwoord de verbanden en de punten waar-het-om-draait uit het grote plaatje.

1.9

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Hoofdstukafsluiting

TERUG NAAR DE UITDAGING Maak online je eindproduct bij de Uitdaging.

PROEFTOETS Maak online de proeftoets bij dit hoofdstuk.

LEERDOELEN Kruis aan hoe goed je elk leerdoel beheerst. Nog niet alle leerdoelen gehaald? Neem de bijbehorende stof nog een keer door.

Biologie, wat heb je eraan? Je kunt...

uitleggen waarom biologie voor jouw leven belangrijk is.

◯

2 uitleggen waar biologie over gaat en hoe het samenhangt met andere vakken.

◯

3 ontdekkingen van biologen beschrijven die je tegenkomt in jouw leven.

◯

2 de zeven levenskenmerken benoemen.

◯

3 uitleggen wat biotische en abiotische factoren zijn en hoe deze van invloed zijn op organismen.

◯

uitleggen in welke vier hoofdgroepen organismen ingedeeld worden.

◯

2 van een organisme vertellen of dit een plant, dier, bacterie of schimmel is.

◯

3 herkennen wat een natuurgetrouwe en wat een schematische tekening van een organisme is.

◯

4 uitleggen dat er ‘goede’ en 'slechte' bacteriën voor je zijn en van beide voorbeelden geven.

◯

Levende wezens. Je kunt...

uitleggen wat het verschil is tussen levend, levenloos en dood.

Verschillende organismen. Je kunt...

1.9

Hoofdstuk 1 Waarom biologie? Hoofdstukafsluiting

Organismen en hun omgeving. Je kunt...

uitleggen dat organismen aan hun omgeving aangepast zijn.

◯

2 verschillende samenlevingsvormen van organismen noemen.

◯

3 uitleggen hoe verschillende soorten organismen samenwerken en/of van elkaar afhankelijk zijn.

◯

2 uitleggen hoe deze niveaus met elkaar samenhangen.

◯

3 uitleggen wat een ecosysteem is en voorbeelden noemen.

◯

4 uitleggen wat een voedselkringloop is en voorbeelden noemen.

◯

2 uitleggen welke stappen er zijn in een biologisch onderzoek.

◯

3 uitleggen welke diagrammen je gebruikt om de resultaten van een onderzoek overzichtelijk weer te geven.

◯

Alles hangt samen. Je kunt...

uitleggen dat je de natuur op verschillende niveaus kunt bekijken.

Biologisch onderzoek. Je kunt...

uitleggen dat je op verschillende manieren biologisch onderzoek kunt doen.

HOOFDSTUK

2 Inzoomen

INHOUD Het grote plaatje

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Basisstof 2.1 Hoe zijn organismen opgebouwd?

....................... .................

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

103

2.2 Organen en weefsels bestaan uit cellen 2.3 De delen van een cel 2.4 De celkern

.....................

111

....................................

119

2.5 Cellen delen, groeien en veranderen 2.6 De kleinste organismen Extra stof

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

127

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

135

..........................................

143

2.7 Verbreding: Symmetrie in de natuur 2.8 Verdieping: Nog meer over cellen Hoofdstukafsluiting 2.9 Hoofdstukafsluiting © ANP / Science Photo Library / Marek Mis

DE UITDAGING Bij elk hoofdstuk hoort een Uitdaging. Deze kun je doen als vervanging van één of meer paragrafen. Gebruik de leerstof om het probleem op te lossen!

Hoofdstuk 2 Inzoomen`

INLEIDING Het grootste levende organisme op aarde, de honingzwam, is te vinden in de Verenigde Staten en is bijna 1300 voetbalvelden groot. De reuzensequoia, een boom, kan meer dan 100 meter hoog worden met een stamomtrek van 25 meter. Pantoffeldiertjes kun je alleen bestuderen onder een microscoop, ze bewegen als botsautootjes in een waterdruppel. Bacteriën zijn zo klein dat je ze zelfs met een schoolmicroscoop niet kunt zien. Al deze organismen zijn op het eerste gezicht enorm verschillend, maar als we inzoomen zien we ook een overeenkomst: ze zijn allemaal opgebouwd uit één of meerdere cellen, de bouwsteentjes van alle levende wezens.

HET GROTE PLAATJE Alle organismen zijn opgebouwd uit één of meer cellen

H1 • Waarom biologie? Levenskenmerken

Hoe zijn organismen opgebouwd?

H3 • Leven op aarde Soorten

Weefsels zijn opgebouwd uit dezelfde cellen

Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

Grotere organismen hebben organen

H11 • Voortplanting en seksualiteit Groeien en delen

H8 • Voeding en verteren Spijsverteringsstelsel

Orgaanstelsels in een organsime werken samen

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

2.1 HOE ZIJN ORGANISMEN OPGEBOUWD? Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen waar in je lichaam de belangrijkste organen zitten. benoemen welke orgaanstelsels je lichaam heeft en welke functies ze hebben. uitleggen dat andere organismen andere organen en orgaanstelsels kunnen hebben dan de mens. uitleggen hoe je een dwars- en een lengtedoorsnede maakt van een orgaan of organisme.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: Doorsnedes Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

Torso van het menselijk lichaam In deze opdracht denk je na over het menselijk lichaam. Dus ook dat van jou. Waar bestaat je lichaam eigenlijk uit? En waar zit wat? Dit heb je nodig: torso van het menselijk lichaam

•

Dit ga je doen: Haal de torso uit elkaar als dit nog niet is gedaan. Bekijk de organen die je uit de torso hebt gehaald. Wat doen de organen volgens jullie? Pak iedere keer één orgaan en bespreek het met elkaar. Zet de torso opnieuw in elkaar.

• • •

Doe deze opdracht in tweetallen.

2.1

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

2.1

THEORIE Inzoomen op het lichaam Je kunt aan de buitenkant niet zien hoe je lichaam is opgebouwd en wat er allemaal in gebeurt. Soms merk je wel iets. Bijvoorbeeld als je maag rommelt wanneer je honger hebt. Of wanneer je verkouden bent en je neus verstopt zit. In dit hoofdstuk ga je inzoomen. Dat betekent dat je het lichaam steeds meer van dichtbij bekijkt. Zo kom je erachter uit welke delen je lichaam bestaat en hoe die delen samenwerken.

Levensbelangrijke functies In je lichaam zitten delen die een heel specifieke functie hebben. Zo pompt je hart bloed door je lichaam, verteert je maag voedsel en komt er via je longen zuurstof binnen. Hart, maag en longen zijn voorbeelden van organen. Er zijn ook organen die meerdere functies hebben, zoals je hersenen. De hersenen verwerken informatie vanuit je omgeving en sturen je lichaam aan. Organen zitten niet alleen binnen in je lichaam. Je huid aan de buitenkant is ook een orgaan. De huid is zelfs het grootste orgaan van het menselijk lichaam. Een heel belangrijke functie van je huid is de bescherming van de rest van je lichaam.

Figuur 1 Het hart is een orgaan.

WIST JE DAT? Kun je organen missen? Je hebt twee longen en twee nieren. Iemand die verder gezond is, kan met één long of één nier goed leven. Dat is ook het geval wanneer je maar met één oog kunt zien. Veel mensen leven probleemloos zonder neus- en keelamandelen, galblaas, milt of blindedarm. En als je je voeding aanpast, kun je ook leven zonder alvleesklier, maag, slokdarm of delen van je dunne en dikke darm. Het kan, maar het is wel een hele uitdaging. Zonder hersenen, hart, huid, lymfevatensysteem en lever kun je niet leven. Artsen kunnen je wel een kunsthart geven in plaats van een echt hart. Ook een groot deel van de huid is te vervangen. Een aantal lymfeklieren kan worden weggehaald, maar het lymfevatensysteem kan niet in zijn geheel verwijderd worden. Dat geldt ook voor het bloedvatensysteem. De lever is het enige orgaan dat vanzelf weer aangroeit, maar dat kan alleen als minimaal 25 procent van dat orgaan nog functioneert.

Samenwerking tussen organen In een gezond lichaam werken organen met elkaar samen in een orgaanstelsel om een bepaalde taak uit te voeren. Een voorbeeld is het spijsverteringsstelsel (zie figuur 2). Dit bestaat uit alle organen die betrokken zijn bij het verteren van voedsel. Hierbij horen onder andere je tong, slokdarm, maag, alvleesklier, dunne darm en dikke darm. Dit zijn allemaal aparte organen met eigen functies, die samen voor de vertering zorgen. 80

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

2.1

tong

slokdarm

maag

galblaas twaalfvingerige darm

alvleesklier dunne darm dikke darm

blinde darm

endeldarm

Figuur 2 Het spijsverteringsstelsel

Jouw lichaam heeft elf verschillende orgaanstelsels met de volgende functies. Het bloedvatenstelsel vervoert bloed door het lichaam. Het ademhalingsstelsel neemt zuurstof op en scheidt koolstofdioxide uit. Het spijsverteringsstelsel verteert voedsel. Het uitscheidingsstelsel filtert afvalstoffen uit het bloed en scheidt deze uit. Het zintuigstelsel neemt de omgeving waar. Het zenuwstelsel verwerkt informatie uit de zintuigen en stuurt het lichaam aan. Het beenderenstelsel (skelet) geeft vorm © Shutterstock / Anatomy Image en stevigheid aan het lichaam. Het spierstelsel zorgt samen met het Figuur 3 Verschillende orgaanstelsels skelet ervoor dat je kan bewegen. Het voortplantingsstelsel zorgt ervoor dat het lichaam nakomelingen kan krijgen. Het hormoonstelsel regelt de werking van andere organen en orgaanstelsels. Het lymfevatenstelsel regelt de afweer.

• • • • • • • • • • •

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

2.1

Organen bij andere organismen Veel organen en orgaanstelsels, zoals het zenuwstelsel en het spierstelsel, zijn bij dieren hetzelfde als bij mensen. Andere orgaanstelsels lijken hetzelfde, maar werken toch net iets anders. Bij een koe bijvoorbeeld bestaat de maag uit vier delen die allemaal meewerken aan de spijsvertering (zie figuur 4). Bij de mens bestaat de maag uit één deel (zie figuur 2).

1 1

Figuur 4 Een koe heeft een hele grote maag die uit vier delen bestaat.

Er zijn ook dieren met organen die mensen niet hebben. Vissen ademen met kieuwen in plaats van met longen om zuurstof binnen te krijgen. Gifslangen hebben gifklieren om zich te verdedigen of een prooi te vangen. Andersom kan ook. Er zijn dieren die organen en orgaanstelsels missen die mensen wel hebben. Zo hebben wormen geen ademhalingsstelsel; ze ademen via hun huid. Sponzen hebben zelfs helemaal geen organen. Niet alleen dieren, maar ook de meeste planten en schimmels hebben organen en orgaanstelsels. Veel planten hebben een vatenstelsel waarmee ze voedingsstoffen door hun lichaam vervoeren. Planten hebben ook organen waarmee ze zich voortplanten: bloemen. Paddenstoelen zijn ook organen, namelijk organen waarmee veel soorten schimmels zich voortplanten.

Een lichaam vanbinnen bekijken Je kunt op verschillende manieren inzoomen op een lichaam. Je kunt een tekening bestuderen waarop de delen van het lichaam nauwkeurig zijn uitgetekend. Ook kun je een torso gebruiken (zie figuur 5). Je kunt dan organen uit het lichaam verwijderen, vastpakken en bekijken. Je ziet zo goed welke organen naast, boven en onder elkaar liggen. Wanneer je wilt weten hoe iets er vanbinnen uitziet, kun je een lengtedoorsnede of een © Shutterstock / Komsan Loonprom dwarsdoorsnede maken. Bij een lengtedoorsnede snijd je een Figuur 5 Met een torso kun je het lichaam organisme of voorwerp in de lengte door (zie vanbinnen bekijken. figuur 6). Bijvoorbeeld een komkommer die je van boven naar beneden in tweeën snijdt. Bij een dwarsdoorsnede snijd je een organisme of voorwerp dwars door (zie figuur 7). In het voorbeeld van de komkommer snijd je die in plakjes.

•

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

Figuur 6 Lengtedoorsnede van een komkommer

2.1

Figuur 7 Dwarsdoorsnede van een komkommer

Artsen gebruiken verschillende technieken om binnen in het lichaam te kijken zonder dat ze hoeven te snijden. Voorbeelden van deze technieken zijn: röntgenonderzoek, waarbij röntgenstralen door het lichaam heengaan (zie figuur 8). Bot en kraakbeen houden de röntgenstraling tegen en zijn daardoor te zien. Op de röntgenfoto zie je bot en kraakbeen als witte structuren. echografie, waarbij geluidsgolven door de lichaamsweefsels worden teruggekaatst en daarna worden omgezet in videobeeld (zie figuur 9). MRI-scan, waarbij beelden worden © Shutterstock / itsmejust gemaakt met behulp van een sterk magneetveld en radiogolven (zie figuur 10). Figuur 8 Röntgenfoto van een hand

•

• •

Figuur 9 Echo van een ongeboren kind

Figuur 10 MRI-scan van een hoofd

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

OPDRACHTEN 2

Inzoomen Bij biologie zoom je in op het lichaam van organismen. Op welk deel van het lichaam zou jij wel eens willen inzoomen? Dit ga je doen: Bedenk op welk deel van het lichaam je wilt inzoomen. Zoek hiervan een foto op internet. Zoom in op een gedeelte van de foto. Deel de ingezoomde foto met een klasgenoot. Vertel niet wat er op de foto staat. Je klasgenoot geeft jou ook een ingezoomde foto van een deel van het menselijk lichaam.

• • • • •

Raad welk deel van het menselijk lichaam je ziet op elkaars foto.

Doorsnedes Geef voor elke afbeelding aan of het een lengtedoorsnede of een dwarsdoorsnede is.

lengtedoorsnede

dwarsdoorsnede

◯

2.1

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

2.1

Organen en orgaanstelsels Als je inzoomt zie je dat het lichaam uit verschillende onderdelen bestaat.

a Wat is een orgaan? b Wat is een orgaanstelsel?

Bekijk de afbeelding.

c Vergelijk de organen van de hond met

maag

die van de mens. Wat valt je op aan de ligging van de organen?

dikke darm

luchtpijp slokdarm longen

dunne darm

hart

lever

Anatomie van een hond

Samenwerkende organen In deze opdracht denk je na over de organen in het menselijk lichaam en hun functie. Doe de opdracht in tweetallen. Welke organen uit het menselijk lichaam kennen jullie?

a Schrijf zoveel mogelijk organen op. Schrijf ieder orgaan op een aparte post-it.

b Bij welke orgaanstelsels horen deze organen? Maak groepen van de organen die jullie hebben opgeschreven.

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

Aparte stelsels, een geheel Het menselijk lichaam bestaat uit verschillende orgaanstelsels. Die aparte stelsels hebben ook weer met elkaar te maken.

Beenderenstelsel

Bloedvatenstelsel

Zenuwstelsel

Bekijk de afbeeldingen van het beenderenstelsel, het bloedvatenstelsel en het zenuwstelsel.

• •

Schuif denkbeeldig de afbeelding van het beenderenstelsel over het bloedvatenstelsel. Welk gedeelte van het bloedvatenstelsel wordt bedekt door het bottenstelsel? Schuif denkbeeldig de afbeelding van het beenderenstelsel over het zenuwstelsel. Welk gedeelte van het zenuwstelsel wordt bedekt door de schedel?

Welke conclusies kun je hieruit trekken?

2.1

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoe zijn organismen opgebouwd?

Verbanden Bekijk het grote plaatje van dit hoofdstuk.

a Leg uit wat het verband is tussen cellen en de opbouw van een lichaam.

b Leg uit wat het verband is tussen de opbouw van een lichaam en levenskenmerken.

AFSLUITING 8

Opbouw van organismen De titel van deze paragraaf is ‘Hoe zijn organismen opgebouwd?’ Wat is jouw antwoord op deze vraag? Gebruik in je antwoord de informatie van deze paragraaf.

2.1

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

2.2

2.2 ORGANEN EN WEEFSELS BESTAAN UIT CELLEN Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen dat een orgaan uit verschillende weefsels is opgebouwd. uitleggen dat weefsels zijn opgebouwd uit cellen en tussencelstof. uitleggen dat cellen verschillende functies hebben en de daarbij passende vormen. uitleggen dat een cel alle levenskenmerken bezit.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort het volgende practicum: Waterpestcellen Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

Kleurplaat weefsels Een stengel is een onderdeel (orgaan) van een plant. Onder een microscoop zie je in een dwarsdoorsnede dat een stengel is opgebouwd uit cellen. Er zijn groepen cellen die er ongeveer hetzelfde uitzien (weefsels). Dit heb je nodig: kleurpotloden

•

Dit ga je doen: 1 Bekijk de afbeelding van de dwarsdoorsnede van de stengel. 2 Geef groepjes cellen die er (ongeveer) hetzelfde uitzien dezelfde kleur. Hoeveel verschillende weefsels zie je in de stengel? ◯ vier ◯ zes ◯ tien ◯ 247

Doorsnede stengel van een plant 88

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

THEORIE Organen bestaan uit weefsels Je hebt geleerd dat een organisme verschillende organen heeft. Als je verder inzoomt, zie je dat elk orgaan uit verschillende weefsels bestaat. Een weefsel is een groep cellen die er allemaal hetzelfde uitzien en hetzelfde doen. Samen zorgen de weefsels ervoor dat het orgaan goed werkt. Het hart is een belangrijk orgaan. Het heeft als functie om bloed door het lichaam te pompen. Het hart bestaat uit vier typen weefsels (zie figuur 1). Het dekweefsel zit aan de buitenkant en beschermt het orgaan. Het spierweefsel zorgt voor de pompbeweging van het hart. Het zenuwweefsel geeft signalen aan het spierweefsel, zodat het zich samentrekt. Het steunweefsel geeft stevigheid, zodat de andere hartweefsels op hun plek blijven.

• • • •

De weefsels werken samen en zorgen ervoor dat het hart zijn werk goed doet.

steunweefsel zorgt voor stevigheid van het orgaan

dekweefsel vormt de bekleding en beschermt het orgaan

zenuwweefsel geeft signalen af naar het spierweefsel om het orgaan te laten bewegen

spierweefsel zorgt voor beweging van het orgaan

Figuur 1 Vier typen weefsels in organen, het hart als voorbeeld

In elk orgaan in je lichaam vind je deze vier typen weefsels. Het dekweefsel beschermt, het spierweefsel zorgt voor de beweging, het zenuwweefsel stuurt signalen naar de weefsels en het steunweefsel zorgt voor de stevigheid. In sommige organen, bijvoorbeeld de maag en de neus, heeft dekweefsel ook een andere functie. Daar produceert het dekweefsel bepaalde stoffen om het orgaan goed te laten werken. In de maag is dat maagsap, in de neus is dat slijm.

2.2

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

2.2

Weefsels bestaan uit cellen Als je nóg verder inzoomt, dan ontdek je dat een weefsel bestaat uit hele kleine delen. Dat zijn de cellen, de bouwstenen van het weefsel. Cellen in een weefsel hebben allemaal dezelfde vorm. Die vorm past het best bij de functie van het weefsel (zie figuur 2).

hersenschorsweefsel (zenuwweefsel)

kraakbeen (steunweefsel)

In een aantal weefsels zit er een stof tussen de cellen. Dat is de tussencelstof. Tussencelstof draagt bij aan de functie van het weefsel. Botweefsel heeft tussencelstof met veel kalk, waardoor het bot heel hard is. In kraakbeen is de tussencelstof stevig en toch soepel. Kraakbeen zit bijvoorbeeld aan de uiteinde van botten. Het kraakbeen heeft daar een glad oppervlak, waardoor de botten goed heen en weer kunnen bewegen. Bindweefsel heeft een nog zachtere tussencelstof met meer of minder stevige vezels (collageen). In en om elk orgaan ligt bindweefsel. Binnenin het orgaan is bindweefsel zacht en beweeglijk. Rondom een orgaan vormt bindweefsel een stevige, soepele laag. In bloedweefsel bestaat de tussencelstof grotendeels uit water, waardoor bloedcellen vrij door het bloedvatenstelsel kunnen stromen (zie figuur 3).

bloedcellen

dwarsgestreept spierweefsel (spierweefsel)

bindweefselcellen

bloed

botcellen

bindweefsel botweefsel

darmepitheelweefsel (dekweefsel)

Figuur 2 Elk weefsel heeft cellen met een kenmerkende vorm.

Figuur 3

Bloedweefsel, botweefsel en bindweefsel met tussencelstof

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

WIST JE DAT? 1

Een mechanisch hart Soms kan een hart door ziekte niet meer functioneren. Gelukkig is het tegenwoordig mogelijk om een hart in noodsituaties te vervangen door 4 zuurstofarm 5 zuurstofrijk een mechanisch hart. Dit is een bloed bloed kunsthart van kunststof en metaal. membraan kabel naar Het bevat twee ruimtes met motortjes controller en vloeistof om het bloed weg te pompen. De batterijen De vloeistof wordt heen motortjes krijgen stroom via een en weer gepompt. stroomdraad die via de buikwand Een mechanisch hart is aangesloten op batterijen. De binnenkant van de ruimtes in het mechanische hart is bedekt met een laag levende cellen. Die zorgen ervoor dat de patiënt geen afweerreacties tegen het mechanische hart krijgt. Op basis van artikel in De Volkskrant, maandag 15 november 2021 (pagina 8).

Eén cel Je hebt tot nu toe ingezoomd op het niveau van de cellen. Elke cel in je lichaam is de kleinst mogelijke levende eenheid. Een levende cel vertoont levenskenmerken. De cel kan namelijk ademen, zich voeden, afvalstoffen afgeven, waarnemen, reageren, voortplanten (= delen) en groeien. Een voorbeeld is de huidcel. Een huidcel heeft alle levenskenmerken. Je huid slijt af waardoor er steeds huidcellen doodgaan. Daarom moeten er continu nieuwe huidcellen bijkomen. Je huidcellen blijven zich daarom je hele leven lang delen. Na elke deling gaan de jonge cellen groeien. Daarvoor gebruiken ze zuurstof (ze ademen) en voeden ze zich. De afvalstoffen scheiden ze uit. Wanneer er veel zonlicht op de huid schijnt, nemen de huidcellen dat waar. Ze reageren door de donkere kleurstof melanine te maken. Melanine houdt het zonlicht tegen. Zo beschermen huidcellen je tegen te veel zonnestraling.

Figuur 4 Huidcellen reageren op zonlicht door melanine te maken.

Als je nog verder inzoomt, bekijk je de cel vanbinnen. Dan kun je de levenskenmerken niet meer waarnemen. Je ontdekt dan de delen waaruit de cel is opgebouwd. Die delen zorgen ervoor dat de cel de levenskenmerken kan vertonen. 91

2.2

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

2.2

OPDRACHTEN 2

Organen en weefsels Organen en weefsels zijn beide opgebouwd uit kleinere delen. Uit welke kleinere delen zijn een orgaan en een weefsel opgebouwd? En wat kun je dan zeggen over die kleinere delen? Een orgaan bestaat uit meerdere cellen | weefsels met elk dezelfde | een verschillende vorm en functie. Een weefsel bestaat uit meerdere cellen | weefsels met elk dezelfde | een verschillende vorm en functie.

Tussencelstof Welke tussencelstof hoort bij welk weefsel? botweefsel | bindweefsel | bloedweefsel

• • • 4

De tussencelstof van

is erg stevig door de aanwezigheid van kalk.

De tussencelstof van

is zacht, stevig én soepel dankzij veel collageen.

De tussencelstof van

is vloeibaar omdat het grotendeels uit water bestaat.

De weefsels van de maag In de maag vind je onder andere dekweefsel, spierweefsel en steunweefsel.

slokdarm

Dit weefsel zorgt voor de productie van maagsap.

Dit weefsel zorgt voor de bewegingen van de maag.

maag

3 Dit weefsel beschermt de maag tegen bacteriën en het eigen maagsap.

darm

Weefsels van de maag

4 Dit weefsel vormt een stevige bekleding aan de buitenzijde van de maag.

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen Bestudeer de afbeelding van de weefsels van de maag. Welke type weefsel hoort bij de nummers? Dit weefsel ... steunweefsel

dekweefsel

zenuwweefsel

spierweefsel

◯

2 zorgt voor de bewegingen van de maag.

◯

3 beschermt de maag tegen bacteriën en het eigen maagsap.

◯

4 vormt een stevige bekleding aan de buitenzijde van de maag.

◯

zorgt voor de productie van maagsap.

Kenmerken van de spiercel Een spiercel voert zijn functie uit door van vorm te veranderen. Dat doet de cel door binnenin eiwitten in elkaar te laten schuiven. De spiercel wordt daardoor korter. Deze vormverandering kost energie. Als de spiercel ontspant, wordt hij weer langer.

ontspannen

aangespannen

Spiercel in ontspannen en aangespannen toestand

Bekijk de afbeelding. Welk levenskenmerken horen bij de volgende processen in de spiercel? gaswisseling | reageren | uitscheiden | voeden | waarnemen

• •

De spiercel neemt zuurstof op:

• • •

De spiercel trekt samen als gevolg van het signaal uit het zenuwstelsel:

De spiercel ontvangt een signaal uit het zenuwstelsel om te gaan samentrekken:

De spiercel neemt glucose op vanuit het bloed: De spiercel geeft afvalstoffen af aan het bloed:

2.2

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

2.2

Vorm en functie van huidcellen eiwithaakjes

De cellen van je huid hebben twee hoofdfuncties. je lichaam beschermen tegen indringers van buitenaf voorkomen dat je lichaam uitdroogt

eiwithaakjes

• •

Bekijk de afbeelding van het stukje huidweefsel, met kenmerkende eiwithaakjes tussen de huidcellen. Welke eigenschap van de huidcellen zorgt ervoor dat zij hun hoofdfuncties goed kunnen uitvoeren?

Bacterieweefsel? In de natuur leven bacteriën vaak samen in grote groepen. Misschien heb je wel eens in ondiep water een oranje smurrie op de bodem zien liggen. Dat is een hele grote groep bacteriën van dezelfde soort. Alle bacteriecellen in de smurrie hebben dezelfde vorm en functie, net als in weefsels. Toch kun je niet spreken van een bacterieweefsel.

Oranje bacteriën in een warmwaterbron

Waarom kun je zo’n groep dezelfde bacteriën geen weefsel noemen?

EXTRA OPDRACHTEN 8

Bindweefsel

afvoerbuis

Bindweefsel zit in en om bijna alle organen. De cellen in bindweefsel maken een stevige maar toch soepele tussencelstof. Bestudeer de afbeelding. Wat is de functie van bindweefsel?

dekweefsel bloedvaten spiercellen kliercellen bindweefsel

Dwarsdoorsnede van een klier met bindweefsel

Hoofdstuk 2 Inzoomen Organen en weefsels bestaan uit cellen

2.2

Coeliakie Coeliakie is een darmziekte. De ziekte ontstaat door overgevoeligheid voor gluten. Gluten zitten in granen. Door de overgevoeligheid ontstaan beschadigingen aan het darmweefsel. In een gezonde darm is de binnenkant van de darm enorm geplooid. Bij iemand met coeliakie verdwijnt die plooiing. Vergelijk de gezonde darm met een door coeliakie aangetaste darm.

Gezond darmweefsel (links) en door coeliakie aangetast darmweefsel (rechts)

Welke uitspraak over de gevolgen van coeliakie is juist? ◯ Bacteriën kunnen gemakkelijker door de darmwand heen en zo infecties veroorzaken. ◯ De hoeveelheid darmepitheel in een gezonde darm is groter dan in een darm bij coeliakie. ◯ De hoeveelheid spierweefsel in de darm neemt bij coeliakie af. ◯ De vorm en functie van darmepitheelcellen veranderen als gevolg van coeliakie.

Overwinterende zaadjes Zaden van Nederlandse planten moeten tijdens de koude winter overwinteren. De zaden ontkiemen in de lente, wanneer de temperatuur weer stijgt. Tijdens het overwinteren blijven de zaden in leven, maar zijn de cellen in een soort rusttoestand. Ze vertonen dan slechts enkele levenskenmerken. De cellen hoeven zich bijvoorbeeld niet te voeden, want ze hebben een voorraad voedingstoffen. Welke levenskenmerken vertoont een cel in een zaadje tijdens het overwinteren?

☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐

gaswisseling voeden uitscheiden waarnemen reageren groeien voortplanten

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

2.3 DE DELEN VAN EEN CEL

Aan het eind van deze paragraaf kun je: de delen van de cel benoemen en uitleggen welke functies ze hebben. de onderdelen van de microscoop benoemen en de functies ervan uitleggen. een dierlijke cel vergelijken met een plantencel. uitleggen wat de verschillen zijn tussen een natuurgetrouwe tekening en een schematische tekening.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: Uiencellen Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

Een preparaat maken Je bekijkt de cellen van waterpest, een waterplantje dat je vaak in een aquarium ziet. Om de cellen te zien heb je een microscoop nodig. Je maakt van één enkel blaadje een preparaat. Dit heb je nodig: voorwerpglaasje dekglaasje prepareermateriaal druppelflesje water filtreerpapier blaadje waterpest

• • • • • •

Dit ga je doen: 1 Lees de vaardigheidskaart ‘Preparaat maken’. 2 Maak een preparaat van een blaadje waterpest.

Wat zorgt voor een minder duidelijk preparaat? Er kunnen meerdere antwoorden goed zijn.

☐ ☐ ☐ ☐

2.3

een schoon voorwerpglaasje het dekglaasje in het midden vastpakken het dekglaasje snel op het voorwerpglaasje laten vallen luchtbellen

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

2.3

THEORIE Binnen in de cel Je bent nu ingezoomd tot in de cel. De cel is opgebouwd uit de volgende eenheden. Celmembraan. Dit is een heel dun vliesje aan de buitenkant van de cel. Het bestaat uit een vettige stof. Het celmembraan is goed doorlaatbaar voor gassen en water, maar de meeste andere stoffen kunnen niet zomaar door het celmembraan heen. Cytoplasma. Dit is de waterige inhoud van de cel met daarin de organellen. Organellen. Dit zijn delen van de cel met een eigen bouw en functie. Organellen hebben een eigen membraan.

• • •

Als je nog verder inzoomt binnen in de cel, kom je op het niveau van de moleculen. Dat zijn de bouwstenen van de celdelen en van allerlei stoffen in de cel. Moleculen komen ook aan bod in het vak scheikunde. Belangrijke moleculen die je in de biologie tegenkomt zijn glucose, mineralen, eiwitten en DNA.

Organellen in dierlijke cellen Dierlijke cellen bevatten altijd de volgende organellen (zie figuur 1). Celkern. Dit is meestal het grootste organel van de cel. In de celkern zit het DNA. DNA bevat alle informatie die nodig is om het organisme op de juiste manier op te bouwen en te laten functioneren. Mitochondriën. Het mitochondrium zorgt voor de benodigde energie in de cel.

mitochondrium

• •

celkern

Organellen in plantencellen Ook plantencellen hebben altijd een celkern en mitochondriën. Daarnaast zitten in plantencellen de volgende organellen (zie figuur 2). Vacuole. Dit is een blaasje gevuld met water. In de vacuole is een voorraad nuttige stoffen opgelost. De vacuole kan ook kleurstoffen bevatten. Bladgroenkorrels. Een bladgroenkorrel maakt glucose met behulp van licht. In het mitochondrium wordt de glucose weer omgezet in energie. De plant gebruikt de glucose ook als bouwstof.

• •

Alle plantencellen vormen een stevige laag tussencelstof aan de buitenkant van het celmembraan. Deze laag noem je de celwand. De celwand geeft de plantencel veel stevigheid. In de tabel zie je de verschillende delen van plantencellen en dierlijke cellen. Dierlijke cel

Plantencel

celmembraan

celkern

mitochondriën

cytoplasma celmembraan

Figuur 1 Bouw van een dierlijke cel

celkern vacuole mitochondrium cytoplasma bladgroenkorrel celmembraan celwand

Figuur 2 Bouw van een plantencel

vacuole bladgroenkorrels 97

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

2.3

WIST JE DAT? Groen-oranje-rood Een onrijpe tomaat is eerst groen, later oranje en daarna rood (en lekker om te eten). De kleurverandering gebeurt binnen in de tomatencellen. In de groene onrijpe tomaat zitten bladgroenkorrels. Tijdens de rijping veranderen de bladgroenkorrels in chromoplasten. Dit zijn kleurkorrels met een rode of een gele kleur. Een mix van rode en gele chromoplasten kleurt de tomaat oranje. Daarna worden alle chromoplasten rood, waardoor de tomaat ook rood wordt. Mensen vinden een rode rijpe tomaat of andere rijpe vrucht aantrekkelijk. Ook dieren in de natuur vinden rijpe vruchten aantrekkelijk, waardoor ze de vruchten graag opeten. oculair

Werken met een microscoop Cellen kun je met het blote oog niet zien. Om tot op het niveau van cellen in te zoomen heb je een microscoop nodig. Voordat je de microscoop gebruikt, maak je een preparaat van wat je wilt bekijken. Dit is een (stukje van een) organisme op een objectglas. Dat stukje organisme is zo dun dat het licht erdoorheen valt. Je dekt het af met een dekglaasje.

tubus

statief

revolver objectief

Een microscoop bestaat uit de volgende onderdelen (zie figuur 3). tafel Oculair: de lens die boven in de microscoop en dicht diafragma bij jouw oog zit. Deze lens vergroot het beeld 10x. macroschroef Tubus: de buis tussen het oculair en het objectief. microschroef Revolver: het draaibare gedeelte waaraan de objectieven vastzitten. lamp Objectief: de lens die aan de revolver vastzit. Er voet zijn meestal drie objectieven, met elk een andere vergrotingsfactor: 4x, 10x of 40x. Je kiest het juiste objectief door aan de revolver te draaien. Hoe langer het objectief, hoe hoger de vergrotingsfactor. Pas op als je een langer objectief kiest. Er moet voldoende Figuur 3 Onderdelen van de microscoop ruimte zitten tussen het objectief en het preparaat. De totale vergroting van de microscoop reken je uit door de vergroting van het oculair te vermenigvuldigen met de vergroting van het objectief. Tafel: het vlakke gedeelte met een opening waarop het preparaat ligt. Vaak kun je het preparaat op de tafel vastzetten met twee klemmetjes. Diafragma: een opening waarmee je regelt hoeveel licht er door het preparaat valt. De grootte van de opening stel je in door een hendeltje te verschuiven. Lamp: de lichtbron, waarvan de lichtsterkte vaak instelbaar is met een draaiknop. Je zet de lichtsterkte eerst maximaal en bepaalt of het beeld beter wordt met minder licht. Macroschroef: de draaiknop waarmee je de afstand tussen het objectief en het preparaat regelt om een scherp beeld te krijgen. Je begint bij scherpstellen altijd op de grootste afstand. Microschroef: de draaiknop voor de nauwkeurige scherpstelling. Je kunt hiermee op verschillende dieptes in het preparaat te kijken. Statief: het zware deel waar de onderdelen van de microscoop aan vastzitten. Voet: de onderkant van de microscoop waarmee deze op de practicumtafel staat.

• • • •

• • • • • • •

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

Twee manieren van tekenen Als je de microscoop hebt scherpgesteld, bekijk je het preparaat goed. Daarna teken je wat je ziet. Dit kan op twee manieren (zie figuur 4). Natuurgetrouw. In een natuurgetrouwe tekening teken je zo precies mogelijk na wat je in het preparaat ziet. Je let daarbij goed op de details. Schematisch. In een schematische tekening teken je de hoofdlijnen van wat je in het preparaat ziet. De exacte details zijn dan niet belangrijk.

• •

Figuur 4 Foto van een preparaat (links) met natuurgetrouwe tekening (midden) en schematische tekening (rechts)

OPDRACHTEN 2

Begrippen koppelen Welk begrip hoort bij welke omschrijving? kleinste deel van een organisme waarin de levenskenmerken waarneembaar zijn

•

bladgroenkorrels

celdeel dat voor energie in de cel zorgt

• •

cel

• • •

celmembraan

groene celdelen in plantencellen die met behulp van licht glucose maken

•

mitochondrium

stevige structuur die tegen de buitenkant van het celmembraan van plantencellen aan ligt

•

vacuole

regelcentrum van een cel, waarin alle informatie van het organisme ligt opgeslagen buitenlaag van een cel waterige inhoud van de cel met daarin de organellen blaasje met in water opgeloste voorraadstoffen binnen in de plantencel

celkern

celwand cytoplasma

2.3

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

Microscooponderdelen en hun functie Een microscoop bestaat uit een aantal onderdelen met elk een eigen vorm en functie. Samen zorgen deze onderdelen ervoor dat je een microscoop kan gebruiken om cellen te bestuderen. Welk onderdeel hoort bij welke omschrijving? onderdeel dat zorgt voor stabiliteit en dat je gebruikt als handvat

•

lamp

ondergrond waarop je het preparaat legt, met een gat waar licht doorheen schijnt

•

revolver

onderdeel waarmee de microscoop op tafel staat en dat zorgt voor stabiliteit

•

statief

lichtbron waarmee je het preparaat zichtbaar maakt

• •

tafel

•

voet

draaibare houder van de objectieven, die je gebruikt om het juiste objectief te kiezen kijkbuis, waar het oculair vaak los in zit

tubus

Organellen Welke bewering over organellen is juist? ◯ De organellen van een cel maken deel uit van het cytoplasma. ◯ Een dierlijke cel heeft dezelfde organellen als een plantencel. ◯ De organellen van een plantencel worden opgeslagen in de vacuole. ◯ Voorbeelden van organellen zijn het mitochondrium, de celkern en het celmembraan. ◯ Elk organel heeft een eigen celwand.

Membranen Aan de buitenkant van een cel zit een celmembraan. Aan de buitenkant van de organellen (zoals celkern, vacuole en bladgroenkorrel) zit ook een membraan. Water gaat vanuit de vacuole van de ene cel naar de vacuole van een cel die ernaast ligt. Hoeveel membranen moet het water hiervoor minimaal passeren? ◯ één membraan ◯ twee membranen ◯ drie membranen ◯ vier membranen ◯ Dit aantal is met deze informatie niet te bepalen.

100

2.3

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

2.3

Verplaatsen van energie Twee organellen in een plantencel zijn de bladgroenkorrel en het mitochondrium. Deze organellen zorgen voor energieverplaatsing, zodat de cel energie krijgt om de celprocessen uit te voeren. 1

energie

3 glucose bladgroenkorrel

mitochondrium

In de figuur geven drie pijlen de juiste route aan die de plant gebruikt om aan energie te komen. Drie andere pijlen staan verkeerd. Welke combinatie van pijlen geeft juist aan hoe een plant aan energie komt voor processen in de cel? ◯ 1, 3, 5 ◯ 1, 4, 5 ◯ 2, 3, 5 ◯ 2, 4, 5 ◯ 2, 4, 6

Een onbekende cel Abdullah bekijkt met de microscoop een groep cellen van een weefsel. Hij maakt er een schematische tekening van (zie de figuur). Daarin staan enkele cellen en de delen ervan. De docent heeft Abdullah niet verteld van welk organisme de cellen zijn. Abdullah krijgt wel te horen dat hij alle delen de juiste naam heeft gegeven. Bestudeer de schematische tekening die Abdullah heeft gemaakt van zijn preparaat. Let ook op de delen die hij aangeeft. Van welk type organisme zijn de cellen in het preparaat? ◯ plant ◯ dier ◯ bacterie

celmembraan celkern cytoplasma celwand De schematische tekening van Abdullah

101

Hoofdstuk 2 Inzoomen De delen van een cel

2.3

EXTRA OPDRACHTEN 8

Overhoop met de microscoop Als je een microscoop gebruikt, krijg je soms geen goed beeld. Dat kan komen doordat je de microscooponderdelen verkeerd gebruikt. Welke onderdelen zijn verkeerd gebruikt bij de problemen die hier genoemd worden?

Het beeld van je preparaat... 1

is onscherp.

2 is helemaal donker. 3 is veel te licht. 4 heeft de vorm van een halve maan.

oculair

tubus

revolver

diafragma

lamp

macroen microschroef

statief

☐ ☐ ☐ ☐

De celwand Plantencellen hebben een celwand. Die wordt niet tot de celorganellen gerekend. Geef een argument waarom biologen de celwand niet tot de celorganellen rekenen.

Plastiden Een bladgroenkorrel is een organel dat hoort bij een speciale groep plantenorganellen: de plastiden. In een plantencel kan elk type plastide veranderen in een ander type, bijvoorbeeld een bladgroenkorrel in een zetmeelkorrel, en andersom. Als de plastiden in een cel veranderen, verandert de functie van de cel zelf ook. In de cellen van een aardappel onder de grond zitten heel veel zetmeelkorrels. De plant heeft de voorraadstof zetmeel in de aardappel opgeslagen. Zetmeel bevat veel energie.

Zetmeelkorrels in aardappelcellen

Welke beweringen over plastiden en aardappelcellen zijn juist ? ☐ Bladgroenkorrels zijn nutteloos voor een aardappelcel. ☐ Een functie van aardappelcellen is opslag van voorraadstoffen. ☐ Zetmeelkorrels worden gebruikt voor het vastleggen van energie. ☐ Een aardappel die in het licht ligt, wordt groen. ☐ In een aardappel die in het donker ligt, zullen bladgroenkorrels veranderen in zetmeelkorrels.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

102

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

2.4 DE CELKERN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: de functie van de celkern uitleggen. de functie van DNA uitleggen. uitleggen hoe de mens DNA kan aanpassen. uitleggen wat chromosomen zijn.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: Wangslijmvliescellen Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

2.4

Chromosomen in de celkern De celkern is het regelcentrum van de cel. In de celkern zitten de chromosomen die bestaan uit DNA (erfelijke informatie). Chromosomen komen voor in paren, net als schoenen. De volgende opdracht gaat over chromosomen in de kern van een menselijke cel. Dit heb je nodig: knipblad chromosomen achterin het boek schaar plakstift vel papier

• • • •

Dit ga je doen: 1 Knip de chromosomen uit. 2 Zoek uit welke chromosomen een paar vormen. 3 Plak de paren naast elkaar op het vel papier. Chromosomen ongeordend 103

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

2.4

a Hoeveel chromosomen en chromosoomparen zitten in een menselijke celkern? ◯ ◯ ◯ ◯

45 chromosomen en 22 chromosoomparen 45 chromosomen en 23 chromosoomparen 46 chromosomen en 22 chromosoomparen 46 chromosomen en 23 chromosoomparen

b Wat valt je op als je naar de chromosoomparen kijkt, zijn ze allemaal gelijk?

THEORIE Celkern en DNA In een cel gebeurt van alles. Bijvoorbeeld het aanmaken van nieuwe stoffen en het vervangen van organellen. De instructies hiervoor komen uit de celkern. In de celkern zit DNA (zie figuur 1). Het DNA is een soort handleiding waarin staat wat er in de cel allemaal moet gebeuren, zodat de cel zijn functie goed kan uitoefenen. Al jouw cellen bevatten precies hetzelfde DNA. Maar niet alle cellen gebruiken dezelfde informatie uit het DNA. Dat hangt af van de functie die de cel uitoefent. Een spiercel gebruikt andere informatie dan bijvoorbeeld een zenuwcel. En de speekselkliercel die speeksel maakt, gebruikt wéér andere informatie. DNA-moleculen verlaten nooit de celkern. In de celkern wordt een kopie gemaakt van het stukje DNA dat de cel op dat moment moet gebruiken. Deze kopie gaat via gaatjes in de kernmembraan naar het cytoplasma van de cel.

De celkern is het regelcentrum.

DNAmolecuul kopie van stukje DNA

De kopie geeft de informatie in het cytoplasma.

Figuur 1 Celkern met DNA-molecuul

Overeenkomsten en verschillen dankzij DNA Het DNA bepaalt voor een groot deel welke eigenschappen een organisme heeft. Jouw DNA bepaalt dat jij twee armen en twee benen hebt, dat je rechtop kunt lopen en welke kleur haar je hebt. Maar ook je leefomstandigheden bepalen voor een deel jouw eigenschappen. Als je bijvoorbeeld veel in de zon zit of als je een tijdje te veel of te weinig eet, veranderen je eigenschappen ook. Maar je DNA verandert daar niet door.

Figuur 2 Eeneiige drieling, driemaal hetzelfde DNA

Organismen met veel overeenkomstige eigenschappen hebben DNA dat voor een groot deel hetzelfde is. De chimpansee die veel op de mens lijkt, heeft DNA dat voor ongeveer 98,5 % gelijk is aan het DNA van de mens. En familieleden hebben DNA dat nog veel meer op elkaar lijkt.

104

2.4

verdachte 2

verdachte 1

gevonden DNA

Toch heeft niemand op de aarde precies hetzelfde DNA als jij, tenzij je een eeneiige tweelingbroer of -zus hebt, of misschien heb je er wel twee (zie figuur 2). Het DNA in de cellen van je lichaam is uniek.

slachtoffer

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

Op de plaats van een misdrijf worden vaak bloedsporen of haren gevonden. Daaruit kan DNA gehaald worden. Een forensisch onderzoeker maakt een DNA-profiel en vergelijkt dat met de DNA-profielen van verdachten (zie figuur 3). Als er een overeenkomst is, kan het misdrijf worden opgelost.

DNA aanpassen Sommige bacteriën maken stoffen die giftig zijn voor insecten. Wetenschappers kunnen het stukje DNA met de informatie voor de gifstof uit de bacterie halen en het overzetten naar het DNA van een plant (zie figuur 4). De plant heeft nu een nieuwe eigenschap gekregen: hij kan ook de gifstof maken. Daardoor is de plant voortaan beschermd tegen insecten. De gifstof is niet schadelijk voor de mens. Bij planten die wereldwijd in grote hoeveelheden worden verbouwd als voedsel, zoals maïs en soja, is op deze manier het DNA aangepast. Men noemt het aanpassen van DNA wel eens ‘knutselen met DNA’. Maar het is niet zo onschuldig als het klinkt. Het is niet bekend wat de effecten en de veiligheidsrisico’s op de lange termijn zijn. Daarom wordt er veel onderzoek naar gedaan.

Figuur 3 Het DNA-profiel op de plaats van het misdrijf komt het meest overeen met het DNA-profiel van verdachte 1. De bacterie kan gifstof maken.

plantencel

DNA

Uit de bacterie wordt een stukje DNA gehaald en in de plant geplaatst. De plant maakt nu gifstof.

Figuur 4 Het DNA van de plant krijgt een stukje DNA van een bacterie.

Sommige mensen willen aan het DNA van bestaande dieren ‘knutselen’ om een uitgestorven dier terug te krijgen. In de bevroren resten van mammoeten zit vaak DNA. Hierdoor is een groot deel van het DNA-profiel van de mammoet bekend. Maar het DNA van de mammoet verschilt heel veel van het DNA van de olifant. Er zouden honderden stukjes DNA van een olifant vervangen moeten worden om het DNA van de mammoet compleet te maken. Zie ook het kader Wist je Dat? op pagina 107.

105

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

2.4

4m 3m 2m 1m © Shutterstock

Figuur 5 Kun je de mammoet tot leven wekken met zijn DNA en het DNA van een olifant?

Chromosomen kun je zien Een DNA-molecuul kun je niet zien met een gewone microscoop, maar wel met een elektronenmicroscoop die 100.000 keer vergroot. Een DNA-molecuul is een heel lange dunne kronkelige draad (figuur 6 rechts). In een celkern zit wel 2 meter DNA opgeborgen! De verschillende DNA-moleculen liggen verspreid door de celkern. Als de cel deelt, gaan de lange draden zich oprollen en worden ze dikker. Het zijn een soort pakketjes geworden. De opgerolde DNA-moleculen noem je chromosomen (zie figuur 6). Chromosomen kun je vaak wél zien met een gewone microscoop (zie figuur 7).

celkern met chromosomen

chromosoom

opgerold DNA-molecuul

DNA-molecuul

Figuur 6 DNA-molecuul en chromosoom

Figuur 7 Chromosomen zichtbaar onder een microscoop 106

Figuur 8 De chromosomen ingekleurd..

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern Mensen hebben 46 chromosomen in de celkern van elke lichaamscel (zie figuur 8). De chromosomen hebben verschillende vormen. Als je de gelijkvormige chromosomen sorteert, krijg je 23 paar chromosomen. In een chromosomenkaart zijn de 23 paar chromosomen gerangschikt en genummerd (zie figuur 9).

Figuur 9 Chromosomenkaart van de mens

Andere soorten organismen hebben andere aantallen chromosomen. Chimpansees bijvoorbeeld hebben 24 paar chromosomen. Een fruitvliegje heeft slechts 4 paar chromosomen (zie figuur 10). Er zijn ook planten en dieren die meer dan 100 paar chromosomen in elke celkern hebben.

4 © Shutterstock / nechaevkon

Figuur 10 Chromosomen van het fruitvliegje

WIST JE DAT? Uitgestorven dino’s weer terugkrijgen? Kun je uitgestorven dieren weer terugkrijgen? Sommige wetenschappers denken dat dat mogelijk is met behulp van DNA uit de resten van die dieren. Maar het zal niet zo gemakkelijk gaan. De kans dat je veel geschikt DNA terugvindt is klein, omdat DNA een kwetsbaar molecuul is dat snel kapotgaat. Van dinosauriërs van 66 miljoen jaar geleden is er helemaal geen DNA over.

Soms worden er bijna complete fossiele geraamten Dino’s komen alleen in de film tot leven. opgegraven. Daardoor leren we steeds meer over de inwendige bouw van de verschillende dinosauriërs. We weten echter heel weinig van hun uiterlijk, hun gedrag en hun bewegingen. Toch zien de dino’s in de Jurrassic Park-films er levendig en geloofwaardig uit. De makers van de films hebben dus veel fantasie gebruikt!

107

2.4

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

2.4

OPDRACHTEN 2

De cel DNA kan worden verkregen uit losse cellen afkomstig van de binnenkant van je wang. Hoe heet het organel dat dan wordt onderzocht?

Mensapen De gorilla, chimpansee en orang-oetan hebben alle drie 48 chromosomen in hun lichaamscellen. Hoe kun je verklaren dat ze een gelijk aantal chromosomen hebben?

Forensisch onderzoek In een dorp waar veel mensen familie van elkaar zijn, heeft een misdrijf plaatsgevonden. Er wordt op de plaats van het misdrijf druk gezocht naar haren, speeksel, bloed, zakdoekjes, drinkbekers en huidcellen. Op deze materialen kan DNA zitten. Er zijn aanwijzingen dat de dader het slachtoffer goed kende. De kans dat in dit dorp de dader door DNA-onderzoek wordt opgespoord is kleiner dan wanneer het misdrijf in een nieuwbouwwijk in een grote stad was gebeurd. Hoe kun je dit verklaren?

Aanpassingen aan het DNA Soms past de mens het DNA van een plant aan met een stukje DNA van een ander organisme. Dat extra stukje DNA zorgt ervoor dat de plant een gifstof maakt die beschermt tegen de vraat door insecten of ziekteverwekkers. Dit gebeurt vooral bij planten die voor de landbouw en voedselproductie worden gebruikt. Welke effecten kunnen optreden? ☐ De stof die giftig is voor bepaalde organismen kan in de grond terechtkomen. ☐ Het stuifmeel van de aangepaste plant kan het aangepaste DNA overbrengen naar wilde soortgenoten. ☐ Het stuifmeel van de aangepaste plant kan giftig zijn voor stuifmeeletende insecten. ☐ Insecten die van de gifstof eten, kunnen zelf ook DNA krijgen met deze aanpassing.

108

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

2.4

DNA-code of leefomstandigheden Veel eigenschappen van organismen zijn het gevolg van de informatie in hun DNA. Andere eigenschappen worden veroorzaakt door de leefomstandigheden. Er zijn ook eigenschappen die worden veroorzaakt door een combinatie van beide. Wat kan de volgende eigenschappen veroorzaken? eigenschap veroorzaakt door alleen het DNA 1

bloedgroep

eigenschap eigenschap veroorveroorzaakt door het zaakt door alleen de DNA en de leefomstanleefomstandigheden digheden samen

◯

2 de taal die je spreekt

◯

3 lichaamsgewicht

◯

4 lichaamslengte

◯

5 litteken

◯

6 oogkleur

◯

7 tattoeage

◯

Bomen in een groepje Bij veel boomsoorten ontstaan er ondergronds stengels uit de wortel. De stengels groeien omhoog zodat er een groepje bomen ontstaat. Een bioloog wil van een groepje van vier dezelfde soort bomen bepalen of ze uit aparte zaden opgegroeid zijn, of uit de wortels van één boom. Hij onderzoekt daarvoor het DNA van elke boom. Het resultaat van zijn onderzoek is dat het DNA van alle vier de bomen precies gelijk is. Welke conclusie trekt de bioloog uit zijn onderzoeksresultaat?

EXTRA OPDRACHTEN 8

Kopie van het DNA Het DNA blijft altijd in de celkern. Het gaat niet naar het cytoplasma als van een stukje DNA een kopie wordt gemaakt. Bedenk een reden waarom het DNA in de celkern blijft wanneer een stukje ervan wordt gekopieerd.

109

Hoofdstuk 2 Inzoomen De celkern

Taaislijmziekte Taaislijmziekte is een aandoening die het gevolg is van een klein foutje in het DNA. De cellen van de slijmklieren in darm en longen produceren dan slijm dat te weinig water bevat. Dat slijm is daardoor heel taai. Vooral in de longen geeft dat ernstige problemen. In alle cellen van iemand met taaislijmziekte komt hetzelfde DNA voor. Hoe komt het dan dat de meeste andere organen van deze persoon goed werken?

Aangepaste zalmen Dierlijk DNA kan worden aangepast met stukjes DNA van andere soorten. Zo worden er zalmen gekweekt die het DNA hebben van twee verschillende zalmsoorten en van een andere soort vis. De aangepaste zalmen groeien daardoor sneller. In Europa mag het vlees van dieren met DNA-aanpassingen niet verkocht worden, dus ook niet van de aangepaste zalmen. Hieronder staan argumenten voor en tegen het aanpassen van zalmen met behulp van DNA. Je gaat bij elk argument na of je het daarmee eens bent. 1 Door aangepaste zalmen te kweken worden er minder wilde zalmen gevangen, waardoor de wilde zalm minder bedreigd wordt. 2 Omdat de aangepaste zalmen minder voedsel nodig hebben, zijn ze beter voor het milieu. (Het visvoer wordt gemaakt uit zeevis en andere kleine zeedieren.) 3 De aangepaste zalm bedreigt het voortbestaan van de wilde zalm als er voortplanting tussen deze twee typen plaatsvindt. 4 Er zijn genoeg natuurlijke vissoorten die voor de consumptie geschikt zijn. DNA van organismen aanpassen is onnatuurlijk en niet nodig.

a Ben je het eens of oneens met argument 1? Licht je antwoord toe.

b Ben je het eens of oneens met argument 2? Licht je antwoord toe.

c Ben je het eens of oneens met argument 3? Licht je antwoord toe.

d Ben je het eens of oneens met argument 4? Licht je antwoord toe.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

110

2.4

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

2.5 CELLEN DELEN, GROEIEN EN VERANDEREN Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen uit welke fasen een levenscyclus bestaat. uitleggen hoe organismen zich geslachtelijk of ongeslachtelijk voortplanten. uitleggen hoe de celdeling verloopt. uitleggen dat na groei en differentiatie een nieuw individu ontstaat.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: De boomalg Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

De bacterie: kampioen celdelen Bacteriën zijn wereldkampioen celdelen. Er zijn bacteriën die zich onder gunstige omstandigheden elke 20 minuten delen!

a Wat zijn voor een bacterie ‘gunstige omstandigheden’ voor celdelen? Noem er minstens twee.

Stel: je begint met één bacterie. Teken op kladpapier hoeveel je er hebt na 20 minuten, na 40 minuten enzovoort. Noteer de getallen als macht van 2.

b Hoeveel bacteriën denk jij dat er na een dag (24 uur) zullen zijn? Maak een schatting. Ga ervanuit dat alle bacteriën in leven blijven. ◯ meer dan duizend ◯ meer dan tienduizend ◯ meer dan honderdduizend ◯ meer dan een miljoen ◯ meer dan een miljard

111

2.5

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen Nu ga je berekenen hoeveel bacteriën er zijn na 24 uur. Ga er weer vanuit dat alle bacteriën in leven blijven. Elke 20 minuten verdubbelen de bacteriën, dus elk uur verdubbelen ze 3x. Na 24 uur zijn de bacteriën dus 72x verdubbeld. Dit bereken je door 2 ^ 72 op je rekenmachine in te typen. Dit betekent dat het aantal bacteriën 72x verdubbelt.

c Hoeveel bacteriën zijn er na 24 uur?

THEORIE Generatie na generatie Opa, oma, vader, moeder en de kinderen staan samen op de foto (zie figuur 1). Je ziet drie generaties van deze familie. Het is moeilijk voor te stellen, maar ieder familielid op de foto is ontstaan uit één enkele lichaamscel. In de buik van de moeder ontwikkelt deze eerste lichaamscel zich tot een embryo dat groeit en groeit.

Figuur 1 Drie generaties, iedereen is afzonderlijk ontstaan uit één lichaamscel.

Na ongeveer 9 maanden zwangerschap is de baby voldoende ontwikkeld om geboren te worden. De baby groeit op, wordt stap voor stap volwassen en is op een gegeven moment zelf geslachtsrijp. Dan kan dit individu zich voortplanten en zelf ook kinderen krijgen. Zo komt er weer een nieuwe generatie. De opeenvolging van eerste lichaamscel, embryo, jong zelfstandig organisme en volwassen individu noem je een levenscyclus. Deze herhaalt zich steeds in dezelfde volgorde.

Levenscyclus en geslachtelijke voortplanting De eerste lichaamscel waarmee de levenscyclus begint, ontstaat na de bevruchting. De bevruchting is het samensmelten van een eicel en een zaadcel. De eicel en de zaadcel noem je geslachtscellen. De eicel is de vrouwelijke geslachtscel en de zaadcel is de mannelijke geslachtscel. Voortplanting waarbij twee geslachtscellen samensmelten heet geslachtelijke voortplanting.

112

2.5

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

2.5

mannelijke geslachtscel vrouwelijke geslachtscel bevruchting

eerste lichaamscel

vorming van geslachtscellen celdelingen

volwassen individu groei en differentiatie

embryo

jong zelfstandig organisme Figuur 2 Levenscyclus van de mens

In de eerste lichaamscel zit DNA van de vader en van de moeder. Hieruit ontstaat een unieke nakomeling. Bij een volgend kind van dezelfde vader en moeder wordt het DNA op een iets andere manier gecombineerd. Daardoor kunnen de eigenschappen van broertjes of zusjes deels verschillen. Alle organismen hebben een levenscyclus. Het verschilt per soort organisme hoelang de levenscyclus duurt. Sommige soorten organismen zijn heel snel geslachtsrijp en andere soorten zijn dat pas na veel jaren. Een eitje van een fruitvliegje groeit in ongeveer 10 dagen uit tot een volwassen vliegje dat zich kan voortplanten. Bij een huismuis duurt de ontwikkeling van eerste lichaamscel tot volwassen muis 5 weken (zie figuur 3). Olifanten hebben een lange levenscyclus. Ze zijn op 15-jarige leeftijd geslachtsrijp en de zwangerschap duurt ongeveer 22 maanden.

Figuur 3 Al na 5 weken zijn de kleine muizen geslachtsrijp.

113

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

2.5

Celdeling van lichaamscellen Tijdens je leven maak je voortdurend nieuwe lichaamscellen. Nieuwe cellen zijn nodig om te groeien en om oude of beschadigde cellen te vervangen. Een nieuwe cel ontstaat doordat een cel zich in tweeën deelt. De cel die gaat delen noem je de moedercel. Na de deling van de moedercel ontstaan twee nieuwe cellen: de dochtercellen. De celdeling verloopt in een aantal stappen (zie figuur 4). Eerst verdubbelt het DNA in de celkern. Daarna splitst de celkern zich in tweeën en er ontstaan twee nieuwe celkernen, elk met exact dezelfde 46 chromosomen als de moedercel had. Hierna splitst de cel zich in twee dochtercellen. De twee dochtercellen zijn nog klein. Ze bevatten ieder half zoveel cytoplasma en organellen als de moedercel. De cellen maken daarom cytoplasma met organellen bij om even groot te worden als de moedercel. celdeling voor de vorming van lichaamscellen

oprollen van het DNA DNA verspreid door de kern

46 kerndeling

DNA verpakt in 46 chromosomen

cel deelt verder

verdubbeling van de chromosomen

vervolg celdeling DNA weer verspreid door de kern

cytoplasmagroei

dochtercellen, even groot als de moedercel

Figuur 4 Celdeling bij lichaamscellen

Groei en differentiatie Om te groeien moeten er heel veel celdelingen plaatsvinden in je lichaam. Bij een volwassen mens zijn er ontelbaar veel celdelingen geweest. Het bepalen van het aantal cellen van een lichaam is niet eenvoudig. Een volwassen lichaam heeft ongeveer 10 biljoen (= 10 x miljoen x miljoen) cellen. Hoe groter een lichaam is, hoe meer cellen het heeft. Dus een olifant heeft er nog veel meer! Als er alleen celdelingen zouden zijn, zouden alle cellen er hetzelfde uitzien. Je zou dan geen weefsels en organen hebben en je lichaam zou niet alle verschillende functies kunnen uitvoeren. Gelukkig bestaat je lichaam uit veel verschillende soorten cellen, met elk een eigen vorm en functie. Die verschillende soorten cellen ontstaan al in het begin van de groei van het embryo. Dit proces noem je differentiatie (zie figuur 5). Door differentiatie krijgt het embryo een skelet, spieren, hersenen en andere organen. Al die delen vormen met elkaar het lichaam van het nieuwe individu.

huidcellen

zenuwcellen bevruchte eicel

embryo spiercellen

Figuur 5 Differentiatie: het ontstaan van verschillende soorten cellen 114

bloedcellen

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

Levenscyclus en ongeslachtelijke voortplanting

2.5

celdeling

Bij veel organismen vindt voortplanting plaats met maar één ouder. Deze manier heet ongeslachtelijke voortplanting. De eenvoudigste ongeslachtelijke voortplanting is een celdeling waarbij uit een eencellig organisme twee nieuwe eencellige organismen ontstaan (zie figuur 6). Deze nakomelingen hebben in de celkern precies hetzelfde DNA. Ze hebben daardoor dezelfde eigenschappen als de ouder waaruit ze zijn ontstaan.

DNA groei en ontwikkeling

Figuur 6 Levenscyclus van een bacterie, een eencellig organisme

De levenscyclus van zo’n eencellig organisme duurt vaak maar kort. Sommige bacteriën delen zich bij gunstige omstandigheden elke 20 minuten. In korte tijd ontstaat er dan een grote groep bacteriën. Zo’n grote groep noem je een bacteriekolonie. Bij ongunstige omstandigheden gaat de bacterie in een rusttoestand. De bacterie maakt een extra dikke ondoordringbare laag om zich heen. Op deze manier kan de bacterie wel honderden jaren overleven. De levenscyclus duurt op deze manier enorm lang. Een bacterie in rusttoestand noem je een bacteriespore. Wanneer de omstandigheden gunstig worden, verandert de bacteriespore in een gewone bacteriecel en gaat hij zich weer delen.

WIST JE DAT? Mannen zijn niet nodig De meeste diersoorten planten zich geslachtelijk voort. Bij sommige van die soorten kunnen de vrouwtjes nakomelingen krijgen zonder dat er een eicel en een zaadcel zijn versmolten. Dat heet maagdelijke voortplanting. Bij een vrouwelijke koningscobra kunnen twee eicellen samensmelten. Een koningscobra kan dus jongen krijgen zonder dat er een Koningscobra mannetje in de buurt is geweest. Met DNA-onderzoek kunnen wetenschappers bewijzen dat maagdelijke voortplanting bestaat.

115

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

2.5

OPDRACHTEN 2

Cellen Zijn de cellen van grote dieren, zoals een olifant, gemiddeld even groot, kleiner of groter dan de cellen van mensen? ◯ Groter dan de cellen van een volwassen mens. ◯ Kleiner dan de cellen van een volwassen mens. ◯ Even groot als de cellen van een volwassen mens.

Celdeling Je ziet driemaal een tekening van de celdeling bij de mens. Het getal staat voor het aantal chromosomen. 46 46

23 46

46 1

23 2

23 3

Bij welke tekening is het aantal chromosomen juist weergegeven? ◯ tekening 1 ◯ tekening 2 ◯ tekening 3

Levenscyclus Welke betekenis heeft het begrip cyclus in het woord levenscyclus? ◯ Na elke levensfase (bijvoorbeeld babyfase) komt er een nieuwe levensfase (bijvoorbeeld kleuterfase). ◯ Aan het einde van de laatste levensfase gaat het organisme dood. ◯ Een volwassen individu kan nakomelingen krijgen waardoor er telkens weer een nieuwe generatie kan ontstaan. ◯ Na de dood van een organisme dienen de bouwstoffen van het lichaam voor de opbouw van nieuwe organismen.

116

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

2.5

Steeds maar delen Nadat de eicel is bevrucht, gaat deze zich delen. Na een dag zijn er uit de eerste lichaamscel 32 cellen ontstaan. Hoeveel celdelingen zijn hiervoor nodig geweest? ◯ 15 ◯ 16 ◯ 31 ◯ 32

Geslachtcellen Uit bepaalde lichaamscellen in de geslachtsorganen van een man en een vrouw ontstaan geslachtscellen. Geslachtscellen hebben maar 23 chromosomen. Waarvoor hebben geslachtcellen van de mens maar de helft van het aantal chromosomen? ◯ Omdat er minder ruimte is in geslachtscellen. ◯ Omdat bij het samensmelten van geslachtscellen dan weer 46 chromosomen in de eerste lichaamscel bij elkaar komen. ◯ Omdat in een geslachtscel de helft van de chromosomen verdwijnt.

Chromosomen en DNA Lees de beweringen en geef aan of deze juist of onjuist zijn. juist

onjuist

De kern van een moedercel bevat tweemaal zoveel chromosomen als de kern van de dochtercel.

◯

2 De kinderen van dezelfde ouders kunnen in bepaalde eigenschappen best veel verschillen. Dat komt doordat het DNA van de vader en de moeder bij het ontstaan van de eerste lichaamscel steeds op een andere manier combineert.

◯

3 Een eeneiige tweeling lijkt heel veel op elkaar omdat een eeneiige tweeling na de bevruchting precies hetzelfde DNA heeft.

◯

4 De toename van cytoplasma is na de celdeling nodig omdat de cel anders dood gaat.

◯

5 Differentiatie is het proces waardoor bijvoorbeeld spiercellen kunnen veranderen in botcellen.

◯

6 Bij ongeslachtelijke voorplanting hebben de nakomelingen hetzelfde DNA als de ouder.

◯

117

Hoofdstuk 2 Inzoomen Cellen delen, groeien en veranderen

2.5

EXTRA OPDRACHTEN 8

Verschillen in levenscyclus Een levenscyclus duurt niet bij alle zoogdieren even lang. Sommige zoogdieren krijgen nakomelingen als ze 1 jaar oud zijn en andere soorten zijn pas na meer dan 15 jaar voor het eerst zwanger. En er zijn nog meer verschillen. Horen de kenmerken van de levenscyclus bij het konijn of bij de olifant? konijn

olifant

◯

2 op late leeftijd vruchtbaar

◯

3 weinig nakomelingen per zwangerschap

◯

4 veel nakomelingen per zwangerschap

◯

5 gedurende korte periode verzorgen van de jongen

◯

6 gedurende lange periode verzorgen van de jongen

◯

7 korte levensduur

◯

8 lange levensduur

◯

op jonge leeftijd vruchtbaar

Delen om te groeien Een klein kubusvormig organisme heeft een afmeting van 10 x 10 x 10 cm (lengte x breedte x hoogte). Een wetenschapper vindt in het lichaam vooral cellen van 1 x 1 x 1 mm. Hoeveel cellen heeft dit organisme ongeveer? ◯ 1.000.000 ◯ 1000 ◯ 10.000.000 ◯ 100.000

Differentiatie Tijdens het begin van de groei ontstaan er uit de cellen van het embryo verschillende soorten cellen. Uit die verschillende soorten cellen ontstaan door veel delingen de organen van het embryo. Welke van de volgende beweringen over het DNA in de cellen zijn juist? ☐ Het DNA van de cellen van het embryo bevat de instructie voor de werking en bouw van alle verschillende soorten cellen. ☐ Het DNA van de spiercellen bevat alleen de instructie voor de bouw en werking van de spiercellen. ☐ Het DNA van de spiercellen bevat de instructie voor de werking en de bouw van alle verschillende soorten cellen. ☐ Een spiercel gebruikt van het DNA in de celkern alleen de instructie voor de werking en de bouw van een spiercel

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

118

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

2.6 DE KLEINSTE ORGANISMEN Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen hoe eencellige organismen zich ongeslachtelijk voortplanten. uitleggen hoe een virus zich vermeerdert. uitleggen hoe een virus je ziek maakt. afmetingen van verschillende organismen en voorwerpen met elkaar vergelijken.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: Gistcellen Overleg met je docent of je dit practicum gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

Bacteriekolonies Eén bacterie kun je met het blote oog niet zien, maar een kolonie van bacteriën wel. Zo’n kolonie van dezelfde bacteriën maak je door bacteriën bij een gunstige temperatuur op een voedingsbodem te laten delen. Onderzoeksvraag: Op welke vinger(s) zitten de meeste bacteriën? Dit heb je nodig: afgesloten petrischaal met voedingsbodem viltstift

• •

Dit ga je doen: 1 Open de petrischaal. 2 Raak direct na opening de voedingsbodem aan, met alle vijf vingers op een verschillende plek. 3 Doe direct daarna het deksel weer op de petrischaal. 4 Zet je naam en klas op de onderkant van de petrischaal. 5 Zet de petrischaal op een warme plek. 6 Bekijk na een paar dagen het resultaat.

119

2.6

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

2.6

a Wat is je hypothese? Beantwoord deze vraag voordat je het resultaat bekijkt!

Tel na zeven dagen het aantal kolonies en vul de tabel in. duim

wijsvinger

middelvinger

ringvinger

pink

Aantal kolonies

b Welke conclusie kun je trekken?

THEORIE Onmisbare eencellige organismen Om je heen leven veel organismen. Zelfs in en op je lichaam! Je kunt deze niet met het blote oog zien. De meeste van deze organismen zijn eencellig. Alle bacteriën zijn eencellig, maar er bestaan ook eencellige schimmels (zoals gisten), eencellige planten (zoals eencellige algen) en eencellige dieren (zoals amoeben) (zie figuur 1). Eencellige organismen zijn heel belangrijk in de natuur. In je darmen leven vele miljoenen bacteriën die onmisbaar zijn voor het verteren van je voedsel. In de zee zorgen gigantische aantallen eencellige algen voor zuurstof en voedsel. Zij zijn het voedsel voor kleine diertjes, die op hun beurt weer gegeten worden door grotere dieren. Andere eencelligen zijn gisten en amoeben. De amoebe kan andere eencelligen opeten (zie figuur 2). kok

spirocheet bacil

alg

gist

amoebe

Figuur 1 Eencellige organismen: drie typen bacteriën, een alg, een gist en een amoebe

De bacterie wordt waargenomen.

De amoebe omcirkelt de bacterie.

Figuur 2 Een amoebe eet een bacterie op.

120

De amoebe breekt de bacterie af en eet hem op.

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

Ongeslachtelijke voortplanting bij eencelligen Net als bacteriën planten de meeste eencellige organismen zich voort door ongeslachtelijke voortplanting. De voortplanting gebeurt door celdeling en dat kan erg snel gaan. De eencellige schimmel gist kan zich onder ideale omstandigheden elke 90 minuten delen. Soms zijn de omstandigheden niet gunstig. Het kan bijvoorbeeld te koud of te warm zijn, of er is onvoldoende voedsel beschikbaar. Dan gaat de voortplanting van eencelligen veel langzamer. Ook zullen er tussendoor cellen sterven.

Virussen en virusbesmettingen Naast eencellige organismen bestaan er ook virussen. Die zijn nóg veel kleiner dan bacteriën. Een virus vertoont geen levenskenmerken en is dus geen organisme. Een virus kan zich alleen vermeerderen in de cellen van een ander organisme. Een virus kan in je lichaam terechtkomen door het bijvoorbeeld in te ademen of in te slikken. Het komt dan in contact met een lichaamscel. Wanneer het virus een lichaamscel binnendringt, is er een virusbesmetting. Daarna doorloopt het virus een aantal stappen om zich te vermeerderen (zie figuur 3). In de cel valt het virus uit elkaar. Hierdoor komt het erfelijk materiaal van het virus vrij. Dit erfelijk materiaal geeft een paar opdrachten aan de binnengedrongen cel. Ten eerste moet de cel stoppen met het uitvoeren van zijn normale functie. Ten tweede moet de cel al zijn energie en stoffen gebruiken om nieuwe virussen te bouwen. De besmette cel wordt een soort ‘virusfabriek’. Na verloop van tijd zit de cel zó vol met nieuwe virussen, dat de cel sterft. Dan komen alle nieuwe virussen vrij en kunnen zij andere cellen in de buurt binnendringen. Het hele proces herhaalt zich dan in de nieuw besmette cellen. Veel virusbesmettingen veroorzaken ziekteverschijnselen. Van een besmetting met het waterpokkenvirus krijg je koorts en jeukende vochtblaasjes. Van een verkoudheidsvirus ga je hoesten en krijg je een verstopte neus. Het herpesvirus veroorzaakt een koortslip. Van het coronavirus kunnen sommige mensen behoorlijk ziek worden.

2. Virus hecht zich aan een celmembraan.

3. Virus valt uit elkaar en erfelijk materiaal komt vrij. 4. Cel wordt een virusfabriek. 5. Cel sterft en virussen komen vrij.

1. Virus wordt ingeademd.

Figuur 3 Virusbesmetting en virusvermeerdering 121

2.6

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

2.6

ACTUEEL Het coronavirus Veel virussen besmetten alleen bepaalde dieren. Er is bijvoorbeeld het vogelgriepvirus en het virus dat bij katten de niesziekte veroorzaakt. Bij de vermeerdering van een virus ontstaan er soms veranderingen in het erfelijk materiaal. Dit kan tot gevolg hebben dat het virus sneller besmettingen veroorzaakt of van een dier overspringt op de mens. Eind 2019 ontstond er zo’n verandering in een virus dat alleen bij een bepaald soort vleermuis voorkwam. Hierdoor kon het virus opeens ook de mens besmetten. Binnen een paar maanden was er een pandemie: het virus had zich over de hele wereld verspreid en maakte miljoenen mensen ziek. Dit virus is SARS-CoV-2, beter bekend als ‘COVID-19’ of het ‘coronavirus’.

Het coronavirus SARS-CoV-2 dat wereldwijd grote gevolgen had.

Klein, kleiner, kleinst Eencelligen kun je met het blote oog niet zien. Om een gistcel, eencellige alg of amoebe te bekijken, kun je een microscoop met een vergroting van 400x gebruiken. De meeste bacteriën en alle virussen zijn zo klein dat je ze zelfs met de maximale vergroting van 1000x maar met moeite kunt zien.

virus

100 nm

bacterie

1 µm

rode bloedcel

10 µm

amoebe

100 µm

kattenvlo

1 mm

pissebed

10 mm

1 nm = 1 nanometer = 0,001 µm 1 µm = 1 micrometer = 0,001 mm 1 mm = 1 millimeter = 0,001 m

Figuur 4 Microscopische verhoudingen. Elke stap naar rechts betekent 10x zo groot.

122

muis

100 mm

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

OPDRACHTEN 2

Een virusbesmetting Een virus laat zich vermeerderen in een levende cel. Wanneer een virus een cel binnendringt, is de cel besmet. In welke volgorde vinden virusbesmetting en virusvermeerdering plaats? Zet de stappen in de juiste volgorde.

▢ De cel gaat kapot en de nieuwe virusdeeltjes komen vrij. ▢ De cel gaat virusonderdelen bouwen. ▢ De cel krijgt opdracht om te stoppen met zijn normale taken. ▢ De cel raakt overvol met virusdeeltjes. ▢ Het virus koppelt zich aan het celmembraan. ▢ Het virus valt uit elkaar, waarbij het erfelijk materiaal vrijkomt. ▢ Het virus wordt opgenomen in de cel. 3

Voortplantende blauwalgen In de zomer is er in Nederland wel eens een plaag van eencellige blauwalgen. Na een warme periode kan de hoeveelheid blauwalgen in meertjes en zwemplassen extreem toenemen. Het water wordt dan donkergroen. Dat noem je algenbloei. Het is gevaarlijk om in dat water te zwemmen. Blauwalgen maken namelijk gifstoffen. Als je in de algenbloei zwemt, kun je misselijk worden en huiduitslag krijgen. Bij warm weer worden buitenwateren daarom gecontroleerd. Een watercontroleur neemt een watermonster uit een meertje en onderzoekt dit. Er zitten gemiddeld 5 blauwalgen per mL in. Het is zomer en de temperatuur van het water is 25 graden Celsius. Bij deze temperatuur delen de blauwalgen elke 30 minuten. Er is sprake van algenbloei als er minstens 1000 cellen per mL worden aangetroffen. Bereken over hoeveel uur (afgerond naar beneden) er sprake is van algenbloei in de zwemplas waar de controleur het watermonster heeft genomen.

123

2.6

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

2.6

Hoe groot is dat? In de foto zie je een aantal cellen, zoals je deze ziet door de microscoop op school. Maar hoe groot zijn die cellen nu eigenlijk? Dit kun je uitrekenen als je weet hoe breed het microscoopbeeld in werkelijkheid is. Als je die breedte deelt door het aantal cellen naast elkaar, krijg je de breedte van één cel.

Cellen door een microscoop bij 400x vergroting

In formule: breedte van één cel (in mm) = breedte van het microscoopbeeld (in mm) / aantal cellen naast elkaar De breedte van de doorsnede van het beeld dat je bij een vergroting van 400x ziet, is 0,45 mm. Hoe groot is de doorsnede van de cellen in de foto, uitgedrukt in mm?

Ongeslachtelijke voortplanting Een bacterie plant zich ongeslachtelijk voort door middel van celdeling. Het DNA van de nakomelingen bevat geen mix van de eigenschappen van de ouders, maar is een kopie van de oorspronkelijke cel. Bedenk wat voor de bacterie voor- en nadelen zijn van ongeslachtelijke voortplanting. Geef bij de volgende uitspraken aan of het een voordeel of een nadeel is voor bacteriën. 1 De bacteriën hebben geen individu van het andere geslacht nodig om zich voort te planten. Dit is een voordeel / nadeel van ongeslachtelijke voortplanting. 2 De bacteriën hoeven niet op zoek te gaan naar een partner. Dit is een voordeel / nadeel van ongeslachtelijke voortplanting. 3 De bacteriën krijgen geen nakomelingen met een mogelijk betere combinatie van eigenschappen. Dit is een voordeel / nadeel van ongeslachtelijke voortplanting. 4 De bacteriën geven foute eigenschappen onveranderd door aan hun nakomelingen. Dit is een voordeel / nadeel van ongeslachtelijke voortplanting. 5 De bacteriën kunnen in korte tijd veel nakomelingen krijgen door deling. Dit is een voordeel / nadeel van ongeslachtelijke voortplanting.

124

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen

2.6

‘Grenzen aan de groei’ Eencellige organismen die zich ongeslachtelijk voortplanten, kunnen onder ideale omstandigheden enorm in aantal toenemen. Toch gebeurt dit niet zo snel in de natuur. Welke factoren kunnen de toename van eencellige organismen in de natuur beperken? ☐ de hoeveelheid beschikbaar voedsel ☐ de omgevingstemperatuur ☐ de aanwezigheid van roofdieren die eencellige organismen eten ☐ de aanwezigheid van virussen

Darmbacteriën In je darmen zitten goedaardige darmbacteriën. Deze bacteriën helpen je bij het verteren van voedsel. Via ongeslachtelijke voortplanting groeit het aantal darmbacteriën. Maar toch raken je darmen niet overbevolkt met darmbacteriën. Tijdens het uitscheiden van vaste ontlasting (poep) verwijder je op een natuurlijke manier een deel van de darmbacteriën. De gemiddelde mens produceert ongeveer 175 gram vaste ontlasting per dag. Zo’n 30% van de vaste ontlasting bestaat uit darmbacteriën. Bereken hoeveel gram darmbacteriën er gemiddeld per dag ontstaat in de darm via ongeslachtelijke voortplanting.

EXTRA OPDRACHTEN Voortplantingssnelheid Het record van snelste voortplanting staat op naam van de bacteriesoort Vibrio natriegens. Onder ideale omstandigheden kan deze bacterie zich elke 10 minuten delen. In de grafiek zie je hoe snel deze bacterie daardoor in aantal toeneemt.

1250 1000 750 aantal bacteriën

500 250 0 0

t in minuten

Toename Vibrio natriegens onder ideale omstandigheden

125

Hoofdstuk 2 Inzoomen De kleinste organismen Bestudeer de grafiek. Op de X-as ontbreekt belangrijke informatie, want de tijdsduur (in minuten) is niet ingevuld. Welk aantal minuten hoort er te staan op de plek waar nu een vraagteken staat? Laat dit met een berekening zien. Ga uit van ideale groeiomstandigheden voor Vibrio natriegens. Bereken welk tijdstip (in minuten) onder de X-as moet staan waar nu het vraagteken staat.

Bacterie versus virus Cellen kunnen op verschillende manieren beschermd worden tegen een succesvolle virusbesmetting.

• • •

Een cel kan buiten het celmembraan met stoffen een blokkade vormen waar een virus niet doorheen kan. Een cel kan erfelijk materiaal van een virus kapotmaken wanneer dit binnen in de cel aangetroffen wordt. Een cel kan beschermd worden door speciale afweercellen die de cel te hulp schieten om virusdeeltjes in de omgeving weg te vangen.

Welke manieren kan een bacterie gebruiken om zich te beschermen tegen een succesvolle virusinfectie? ☐ een blokkade waar een virus niet langskomt ☐ de bescherming door speciale afweercellen ☐ het vernietigen van erfelijk materiaal van een virus

Formaat mitochondrium Het mitochondrium is een bijzonder organel. Ooit waren mitochondriën vrij levende bacteriën. Lang geleden zijn deze vrij levende bacteriën in een andere cel gaan leven en na verloop van tijd veranderd in een organel. De gemiddelde menselijke cel is ongeveer 100,0 µm (0,1 mm) groot. Schat op basis van deze informatie hoe groot een mitochondrium is. Welke cel komt qua grootte het best daarmee overeen? ◯ de menselijke darmbacterie (2 µm (0,002 mm)) ◯ een eencellige alg (20,0 µm (0,020 mm)) ◯ een menselijke rode bloedcel (7,0 µm (0,007 mm)) ◯ het eencellige pantoffeldiertje (200,0 µm (0,200 mm))

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

126

2.6

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

2.7

VERBREDING:

SYMMETRIE IN DE NATUUR

Aan het eind van deze paragraaf kun je: verschillende vormen van symmetrie onderscheiden, bij jezelf en bij andere organismen. uitleggen van welk aanzicht en met welke doorsnedes je een organisme of een deel daarvan kunt bestuderen. voorbeelden geven van patronen in de natuur.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Ben jij symmetrisch? Symmetrie is een belangrijk hulpmiddel om organismen in groepen in te delen. Bij het vak wiskunde is een figuur symmetrisch als je hem in twee precies gelijke helften kunt verdelen. Bij levende wezens zijn de helften nooit helemaal gelijk, maar ze kunnen wel erg op elkaar lijken. Dit heb je nodig: telefoon app om foto’s te bewerken (bijvoorbeeld Symmetrical Selfie)

• •

Dit ga je doen: 1 Maak een scherpe foto van je gezicht, recht van voren. 2 Gebruik de app om twee linkerhelften van je gezicht aan elkaar te plakken. 3 Plak ook twee rechterhelften aan elkaar. 4 Vergelijk de drie foto’s. Is jouw gezicht symmetrisch? Vertel waarom wel of waarom niet.

127

2.7

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

2.7

THEORIE 'Spiegeltje, spiegeltje...' Je lichaam heeft een linkerkant en een rechterkant. Die twee kanten zijn elkaars spiegelbeeld (zie figuur 1). Aan beide kanten heb je op dezelfde plek ogen, oren en armen. Dit is een voorbeeld van symmetrie. Sommige delen van je lichaam heb je niet links en rechts omdat deze op de middenlijn van je lichaam liggen, zoals je neus, mond en navel. Deze delen zijn wel symmetrisch, want ze hebben een linker- en een rechterkant die elkaars spiegelbeeld zijn.

Figuur 1 De gespiegelde mens

Ook binnen in je lichaam ben je grotendeels gespiegeld. Voorbeelden zijn je linker en rechter hersenhelft en je linker en rechter nier. Je hart en de organen van je verteringsstelsel liggen niet mooi in het midden. Deze organen ontstaan in een embryo wel op die middenlijn, maar verschuiven al snel naar links of rechts in het lichaam. Een organisme dat na geslachtelijke of ongeslachtelijke voortplanting uit de eerste cel groeit, volgt nauwkeurig de handleiding die in het DNA ligt opgeslagen. Bij veel dieren ontstaat al heel vroeg in de ontwikkeling een links-rechts-symmetrie. Bij de mens gebeurt dat al in de tweede week van de zwangerschap, wanneer het embryo nog maar enkele millimeters groot is.

Aanzichten en doorsnedes

y-as: bovenaanzicht

Wanneer je een organisme bestudeert, kies je vanaf welke kant je naar het organisme kijkt. Die kant noem je het aanzicht (zie figuur 2). Vooraanzicht. Je kijkt recht van voren naar het organisme. Bovenaanzicht. Je kijkt recht van boven naar het organisme. Zijaanzicht. Je kijkt vanaf de zijkant naar het organisme.

z-as: zijaanzicht

• • •

x-as: vooraanzicht

x-as: achteraanzicht

z-as: zijaanzicht y-as: onderaanzicht

Bij organismen kies je meestal een Figuur 2 Verschillende aanzichten van deze drie aanzichten. Je kan een organisme natuurlijk ook vanuit elk ander punt bestuderen, zoals van achteren of van onderen. Dit doe je alleen als dat zinvolle informatie geeft.

128

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur Wil je niet alleen de buitenkant maar ook de organen en weefsels binnen in het organisme bestuderen? Dan maak je een doorsnede (zie figuur 3). Er zijn drie belangrijke doorsneden in de biologie. Dwarsdoorsnede. De doorsnede toont je een vooraanzicht. Horizontale lengtedoorsnede. De doorsnede toont je een bovenaanzicht. Verticale lengtedoorsnede. De doorsnede toont je een zijaanzicht.

• • •

verticale doorsnede

horizontale doorsnede

dwarsdoorsnede

Figuur 3 Verschillende doorsneden

Symmetrie bij dieren Veel dieren, waaronder de mens, zijn gespiegeld langs de verticale lengtedoorsnede door het midden. Deze dieren hebben een gespiegelde linker- en rechterkant. Je noemt ze daarom tweezijdig symmetrisch. Een tweezijdig symmetrisch dier is niet symmetrisch op de vlakken van de andere twee doorsneden (zie figuur 4).

Figuur 4 Tweezijdig symmetrisch: spiegelen kan langs één vlak.

Sommige dieren blijven symmetrisch als je het vlak waarmee je spiegelt roteert rond de lengteas. Als je een dier zo een paar keer kan spiegelen, noem je het meervoudig symmetrisch (zie figuur 5). Dieren die zop alle manieren spiegelbaar zijn, zijn radiaal symmetrisch. Tot slot zijn er dieren die je op geen enkele manier kunt spiegelen. Deze dieren hebben geen symmetrie en noem je asymmetrisch.

meervoudige symmetrie

radiale symmetrie

asymmetrie

Figuur 5 Meervoudig symmetrisch, radiaal symmetrisch en asymmetrisch 129

2.7

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

2.7

Symmetrie in de kunst Veel mensen houden onbewust van symmetrie. Iets wordt vaak mooi gevonden wanneer bijvoorbeeld de linker- en rechterkant symmetrisch zijn. In de kunst zie je daarom vaak symmetrie. In de foto hiernaast (zie figuur 6) zie je hoe verschillende elementen gespiegeld terugkomen: de kleur van de trui en de stapel doeken, de positie van de grote stenen en de verdeling tussen het deel dat in en buiten de schaduw ligt.

Figuur 6 Ook in deze foto kom je symmetrie tegen.

Wat nóg vaker terugkomt in de kunst, is de zogeheten gulden snede. De Italiaanse wiskundige Fibonacci beschreef in het jaar 1202 een bijzondere reeks. Je begint met de getallen 0 en 1. Elk volgend cijfer is de som van de twee voorgaande cijfers. Je krijgt dan 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, enzovoort. Deze cijferreeks is de reeks van Fibonacci. Op basis van de reeks van Fibonacci kun je een spiraal tekenen. Dat is de gulden snede. Kunstenaars plaatsen de belangrijkste onderdelen in hun kunstwerk in het patroon van de gulden snede. En dat doen ze niet altijd bewust! Meestal gebeurt dat omdat het natuurlijk aanvoelt. In de foto die je eerder zag, zit het hoofd van het meisje precies in het middelpunt van de gulden snede (zie figuur 7).

Figuur 7 Dezelfde foto volgt ook het patroon van de gulden snede.

Fibonaccigetallen in de natuur

Ook in de natuur bestaan er patronen waarin de gulden snede terugkomt. Bijvoorbeeld in de schelp van slakken en van de nautilus (Nautilus belauensis) (zie figuur 8). De reeks van Fibonacci zie je bijvoorbeeld ook terug in de verdeling van zaden in een zonnebloem (zie figuur 9). Vanuit het midden van een zonnebloem lopen lijnen in een spiraal naar buiten. Een deel van de lijnen draait linksom en een deel draait rechtsom. Het aantal lijnen dat linksom en dat rechtsom draait is een getal uit de reeks van Fibonacci. Op elk kruispunt van lijnen vind je een zaadje.

Figuur 8 Gulden snede bij de nautilus

Figuur 9 Gulden snede bij de zonnebloem

130

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

2.7

OPDRACHTEN 2

Dieren bekijken Je kunt dieren van alle kanten bekijken. Welk aanzicht van het dier zie je? vooraanzicht

achteraanzicht

bovenaanzicht

onderaanzicht

zijaanzicht

◯

131

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

Aanzichten

hoogte-as (y)

Je kunt een organisme vanuit verschillende punten bekijken. Stel je voor dat het organisme in het midden van een denkbeeldig assenstelsel staat. Je kunt dan zeggen vanaf welk punt je kijkt en welk aanzicht van het organisme je ziet.

breedte-as (z)

lengte-as (x)

Welk aanzicht van het dier zie je als je langs één van de assen kijkt? bovenaanzicht | lengteaanzicht | zijaanzicht

Dier in een driedimensionaal assenstelsel

Wanneer je kijkt langs de lengte-as, zie je een

Wanneer je kijkt langs de hoogte-as, zie je een

Wanneer je kijkt langs de breedte-as, zie je een

Symmetrie van dieren Net als mensen zijn de meeste dieren tweezijdig symmetrisch. Maar er zijn ook dieren met een ander type symmetrie. Welk type symmetrie hebben de dieren op de foto?

asymmetrisch

radiaal symmetrisch

meervoudig symmetrisch

tweezijdig symmetrisch

◯

132

2.7

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

2.7

Fibonaccigetallen bij planten Je ziet twee tekeningen van plantendelen waarin getallen uit de reeks van Fibonacci te zien zijn.

1: Onderaanzicht dennenappel

2: Bovenaanzicht cactusplantje

Welke getallen uit de reeks van Fibonacci zie je?

In tekening 1 (dennenappel) zie je linksom het Fibonaccigetal en rechtsom het Fibonaccigetal

In tekening 2 (cactusplantje) zie je linksom het Fibonaccigetal

en rechtsom het Fibonaccigetal

Planken zagen en jaarringen tellen Meubilair wordt gemaakt van houten planken, gezaagd uit een boom. Vaak kun je in zulke planken mooie lijnen zien. Deze lijnen zijn dezelfde lijnen als de jaarringen bij een omgezaagde boom. Zie je bij de planken een dwarsdoorsnede of een lengtedoorsnede van de boom? En tel je de jaarringen in een dwarsdoorsnede of een lengtedoorsnede van de boom? ◯ Bij de planken zie je een dwarsdoorsnede van de boom, de jaarringen tel je ook in de dwarsdoorsnede van de boom. ◯ Bij de planken zie je een dwarsdoorsnede van de boom, de jaarringen tel je in de lengtedoorsnede van de boom. ◯ Bij de planken zie je een lengtedoorsnede van de boom, de jaarringen tel je in de dwarsdoorsnede van de boom. ◯ Bij de planken zie je een lengtedoorsnede van de boom, de jaarringen tel je ook in de lengtedoorsnede van de boom.

133

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verbreding: Symmetrie in de natuur

Een plakje hond Je ziet een schematische weergave van een doorsnede van een dier.

Wat voor soort doorsnede zie je in de afbeelding? En welk aanzicht is getekend? ◯ Het is een dwarsdoorsnede en je ziet een vooraanzicht. ◯ Het is een horizontale lengtedoorsnede en je ziet een bovenaanzicht. ◯ Het is een horizontale lengtedoorsnede en je ziet een zijaanzicht. ◯ Het is een verticale lengtedoorsnede en je ziet een bovenaanzicht. ◯ Het is een verticale lengtedoorsnede en je ziet een zijaanzicht.

134

2.7

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

2.8

VERDIEPING:

NOG MEER OVER CELLEN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen hoe stoffen in en uit de cel gaan. de functie uitleggen van ribosomen, het endoplasmatisch reticulum en het golgisysteem. de cellen van dieren, planten, schimmels en bacteriën met elkaar vergelijken.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Een cel met een klaslokaal vergelijken Een cel bevat verschillende delen met een bepaalde functie. Je kunt een cel vergelijken met een klaslokaal. Het klaslokaal heeft ook onderdelen met een eigen functie. De muren kun je vergelijken met het celmembraan. Dit heb je nodig: tekenvel A3 stift pen

• • •

Dit ga je doen: 1 Werk in viertallen. 2 Koppel zoveel mogelijk delen van de cel aan het lokaal. 3 Schrijf groot met stift de combinaties op het A3-vel. 4 Schrijf klein met pen erachter waarom je de vergelijking hebt gemaakt. 5 Bespreek de combinaties in de klas. Waar kun je het cytoplasma mee vergelijken?

135

2.8

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

2.8

THEORIE Uitwisseling van stoffen via het celmembraan Alle cellen hebben een celmembraan en zijn gevuld met cytoplasma. Het celmembraan is de scheiding tussen de buitenwereld en de celinhoud. Die scheiding is nodig, omdat het cytoplasma een andere samenstelling heeft dan wat zich buiten de cel bevindt. Maar er moet wel uitwisseling zijn tussen de cel en de buitenwereld, anders kan de cel niet leven. Gassen, zoals zuurstof en koolstofdioxide, kunnen overal door het celmembraan heen. Andere stoffen kunnen niet zomaar door het celmembraan heen. Daarvoor zijn er openingen in het celmembraan. Die zijn gemaakt van eiwitten en worden eiwitkanaaltjes genoemd. Bepaalde stoffen, zoals water en glucose gaan via de eiwitkanaaltjes de cel in of uit (zie figuur 1).

water (H2O)

glucose

zuurstof en koolstofdioxide (O2 en CO2)

buiten

binnen

binnen eiwitkanaaltje

buiten

binnen eiwitkanaaltje

Figuur 1

Uitwisseling van gassen en stoffen via het celmembraan.

Nog meer over organellen Cellen van dieren, planten en schimmels hebben behalve de celkern en mitochondriën ook een endoplasmatisch reticulum (zie figuur 2, 3 en 4). De naam betekent: netwerk in het cytoplasma. Het endoplasmatisch reticulum is een organel en ligt in laagjes rond de celkern. Dit organel vangt de eiwitten op die door ribosomen zijn gemaakt. Ribosomen zijn grote moleculen die de DNA-informatie uit de celkern gebruiken om er de juiste eiwitten van te maken.

ribosomen

celkern endoplasmatisch reticulum

golgisysteem cytoplasma celmembraan mitochondrium

Figuur 2 Dierlijke cel met organellen en ribosomen 136

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen Veel eiwitten zijn na de aanmaak nog niet klaar voor gebruik. Deze worden doorgegeven aan het golgisysteem. Dit is ook een organel. Het golgisysteem maakt de eiwitten klaar voor gebruik. De eiwitten kunnen nu hun taak voor de cel uitvoeren. Ze kunnen bijvoorbeeld als membraaneiwit bepaalde stoffen de cel in brengen. Bacteriën hebben geen organellen (zie figuur 5). Er zijn verschillende typen bacteriecellen, zoals bolletjes, staafjes of wokkels. Bacteriën zijn gemiddeld de kleinste cellen die er zijn. Sommige bacteriën zijn zelfs kleiner dan de organellen van planten, schimmels of dieren. De bacterie heeft geen celkern. Daardoor ligt het DNA los in het cytoplasma. Bacteriën bevatten wel ribosomen waarmee ze hun eiwitten kunnen maken. Rond het celmembraan van een bacteriecel zit een celwand. Daardoor kun je bacteriën onder de microscoop goed zien.

ribosomen

celkern endoplasmatisch reticulum vacuole golgisysteem cytoplasma bladgroenkorrel celmembraan celwand mitochondrium

Figuur 3 Plantencel met organellen en ribosomen

ribosomen celkern endoplasmatisch reticulum mitochondrium cytoplasma golgisysteem vacuole celmembraan celwand

Figuur 4 Gistcel met organellen en ribosomen

kok

cytoplasma DNA

bacil

2.8

celmembraan ribosomen celwand

spirocheet

Figuur 5 Bacteriecel, zonder organellen

137

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

2.8

De elektronenmicroscoop Een gewone microscoop is niet geschikt om de kleinste delen van organismen te bestuderen. Sommige deeltjes zijn gewoon veel te klein. Wetenschappers gebruiken daarom een elektronenmicroscoop. Dit is een apparaat dat verbonden is met een computer. Op het scherm zie je het deeltje dat je met de microscoop bekijkt © Getty Images / iStock (zie figuur 6). Dat is een foto in grijstinten. Deze Figuur 6 Werken met de elektronenmicroscoop kun je inkleuren, zodat je de onderdelen beter kunt onderscheiden. De elektronenmicroscoop vergroot wel 100.000 keer. Met zo'n microscoop kun je verrassende beelden maken. Je ziet de kleinste details. Er gaat een wereld voor je open (zie figuur 7 tot/met 12).

Figuur 7 Cytoplasma met mitochondriën

Figuur 8 Hertenluisvlieg

Figuur 9 Huisstofmijt

Figuur 10 Oog van een fruitvlieg

Figuur 12 Rode bloedcellen

Figuur 11 Brandnetelblad met brandharen

138

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

OPDRACHTEN 2

Wat vind je waar? De cellen van bacteriën, planten, schimmels en dieren kun je van elkaar onderscheiden door te bekijken welke celdelen zij hebben. Tref je dit celdeel aan bij de cellen van een bacterie, van een plant, van een schimmel en/of van een dier?

DNA

2 celkern 3 ribosomen 4 mitochondrium 5 celmembraan 6 bladgroenkorrel 7 endoplasmatisch reticulum en golgisysteem

bacteriecel

plantencel

schimmelcel

dierencel

☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐

Eiwitproductie Elke cel heeft eiwitten nodig en maakt deze zelf. In het DNA zit de informatie over hoe elk eiwit gemaakt moet worden. Een cel maakt op basis van die informatie een eiwit en schakelt daarvoor een aantal celdelen in. In welke volgorde zijn de celdelen betrokken bij het maken van een eiwit?

▢ celkern ▢ endoplasmatisch reticulum ▢ golgisysteem ▢ ribosoom

139

2.8

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

2.8

Benoem de delen van de cel. Cellen hebben meerdere herkenbare delen. Welke delen zitten er in een bacteriecel? En welke in een cel van een schimmel? 1

Wat zijn de namen van de genummerde delen?

Een schematische bacteriecel en schimmelcel waarin delen staan aangegeven (nummers 1 t/m 8). 1

celkern

◯

celmembraan

◯

celwand

◯

cytoplasma

◯

endoplasmatisch reticulum

◯

golgisysteem

◯

ribosomen

◯

mitochondrium

◯

vacuole

◯

Wat voor cellen zijn dit? Je krijgt van je docent een preparaat van een onbekend weefsel. De cellen onder de microscoop hebben een celwand en een celkern. Voor de rest zitten er in het cytoplasma wat kleine, kleurloze organellen. De enige informatie die je docent je geeft, is dat dit weefsel zich in de natuur onder de grond bevindt. Bestudeer de foto van het onbekende weefsel. Bij welke groep(en) kan het organisme horen waarvan het onbekende weefsel afkomstig is? ☐ bacteriën ☐ dieren ☐ planten ☐ schimmels

140

Preparaat van onbekende cellen

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

2.8

Koraalpoliep De koraalpoliep is een organisme dat voorkomt in warme zeeën. Je bekijkt bepaalde cellen van de koraalpoliep onder de microscoop. In de cellen zie je een celkern en mitochondriën. Je ziet ook grote celdelen: de zoöxanthellen. Deze celdelen hebben een celwand, die de cel van de poliep zelf niet heeft. De zoöxanthellen hebben ook een eigen celkern en bladgroenkorrels. Wanneer het zeewater té warm wordt, gebeurt er iets geks. De koraalpoliep verwijdert dan de zoöxanthellen uit de cellen. De zoöxanthellen leven daarna verder als eencelligen in het zeewater. Bestudeer de infographic over de koraalpoliep.

koraalcellen

Infographic koraal

141

Hoofdstuk 2 Inzoomen Verdieping: Nog meer over cellen

Voedselopname Cellen nemen van alles op uit hun omgeving: van zuurstofmoleculen tot complete andere cellen. Hoe de opname gebeurt, hangt af van hoe groot het is. Voedselopname gebeurt op drie manieren. Manier 1: gassen gaan gewoon door het celmembraan heen. Manier 2: kleine moleculen, zoals water en glucose, gaan via eiwitkanaaltjes door het celmembraan heen. Manier 3: bij grote deeltjes vouwt het celmembraan zich eromheen en neemt de cel ze vervolgens op.

• • •

Het eencellige organisme Paramecium aurelia voedt zich met bacteriën.

Paramecium aurelia

Bestudeer de foto van Paramecium aurelia.

a Leg uit op welke manier (manier 1, 2 of 3) een Paramecium aurelia voedsel zal opnemen.

b Beredeneer bij welke groep organismen (bacteriën, planten, schimmels of dieren) Paramecium aurelia hoort.

142

2.8

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoofdstukafsluiting

2.9 HOOFDSTUKAFSLUITING ACTIEF LEREN Hoe leer je de theorie en begrippen uit het hoofdstuk? En hoe leg je de juiste verbanden? Kies een opdracht uit Actief leren achter in je boek als hulp bij het leren.

TERUG NAAR HET GROTE PLAATJE 1

Inzoomen Je ziet hier nog een keer ‘het grote plaatje’ uit de hoofdstukopening.

Alle organismen zijn opgebouwd uit één of meer cellen

H1 • Waarom biologie? Levenskenmerken

Hoe zijn organismen opgebouwd?

H3 • Leven op aarde Soorten

Weefsels zijn opgebouwd uit dezelfde cellen

Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

Grotere organismen hebben organen

H11 • Voortplanting en seksualiteit Groeien en delen

H8 • Voeding en verteren Spijsverteringsstelsel

Orgaanstelsels in een organsime werken samen

Je ziet links de verbanden tussen dit hoofdstuk en de andere hoofdstukken.

a Leg deze verbanden uit. Schrijf je antwoorden in de vakjes links. Je ziet rechts iconen die laten zien waar het om draait in dit hoofdstuk.

b Leg uit wat je hebt geleerd in dit hoofdstuk. Noteer dit in de vakjes rechts. Je hebt in paragraaf 1 antwoord gegeven op de grote vraag 'Hoe zijn organismen opgebouwd?'. Kijk nog even terug naar wat je toen hebt geantwoord.

c Zou je je antwoord aanpassen na het doorlopen van dit hoofdstuk? Zo ja, wat zou je nu zeggen? Betrek in je antwoord de verbanden en de punten waar-het-om-draait uit het grote plaatje.

143

2.9

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoofdstukafsluiting

2.9

TERUG NAAR DE UITDAGING Maak online je eindproduct bij de Uitdaging.

PROEFTOETS Maak online de proeftoets bij dit hoofdstuk.

LEERDOELEN Kruis aan hoe goed je elk leerdoel beheerst. Nog niet alle leerdoelen gehaald? Neem de bijbehorende stof nog een keer door.

Hoe zijn organismen opgebouwd? Je kunt...

uitleggen waar in je lichaam de belangrijkste organen zitten.

◯

2 benoemen welke orgaanstelsels je lichaam heeft en welke functies ze hebben.

◯

3 uitleggen dat andere organismen andere organen en orgaanstelsels kunnen hebben dan de mens.

◯

4 uitleggen hoe je een dwars- en een lengtedoorsnede maakt van een orgaan of organisme.

◯

2 uitleggen dat weefsels en cellen zijn opgebouwd uit cellen en tussencelstof.

◯

3 uitleggen dat cellen verschillende functies hebben en de daarbij passende vormen.

◯

4 uitleggen dat een cel alle levenskenmerken bezit.

◯

de delen van de cel benoemen en uitleggen welke functies ze hebben.

◯

2 de onderdelen van de microscoop benoemen en de functies ervan uitleggen.

◯

3 een dierlijke cel vergelijken met een plantencel.

◯

4 uitleggen wat de verschillen zijn tussen een natuurgetrouwe tekening en een schematische tekening.

◯

Organen en weefsels bestaan uit cellen. Je kunt...

uitleggen dat een orgaan uit verschillende weefsels is opgebouwd.

De delen van een cel. Je kunt...

144

Hoofdstuk 2 Inzoomen Hoofdstukafsluiting

2.9

De celkern. Je kunt...

de functie van de celkern uitleggen.

◯

2 de functie van DNA uitleggen.

◯

3 uitleggen hoe de mens DNA kan aanpassen.

◯

4 uitleggen wat chromosomen zijn.

◯

2 uitleggen hoe organismen zich geslachtelijk of ongeslachtelijk voortplanten.

◯

3 uitleggen hoe de celdeling verloopt.

◯

4 uitleggen dat na groei en differentiatie een nieuw individu ontstaat.

◯

2 uitleggen hoe een virus zich vermeerdert.

◯

3 uitleggen hoe een virus je ziek maakt.

◯

4 afmetingen van verschillende organismen en voorwerpen met elkaar vergelijken.

◯

Cellen delen, groeien en veranderen. Je kunt...

uitleggen uit welke fasen een levenscyclus bestaat.

De kleinste organismen. Je kunt...

uitleggen hoe eencellige organismen zich ongeslachtelijk voortplanten.

145

HOOFDSTUK

3 Leven op aarde

INHOUD Het grote plaatje

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

148

Basisstof .........................

149

.................................................

158

3.1 Waardoor zijn er zoveel soorten? 3.2 Biodiversiteit

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

170

.......................................

181

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

192

3.3 Stambomen en fossielen 3.4 Leven in het verleden 3.5 Evolutie

3.6 Uitsterven en nieuwe soorten

.............................

205

Extra stof 3.7 Verbreding: Denken over evolutie

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

217

3.8 Verdieping: Evolutie van de mens

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

226

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

237

Hoofdstukafsluiting 3.9 Hoofdstukafsluiting © Shutterstock / Chris Watson

DE UITDAGING Bij elk hoofdstuk hoort een Uitdaging. Deze kun je doen als vervanging van één of meer paragrafen. Gebruik de leerstof om het probleem op te lossen!

Hoofdstuk 3 Leven op aarde

INLEIDING Er leven ongeveer 8,7 miljoen verschillende planten- en diersoorten op aarde. Ongeveer een miljoen daarvan dreigt uit te sterven. Voor ‘Eenzame George’, een Hawaïaanse boomslak, is het al te laat. Hij overleed op veertienjarige leeftijd in gevangenschap als laatste van zijn soort. Ooit leefden meer dan 200 verschillende soorten boomslakken op Hawaï, afstammelingen van één voorouder. Door evolutie kreeg elke soort zijn eigen rol en aanpassingen in zijn leefgebied. Boomslakken als George aten schimmels op boombladeren en zorgden ervoor dat een boom niet ziek werd. Maar toen introduceerde de mens een slak, die landbouwongedierte bestrijdt, maar ook nuttige boomslakken eet.

HET GROTE PLAATJE Evolutie gaat over de ontwikkeling van het leven op aarde

H1 • Waarom biologie? Organismen

H2 • Inzoomen Cellen

Fossielen geven informatie over soorten die uitgestorven zijn

Waardoor zijn er zoveel soorten? Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

H7 • Jouw omgeving en duurzaamheid Biodiversiteit

new H12 • Erfelijkheid Mutaties

Ook op dit moment ontstaan er nieuwe soorten

148

Soorten zijn aangepast aan hun omgeving

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

3.1 WAARDOOR ZIJN ER ZOVEEL SOORTEN? Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen wat een soort is. uitleggen dat er lang geleden andere soorten op aarde leefden. uitleggen dat veel soorten organismen uitgestorven zijn. uitleggen dat er nog steeds soorten uitsterven en nieuwe soorten bijkomen.

• • • •

STARTOPDRACHT 1

Leven op aarde In deze opdracht denk je na over al het leven op aarde. Doe deze opdracht in groepen van drie personen. Brainstorm met je klasgenoten. Lees de vragen en zet alle woorden die in je opkomen op een los vel papier. a b c d

Waar denk je aan bij ‘leven op aarde’? Hoe is het leven op aarde volgens jullie ontstaan? Zagen de planten en dieren er 10.000 jaar geleden hetzelfde uit als nu? Hoe ziet de wereld er volgens jullie over 10.000 jaar uit?

149

new

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

THEORIE Van niks naar een wereld vol leven Op dit moment leeft er een ontelbaar aantal organismen op onze aarde. Maar dat is niet altijd zo geweest. De aarde is ongeveer 4.540 miljoen jaar oud en in het begin was er nog helemaal geen leven. Dat veranderde toen de eerste cel ontstond in de oceaan. Die cel ging zich delen en er ontstonden bacteriën: de allereerste vormen van leven. Uiteindelijk zijn hieruit ook planten, dieren en mensen voortgekomen. Het leven op aarde zal blijven veranderen. De levensvormen die er vandaag zijn, zijn er niet altijd geweest en zullen ook niet allemaal voor altijd blijven bestaan.

Figuur 1 Diversiteit aan leven in Nederland

Sporen van leven Al onze kennis over het ontstaan van het leven op aarde hebben we te danken aan fossielen. Fossielen zijn resten of sporen van organismen die vroeger geleefd hebben (zie figuur 2). Het zijn versteende organismen (zoals het skelet van een organisme) of afdrukken van organismen (zoals een voetafdruk of spoor). Fossielen geven veel informatie over organismen uit het verleden. Onderzoekers gebruiken ze om te achterhalen hoe de organismen eruitzagen, hoe ze leefden en hoe hun leefomgeving eruitzag.

Figuur 2 Fossielen laten zien dat er ooit andere diersoorten waren.

De oudste fossielen zijn 3.400 miljoen oude resten van bacteriën. Deze fossielen zijn het allereerste teken van leven op de aarde. Minder dan 1.000 miljoen jaar na het begin van de aarde is er dus leven ontstaan.

150

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

Soort of geen soort? Inmiddels is er een bont gezelschap aan leven op aarde. Om een goed overzicht te krijgen, maak je een onderscheid tussen bacteriën, schimmels, planten en dieren. Binnen die groepen kun je weer een onderverdeling maken. Zo zijn vogels en zoogdieren voorbeelden van dieren. De kleinste eenheid in een indeling is een soort. Voorbeelden hiervan zijn: koolmees, roodborstje, leeuw, tijger en luipaard. Ook de mens is een soort.

Figuur 3 Een gaap heeft de vacht en hoorntjes van zijn vader (een geit) en de kop en staart van zijn moeder (een schaap).

Sommige organismen lijken veel op elkaar, zoals een geit en een schaap. Toch zijn dit twee verschillende soorten. Organismen behoren tot dezelfde soort als ze zich onderling kunnen voortplanten én vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen. Een geit en een schaap kunnen wel samen een lammetje krijgen. De nakomeling van een geit en een schaap heet een gaap wanneer de vader een geit is en de moeder een schaap (zie figuur 3). De nakomeling heet een scheit wanneer de vader een schaap is en de moeder een geit. Gapen en scheiten kunnen zelf geen nakomelingen krijgen. Ze zijn onvruchtbaar. Het komt trouwens bijna nooit voor dat twee verschillende soorten een nakomeling krijgen. Dit gebeurt bijna alleen bij dieren in gevangenschap.

Nieuwe soorten Biologen ontdekken nog steeds nieuwe soorten. Dat kan gaan om een soort die nog nooit door wetenschappers is ontdekt (bijvoorbeeld op een afgelegen plek zoals het Amazonegebied). Of er kan een nieuwe soort zijn ontstaan. Soms lijken dieren zó op elkaar dat niemand door heeft dat het om twee aparte diersoorten gaat. Dit was het geval bij de olifant. Lang werd gedacht dat er twee olifantensoorten op de wereld waren: de Aziatische olifant en de Afrikaanse olifant. In 2021 werd door DNA-onderzoek duidelijk dat de Afrikaanse olifant in werkelijkheid twee soorten zijn: de bosolifant en de savanneolifant (zie figuur 4). Deze soorten olifanten zullen onderling nooit voortplanten en vruchtbare nakomelingen krijgen.

© Shutterstock / Ivanov Gleb Savanneolifanten zijn de grootste olifanten. Ze kunnen bijna 4 meter hoog worden. Ze hebben heel grote oren waarmee ze warmte kwijtraken. Ze leven op savannes en in drogere bossen, vooral in het zuiden en oosten van Afrika.

© Shutterstock / Roger de la Harpe Bosolifanten zijn kleiner dan savanneolifanten. Hun oren zijn meer ovaal van vorm en de slagtanden zijn rechter en wijzen naar beneden. Bosolifanten leven in de dichte regenwouden van West- en CentraalAfrika.

Figuur 4 Er zijn niet twee maar drie soorten olifanten. 151

© Getty Images / iStock / Jimmy Ka Aziatische olifanten zijn kleiner dan de twee andere soorten. Ze hebben kleinere oren, die ze continu bewegen om af te koelen. De meeste mannetjesolifanten hebben geen slagtanden.

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

Sommige soorten sterven uit Sommige soorten bestaan al ontzettend lang. Zo is er een vissensoort die 400 miljoen jaar geleden al bestond en die nu nog steeds rondzwemt: de coelacanth. Andere soorten hebben vroeger geleefd en zijn weer uitgestorven. Ooit waren er gigantische holenberen in Europa (zie figuur 5). Deze beren waren wel drie keer zo zwaar als de bruine beer en ze konden tot 3,5 meter hoog worden. Holenberen aten plantaardig voedsel. Lang werd gedacht dat de holenbeer uitstierf door het begin van de ijstijd. Dat blijkt niet helemaal te kloppen. Onderzoekers ontdekten dat de populatie holenberen al lang vóór het begin van ijstijd veel kleiner werd. Dat gebeurde rond de tijd dat de moderne mens aankwam in Europa.

Figuur 5 De holenbeer is mede dankzij de mens uitgestorven.

De mens doodde de holenberen vermoedelijk voor hun vlees, hun vacht en omdat ze een bedreiging vormden. Toen het klimaat sterk afkoelde, was er te weinig plantaardig voedsel te vinden om te overleven. De beren trokken naar warmere gebieden. De laatste groepen holenberen hebben nog een tijd overleefd in enkele uithoeken van Europa, zoals de Italiaanse Alpen. Uiteindelijk stierven ze ook daar uit. Ook tegenwoordig sterven soorten uit door toedoen van de mens. Zo werd er veel op de Caribische monniksrob gejaagd vanwege zijn pels, vlees en olie. Deze zeehond was een makkelijke prooi. Hij had geen natuurlijke vijanden en was daarom niet schuw of agressief. Sinds 1996 wordt hij officieel als uitgestorven beschouwd.

WIST JE DAT? Een soort in gevaar Door klimaatverandering warmt de aarde op en sneeuwt het steeds minder. Dieren met een witte wintervacht komen daardoor in de problemen. Een voorbeeld is de sneeuwhaas. In de zomer is de haas bruin, waardoor hij niet opvalt in zijn omgeving. In de herfst verwisselt hij zijn bruine zomervacht voor een witte wintervacht. Hierdoor is hij in de winter goed © Shutterstock / Lillian Tveit gecamoufleerd in de sneeuw. Maar door de De witte vacht valt niet op in de sneeuw, maar juist wel opwarming van de aarde valt de sneeuw als er nog geen sneeuw ligt. steeds later. Er is dus nog geen sneeuw als de sneeuwhaas zijn witte vacht krijgt. Nu de omgeving nog bruin is, valt het dier erg op met zijn witte vacht. Roofdieren kunnen de sneeuwhaas veel beter zien, waardoor hij een makkelijke prooi is geworden. 152

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

OPDRACHTEN 2

Fossielen Fossielen kunnen ons veel vertellen over het leven van vroeger. Je mag internet gebruiken.

a Op de afbeeldingen zie je bekende fossielen. Koppel de juiste namen aan de fossielen.

•

ammoniet

•

dinosaurus

•

insect in barnsteen

•

wolharige mammoet

153

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

Bekijk de afbeeldingen van de fossielen. De organismen van deze fossielen leefden niet in hetzelfde tijdperk.

afbeelding 1

afbeelding 2

afbeelding3

afbeelding 4

b In welke volgorde denk je dat deze organismen hebben geleefd? Zet de hieronder de cijfers van de afbeeldingen, het oudste organisme links.

Ontstaan van leven In 4.540 miljoen jaar is er veel gebeurd: de aarde veranderde van een planeet zonder leven naar een planeet met miljoenen soorten. Op de tijdlijn zie je globaal hoe dit proces verlopen is. miljoenen jaren geleden trilobieten

eerste landplant

eerste algen

eencelligen

eerste dieren met schelp eerste vissen

eerste levende organismen - bacteriën

dieren met schelp

kwallen

~4.600

4.000

3.600

eerste insecten

3.200

2.800

2.500

boomachtige varens

eerste dinosaurus

meercelligen

eerste sponzen

1.600

1.000

541

485

verschillende soorten dinosaurussen

gepantserde vissen

443

419

mammoet

verschillende soorten zoogdieren verschillende eerste zoogdier soorten coniferen eerste reptielen vogels

eerste amfibieën

eerste planten met bloemen sabeltandtijger

verschillende soorten eerste reptielen vissen

gastornis

in de oceaan levende reptielen

419

358

298

mens

252

201

145

2,6

Het ontstaan van leven op aarde 154

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

a Bekijk de afbeelding en beantwoord de vragen. 1 Met welk organisme begon het leven op aarde? 2 Wanneer ontstonden de allereerste planten (in water)? 3 Welke vorm van leven ging als eerst van het water naar het land: planten of dieren? Wanneer gebeurde dit? 4 Tussen 500 en 450 miljoen jaar geleden ontstonden de eerste planten op het land. Hoelang duurde het voordat er planten met bloemen kwamen? 5 Welke diersoorten kwamen als eerst uit de zee naar het land? 6 Ongeveer 400 miljoen jaar geleden kwamen de eerste dieren aan land. Hoelang duurde het voordat de eerste zoogdieren ontstonden?

Wanneer zijn welke levensvormen ontstaan? Bekijk de tijdslijn.

b Zet de organismen in de juiste volgorde van ontstaan.

▢ amfibieën ▢ kwallen ▢ mammoeten ▢ mensen 4

▢ reptielen ▢ vissen ▢ vogels ▢ zoogdieren

Aarde vol leven De aarde is vol met leven. Maar hoeveel soorten zijn er eigenlijk op onze planeet? Daar denk je in deze opdracht over na. Doe de opdracht in tweetallen.

a Hoeveel soorten denken jullie dat er op deze wereld zijn?

b Zoek op internet op hoeveel soorten er bestaan. Zat jullie schatting in de buurt?

c Welke groep heeft volgens jou de minst ontdekte soorten organismen?

155

3.1

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

3.1

Overleven of uitsterven Soorten komen en gaan. Er zijn veel levensvormen geweest op de aarde die nu niet meer bestaan. Hoe komt het dat deze soorten zijn uitgestorven? Hierover maak je in deze opdracht een poster. Maak een poster over een uitgestorven diersoort door middel van de volgende stappen. 1 Zoek op internet naar uitgestorven diersoorten. Kies een uitgestorven diersoort die je aanspreekt en waar genoeg informatie over te vinden is. 2 Maak een poster over de uitgestorven diersoort. Zet op de poster: De naam van de uitgestorven diersoort en een afbeelding. Wanneer de diersoort leefde en welke andere dieren en planten er toen leefden. Je kunt hiervoor ook afbeeldingen toevoegen. De leefwijze van de diersoort. Zoek zoveel mogelijk informatie over het dier. At het dier bijvoorbeeld planten, vlees of allebei? Sliep hij in een hol, nest of in de open lucht? Zet zoveel mogelijk op de poster. Je kunt hiervoor ook afbeeldingen toevoegen. Waardoor de diersoort uitgestorven is. Wat veranderde er waardoor het dier niet kon overleven? Of er dieren uit hetzelfde tijdperk zijn die wel overleefd hebben en hoe dit komt.

• • • • •

Bedreigde diersoorten Sommige diersoorten zijn bedreigd. In deze opdracht onderzoek je welke diersoorten bedreigd zijn en wat de oorzaak hiervan is.

a Noem drie bedreigde diersoorten en geef aan waardoor deze diersoorten bedreigd zijn. Je mag internet gebruiken.

Of een soort overleeft heeft te maken met zijn leefomgeving en of hij zich aanpast aan de omgeving. Bij bedreigde diersoorten lukt dit niet altijd. Veel van deze diersoorten worden beschermd door de mens.

b Wat vind je ervan dat de mens deze soorten beschermt?

156

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Waardoor zijn er zoveel soorten?

Het grote plaatje Bekijk het grote plaatje van dit hoofdstuk. Evolutie gaat over de ontwikkeling van het leven op aarde

H1 • Waarom biologie? Organismen

H2 • Inzoomen Cellen

Fossielen geven informatie over soorten die uitgestorven zijn

Waardoor zijn er zoveel soorten? Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

H7 • Jouw omgeving en duurzaamheid Biodiversiteit

new H12 • Erfelijkheid Mutaties

Soorten zijn aangepast aan hun omgeving

Ook op dit moment ontstaan er Leg het verband uit tussen de miljoenen verschillende soorten op aarde en hun nieuwe soorten

leefomgeving.

AFSLUITING 8

Waardoor zijn er zoveel soorten? De grote vraag van dit hoofdstuk is ‘Waardoor zijn er zo veel soorten?’ Wat is jouw antwoord op deze vraag? Gebruik in je antwoord de informatie van deze paragraaf.

157

3.1

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

3.2 BIODIVERSITEIT

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen waarom het belangrijk is een grote biodiversiteit op aarde te behouden. organismen indelen op basis van drie kenmerken van de cel. planten indelen in drie hoofdgroepen op basis van drie kenmerken. dieren indelen in zeven hoofdgroepen op basis van drie kenmerken.

• • • •

Bij deze paragraaf horen de volgende practicumopdrachten: Regenworm Watervlo Varens Mossel Overleg met je docent welke je gaat uitvoeren.

• • • •

STARTOPDRACHT 1

3.2

Bedreigde bijen In Nederland zijn er ongeveer 360 wilde bijensoorten. Ruim de helft hiervan is bedreigd. Bijen zijn belangrijk voor onze voedselvoorziening. Ze brengen stuifmeel over van de ene naar de andere plant. Daardoor ontwikkelen zich allerlei vruchten en zaden die als voedsel dienen. Met de nationale bijentelling kun je deze nuttige dieren beter leren kennen. Ook kun je helpen bij het onderzoek naar de oorzaken waardoor het aantal (soorten) bijen afneemt. Hommels behoren ook tot de wilde bijen. Hoe houd je de verschillende hommels uit elkaar? Daarvoor zijn heel handige zoekkaarten gemaakt.

158

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

3.2

Heeft de hommel gele strepen? nee

ja Heeft de hommel ook een witte streep?

Heeft de hommel één witte streep? ja

nee

boomhommel

Heeft de hommel op zijn achterlijf één roodbruine streep?

weidehommel

steenhommel

Zit de witte streep helemaal aan het einde? ja

nee

Heeft de hommel meer dan twee gele strepen?

lichte koekoekshommel

nee akkerhommel

nee

ja tuinhommel

nee aardhommel

Zoekkaart hommels

a Welke beschrijving hoort bij welke hommel? Volg de stappen op de zoekkaart. Je begint bovenaan bij de vraag ‘Heeft de hommel gele strepen?’ Aardhommel

•

Borststuk gele band, achterlijf gele band met witte punt.

Akkerhommel

•

Borststuk twee gele banden, achterlijf gele band met witte punt.

Boomhommel

•

Borststuk oranje haren, achterlijf zwarte haren met oranje punt.

Steenhommel

•

Borststuk zwarte haren, achterlijf zwarte haren met rode punt.

Tuinhommel

•

Borststuk roodbruin, achterlijf witte punt.

Weidehommel

•

Borststuk gele band, zwarte haren, achterlijf met oranje punt.

b Waardoor zal door het uitsterven van wilde bijen ook het aantal soorten planten afnemen?

159

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

THEORIE Soortenrijkdom Welke organismen kom jij tegen als je van school naar huis fietst? En hoeveel verschillende soorten zijn dat? In de stad zijn er andere soorten organismen dan in het bos of langs een sloot. Het verschilt per gebied welke soorten er leven en hoeveel soorten er leven. Met het begrip biodiversiteit geef je aan hoeveel verschillende soorten er in een gebied voorkomen. Op uitgestrekte weilanden zie je weinig soorten: slechts enkele soorten planten, vogels en insecten. Daar is de biodiversiteit laag. In de wilde natuur en in parken en tuinen zijn veel soorten. Daar is de biodiversiteit hoog (zie figuur 1).

Figuur 1 Een park heeft een hoge biodiversiteit.

Waarom is biodiversiteit belangrijk? Veel soorten organismen hebben een eigen functie in een gebied. Ze zijn afhankelijk van elkaar. Als er veel plantensoorten zijn, kunnen er ook veel planteneters leven. Dan zijn er ook voldoende prooidieren om als voedsel te dienen voor roofdieren. Als bijvoorbeeld een prooidier van een roofdier uit een gebied verdwijnt, heeft het roofdier minder voedsel. Als dit prooidier de enige soort was, kan het roofdier geen voedsel meer vinden. Leven er meer soorten prooidieren, dan zal het roofdier niet zo snel uithongeren. Hoe hoger de biodiversiteit van een gebied, hoe beter de natuur daar beschermd is tegen gevaren, zoals ziekten, plagen en ruige weersomstandigheden. De mens is een gevaar voor de biodiversiteit. Bijvoorbeeld als mensen regenwouden kappen of te veel vissen vangen in een zee. Dat zorgt ervoor dat er minder soorten overblijven.

160

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

WIST JE DAT? Keuzes maken in de landbouw De meeste boeren verbouwen één soort gewas, bijvoorbeeld aardappels. Maar grote gebieden met maar één soort gewas zijn aantrekkelijk voor plaaginsecten. Die kunnen de oogst laten mislukken. Daarom gebruiken veel boeren gifstoffen die schadelijke insecten doden. Gifstoffen hebben een groot nadeel: ze doden niet alleen de schadelijke insecten, maar ook onschuldige en nuttige organismen. Door het gebruik van gifstoffen zijn er de laatste jaren steeds minder soorten insecten. Dat is nadelig voor de vele plantensoorten die insecten nodig hebben voor de bestuiving. Zonder bestuiving kunnen die planten geen vruchten en zaden maken, waardoor ze zich ook niet kunnen voortplanten. Door het gebruik van gifstoffen wordt dus de biodiversiteit steeds lager.

Fet lieveheersbeestje is een natuurlijke vijand van bladluizen.

Er zijn steeds meer boeren die daarom alleen biologische bestrijding toepassen. Zij gebruiken geen gif om schadelijke insecten te bestrijden, maar hun natuurlijke vijanden zoals sluipwespen en lieveheersbeestjes. Die eten of doden de schadelijke insecten.

Kenmerken van organismen Om de biodiversiteit in een gebied te onderzoeken, moet je eerst weten welke soorten daar leven en je moet die soorten kunnen herkennen. Het is daarbij handig dat alle soorten in groepen zijn ingedeeld. Dat is gedaan door naar de kenmerken te kijken. Een van die kenmerken is het hebben van een celkern. Cellen van planten, dieren en schimmels hebben een gemeenschappelijk kenmerk: ze hebben alle drie een celkern. Een tweede kenmerk is het hebben van een celwand. De cellen van planten, schimmels en bacteriën hebben een celwand. Een derde kenmerk is de aanwezigheid van bladgroenkorrels. Plantencellen hebben bladgroenkorrels. De cellen van dieren, schimmels en bacteriën hebben die niet.

• • •

Met deze kenmerken kun je alle organismen in vier hoofdgroepen indelen: dieren, planten, schimmels en bacteriën (zie figuur 2).

161

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

BACTERIËN

SCHIMMELS

kern vacuole celmembraan

celmembraan

celwand

DIEREN

PLANTEN

bladgroenkorrel kern

kern

vacuole celmembraan

celmembraan

celwand

Figuur 2 Vier hoofdgroepen van organismen met hun kenmerkende bouw van cellen

Een ander kenmerk is uit hoeveel cellen een organisme bestaat. Veel soorten zijn eencellig. Het gehele organisme is dan slechts één cel groot. De meeste schimmels, planten en dieren bestaan uit meer dan één cel: ze zijn meercellig.

Indelen van planten Planten kun je indelen in drie hoofdgroepen. Je kijkt daarbij naar de volgende kenmerken: 1 bestaat uit één of meer cellen 2 bestaat uit wortels, stengels en bladeren 3 de manier van voortplanten De drie hoofdgroepen van planten zijn (zie figuur 3): Algen. Deze planten zijn eencellig of meercellig. Ze hebben geen wortels, stengels of bladeren. Meercellige algen kunnen draadvormig of bladvormig zijn en groeien onder water. Eencellige algen planten zich ongeslachtelijk voort door celdeling, meercellige algen hebben geslachtelijke voortplanting. Sporenplanten. Dit zijn meercellige planten met kleine stengels, bladeren en wortels. Ze planten zich voort via sporen. Een spore is één enkele cel, die uitgroeit tot een organisme. Sporen zijn nauwelijks zichtbaar. Mossen, paardenstaarten en varens zijn sporenplanten. Zaadplanten. Dit zijn meercellige planten met vaak duidelijke wortels, stengels en bladeren. Ze planten zich voort via zaden. Alle planten met bloemen, dus ook bomen en grassen, zijn zaadplanten.

• • •

162

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

algen

• één- of meercellig • draad- of bladvormig

sporenplanten

• meercellig • kleine bladeren, stengels en wortels • voortplanting via sporen

zaadplanten

• meercellig • wortels, stengels en bladeren • voortplanting via zaden © Marjolein Luiken / Shutterstock

Figuur 3 Drie hoofdgroepen van planten met hun kenmerken

Indelen van dieren Meercellige dieren kun je indelen in zeven hoofdgroepen. Om te bepalen in welke groep een dier hoort, stel je eerst drie vragen. De volgorde van de vragen staat vast. 1 Heeft het dier organen? 2 Heeft het dier symmetrie, en zo ja welk type (zie figuur 4)? 3 Is er een skelet, en zo ja, zit het aan de buitenkant (exoskelet) of aan de binnenkant (endoskelet)?

Figuur 4 Verschillende typen van symmetrie 1. Tweezijdig symmetrisch: met één lijn door het midden kun je het dier verdelen in twee spiegelbeelden. 2. Meervoudig symmetrisch: met meerdere lijnen door het midden kun je het dier verdelen in twee spiegelbeelden. 3. Radiaal symmetrisch: met alle lijnen door het midden kun je het dier verdelen in twee spiegelbeelden. 4. Asymmetrisch: met geen enkele lijn door het midden kun je spiegelbeelden maken.

163

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

ORGANEN

sponzen

ja Wat voor symmetrie heeft het dier?

radiaal symmetrisch

meervoudig symmetrisch

tweezijdig symmetrisch

Wat voor skelet heeft het dier?

SKELET

SYMMETRIE

nee

Heeft het dier organen?

skeletloos exoskelet van kalk

exoskelet van chitine exoskelet van kalk

stekelhuidigen

endoskelet van kalk

neteldieren

wormen geleedpotigen weekdieren gewervelden © Marjolein Luiken

Figuur 5 Met deze drie vragen plaats je een dier in de juiste groep.

De zeven diergroepen Met het schema (zie figuur 5) kun je bepalen in welke groep een dier hoort. Er zijn zeven diergroepen (zie figuur 6). Sponzen. Dit zijn de meest eenvoudige meercellige dieren. Ze hebben geen organen en zijn asymmetrisch. Ze leven in het water en zitten vast aan de bodem. Neteldieren. Deze dieren hebben een huid, een maag en een zenuwstelsel. Ze zijn meerzijdig symmetrisch en hebben geen skelet. Neteldieren hebben tentakels met netelcellen die gif afgeven. Voorbeelden zijn kwallen en zeeanemonen. Wormen. Deze dieren hebben een kop en een darmkanaal. Ze zijn tweezijdig symmetrisch en hebben geen skelet. Wormen zijn langwerpige dieren zonder poten. Weekdieren. Deze dieren hebben organen en een tweezijdig symmetrisch lichaam. Veel weekdieren hebben een skelet van kalk om zich te beschermen. Schelpdieren hebben een schelp, slakken hebben vaak een huisje en inktvissen hebben een inwendige schijf. Geleedpotigen. Geleedpotigen hebben organen. Ze zijn tweezijdig symmetrisch en hebben een exoskelet. Het bestaat uit de stevige stof chitine, die lijkt op de stof van je nagels. Er zijn meer dan een miljoen soorten geleedpotigen bekend. Voorbeelden zijn kevers, krabben en spinnen. Stekelhuidigen. Deze groep bestaat uit dieren met organen. Ze zijn meervoudig symmetrisch en hebben een exoskelet van kalk. Voorbeelden zijn zeesterren en zeekomkommers. Gewervelden. Gewervelden hebben veel organen en zijn tweezijdig symmetrisch. Ze hebben een endoskelet van kalk. Alle dieren met een wervelkolom horen bij de gewervelden, zoals vissen en zoogdieren en dus ook jijzelf.

• • • • • • •

164

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

sponzen

neteldieren

wormen

weekdieren

geleedpotigen

stekelhuidigen

gewervelden

Figuur 6 Zeven diergroepen met enkele voorbeelden ervan 165

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

3.2

OPDRACHTEN 2

Het belang van biodiversiteit Hoe hoger de biodiversiteit in een gebied is, hoe gezonder de natuur daar is. Zet de gebieden in de volgorde van hoge biodiversiteit naar lage biodiversiteit.

▢ aardappelveld ▢ betegelde tuin in de stad ▢ bos in Nederland ▢ tropisch regenwoud 3

Kenmerken van diergroepen Welke kenmerken horen bij welke diergroep?

Hebben een exoskelet

Hebben een skelet van kalk

☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐

Sponzen

2 Neteldieren 3 Wormen 4 Weekdieren 5 Geleedpotigen 6 Stekelhuidigen 7 Gewervelden

Hebben organen Zijn symmetrisch

☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐ ☐

Herken de sporenplant

昆布

サンシキスミレ

スギナ

ポウ属

ケシ属

スズメノテ

膀胱ラック

Omcirkel op basis van kenmerken welke drie planten in de afbeelding sporenplanten zijn.

ワラビ

スギゴケ属 166

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

3.2

Een nieuw dier Biologen hebben een nieuw dier ontdekt. Van dit dier weten zij al enkele kenmerken: Het heeft een exoskelet en het is tweezijdig symmetrisch. In welke diergroep zullen de biologen het nieuwe dier op basis van deze kenmerken indelen? ◯ geleedpotigen ◯ gewervelden ◯ stekelhuidigen ◯ weekdieren

Het nieuwe dier

Een vreemd organisme Tijdens een practicum krijgt Anna van haar docent een onbekend preparaat. Het is een preparaat van cellen van het organisme dat je op de linker foto ziet. Dit organisme groeit vaak op dakpannen van huizen in Nederland.

Vreemd organisme

Microscoopfoto met cellen van het vreemde organisme

Wanneer Anna door de microscoop kijkt, ziet zij cellen zoals op de rechterfoto. Bij welke groep organismen zou jij dit organisme indelen op basis van wat Anna via de microscoop ziet? Leg dit uit op basis van de kenmerken die je ziet.

167

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

Bloemetjes en bijtjes Bijen zijn heel belangrijk voor de bestuiving van planten en landbouwgewassen. Het gaat wereldwijd niet zo goed met de bijen. Eén oorzaak is dat bestrijdingsmiddelen tegen schadelijke insecten ook bijen kunnen doden. Een andere oorzaak is dat er steeds meer bloeiende planten verdwijnen. Elke bijensoort heeft bloeiende planten nodig om te overleven. Het kan helpen om een bloemenstrook aan te leggen rond de akker. De boer zaait de buitenrand van de akkers in met gevarieerd bloemzaad. Hierdoor is er het hele groeiseizoen een variatie aan bloeiende planten rond de akker. Wat is het voordeel van zo’n bloemenstrook?

EXTRA OPDRACHTEN 8

Vraag naar kenmerken Soms is het niet direct duidelijk bij welke groep een organisme hoort: bij de dieren, planten, schimmels of bacteriën. Je kunt hierachter komen door te vragen naar kenmerken die je met de microscoop ziet. Maak de drie vragen kloppend, zodat je het organisme in de juiste groep plaatst. Selecteer per vraag het juiste kenmerk. Vraag 1: Heeft de cel van het organisme bladgroenkorrels | een celwand | organellen? 1 Ja: Ga door met vraag 2. 2 Nee: Het organisme is een bacterie. Vraag 2: Heeft de cel van het organisme bladgroenkorrels | een celwand | organellen? 1 Ja: Ga door met vraag 3. 2 Nee: Het organisme is een dier. Vraag 3: Heeft de cel van het organisme bladgroenkorrels | een celwand | organellen? 1 Ja: Het organisme is een plant. 2 Nee: Het organisme is een schimmel.

168

3.2

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Biodiversiteit

Een scheve schol Symmetrie is een kenmerk waarmee je dieren kunt indelen. Soms lijkt het of de symmetrie verandert tijdens de ontwikkeling van een dier. Dan is het lastig om te bepalen hoe de symmetrie is. Neem bijvoorbeeld de schol, een platvis. De larven van de schol zwemmen vrij rond. Volwassen schollen leven vooral op de bodem. Ze zijn plat, liggen op hun zij en hun ogen zijn naar elkaar toe gegroeid. Ze kunnen zich razendsnel ingraven in het zand.

Volwassen schol in het zand

a Wat valt op bij het volwassen dier? Breng dat in verband met de leefwijze.

b Waardoor is het lastig om de volwassen schol in te delen op grond van symmetrie?

3.2

Een poeptransplantatie In een gezonde darm leven allerlei soorten bacteriën: de darmflora. Deze bacteriën helpen bij de vertering van je voedsel. Er zijn veel verschillende soorten die elk een eigen taak hebben. Zonder al deze soorten darmbacteriën gaat de vertering van je voedsel niet goed. Ook in de darm is een hoge biodiversiteit dus van belang. Als je langdurig diarree hebt, raak je het grootste deel van de darmbacteriën kwijt. Daardoor kun je blijvende darmproblemen krijgen. De hoeveelheid soorten neemt drastisch af. Als de diarree stopt, gaat het herstel moeizaam. Veel bacteriesoorten komen niet meer terug. Hierdoor functioneert je vertering niet goed meer. Een oplossing is een poeptransplantatie. Ontlasting van een gezond familielid wordt via een slangetje in je darm gebracht. De darmflora herstelt zich vervolgens meestal in een paar weken tijd. Welke overeenkomst is er tussen de afname van biodiversiteit in de darm en de afname van biodiversiteit in een natuurgebied?

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

169

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

3.3

3.3 STAMBOMEN EN FOSSIELEN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: organismen ordenen volgens de wetenschappelijke naamgeving van Linnaeus. de verwantschap van soorten bepalen met behulp van een stamboom. uitleggen op welke manier DNA-onderzoek helpt bij het ordenen van organismen. uitleggen hoe fossielen ontstaan.

• • • •

STARTOPDRACHT 1

De kip als dinosauriër De meeste wetenschappers zijn het er tegenwoordig over eens dat vogels de laatste nog levende dinosauriërs zijn. Vogels hebben een lichaamsbouw die niet lijkt op andere dieren die tegenwoordig leven. Bekijk de afbeelding van de kip.

a Welke zichtbare eigenschappen horen bij vogels? Schrijf er vier op. Neem als voorbeeld de kip. Als je klaar bent vergelijk je jouw antwoord met die van een klasgenoot. Vul eventueel jouw lijstje aan.

• •

Kip

170

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

3.3

Bekijk de afbeelding van de Deinonychus, een kleine vleesetende dinosauriër.

Deinonychus

b Noem drie uiterlijke overeenkomsten en minstens één uiterlijk verschil tussen de kip en de Deinonychus.

THEORIE Ordenen met wetenschappelijke namen Er leven miljoenen soorten organismen op aarde. Het is belangrijk om al deze soorten te ordenen, zodat je weet in welke groep een soort thuishoort. Ordenen doe je door organismen die veel op elkaar lijken in dezelfde groep te plaatsen, net zoals je bijvoorbeeld je kleren en je boeken ordent. Ordenen geeft overzicht. Het systeem om soorten te ordenen is in de 18e eeuw bedacht door de wetenschapper Carolus Linnaeus (zie figuur 1). In zijn tijd was Latijn de taal van de wetenschap. Daarom gaf hij alle soorten in zijn systeem een wetenschappelijke naam in het Latijn. In het systeem van Linnaeus begin je met een grote groep die onderverdeeld wordt in steeds kleinere groepen. Al deze groepen hebben ook een wetenschappelijke naam (zie figuur 2).

Figuur 1 Linnaeus wordt vaak geëerd in botanische tuinen.

171

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

Animalia (dieren) Chordata (gewervelden) Mammalia (zoogdieren) Primates (primaten) Hylobatidae (gibbons)

Hominidae (mensachtigen)

Symphalangus syndactylus (siamang)

Gorilla gorilla (westelijke gorilla)

Homo sapiens (moderne mens)

Figuur 2 Wetenschappelijke namen laten zien hoe soorten geordend zijn.

Alle apensoorten (de primaten) worden in dezelfde groep geordend omdat ze gemeenschappelijke kenmerken hebben: grote hersenen, kleuren zien en beweeglijke schouders. Binnen de groep van de primaten is er een verdere ordening. De mens en de gorilla zijn in de groep mensapen (Hominidae) geordend, onder andere omdat ze geen staart hebben. Andere primaten met een staart horen hier niet bij. Zie de volgende wetenschappelijke namen. Mens: Animalia Chordata Mammalia Primates Hominidae Homo sapiens Gorilla: Animalia Chordata Mammalia Primates Hominidae Gorilla gorilla Siamang: Animalia Chordata Mammalia Primates Hylobatidae Symphalangus syndactylus De primaten mens en gorilla hebben veel gemeenschappelijke kenmerken. Hun namen zijn dan ook grotendeels hetzelfde. De siamang is ook een primaat, maar deelt minder kenmerken met de mens en de gorilla. De siamang zit daarom in een andere groep binnen de primaten en heeft een wetenschappelijke naam die meer verschilt. Het is niet handig om elke keer die hele reeks namen op te schrijven. Daarom is afgesproken dat alleen de laatste twee voldoende zijn, zoals Homo sapiens. Daarvan schrijf je de eerste met een hoofdletter en de tweede met een kleine letter. Beide namen schrijf je cursief. De eerste naam (Homo) wordt geslachtsnaam genoemd en kun je vergelijken met jouw achternaam. De tweede naam (sapiens) noem je de soortnaam en kun je vergelijken met jouw voornaam.

172

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

Verwantschap en stambomen Soorten organismen die veel kenmerken met elkaar delen, zijn aan elkaar verwant. Dat betekent dat ze een gemeenschappelijke voorouder hebben. De mens en de gorilla lijken veel op elkaar. Ze hebben een gemeenschappelijke voorouder en zijn dus verwant aan elkaar. Ook de hond en de wolf zijn verwant aan elkaar. De hond en de wolf orden je bij elkaar in de groep van de hondachtigen. In een stamboom kun je de verwantschap tussen soorten goed zien (zie figuur 3). Hoe dichter twee soorten bij elkaar in een stamboom staan, hoe meer verwantschap zij hebben. Ook maakt een stamboom duidelijk welke soorten een gezamenlijke voorouder hebben. Je vindt deze op het punt in de stamboom waar de takken van beide soorten van elkaar afsplitsen (zie figuur 3 en 4). Van ordening naar stamboom

familie geslacht soort

soort

siamang A

gorilla B

mens C

siamang

gorilla

mens

A Gibbon

B Gorilla

C Mens

siamang

gorilla

mens

geslacht familie

gezamelijke voorouder mens en gorilla

gezamelijke voorouder mens, gorilla en siamang Figuur 3 Van ordening naar stamboom

173

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

mens gezamenlijke voorouder van mens en gorilla gorilla gezamenlijke voorouder van mens, gorilla en siamang siamang

Figuur 4 Verwantschap van mens en gorilla

Ordenen met DNA Tegenwoordig kijken biologen bij het ordenen niet alleen naar uiterlijke kenmerken van organismen. Ze onderzoeken ook het DNA. Het vergelijken van het DNA van soorten is betrouwbaarder dan het vergelijken van uiterlijke kenmerken. Soorten die op elkaar lijken zijn namelijk niet altijd verwant aan elkaar. Door DNA-onderzoek zijn de laatste jaren veel stambomen aangepast.

WIST JE DAT? Familie van het nijlpaard Het nijlpaard (Hippopotamus amphibius) werd door zijn uiterlijke kenmerken altijd geordend in de groep van de varkens. Wetenschappers vergeleken het DNA van het nijlpaard met het DNA van varkens. Toen bleek dat zij toch veel minder aan elkaar verwant zijn dan ze dachten. Er waren grote verschillen. Het DNA van het nijlpaard lijkt juist veel meer op het DNA van walvissen en dolfijnen. Het nijlpaard is dus meer verwant aan dolfijnen en walvissen, dan aan varkens. Het nijlpaard wordt daarom tegenwoordig geordend in de groep van de nijlpaarden en walvisachtigen.

Het nijlpaard en varken hebben overeenkomsten, maar zijn zij ook verwant?

174

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

Onderzoek naar fossielen De gemeenschappelijke voorouders van mens en gorilla leefden 6 miljoen jaar geleden. Ze leven nu niet meer, maar we kunnen ons toch voorstellen hoe die voorouders eruitzagen. Dat weten we dankzij fossielen. Fossielen zijn versteende resten of afdrukken van (delen van) organismen. Al het oorspronkelijke materiaal waaruit het organisme bestond, is in de loop van de tijd veranderd in steen (zie figuur 5).

Figuur 5 Vorming van een fossiel

Soms is een mugje of vliegje in de plakkerige hars van een dennenboom ingesloten. Dat harsdruppeltje raakt versteend en noem je barnsteen. Het insect is vaak nog helemaal gaaf. Je kunt het in het doorzichtige barnsteen zien zitten (zie figuur 6).

Figuur 6 Mug in barnsteen (versteende hars)

De wetenschappers die gesteenten onderzoeken zijn geologen. Zij kunnen uitrekenen hoe oud het gesteente is waarin een fossiel zit. Zo bepalen zij wanneer het fossiel gevormd is en hoe lang geleden dat organisme leefde. De wetenschappers die fossielen onderzoeken zijn paleontologen. Zij vergelijken de kenmerken van fossielen met die van andere fossielen en van soorten die tegenwoordig leven. Zo bepalen zij of het fossiel verwant is aan andere soorten. 175

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen Heel soms wordt er een fossiel gevonden van een organisme dat tegenwoordig ook nog voorkomt. Zo’n soort is dan al vele miljoenen jaren vrijwel niet veranderd. Je noemt deze organismen daarom levende fossielen. Een voorbeeld daarvan is de coelacanth (zie figuur 7).

Figuur 7 De coelacanth is een levend fossiel.

OPDRACHTEN 2

Ontstaan van fossielen In welke volgorde ontstaat een fossiel?

▢ De laag sediment rond het organisme verhardt tot gesteente. ▢ De overblijfselen van het organisme worden vervangen door mineralen (steen). ▢ Een organisme sterft. ▢ Het organisme raakt bedekt met sediment (vaak zand of modder). 3

Een nieuwe naam Dankzij DNA-onderzoek blijkt vaak dat een organisme in het verleden verkeerd geordend is, en dus een verkeerde naam heeft gekregen. De kokmeeuw werd door Linnaeus ingedeeld in de groep van de meeuwen (Larus) en kreeg de naam Larus ridibundus. Maar uit DNA-onderzoek is gebleken dat er vier groepen meeuwachtige vogels bestaan: Chroicocephalus, Hydrocoloeus, Ichthyaetus en Leucophaeus. DNA-onderzoek wees uit dat de kokmeeuw het meest verwant is aan de bruinkopmeeuw (Chroicocephalus brunnicephalus). Wat is de nieuwe wetenschappelijke naam van de kokmeeuw? ◯ Chroicocephalus ridibundus ◯ Hydrocoloeus ridibundus ◯ Ichthyaetus ridibundus ◯ Leucophaeus ridibundus ◯ Larus brunnicephalus

176

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

Verre verwanten

3.3

slangen en hagedissen

In de stamboom zie je hoe verschillende groepen reptielen, dinosauriërs en vogels aan elkaar verwant zijn.

krokodillen vogels

Aan welke groep zijn de vogels het meest verwant? ◯ dinosauriërs ◯ krokodillen ◯ schildpadden ◯ slangen en hagedissen ◯ zeereptielen

dinosauriërs ( ) schildpadden zeereptielen ( )

Stamboom van reptielen, dinosauriërs en vogels

Stamboom tekenen Hieronder staan gegevens over de verwantschap van vier berensoorten:

• • •

De voorouders van de reuzenpanda begonnen de ontwikkeling als aparte groep ongeveer 20 miljoen jaar geleden. De ijsbeer en de bruine beer zijn het meest verwant aan elkaar. De ijsbeer, de bruine beer en de Amerikaanse zwarte beer delen een gezamenlijke voorouder die 4 miljoen jaar geleden heeft geleefd.

Teken op basis van de gegevens een stamboom van de vier berensoorten

177

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

DNA uit een fossiel Wanneer een organisme is overleden, valt ook het DNA langzaam uit elkaar. De schatting is dat DNA waarmee nog onderzoek gedaan kan worden, maximaal 1.500.000 jaar oud mag zijn. Ouder DNA is te beschadigd. In de film ‘Jurassic Park’ halen wetenschappers onbeschadigd dinosauriër-DNA uit een fossiel. Daarmee klonen zij dinosauriërs. Zoek op hoe lang geleden de dinosauriërs leefden. Leg met die informatie uit of het klonen van dinosauriërs zoals in de film in het echt ook mogelijk is.

De archaeopteryx In 1861 werd in Duitsland een opvallend fossiel gevonden. Het fossiel was een skelet met kenmerken van zowel een vogel als een reptiel. Dit skelet zou de gezamenlijke voorouder van alle vogels zijn. De ontdekkers gaven het dier daarom de naam archaeopteryx, dat ‘oude vleugel’ betekent.

Fossiel van de Archaeopteryx

Bekijk de stamboom van de gewervelden. Vier punten in de stamboom zijn aangegeven met een letter (A, B, C of D). Waar in de stamboom hoort de archaeopteryx? ◯ bij de A ◯ bij de B ◯ bij de C ◯ bij de D

vissen amfibieën reptielen

C D

vogels zoogdieren

Stamboom van de gewervelden

178

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

3.3

EXTRA OPDRACHTEN 8

Wat is een trilobiet? Trilobieten zijn een uitgestorven groep dieren. We kennen ze alleen van fossielen. In de afbeeldingen zie je een fossiel en een getekende reconstructie van hoe het dier er waarschijnlijk uitzag. In de tekening staan een aantal kenmerken van de trilobiet.

achterlijf

exoskelet

middenstuk

facetoog

kop

Reconstructietekening van een trilobiet

Fossiel van een trilobiet

Op basis van de kenmerken kun je de trilobiet ordenen binnen één van de diergroepen (zie ook paragraaf 3.2). In welke diergroep hoort de trilobiet? ◯ geleedpotigen ◯ gewervelden ◯ neteldieren ◯ stekelhuidigen ◯ weekdieren ◯ wormen

Naamsverwarring Elk organisme heeft een unieke wetenschappelijke naam, zodat wetenschappers altijd zeker weten dat zij over hetzelfde organisme spreken. Alhoewel, er bestaan twee soorten, een vis en een bloem, die dezelfde wetenschappelijke naam hebben: Orestias elegans. Dat kan zorgen voor verwarring! Toch zorgt het bestaan van de vis Orestias elegans en de bloem Orestias elegans in de praktijk vrijwel nooit voor verwarring. Waarom leidt het bestaan van twee organismen met de naam Orestias elegans vrijwel nooit tot verwarring onder wetenschappers?

179

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Stambomen en fossielen

Verwant aan de chimpansee De primatensoorten mens, gorilla en siamang zijn verwant aan elkaar. Maar er zijn meer primaten, waaronder de chimpansee. Een DNA-onderzoek toont aan hoeveel het DNA tussen elk van deze vier soorten verschilt. Daaruit blijkt aan welke primaat de chimpansee het meest verwant is. Uit het onderzoek kwamen de volgende resultaten. Hoe kleiner het getal is, hoe minder verschil er is tussen het DNA van de twee soorten. -

siamang en mens: 1,099 siamang en gorilla: 0,806 siamang en chimpansee: 0,946 gorilla en mens: 0,373 gorilla en chimpansee: 0,379 chimpansee en mens: 0,349

Hoe zal de stamboom van de vier soorten primaten (mens, gorilla, siamang en chimpansee) er op basis van het DNA-onderzoek uitzien? Teken op basis van de onderzoeksresultaten de stamboom.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

180

3.3

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

3.4 LEVEN IN HET VERLEDEN

Aan het eind van deze paragraaf kun je: de vier hoofdperioden in de geschiedenis van de aarde beschrijven. de ontwikkeling van het leven op aarde in hoofdlijnen benoemen. uitleggen dat zuurstofproducerende eencelligen het bestaan van meercelligen mogelijk maakten. uitleggen dat er in de loop van de geschiedenis steeds complexere organismen ontstonden.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: Tijdlijn Overleg met je docent of je deze gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

3.4

Een fossiel als bouwpakket Een paleontoloog heeft een aantal fossiele dinosauriërbotten gevonden. Voorzichtig haalt de paleontoloog de botten uit het gesteente en stuurt het naar een museum. Daar proberen de wetenschappers het skelet in elkaar te zetten. Ze maken een reconstructie van de dino. Dit heb je nodig: de twee knipbladen met botten achterin het boek schaar tekenpapier A3 plakstift tekenmateriaal

• • • • •

Dit ga je doen: 1 Werk in tweetallen. 2 Knip de botten uit. 3 Zet het skelet in elkaar. 4 Plak de onderdelen op het tekenvel. 5 Teken de omtrek van de dino. Gebruik een kleur. 6 Hang het tekenvel op in het lokaal. 7 Bekijk het resultaat van de andere tweetallen.

181

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

a Zijn alle resultaten hetzelfde? Wat leer je hieruit?

Wetenschappers hebben het dier Scaphognatus crassirostris genoemd. Zoek hiervan een afbeelding op internet.

b Welke tekening lijkt het meest op de afbeelding op internet? Vergelijk deze afbeelding met de tekeningen van je klasgenoten.

THEORIE Vroeger was alles anders Geologen hebben de geschiedenis van de aarde in vier hoofdperioden ingedeeld: het precambrium, het paleozoïcum, het mesozoïcum en het kenozoïcum. De paleontologen hebben ontdekt hoe het leven op aarde zich heeft ontwikkeld. Hoe verder je terugkijkt, hoe minder de soorten van toen lijken op de soorten van tegenwoordig.

Het precambrium Het precambrium loopt van het ontstaan van de aarde, 4.540 miljoen jaar geleden, tot 541 miljoen jaar geleden. Dit is een enorm lang tijdvak: maar liefst 88% van de leeftijd van de aarde. Het precambrium begon met het vormen en vervolgens afkoelen van de aarde. De eerste grote zeeën ontstonden (zie figuur 1). Vloeibaar water was onmisbaar voor het ontstaan van leven. Geologen hebben berekend dat het eerste leven er minstens 3.770 miljoen jaar geleden al was. Hoe dat eerste leven precies is ontstaan, is nog een grote vraag in de wetenschap.

Figuur 1 De levenloze aarde met kale bergen en zeeën

182

3.4

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

De eerste organismen waren allemaal eencellig. Zo’n 3.500 miljoen jaar geleden ontstonden er bacteriën met bladgroen. Daarmee konden zij glucose en zuurstof maken. Zo kwam er steeds meer zuurstof in de atmosfeer, die daarvóór zuurstofloos was. Zuurstof is noodzakelijk voor meercellig leven. Die eerste meercellige organismen ontstonden 2.100 miljoen jaar geleden.

Het paleozoïcum Het tweede tijdvak is het paleozoïcum. Deze periode duurde van 541 miljoen jaar geleden tot 252 miljoen jaar geleden. Aan het begin van het paleozoïcum ontstonden allerlei nieuwe en steeds complexere diersoorten. Er verschenen dieren met ogen en skeletten, en met verschillende manieren om te kruipen of te zwemmen. Deze nieuwe eigenschappen maakten een nieuwe leefwijze mogelijk: de eerste roofdieren ontstonden. Daardoor werden veel dieren prooidier. Zij ontwikkelden allerlei manieren om zich te beschermen. Ze kregen bijvoorbeeld pantsers en stekels om de roofdieren op afstand te houden. Sommige dieren kregen vinnen om snel te kunnen vluchten in het water. De biodiversiteit in zee was aan het begin van het paleozoïcum erg hoog (zie figuur 2). Er leefden herkenbare soorten, zoals kreeften, inktvissen en vissen. Maar ook vreemde soorten die nu niet meer bestaan, zoals de trilobieten (zie figuur 3). Dit waren pissebedachtige geleedpotigen die op de zeebodem leefden. Fossielen van trilobieten worden veel gevonden. Trilobieten kwamen alleen tijdens het paleozoïcum voor.

Figuur 2 Roofdieren en prooidieren aan het begin van het paleozoïcum.

Figuur 3 De trilobiet is kenmerkend voor het paleozoïcum.

183

3.4

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

3.4

De biodiversiteit op het land was aan het begin van dit tijdvak nog laag. Alleen schimmels en enkele soorten sporenplanten leefden op het land. Geleedpotigen waren 430 miljoen jaar geleden de eerste dieren die op het land gingen leven. Halverwege het paleozoïcum werden de landplanten steeds groter. In natte gebieden ontstonden uitgestrekte moeraswouden. Door deze wouden kwam er heel veel zuurstof in de atmosfeer, waardoor de geleedpotigen erg groot konden worden. In de bossen vlogen bijvoorbeeld libellen met het formaat van een meeuw. Een groep vissen ontwikkelde longen en uit deze groep ontstonden de eerste amfibieën. Uit de amfibieën ontstonden vervolgens de eerste reptielen. Daarna ontstonden uit een groep reptielen de eerste zoogdieren. Daarmee was er aan het eind van het paleozoïcum ook op het land een hoge biodiversiteit, zowel bij planten als dieren.

Figuur 4 De wereld tegen het eind van het paleozoïcum

WIST JE DAT? Fossiele brandstoffen Halverwege het paleozoïcum waren er gigantische moeraswouden. Dikke lagen dode planten raakten toen bedekt met gesteente en werden vervolgens samengeperst tot fossiele brandstoffen: steenkool, aardolie en aardgas. Deze hebben de mensheid enorm geholpen in de vooruitgang. Steenkool maakte de industriële revolutie mogelijk, waardoor we fabrieken hebben. Aardolie maakt het mogelijk om auto’s te laten rijden en is nodig om plastics te maken. Aardgas zorgt ervoor dat jouw huis aangenaam verwarmd kan worden. Helaas veroorzaakt deze vooruitgang ook grote problemen. Door verbranding van fossiele brandstoffen warmt de aarde op. En plastic afval zorgt voor een enorme vervuiling van de zeeën.

184

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

3.4

Het mesozoïcum Toen het mesozoïcum 252 miljoen jaar geleden begon, was het op aarde erg heet en droog. Het grootste deel van het land was woestijn. In deze wereld ontstonden uit reptielen de dinosauriërs (zie figuur 5). Tijdens het mesozoïcum maakten ook de zoogdieren een grote ontwikkeling door. Dankzij fossielen is het bekend dat er zelfs zoogdieren leefden die kleine dinosauriërs aten.

Figuur 5 Halverwege de dinotijd

Halverwege het mesozoïcum ontstond er een groep vliegende dinosauriërs. Veel dinosauriërs hadden al veren om zich warm te houden. Die veren bleken ook geschikt voor kleine dinosauriërs om tussen bomen te zweven. Dit zweven ontwikkelde zich vervolgens tot vliegen. Deze vliegende groep dinosauriërs ken je als vogels. Een van de eerste vogels was de archaeopteryx. Ook bij de planten veranderde er veel. Vroeg in het mesozoïcum ontwikkelden zich veel boomsoorten. De eerste zaadplanten verschenen halverwege het mesozoïcum en grassen ontstonden tegen het eind van dit tijdperk. Door een enorme meteorietinslag kwam er 66 miljoen jaar geleden een einde aan het mesozoïcum. De inslag zorgde ervoor dat alle grote dieren, waaronder de dinosauriërs, uitstierven.

Figuur 6 Aan het einde van de dinotijd

185

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

Het kenozoïcum Het tijdperk waarin wij nu leven, noem je het kenozoïcum. Dit begon 66 miljoen jaar geleden na de meteorietinslag. Weinig gewervelden hadden de ramp overleefd, waaronder een paar soorten vogels en zoogdieren (zie figuur 7). Het leven op aarde moest zich herstellen van de enorme klap. Er ontstonden opnieuw veel nieuwe soorten.

Figuur 7 Er ontstonden allerlei nieuwe soorten, zoals deze reuzenroofvogels en dit reuzengordeldier.

Het kenozoïcum is de periode van de zoogdieren en van gras. Gras kan bijna overal groeien. Daardoor is ongeveer 40% van het land in de wereld nu bedekt met gras. De zoogdieren ontwikkelden zich tot allerlei soorten. Ongeveer 40 miljoen jaar geleden verschenen de eerste mensapen en pas 4 miljoen jaar geleden verschenen binnen die groep de eerste mensachtigen. De aarde koelde behoorlijk af tijdens het kenozoïcum. De laatste 2,5 miljoen jaar van het kenozoïcum waren er meerdere ijstijden (zie figuur 8).

Figuur 8 Overleven in een ijstijd

186

3.4

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

3.4

OPDRACHTEN 2

Ontwikkeling van het leven In de geschiedenis van het leven op aarde zijn er veel belangrijke ontwikkelingen geweest. Tijdens welk tijdvak vond elke ontwikkeling plaats? Kies uit Precambrium, Paleozoïcum, Mesozoïcum en Kenozoïcum. Evolutionaire ontwikkeling

Tijdvak

Eerste eencelligen Eerste gewervelden Eerste grassen Eerste landdieren Eerste landplanten Eerste meercelligen Eerste mensen Eerste reptielen Eerste vogels Eerste zoogdieren

Een groene wereld De bouw van planten is sinds hun ontstaan enorm veranderd. Hieronder zie je drie afbeeldingen van planten tijdens verschillende perioden van de aardgeschiedenis. Welke periode van de aardgeschiedenis past er bij de planten? Omcirkel het juiste tijdvak.

Precambrium

Paleozoïcum

Mesozoïcum / Kenozoïcum

187

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

3.4

Gidsfossiel Trilobieten worden gebruikt als gidsfossiel. Een gidsfossiel is een fossiel dat kenmerkend is voor een bepaalde periode. Geologen gebruiken een gidsfossiel om te bepalen hoe oud een gesteente ongeveer is. Voor welke periode is een trilobietfossiel het gidsfossiel? ◯ precambrium ◯ paleozoïcum ◯ mesozoïcum ◯ kenozoïcum

Fossiel van een trilobiet

De atmosfeer in het verleden De samenstelling van gassen in de atmosfeer op aarde verandert in de loop van de tijd. Dat proces ging vroeger echter veel langzamer dan tegenwoordig. Dat komt doordat nu de mensen de verandering veroorzaken. In het diagram zie je de concentraties van twee verschillende gassen in de atmosfeer vanaf het ontstaan van de aarde tot nu toe. Er zijn twee tijdperken aangegeven: tijdperk A (tussen 3.000 miljoen jaar geleden en heden) en tijdperk B (tussen 500 miljoen jaar geleden en heden). De zwarte lijn geeft de concentratie weer van koolstofdioxide (CO2). De rode lijn geeft de concentratie weer van zuurstof (O2). 40 Concentratie in de atmosfeer (%)

tijdperk A

tijdperk B

0 4,5

C 4

3,5

2,5

1,5

0,5

Tijd (miljard jaar geleden) Veranderingen van zuurstof en koolstofdioxide in de atmosfeer

Bestudeer de grafiek en selecteer bij elke deelvraag het juiste antwoord. Welke organismen zorgden vanaf tijdperk A voor de toename van zuurstof? bacteriën | dieren | planten | schimmels In wat voor leefomgeving leefden deze organismen in tijdperk A? in de lucht | in het water | op het land Welke organismen zorgden er vanaf tijdperk B ook voor dat de concentratie zuurstof hoog bleef? bacteriën | dieren | planten | schimmels 188

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

De paleozoïsche dierentuin In de dierentuin zie je dieren die op dit moment bestaan. Stel dat je met een tijdmachine dieren kunt ophalen uit het verleden. Welke dieren zou je dan in de dierentuin zien? Welke dieren kunnen bij elkaar in een verblijf en hoe zou je dat verblijf moeten inrichten? Je gaat een verblijf ontwerpen voor dieren uit het paleozoïcum. Je mag zelf kiezen uit welke periode van het paleozoïcum: het begin (541 miljoen jaar geleden), het midden (365 miljoen jaar geleden) of het eind (252 miljoen jaar geleden). Zoek op internet naar dieren uit het deel van het paleozoïcum dat je gekozen hebt. Het verblijf moet aan deze eisen voldoen: De dieren kunnen er fijn leven. De dieren zijn zichtbaar voor de dierentuinbezoekers. Het houdt rekening met het dieet van de dieren. Het houdt rekening met hoe hun natuurlijke leefomgeving eruitzag.

• • • •

Maak op een apart vel een tekening van jouw ontwerp. Geef aan welke dieren er te zien zijn, wat zij eten en hoe hun natuurlijke leefomgeving eruitziet.

Het land op Gewervelde dieren hebben een overgang doorgemaakt van leven in het water naar leven op het land. Die overgang is heel geleidelijk gegaan. Hieronder staan ontwikkelingen die de overgang van leven in water naar leven op land mogelijk maakten. Zet ze in de juiste volgorde.

▢ De gewervelde is in staat om geregeld even op jacht te gaan naar prooidiertjes op het land.

▢ De gewervelde is in staat om korte tijd het land op te vluchten om te ontsnappen aan roofdieren in het water.

▢ De gewervelde ontwikkelt een eierschaal die het embryo beschermt tegen uitdroging. ▢ De gewervelde ontwikkelt een huid die niet uitdroogt. ▢ De gewervelde ontwikkelt longen en ledematen die sterk genoeg zijn om te kruipen.

189

3.4

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

EXTRA OPDRACHTEN 8

Een tijdlijn op schaal De aarde ontstond ongeveer 4.540 miljoen jaar geleden. Ongeveer 3.770 miljoen jaar geleden zal het eerste leven ontstaan zijn. Vervolgens heeft het leven zich ontwikkeld tot alle soorten die tegenwoordig bestaan. Welke ontwikkeling vond wanneer plaats? Maak een tijdlijn op schaal met de vier perioden. Geef op de tijdlijn aan wanneer de volgende ontwikkelingen hebben plaatsgevonden: 1 Het ontstaan van het eerste leven. 2 Het ontstaan van zuurstofproducerende organismen. 3 Het ontstaan van meercelligen. 4 De eerste landplanten. 5 De eerste landdieren. 6 De eerste reptielen. 7 De eerste zoogdieren. 8 De eerste vogels. 9 De eerste grassen. 10 Het uitsterven van de dinosauriërs. 11 De eerste mensapen. 12 De eerste mensachtigen.

190

3.4

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Leven in het verleden

Het einde van de dinosauriërs Ongeveer 65,5 miljoen jaar geleden sloeg een grote meteoriet in op aarde. Er ontstonden wereldwijd enorme bosbranden, gevolgd door maandenlange duisternis. Stof en rook in de atmosfeer hielden het meeste zonlicht tegen. Met deze meteorietinslag verdween een groot deel van alle dieren en planten. Van de dinosauriërs overleefden slechts enkele kleine soorten: de vogels. Alle grote dinosauriërs verdwenen volledig, zowel plantenetende als vleesetende soorten.

a Verklaar hoe de maandenlange duisternis een oorzaak kan zijn van het uitsterven van de grote plantenetende dinosauriërs.

b Verklaar hoe de maandenlange duisternis een oorzaak kan zijn van het uitsterven van de grote vleesetende dinosauriërs.

Stromatolieten De oudste fossielen die we kennen, zijn stromatolieten. Dit zijn fossielen van grote kolonies eencelligen. Stromatolieten ontstaan in ondiep water, omdat de eencelligen licht gebruiken om glucose en zuurstof te maken. Stromatolieten worden vooral gevonden in aardlagen uit het precambrium. Tegen het einde van het precambrium ontstonden er meercellige planteneters die konden rondkruipen. Vanaf dat moment zijn stromatolieten opeens veel zeldzamer. Paleontologen denken dat de planteneters zoveel eencelligen aten, dat er niet genoeg over waren om nieuwe stromatolieten te vormen. De eencelligen die stromatolieten vormen, hebben zo zelf bijgedragen aan het verdwijnen van stromatolieten. Leg in drie stappen uit hoe de eencelligen zelf hebben bijgedragen aan het verdwijnen van stromatolieten.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

191

3.4

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

3.5 EVOLUTIE

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen dat variatie binnen een soort kan ontstaan door mutaties. uitleggen welke factoren deel uitmaken van het evolutieproces. uitleggen hoe nieuwe soorten door evolutie kunnen ontstaan. uitleggen wanneer je kunt spreken van een nieuwe soort.

• • • •

Bij deze paragraaf hoort de volgende practicumopdracht: Tijdlijn Overleg met je docent of je deze gaat uitvoeren.

•

STARTOPDRACHT 1

3.5

Evolutie met kralen Een dier dat beter dan zijn soortgenoten aan zijn omgeving is aangepast, heeft meer kans om te overleven en nakomelingen te krijgen. Dit heb je nodig: groen lapje stof rood lapje stof potje met rode, blauwe, paarse en groene strijkkralen, twintig van elk

• • •

Dit ga je doen: 1 Werk in tweetallen, leerling A en leerling B. Neem de tabel op de volgende pagina over. 2 De helft van de klas krijgt een groen lapje stof, de andere helft een rood lapje. 3 A legt willekeurig twintig kralen op het lapje, vijf van elke kleur. B kijkt weg. 4 B pakt zo snel mogelijk tien kralen van het lapje en doet ze terug in het potje. 5 Vul de tabel in. 6 A vult de kralen aan zodat er weer twintig op het lapje zijn, vijf van elke kleur. 7 Herhaal de proef vijf keer.

192

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

Aantal kralen op het lapje na ronde

rood

blauw

paars

groen

1 2 3 4 5

Bij dit proefje kun je de kralen vergelijken met prooidieren en persoon B met een roofdier.

a Welke kleur kraaltjes heeft bij jullie proef de grootste overlevingskans en welke kleur kraaltjes de grootste kans om uit te sterven? Leg je antwoord uit.

Vergelijk jullie uitkomst met de andere groepjes.

b Hebben zij dezelfde uitkomst? Leg uit waarom.

193

3.5

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

3.5

THEORIE Soorten komen en gaan Gedurende de honderden miljoenen jaren dat de aarde bestaat, hebben veel soorten geleefd die ook weer zijn uitgestorven. Telkens zijn heel veel nieuwe soorten ontstaan. Wetenschappers hebben aangetoond dat een nieuwe soort er niet ineens is, maar door geleidelijke verandering. Deze geleidelijke verandering noem je evolutie. Evolueren betekent: geleidelijk ontwikkelen. Hoe verloopt het evolutieproces?

Snelle kikkervisjes Als voorbeeld kijk je naar het evolutieproces bij een bruine kikker. Het vrouwtje van de bruine kikker legt in een sloot ongeveer 2500 eitjes: kikkerdril (zie figuur 1). Veel waterdieren eten kikkerdril op, maar er worden nog heel veel kikkervisjes geboren (zie figuur 2). Dat zijn er veel meer dan er kunnen overleven. Een deel wordt alsnog opgegeten en er gaan kikkervisjes dood. De overgebleven kikkervisjes moeten vechten om genoeg voedsel en leefruimte te hebben. Uiteindelijk krijgen maar weinig kikkervisjes de kans om tot een volwassen kikker uit te groeien (zie figuur 3).

Figuur 1 Kikkerdril, de eitjes van een kikker

Het DNA van de kikkervisjes is afkomstig van hun ouders. Het DNA bepaalt voor een groot deel de eigenschappen van de kikkervisjes. Ze zijn broertjes en zusjes die veel op elkaar lijken. Ineens wordt een kikkervisje geboren die een duidelijk andere eigenschap heeft, bijvoorbeeld een langere staart. Deze nieuwe eigenschap is het gevolg van een toevallige verandering in het DNA van een van de ouders. Zo’n verandering in het DNA heet een mutatie. Dit veranderde DNA zit ook in de geslachtscellen van de ouder, zodat bij sommige nakomelingen de nieuwe eigenschap kan ontstaan.

Figuur 2 Kikkervisjes van de bruine kikker

Figuur 3 Bruine kikker (Rana temporaria)

194

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

Door de nieuwe eigenschap ‘langere staart’ kan het kikkervisje sneller zwemmen dan zijn broertjes en zusjes die een kleine staart hebben. Hierdoor is het snelle kikkervisje zijn natuurlijke vijanden te slim af. De kans dat hij wordt opgegeten is kleiner dan bij de andere kikkervisjes. Het snelle kikkervisje wordt volwassen en gaat zich voortplanten. De eigenschap ‘langere staart’ zit in het DNA en is dus erfelijk. Een aantal nakomelingen van het snelle kikkervisje krijgt daardoor ook deze eigenschap. Hiermee hebben ook zij meer kans om in leven te blijven en nakomelingen te krijgen. In elke volgende generatie bevat de populatie dus steeds meer snelle kikkervisjes met een lange staart (zie figuur 4, 5 en 6).

Figuur 4 Eerste generatie kikkervisjes

Figuur 5 Tweede generatie kikkervisjes

Figuur 6 Derde generatie kikkervisjes

Na een tijd vind je bijna alleen nog maar kikkervisjes met een lange staart. De soort is een beetje veranderd.

195

3.5

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

3.5

Variatie en selectie De kikkervisjes in de populatie zijn allemaal een beetje verschillend. Verschillen in eigenschappen binnen een populatie van organismen noem je variatie. Variatie kan het gevolg zijn van mutaties in het DNA. Dan wordt de variatie van ouder op kind doorgegeven en noem je dit erfelijke variatie. Er is ook variatie die niet erfelijk is. Bijvoorbeeld: als jij heel veel traint krijg je stevige spieren. Die eigenschap geef je niet aan je nakomelingen door, omdat jouw DNA door het trainen niet verandert.

Figuur 7 Een ander voorbeeld van erfelijke variatie zijn de kleurverschillen bij de levendbarende hagedissen.

Het kikkervisje met de nieuwe gunstige eigenschap heeft meer kans om te overleven en ook meer kans om zich voort te planten. Je kunt zeggen dat de natuur de kikkervisjes met de gunstige eigenschap selecteert. Dit onderdeel van het evolutieproces heet natuurlijke selectie. Een ander voorbeeld van natuurlijke selectie zie je bij reuzenschildpadden op de Galapagoseilanden. Op de droge eilanden is er weinig voedsel aan de grond, zodat de schildpadden omhoog moeten reiken om bij eetbare gedeelten van planten te komen. Bij deze dieren is het schild boven de nek omhoog gebogen. Ze hebben zo geen last van het schild als ze naar de hoge planten reiken. Het gebogen schild geeft een grotere overlevingskans. Door natuurlijke selectie kreeg een steeds groter deel van de populatie op een droog eiland die gunstige eigenschap (een gebogen schild). Op de vochtige eilanden zijn voldoende planten dichtbij de grond te vinden, dus daar voldoet een schild met de strakke vorm van een koepel. Een speciale vorm van natuurlijke selectie is seksuele selectie. Dat betekent: uitkiezen om mee voor te planten. Je ziet dat heel vaak in de natuur. Mannetjes edelherten kunnen grote geweien hebben, die wel 12 kilo wegen. Zo’n mannetje is fit genoeg om zo’n zwaar en groot gewei te dragen en om er handig mee om te gaan in een gevecht (zie figuur 8). Een groot gewei betekent een sterke partner, die ook sterke nakomelingen kan krijgen. Vrouwtjes edelherten kiezen daarom het mannetje met het grootste gewei om mee voort te planten. Andere mannetjes herten met kleinere geweien vindt ze niet aantrekkelijk.

Figuur 8 Vechtende edelherten

196

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

Evolutie op de Galapagoseilanden Op de Galapagoseilanden (zie figuur 9) leven nu ongeveer vijftien vinkensoorten. Waarschijnlijk zijn ooit enkele vinken vanaf het vaste land van Zuid-Amerika naar één van de eilanden gevlogen. De vinken plantten zich voort en verspreidden zich over de andere eilanden. Ze kwamen daarna niet meer met elkaar in contact. Verenigde Staten van Amerika

Galapagos eilanden Isla Pinta

Isla Marchena

Isla Genovesa Zuid Amerika

Isla Santiago

Isla Fernandina Isla Pinzón Isla Santa Cruz

Isla Santa Fé Isla de San Cristobal

Isla Isabella

Isla Floreana

Isla Española

Figuur 9 De Galapagoseilanden

Door deze isolatie bleven de vinken hun hele leven op hun ‘eigen’ eiland. De natuur op elk eiland was anders. De vinken pasten zich aan de leefomgeving aan en aan het soort voedsel op hun eiland. Op het ene eiland waren veel insecten. Daar waren de nakomelingen met dunne, scherpe snavels in het voordeel. Op een ander eiland ontstonden vinken met grote, stevige snavels voor het kraken van noten. Uit die paar vinken aan het begin zijn door evolutie uiteindelijk veertien of vijftien nieuwe vinkensoorten ontstaan (zie figuur 10). Als je deze vinken nu bij elkaar zou brengen, zouden ze elkaar niet meer herkennen als dezelfde soort. Ze gaan niet meer met elkaar voortplanten. Daaraan kan je zien dat het nieuwe soorten zijn geworden.

197

3.5

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

spitssnavelgrondvink cactusgrondvink

cocosvink

boszangervink

grote cactusgrondvink

grote grondvink

mangrovevink

Galapagos vinken middelste grondvink

spechtvink

kleine grondvink

kleine boomvink

vegetarische boomvink

Charles’ boomvink

grote boomvink

Figuur 10 De vinkensoorten op de Galapagoseilanden.

Evolutie samengevat Hieronder zijn de kenmerken van het evolutieproces samengevat. Er zijn altijd meer nakomelingen dan er kunnen overleven. De nakomelingen concurreren of strijden om bijvoorbeeld voedsel, leefruimte en licht. Door mutaties ontstaan erfelijke verschillen tussen organismen van dezelfde soort. Zo ontstaat erfelijke variatie binnen een populatie. Door natuurlijke selectie hebben de individuen die beter zijn aangepast binnen een populatie een grotere overlevingskans. Zij krijgen gemiddeld meer nakomelingen dan de minder goed aangepaste individuen binnen de populatie. Door isolatie van een deel van een populatie worden de erfelijke verschillen tussen de populaties steeds groter. Op deze manier kunnen nieuwe soorten ontstaan.

• • • •

198

3.5

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

3.5

WIST JE DAT? Evolueren bacteriën? Sommige bacteriesoorten kunnen nare ontstekingen veroorzaken zoals oorontsteking, longontsteking of hersenvliesontsteking. Je huisarts kan een antibioticum voorschrijven zodat je van je ontsteking afkomt. De meeste bacteriën gaan dood door het antibioticum.

30 minuten

60 minuten

90 minuten

Maar soms is er één bacterie 120 minuten bij die niet gedood wordt. Deze bacterie heeft toevallig Bacteriën kunnen zich razendsnel voortplanten en zo een een mutatie van het DNA nieuwe erfelijke eigenschap doorgeven. waardoor hij niet gevoelig is voor het medicijn. Dat heet resistentie. Bacteriën kunnen zich heel snel vermeerderen. Dus vanuit die ene resistente bacterie kan snel een hele populatie resistente bacteriën ontstaan. Dan helpt dit antibioticum niet meer. Is dit evolutie? Er is wel sprake van mutatie en selectie. Maar er is geen nieuwe soort ontstaan. Er zijn wetenschappers die dit daarom geen evolutie vinden.

OPDRACHTEN 2

Wat is evolutie Wat is de beste omschrijving van evolutie? ◯ Evolutie is de ontwikkeling van het leven op aarde waarbij soorten eerst ontstaan, en dan veranderen en/of verdwijnen. ◯ Evolutie is de ontwikkeling waarbij steeds ingewikkelder gebouwde soorten ontstaan. ◯ Evolutie is een geleidelijk ontwikkelingsproces waarbij soorten telkens voldoende aangepast raken aan hun leefomgeving. ◯ Evolutie is het ontstaan van een nieuwe soort, doordat een andere soort uitsterft.

Van bruine beer naar witte beer Bekijk het filmpje ‘De evolutie van de ijsbeer’. Hoe kan het dat bruin gekleurde beren licht gekleurde nakomelingen krijgen?

199

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

3.5

Vinkensnavels De vinkensoorten op de Galapagoseilanden hebben niet allemaal dezelfde snavelgrootte. De snavelvorm is een aanpassing aan het soort voedsel dat beschikbaar is. In de figuur zie je verschillende soorten vinken. A

Snavels van vinken

Kijk goed naar de vorm van de snavels en kies maak de juiste combinaties. Vink A Vink B Vink C Vink D

• • • •

Eet harde grote zaden. Eet insecten. Eet kleine zaden. Eet zaden, cactusbloemen en insecten.

Ontstaan van nieuwe soorten Als een populatie organismen opgesplitst wordt, ontstaan twee groepen die van elkaar geïsoleerd raken. Door deze isolatie kunnen twee soorten ontstaan. Hoe kun je erachter komen of het echt nieuwe soorten zijn?

Isolatie Welke van de volgende situaties zal waarschijnlijk niet leiden tot evolutie als gevolg van isolatie? ◯ Door weersveranderingen verandert de helft van het leefgebied van een soort van grasland in moeras. De nieuwe omgeving stelt andere eisen aan de daar levende soortgenoten. ◯ Een deel van een populatie leert te overleven in een nieuwe leefomgeving, zoals de stad. Daardoor komt dat deel niet meer in contact met de rest van de populatie. ◯ Het eiland waarop een soort leeft, valt uiteen in twee kleinere eilanden. Daardoor ontstaan er twee populaties die geen contact meer met elkaar hebben. ◯ Van een soort worden enkele soortgenoten gevangen door de mens en gebruikt om er huisdieren mee te fokken. 200

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

3.5

Berkenspanner Berkenspanners zijn witte nachtvlinders. Ze rusten overdag op de bast van berkenbomen. De berkenbast is wit of beige. Soms zit er een bruin gekleurde berkenspanner tussen. Deze bruine variant is gemakkelijk te zien op de bast. Vogels die graag vlinders eten, pikken de bruine vlinders er zó tussenuit. Een onderzoeker telde deze vlinders in het jaar 1850 in een bepaald gebied in Engeland. In dat jaar was 99% van de vlinders wit van kleur en 1% was bruin. In 1900 werden de vlinders opnieuw geteld en onderzoekers ontdekten een spectaculaire verandering. In 1900 was namelijk 99% bruin van kleur en 1% was wit.

De witte berkenspanner valt niet op bij een schone berkenstam. De bruine berkenspanner valt niet op bij een vervuilde berkenstam.

a Geef een verklaring voor het donkerder worden van de populatie berkenspanners tussen 1850 en 1900. Tussen 1850 en 1900 werden in Engeland steeds meer vervuilende fabrieken neergezet.

b Welk evolutieproces zie je bij de berkenspanners? ◯ geen

◯ isolatie

◯ natuurlijke selectie

201

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

EXTRA OPDRACHTEN 8

Ringsoort Rond het Noordpoolgebied komt een aantal meeuwensoorten voor. De ijsvlakte van het Noordpoolgebied is voor deze meeuwen een onbewoonbaar gebied. Bekijk de wereldbol waarop de leefgebieden van deze meeuwensoorten staan aangegeven. De meeuwensoorten waarvan de leefgebieden aan elkaar grenzen, kunnen zich onderling voortplanten. Je zou kunnen zeggen dat die hele populatie meeuwen rond de Noordpool tot één en dezelfde soort behoort. We spreken dan van een ringsoort. Maar de zilvermeeuw (in leefgebied 7) en de kleine mantelmeeuw (in leefgebied 1) kunnen zich onderling niet voortplanten. 5 4

2 7

Leefgebieden van deze meeuwensoorten 1: Larus fuscus (kleine mantelmeeuw); 2: Larus fuscus sensu stricto; 3: Larus fuscus heuglini; 4: Larus argentatus birulai; 5: Larus argentatus vegae; 6: Larus argentatus smithsonianus; 7: Larus argentatus argenteus (zilvermeeuw)

Zilvermeeuw

202

3.5

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie De meeuwen uit leefgebied 1 en 7 komen elkaar veel tegen, ook gedurende de paartijd. Toch kunnen een individu uit leefgebied 7 en een individu uit leefgebied 1 niet samen voortplanten, terwijl de meeuwensoorten in de andere grensgebieden samen juist wel nakomelingen krijgen.

a Geef hiervoor een verklaring.

Stel dat de onderlinge voortplanting tussen populatie 3 en 4 op een gegeven moment niet meer zal plaatsvinden.

b Welk resultaat zal deze verandering hebben op de soortvorming?

Stel dat door klimaatverandering de ijsvlakte van het Noordpoolgebied grotendeels smelt en daardoor toegankelijker wordt voor de meeuwen.

c Zouden de soorten dan meer of minder gaan vermengen? Verklaar je antwoord.

Een nieuwe soort Een fokker van duiven doet de volgende uitspraak: Een nieuwe soort kan ontstaan als na het kruisen van individuen van verschillende soorten vruchtbare nakomelingen geboren worden Geef van aan of de uitspraak juist of onjuist is. Leg vervolgens uit waarom deze uitspraak juist of onjuist is.

203

3.5

Hoofdstuk 3 Waarnemen en gedrag Evolutie

Natte en droge seizoenen Op een eiland groeien er twee plantensoorten. De ene plantensoort krijgt kleine zaadjes en groeit goed als deze veel water krijgt. De andere plantensoort krijgt grote, harde zaden en groeit het beste bij droogte. Na een nat groeiseizoen zijn er daarom heel veel kleine zaden, maar veel minder grote, harde zaden. En na een droog seizoen is dat andersom. Er leven ook vinken op het eiland. Ze eten plantenzaden. In deze grafiek kun je per jaar de veranderingen in snavelgrootte zien bij deze vinken.

snavelgrootte

1975

1980

1985

1990

jaartal

1995

2000

Verandering in snavelgrootte

In welke jaren zal er waarschijnlijk weinig regen zijn gevallen? ☐ 1974 ☐ 1976 ☐ 1985 ☐ 1990 ☐ 2003

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

204

2005

3.5

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

3.6

3.6 UITSTERVEN EN NIEUWE SOORTEN Aan het eind van deze paragraaf kun je: voorbeelden noemen van organismen die zijn uitgestorven. uitleggen hoe organismen massaal konden uitsterven. benoemen dat er door massaal uitsterven van organismen weer nieuwe soorten kunnen ontstaan. voorbeelden noemen van micro-evolutie die nu plaatsvindt.

• • • •

STARTOPDRACHT 1

De wolf, uitgestorven en nieuwe soort. Vroeger kwamen wolven in heel Europa voor. Omdat de wolf door de mens als een concurrent werd gezien, werd er veel op gejaagd. Uiteindelijk was er in Nederland geen wolf meer te bekennen. In geschiedenisboeken is te vinden dat de laatste wolf in 1869 bij Schinveld werd gedood. Ondertussen zijn er weer wolven in Nederland gesignaleerd. Er zijn zelfs al weer jonge welpjes geboren. Er zijn mensen die blij zijn dat de wolf weer terug is in Nederland. Anderen zijn er juist heel erg tegen. Hoe denken jullie daarover? Werk in een groepje van 2 tot 4 personen. Bedenk in jouw groepje twee argumenten voor en twee argumenten tegen de komst van de wolf.

205

new

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

3.6

THEORIE Kansen voor nieuwe soorten Je ziet vaker in de media dat er diersoorten bedreigd worden met uitsterven, zoals de ijsbeer. In Nederland zijn de gladde slang, de korenwolf en de vuursalamander voorbeelden van bedreigde diersoorten (zie figuur 2).

Figuur 1 De orang-oetan, de tijger en de witte haai zijn bedreigde diersoorten.

Figuur 2 De gladde slang, de korenwolf en de vuursalamander zijn bedreigde diersoorten in Nederland.

In de loop van miljoenen jaren zijn er veel planten- en diersoorten ontstaan en ook weer uitgestorven. Als er soorten uitsterven, krijgen nieuwe soorten de kans om zich te ontwikkelen. Hoe werkt dat?

Soorten sterven uit In de geschiedenis van de aarde zijn er minstens vijf perioden geweest waarin diersoorten massaal zijn uitgestorven (zie figuur 3). De oorzaken daarvan zijn meestal niet goed bekend. Tijdens de derde massa-uitsterving (aan het einde van het paleozoïcum) verdween waarschijnlijk 95% van de soorten, waaronder alle trilobieten en een grote groep stekelhuidigen. massaal uitsterven biodiversiteit (aantal soorten)

Vulkanische activiteit? Inslag van een meteoriet?

Inslag van een meteoriet.

5 2

600

541

precambrium

500

400

300

252

200

paleozoïcum

100 mesozoïcum

tijd (miljoen jaar geleden)

Figuur 3 Perioden van massaal uitsterven 206

kenozoïcum

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

3.6

Sommige wetenschappers denken dat de zesde massa-uitsterving nu aan de gang is. Daarvan is de mens de oorzaak, bijvoorbeeld door illegale jacht of doordat de mens leefgebieden vernietigt of vervuilt.

Het einde van de dinosauriërs In het mesozoïcum domineerden op het land de dinosauriërs (zie figuur 4). Veel dinosauriërs waren enorm groot, zoals de vleeseter Giganotosaurus. Er bestonden ook veel kleine soorten, sommige zo klein als een kip. In de zeeën leefden ook grote dieren, bijvoorbeeld de Mosasaurus. In de lucht vlogen naast vogels ook de vliegende reptielen, zoals de Pterodactylus. De zoogdieren waren voornamelijk kleine nachtdieren: ze gingen ‘s nachts op zoek naar voedsel.

Een meteorietinslag zorgde ongeveer 66 miljoen jaar geleden voor een massauitsterving (zie figuur 5). Vrijwel alle grotere dieren stierven uit. Pas daarna kregen de zoogdieren en vogels de ruimte om te evolueren tot veel grotere dieren. Dat er zo veel dieren uitstierven kwam niet door de meteorietinslag zelf, maar door de gevolgen van de inslag. De inslag zorgde voor een hevige schokgolf. Wereldwijde zware aardbevingen zorgden voor tsunami’s die de meeste kustgebieden verwoestten. Vele dieren spoelden weg en er verdween veel leefgebied. Door de hitte van de inslag ontstonden grote bosbranden. Dieren verbrandden. De atmosfeer vulde zich met stof en as. Het zonlicht kon daar niet meer doorheen dringen en het werd overal donker. Hierdoor gingen de meeste planten dood. Er ontstond een groot voedseltekort, waardoor veel overlevers van de meteorietinslag alsnog stierven. De temperatuur op aarde daalde als gevolg van de verduistering. Hierdoor ontstond een wereldwijde klimaatverandering. Veel dieren konden zich daar niet aan aanpassen.

• • •

Figuur 4 Giganotosaurus, Mosasaurus en Pterodactylus

•

Figuur 5 Door een meteorietinslag stierven de grote dieren uit. 207

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

Sommige wetenschappers zien vulkanen als de oorzaak voor de massa-uitsterving. Uit onderzoek blijkt dat er aan het einde van het mesozoïcum veel verschillende vulkanen waren uitgebarsten. Ook deze zorgden voor veel stof en as in de atmosfeer, waardoor zonlicht de aarde niet goed meer kon bereiken (zie figuur 6). Het had uiteindelijk dezelfde gevolgen als de meteorietinslag.

3.6

Figuur 6 Vulkaanuitbarstingen zorgen voor verduistering en klimaatverandering.

Nieuwe kansen Na het verdwijnen van de grote dinosauriërs volgde een herstelperiode. Langzaam kwam het leven op aarde weer op gang. De kleinere reptielen overleefden de ramp. Er kwamen steeds meer soorten zaadplanten bij, doordat de aarde vruchtbaarder was geworden. De enorme dinosauriërs en andere grote dieren waren uitgestorven. Hierdoor waren meer voedsel en leefruimte beschikbaar voor zoogdieren en vogels. Zo konden zij evolueren tot veel grotere en zwaardere soorten. In de ijstijd die 2,5 miljoen jaar geleden begon, stierven opnieuw veel soorten uit. In korte tijd werd het overal op aarde veel kouder. Grote delen van het land werden bedekt met ijs. De overgebleven soorten zoogdieren pasten zich aan en evolueerden. Hoe kouder het werd, hoe groter en hariger de soorten werden. Ze verloren hierdoor minder warmte via de huid en konden daardoor beter tegen de kou. Na de ijstijd was er weer een warmere periode. Hierdoor kwam er opnieuw een uitstervingsgolf. Organismen die juist aan de kou waren aangepast stierven uit. Voorbeelden zijn de wolharige neushoorn (figuur 7), de wolharige mammoet (figuur 8) en het reuzenhert. Er waren ook soorten die naar koudere leefgebieden trokken, richting de poolgebieden. Voorbeelden zijn walvissen en beren.

Figuur 8 Wolharige mammoet

Figuur 7 Wolharige neushoorn

Evolutie om je heen In het tunnelstelsel van de Londense metro leven muggen ondergronds. Waarschijnlijk zijn enkele voorouders er tientallen jaren geleden terechtgekomen. In de metrotunnels is het donker en vochtig en er zijn genoeg mensen om bloed van te zuigen. De muggen komen nooit bovengronds. Ze hebben in het metrostelsel geen natuurlijke vijanden. Een bioloog deed onderzoek aan de ondergrondse muggen. Hij ontdekte dat ze niet meer kunnen voortplanten met de bovengrondse mug. Hier was dus echt een nieuwe soort ontstaan.

208

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

Het duurt gemiddeld honderdduizenden tot miljoenen jaren voordat er door evolutie een nieuwe soort is ontstaan. Maar soms kun je zelf getuige zijn van een versnelde evolutie, zoals bij de ‘metromug’. Een aanpassing leidt niet altijd tot een nieuwe soort. Als de aanpassing blijft bestaan binnen een populatie, noem je dit micro-evolutie. Micro-evolutie komt vaak voor in grote steden. De leefomstandigheden zijn daar soms extreem voor planten- en diersoorten. Denk aan luchtvervuiling, harde verkeersgeluiden en grote temperatuurverschillen. Om te overleven moeten soorten zich daaraan aanpassen.

Figuur 9 Bij de koolmees heeft micro-evolutie plaatsgevonden.

Koolmeesmannetjes (zie figuur 9) zijn in de steden hoger gaan zingen om zo boven het verkeersgeluid uit te komen. Maar daardoor vallen stadse koolmeesmannetjes amper nog in de smaak bij plattelandse koolmeesvrouwtjes. Koolmeesvrouwtjes op het platteland kiezen liever de mannetjes uit die laag kunnen zingen. Als je maar goed kijkt en luistert, is evolutie overal om je heen!

WIST JE DAT? Donkere stadsduiven De stadsduiven in grote steden zijn donkerder van kleur dan stadsduiven die in dorpen leven. In de cellen van donkere veren zit meer melanine dan in de cellen van lichtgekleurde veren. Hoe meer melanine, hoe donkerder de veren. Stadsduiven met donkere veren kunnen beter tegen zware metalen, zoals lood en zink. Dat zijn giftige metalen die in de stad meer voorkomen dan buiten de stad. Melanine bindt aan zware metalen en zorgt ervoor dat deze metalen minder schade aanrichten in het lichaam van de duif. Daardoor hebben stadsduiven met donkere veren een grotere overlevingskans in steden dan stadsduiven met lichtgekleurde veren. Dit is ook een voorbeeld van micro-evolutie in de stad.

209

Zwartere stadsduif

3.6

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

3.6

OPDRACHTEN 2

Massaal uitsterven Welke uitspraken zijn juist? ☐ Er zijn drie massa-uitstervingen geweest. ☐ De zoogdieren kregen pas de ruimte om te evolueren toen er een massa-uitsterving plaatsvond. ☐ Geleidelijke soortvorming door evolutie duurt honderdduizenden tot miljoenen jaren. ☐ In het mesozoïcum domineerden zoogdieren de wereld. ☐ Veel soorten zijn in de loop van de tijd uitgestorven. ☐ Zo’n 66 miljoen jaar geleden stierven alle landdieren uit.

Uitgestorven dieren Wetenschappers kunnen sommige eigenschappen van uitgestorven dieren goed bepalen. Dat komt doordat er ‘bewijsstukken’ zijn terug te vinden. Welke eigenschappen kunnen de wetenschappers goed bepalen? ☐ de grootte van de populaties ☐ de grootte van hun drollen ☐ de hoeveelheid tanden ☐ de huidskleur of vachtkleur ☐ de kleur van de ogen ☐ de snelheid waarmee ze konden rennen ☐ of ze konden vliegen ☐ het geluid dat ze maakten

Meteoriet Ongeveer 66 miljoen jaar geleden zijn de dinosauriërs in vrij korte tijd uitgestorven. De waarschijnlijke oorzaak was de inslag van een meteoriet. Daardoor kwamen er grote hoeveelheden stof en as in de atmosfeer, waardoor de zon verduisterd werd. Deze zonsverduistering kán een oorzaak zijn voor het uitsterven van de dinosauriërs. Geef een verklaring voor het uitsterven van de dinosauriërs als gevolg van de zonsverduistering.

210

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

IJstijd 116.000 tot 11.700 jaar geleden was de laatste ijstijd. Op het land en in de Noordzee kun je nog sporen vinden uit die tijd. In het opgespoten strand van de Maasvlakte worden regelmatig fossielen van dieren uit de ijstijd gevonden. Ook op oude grottekeningen kun je zien welke dieren er in de ijstijd hebben rondgelopen.

Op het strand van de Maasvlakte kun je fossielen uit de ijstijd vinden.

Grottekening

Je mag gebruik maken van internet bij het beantwoorden van de vragen.

a Welke dieren hebben tijdens de ijstijd in Nederland geleefd? Schrijf minstens vijf diersoorten op.

Pentekening van de grottekening

De grottekening is hier met pen nagetekend. Bekijk hem goed.

b Welke twee diersoorten zijn hier waarschijnlijk getekend?

211

3.6

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

Mammoet Mammoeten lijken erg veel op olifanten. Toch zijn ze niet hetzelfde. Bekijk de afbeeldingen.

Savanneolifant

Mammoet

Noem vier aanpassingen die de mammoet had om zich tegen de kou te beschermen. Je mag gebruik maken van internet.

De mens Op welke manieren kan de mens het verdwijnen van soorten veroorzaken? Noem minstens twee manieren.

212

3.6

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

3.6

EXTRA OPDRACHTEN 8

Het einde van de dinosauriërs Ongeveer 65 miljoen jaar geleden sloeg er een meteoriet in. De vaak grote dinosauriërs verdwenen. Dit gold zowel voor plantenetende als voor vleesetende soorten. In deze periode bleef een beperkte groep kleine zoogdieren in leven. Na de ramp nam het aantal zoogdiersoorten sterk toe. Er ontstonden ook grotere soorten dan voorheen. Waardoor konden na de inslag, volgens de evolutietheorie, geleidelijk nieuwe soorten zoogdieren ontstaan?

Paardenbloemen Paardenbloemen vind je overal in Nederland. In april en mei zien de weilanden er geel van. Ook in de stad groeien paardenbloemen. De zaadjes van paardenbloemen hebben allemaal hun eigen parachuutje. Daarmee worden ze door de wind meegevoerd.

Paardenbloem in bloei

Paardenbloem met zaadjes

In de stad groeien paardenbloemen soms op een heel smal strookje groen midden tussen asfalt en stenen. Waar kunnen de zaadjes dan het best neerdwarrelen? Op asfalt en stenen kunnen ze niet ontkiemen. Biologen hebben ontdekt dat paardenbloemen in de stad zich anders aan hun omgeving hebben aangepast dan paardenbloemen in een groot weiland. Welke aanpassingen hebben de paardenbloemen in de stad en welke aanpassingen hebben paardenbloemen in een groot weiland? stad

weiland

◯

2 De paardenbloemen hebben minder goed zwevende parachuutjes.

◯

3 De paardenbloemen hebben zware zaden.

◯

De paardenbloemen hebben kleine zaden.

213

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

3.6

Tuinontwerp Tuinen zijn van alle tijden. De Romeinen kweekten bloemen bij hun villa’s. In de middeleeuwen waren er tuinen bij kloosters. Lange tijd werden tuinen vooral gebruikt om groenten, kruiden en fruit te kweken. Op al die verschillende plantensoorten kwamen veel verschillende diersoorten af. Er was een grote biodiversiteit. © ANP / Berlinda van Dam

Veel mensen in Nederland Schooltuinen in stedelijk gebied trekken veel verschillende diersoorten aan. willen een nette tuin die weinig onderhoud nodig heeft. Veel tuinen zijn dan ook helemaal of grotendeels betegeld. Daardoor zijn op veel plaatsen de leefgebieden voor allerlei dieren verdwenen. Bedreigde diersoorten als vleermuizen en egels hebben het zwaar. Ook veel bijensoorten hebben het moeilijk.

500 cm

Bekijk de afbeelding goed. Je ziet een tuin van bovenaf. De afmeting van het terras staat aangegeven, maar het gaat hier ook om de rest van de tuin. Jij gaat de biodiversiteit in jouw tuin vergroten voor:

• • • • •

vogels; vleermuizen; bijen; amfibieën; egels.

a Geef zeven plekken in dit tuinontwerp aan die jij wilt aanpassen om vogels, vleermuizen, bijen, amfibieën en egels in deze tuin te krijgen. Zoek op internet wat deze dieren nodig hebben in een tuin. 214

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten In de vorige vraag heb je zeven plekken aangegeven waarin je iets wilt veranderen.

b Noteer per plek voor welk diersoort je wat precies wilt veranderen. Plek 1: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Plek 2: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Plek 3: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Plek 4: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Plek 5: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Plek 6: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Plek 7: Voor diersoort

wil ik het volgende veranderen

Vergelijk je antwoorden met die van een klasgenoot.

215

3.6

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Uitsterven en nieuwe soorten

Tuinontwerp In de door jou ontworpen tuin leven vast veel soorten slakken. De tuinslak kom je het vaakst tegen. Biologen hebben ontdekt dat tuinslakken in bosrijke gebieden een donkerder huisje hebben dan tuinslakken in graslanden. Huisjes met een lichte kleur beschermen namelijk beter tegen de hitte van de zon. In het bos is meer schaduw, dus daar is de kleur van de huisjes een stuk donkerder.

Tuinslak

Kies de juiste antwoorden in de zinnen. In een tuin met veel schaduw zijn er waarschijnlijk meer tuinslakken met een donkergekleurd | lichtgekleurd huisje. In een tuin met weinig schaduw zijn er waarschijnlijk meer tuinslakken met een donkergekleurd | lichtgekleurd huisje. Er is niet | wel sprake van een evolutieproces als de huisjes van tuinslakken steeds lichter worden in stedelijk gebied. Uit de informatie kun je niet | wel opmaken dat een tuinslak met een lichtgekleurd huisje een andere soort is dan de tuinslak met een donkergekleurd huisje.

Meer oefenen met de stof uit deze paragraaf? Kies online voor Herhaling of Plus.

216

3.6

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

3.7

VERBREDING:

DENKEN OVER EVOLUTIE

Aan het eind van deze paragraaf kun je: drie theorieën benoemen waarmee wetenschappers het ontstaan van soorten verklaren. verschillende theorieën over het ontstaan van soorten met elkaar vergelijken.

• •

STARTOPDRACHT 1

Evolutie van virussen Covid-19 verspreidde zich in het voorjaar van 2020 razendsnel over de hele wereld. Virussen hebben een levende gastheer nodig om zich te vermenigvuldigen, in dit geval de mens. Telkens als het virus zich vermenigvuldigt, is het mogelijk dat er een kleine verandering (mutatie) in het DNA plaatsvindt. Meestal is het een verandering die geen invloed heeft. Maar soms zorgt een mutatie ervoor dat het virus besmettelijker wordt of dat je er zieker van wordt. Daarom worden nieuwe varianten van het virus goed gevolgd door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). Oorspronkelijk virus

Alfa variant

Gamma variant

Bèta variant

Delta variant

1-4-2020

100%

1-12-2020

99,1

0,9

1-1-2021

95,2

4,3

0,5

1-2-2021

72,7

25,5

1,7

0,1

1-3-2021

21,3

76,6

1,8

0,3

1-4-2021

2,3

94,5

2.3

0,9

1-5-2021

1,1

96,5

0,5

1,6

0,3

1-6-2021

2.0

92,5

1,7

3,8

1-7-2021

2,5

29,3

0,3

67,8

1-8-2021

0,2

1,1

0,2

98,5

0,1

Het percentage mensen in Nederland dat besmet is met vijf varianten van Covid-19. 217

3.7

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

a Teken met de gegevens uit de tabel een lijngrafiek. Gebruik verschillende kleuren.

Stel dat er een variant van covid-19 ontstaat die binnen een week dodelijk is.

b Waarom is het heel onwaarschijnlijk dat deze variant een pandemie veroorzaakt?

THEORIE Eén voorouder? Begin 19e eeuw geloofde vrijwel iedereen in Europa dat God de aarde, de natuur en de mens had geschapen. Mensen waren er van overtuigd dat alle soorten organismen op aarde er vanaf het begin waren en niet konden veranderen. Deze opvatting noem je het fixisme. Charles Darwin (1809-1882) dacht daar heel anders over. Hij beschreef alles wat ooit heeft geleefd en nog leeft, zoals regenwormen, dinosauriërs, komkommerplanten, schimmels en ook mensen. Volgens hem is de huidige biodiversiteit op aarde ontstaan vanuit één gemeenschappelijke voorouder. 218

3.7

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

Figuur 2 Aantekeningen van Darwin: alle organismen zijn met elkaar verbonden.

Figuur 1 Charles Darwin

Charles Darwins reis Na zijn studie ging Darwin op een zeereis rond de wereld met het schip de Beagle (zie figuur 3). De reis duurde van 1831 tot 1836. Op deze reis kwam hij veel verschillende soorten planten en dieren tegen. Hij vroeg zich af hoe die daar terecht waren gekomen.

Plymouth Azoren

Kaapverdische eilanden

Tenerife Canarische eilanden

Galapagoseilanden Cocoseilanden

Bahia Callao Lima Valparaiso

Rio de Janeiro Montevideo

Sydney Kaapstad

King George Sound

Falklandeilanden

Figuur 3 Zeereis van Darwin met het schip de Beagle

Bekijk dit filmpje over Darwin en de Galapagoseilanden. Darwin verzamelde tijdens zijn reis veel fossielen, planten, vogels en andere dieren. Er zaten ook veel nieuwe soorten bij die in Europa helemaal niet bekend waren. Na zijn terugkeer in Engeland bestudeerde hij jarenlang zijn grote verzameling. Door de fossielen ontdekte hij dat er veel soorten uitgestorven moesten zijn. Hij vroeg zich af hoe het kon dat veel soorten verdwenen waren, maar dat ook veel nieuwe soorten waren ontstaan. Hij kwam tot de conclusie dat soorten niet altijd precies hetzelfde blijven, maar dat ze kunnen veranderen in andere soorten.

219

3.7

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

3.7

Figuur 4 In een museum in Londen liggen vondsten van Darwin opgeslagen.

Figuur 5 De voorpagina van Darwins boek 'On the origin of species'

On the origin of species Ruim twintig jaar na Darwins wereldreis verscheen zijn boek ‘On the origin of species’ (zie figuur 5). Daarin beschreef hij zijn bevindingen, die we nu de evolutietheorie noemen. Darwin besefte goed dat zijn ideeën omstreden waren. Het boek stond daarom vol met argumenten, feiten en voorbeelden waarmee hij zijn evolutietheorie ondersteunde. Steeds meer wetenschappers zagen in dat soorten kunnen veranderen. Maar er waren ook veel mensen die daar anders over dachten. Er werden spotprenten van Darwin en zijn evolutietheorie verspreid (zie figuur 6) en hoge kerkleiders haalden naar hem uit. Darwin was zijn tijd vooruit. In zijn tijd had men het DNA nog niet ontdekt. Wij weten nu dat alle organismen DNA hebben. Een groot deel van het DNA is bij alle organismen hetzelfde. Zo komt 99,5 procent van het DNA van muizen overeen met dat van de mens. De overeenkomst in DNA ondersteunt de evolutietheorie van Darwin.

Figuur 6 Spotprent: Darwin als aap

220

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

Andere en nieuwe theorieën In de 19de eeuw onderzochten ook andere wetenschappers hoe alle organismen op aarde konden zijn ontstaan. De Franse wetenschapper Jean-Baptiste de Lamarck (1744 - 1829) gaf begin 19e eeuw een verklaring voor hoe soorten kunnen veranderen. Als voorbeeld nam hij de giraf. De voorouders van de giraf wilden de hoogste blaadjes uit de boom eten. Zij rekten hun nek uit en die werd daardoor iets langer. Zij kregen nakomelingen met ook een iets langere nek. Maar de blaadjes hingen ook weer hoger, dus bij elke generatie giraffen was de nek iets langer. Lamarck geloofde dat de eigenschap die de giraf tijdens het leven kreeg, erfelijk werd (zie figuur 7). Zijn theorie wordt lamarckisme genoemd.

Het ontstaan van de lange nek bij de giraf volgens Lamarck. De giraf krijgt tijdens zijn leven een langere nek door het strekken van de nek naar hogere blaadjes.

Figuur 7 Theorie van Lamarck

De evolutietheorie van Darwin gaf een andere verklaring voor de lange nek van de giraf. Door toeval ontstonden er voorouders die een iets langere nek hadden. Als er weinig voedsel was, konden de giraffen met een iets langere nek beter overleven dan de giraffen met een kortere nek. Zij konden immers bij de hoogste blaadjes. Ze kregen nakomelingen met ook een iets langere nek. De giraffen met de kortere nek hadden bij voedselschaarste een kleinere overlevingskans en minder kans om zich voor te planten. Uiteindelijk hadden alle giraffen een lange nek (zie figuur 8).

Het ontstaan van de lange nek bij de giraf volgens Darwin. De giraffen met de korte nek gaan dood, zodat er steeds meer giraffen komen met lange nekken.

Figuur 8 Theorie van Darwin

De Franse onderzoeker Georges Cuvier (1869 - 1932) onderzocht veel fossiele skeletten van soorten die in zijn tijd niet meer op aarde voorkwamen (zie figuur 9). Hij toonde aan de hand van fossielen aan dat sommige diersoorten waren uitgestorven. Volgens hem werden dieren door wereldrampen in één keer van de aardbodem weggevaagd. Hij dacht dat er steeds na zo'n ramp een nieuwe schepping volgde. Hij geloofde niet in de evolutietheorie. Zijn theorie wordt catastrofisme genoemd.

221

3.7

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

3.7

Figuur 9 Tekening van Cuvier. Hij meende dat diersoorten alleen door wereldrampen uitsterven.

De biologische wetenschap ontdekt steeds meer over DNA. Deze ontdekkingen bevestigen Darwins theorie. We noemen de moderne evolutietheorie daarom de neodarwinistische evolutietheorie.

WIST JE DAT? Gemiste kans Darwin bedacht zijn evolutietheorie zonder dat hij wist hoe eigenschappen overerven naar de volgende generatie nakomelingen. Hij had het misschien kunnen weten, want in Oostenrijk deed Gregor Mendel (1822 - 1884) daar belangrijke ontdekkingen over. Hij vond ook een verklaring voor de oorzaken van erfelijke variaties binnen een soort. Hij publiceerde zijn bevindingen in 1866, dus nog tijdens het leven van Darwin. Maar zijn publicaties trokken weinig aandacht en bereikten Engeland niet. Als Darwin op de hoogte was geweest, had hij zijn evolutietheorie nog aannemelijker kunnen maken. Dan had hij kunnen verklaren hoe het kwam dat de giraffen uiteindelijk allemaal een lange nek hadden.

Gregor Mendel

222

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

3.7

OPDRACHTEN 2

Giraffen Iemand geeft een verklaring voor het ontstaan van de lange nek van de giraf: "Toen er niet genoeg gras was, pasten korthalzige giraffen zich aan door hun nek uit te rekken. Zo konden ze bij de onderste blaadjes van de bomen komen. Zij gaven die langere nek vervolgens door aan hun nakomelingen. Die kregen een nog iets langere nek toen de onderste blaadjes ook op raakten. Dat is van generatie op generatie steeds doorgegaan tot de nek van de giraf heel lang is geworden." Deze verklaring is juist volgens de theorie van: ◯ Cuvier ◯ Darwin ◯ Lamarck ◯ Linnaeus ◯ volgens geen enkele theorie

'On the origin of species' Waardoor duurde het zolang voordat Charles Darwin zijn boek 'On the origin of species' publiceerde? Noem minstens twee redenen.

Darwin en Mendel Darwin wist niet op welke manier eigenschappen overerven. Als hij deze kennis wel had gehad, hoe zou dit Darwin geholpen hebben? Er zijn twee antwoorden juist.

☐ ☐ ☐ ☐

Dan had hij geweten hoe de dinosauriërs waren uitgestorven. Dan had hij geweten hoe een organisme zich kan aanpassen. Dan had hij geweten hoe erfelijke eigenschappen worden overgedragen op nakomelingen. Dan had hij geweten hoe erfelijke variaties binnen een soort ontstaan.

223

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

3.7

Evolutieladder De evolutie van de mens wordt ook weleens de ‘evolutionaire ladder’ genoemd. De menselijke evolutie wordt vaak op dezelfde manier afgebeeld (zie figuur). De term ‘evolutionaire ladder’ en de afbeelding zijn misleidend.

Menselijke evolutieladder

Beargumenteer waarom de term 'evolutionaire ladder' en de afbeelding misleidend zijn.

Lamarck en Darwin Welke beweringen passen bij de theorie van Lamarck en/of van Darwin?

In de natuur gaat het om eten of gegeten worden.

2 Organismen die beter in staat zijn te overleven, hebben meer kans om zich voort te planten. 3 Een eigenschap die een organisme tijdens het leven heeft gekregen, wordt aan het nageslacht doorgegeven. 4 Soms kan een variatie toevallig leiden tot een betere aanpassing aan de omgeving. 5 Nieuwe eigenschappen kunnen aan nakomelingen worden doorgegeven. 6 Verandering van soorten gebeurt door een verlangen naar vooruitgang. 7 Verandering van soorten gebeurt door natuurlijke selectie, en berust op puur toeval. 8 Alle soorten hebben een gemeenschappelijke voorouder. 9 Soorten veranderen niet. 10 Soorten kunnen uitsterven.

224

Lamarck

Darwin

☐ ☐

☐

☐ ☐

☐ ☐ ☐

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verbreding: Denken over evolutie

Denkstappen Darwin maakte tijdens de ontwikkeling van zijn evolutietheorie een aantal denkstappen. Gebruik de informatie uit §3.5 Evolutie of gebruik internet. Zet de denkstappen in de juiste volgorde.

▢ Deze processen kunnen na vele generaties leiden tot het ontstaan van nieuwe soorten (conclusie).

▢ Ieder individu is uniek en verschilt van andere individuen van dezelfde soort (feit). ▢ Individuele variaties zijn vaak erfelijk (feit). ▢ Natuurlijke selectie: afhankelijk van de omstandigheden zullen sommige variaties gemakkelijker overleven dan andere (conclusie).

▢ Normaal blijft de populatiegrootte constant (feit). ▢ Veel soorten organismen krijgen meer nakomelingen dan er uiteindelijk in leven blijven (feit).

▢ Voedsel en ruimte zijn onvoldoende voor alle nakomelingen (feit).

225

3.7

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

3.8

VERDIEPING:

EVOLUTIE VAN DE MENS

Aan het eind van deze paragraaf kun je: uitleggen dat huidige mensapen en de mens een gemeenschappelijke voorouder hebben gehad. verschillen tussen mensachtigen beschrijven. factoren van buitenaf benoemen die invloed hadden op de ontwikkeling van de eerste mensachtigen.

• • •

STARTOPDRACHT 1

Mensen in de toekomst Zijn wij mensen een eindproduct van de evolutie? Het lijkt waarschijnlijk dat wij nog verder evolueren. Bedenk in een groepje van 2 tot 4 personen hoe de mens eruit zal zien over 30.000 jaar. Denk daarbij aan natuurlijke selectie en survival of the fittest. Maak een tekening van een mens in het jaar 32.000. Schrijf erbij welke aanpassingen er zijn ontstaan en leg uit waarom.

226

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

3.8

THEORIE Stammen wij af van de apen? Jouw leven is verbonden met dat van je ouders, grootouders en overgrootouders. Als je je eigen stamboom maakt, hoeveel generaties kun je dan teruggaan in de tijd? Van wie stam jij oorspronkelijk af? De mens heeft er heel vroeger anders uitgezien dan nu. Dat blijkt uit de overblijfselen van mensen die honderdduizenden jaren geleden leefden. De mens en de apen die nu nog leven hebben gezamenlijke voorouders (zie figuur 1). Al deze apensoorten noemen we mensapen. Mensen zijn het meest verwant met chimpansees en bonobo’s. mens chimpansee bonobo gorilla orang-oetan siamang

Figuur 1 Stamboom van de mensapen

Dat we onze voorouders delen met de apen, betekent nog niet dat we afstammen van de apen. Waar stammen we dan wel van af? Paleontologen proberen dit te achterhalen. Zij onderzoeken wie de voorouders van de moderne mens waren en hoe zij eruit hebben gezien. Daarbij stuiten ze wel op een probleem: er zijn bijna geen complete fossielen van onze voorouders gevonden (zie figuur 2). Waarschijnlijk komt dat doordat zij in de jungle leefden en op het menu van roofdieren stonden.

Belangrijke vondsten In de 20e en 21e eeuw zijn er veel skeletdelen gevonden. Hiermee werd steeds meer duidelijk over de evolutie van de mens. Vooral de dikte en lengte van botten en de laag aarde waarin de botten zijn gevonden, geven informatie. De skeletten zijn niet compleet. Maar met alleen een stuk schedel of een onderkaak kunnen wetenschappers daar een hele schedel van maken. © Getty Images / Sygma

Figuur 2 Grote vondst, maar niet compleet

227

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

Homo sapiens Homo denisova Homo neanderthalensis

1 miljoen jaar geleden

Homo helmei

Homo erectus soloensis

Homo heidelbergensis

Homo antecessor

2 miljoen jaar geleden

Homo erectus pekinensis

Homo erectus

Homo ergaster Homo gautengensis Homo habilis

4 miljoen jaar geleden

3 miljoen jaar geleden

Homo rudolfensis

Australopithecus afarensis

Australopithecus africanus

Figuur 3 Stamboom van de mens.

Wetenschappers hebben een stamboom van de mens opgesteld (zie figuur 3). De stamboom blijft in ontwikkeling doordat er nog steeds vondsten worden gedaan. In 1856 vond men in het Neanderthal in Duitsland botstukken van menselijke skeletten. Een belangrijk botstuk was een schedeldak met zware wenkbrauwbogen (zie figuur 4). Dit botstuk is ongeveer 40.000 jaar oud. Deze mensensoort, Homo neanderthalensis, is vernoemd naar de vallei (het Neanderthal) waarin de botten zijn gevonden. Later werden in Europa meer overblijfselen van deze mensensoort gevonden.

228

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

3.8

Figuur 5 Schedel van de Homo erectus (rechtoplopende mens)

Figuur 4 Schedeldak Homo neanderthalensis met zware wenkbrauwbogen

In 1891 vond de Nederlander Eugène Dubois op Java fossiele skeletdelen van een mensachtig wezen. De schedel was kleiner dan die van de mens, maar groter dan die van mensapen (zie figuur 5). Aan de hand van een dijbeen dat hij op dezelfde plek vond, concludeerde hij dat het een overgangsvorm tussen aap en mens was. Omdat deze menselijke soort rechtop liep, kreeg hij de naam: Homo erectus (rechtoplopende mens). In 1974 werden in Ethiopië de botten van een vrouw gevonden. De overblijfselen zijn 3,2 miljoen jaar oud. Ze had lange armen en vingers, net als de chimpansee. Ze had een kleine schedel. Aan de vorm van haar wervels, knieën en heupen konden wetenschappers zien dat zij rechtop heeft gelopen, net als een mensachtige. De overblijfselen waren van de soort Australopithecus afarensis. Ook op andere plaatsen in Oost-Afrika zijn belangrijke ontdekkingen gedaan. In de aardlagen zijn niet alleen botten van mensachtigen gevonden, maar ook verschillende werktuigen (zie figuur 6). Door de vele vondsten, zowel in Afrika als op andere plaatsen in de wereld, gaat de wetenschap ervanuit dat de alleroudste voorouders van de moderne mens uit Oost-Afrika komen.

Figuur 6 Stenen werktuigen gevonden in Tanzania

229

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

Verschillende mensachtigen De vraag 'Wanneer leefden de eerste mensen op aarde?' is lastig te beantwoorden. Want wanneer spreek je van een mens en wanneer niet? Vaak zijn er alleen fossiele resten van skeletten en andere overblijfselen, zoals versteende voetafdrukken in rivierklei. Hoe kun je de verschillende mensachtigen onderscheiden? Wat maakt de Homo (mens) anders dan de Australopithecus (zie figuur 7)? Wetenschappers ontdekten dat het hersenvolume een belangrijk kenmerk is. De schedel van de Australopithecus is kleiner dan de eerst gevonden Homo. Op het moment dat het hersenvolume begint toe te nemen, spreek je van Homo.

Figuur 7 Mens versus Australopithecus

Deze aflevering van Klokhuis laat zien hoe de oermens kan zijn ontstaan. Er zijn nog meer verschillen. Homo erectus (rechtoplopende mens) (zie figuur 8) is groter en heeft stevigere botten dan de Australopithecus. Aan de skeletten van volwassenen kun je zien dat Homo erectus ongeveer 165 cm lang was.

Figuur 8 Homo erectus

230

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens Het hersenvolume van de Homo neanderthalensis (zie figuur 9) was vergelijkbaar met dat van de moderne mens. Neanderthalers konden stenen werktuigen maken. Door de vondst van asresten weten we dat de neanderthalers vuur gebruikten. Ze hadden dit hard nodig, want tijdens de ijstijden was een groot deel van hun leefgebied bedekt met sneeuw en ijs. Neanderthalers hebben vanaf 300.000 jaar geleden tot 30.000 jaar geleden grote delen van Europa en Azië bewoond. Waardoor ze zijn verdwenen, blijft nog steeds een grote vraag.

Figuur 9 Homo neanderthalensis

In Afrika evolueerde tussen de 200.000 en 150.000 jaar geleden een nieuwe soort: de moderne mens. De moderne mens is dus pas de laatste 200.000 jaar op aarde. Deze soort noem je Homo sapiens (sapiens betekent verstandig). De Homo sapiens heeft zich sindsdien verspreid over de hele wereld. De mens kan in heel veel verschillende leefomgevingen overleven. Het blijkt dus een succesvolle soort te zijn. Je kunt de evolutie van de mens nog eens bekijken in dit Schooltv-filmpje.

WIST JE DAT? Niet als eerste rechtop Soms zie je in een dierentuin een chimpansee rechtop staan. De voorouders van de Homo bewogen zich waarschijnlijk op dezelfde manier als de chimpansee. Zij konden kort rechtop staan en in bomen klimmen. Uit overblijfselen blijkt dat ze op twee poten konden staan, maar nog niet perfect rechtop konden lopen. Door een klimaatverandering ontstond er een afwisselend landschap met bossen en savannes. In die situatie gaf rechtop lopen betere overlevingskansen. Zo konden ze over hoog gras kijken, lang achter prooien aan rennen en hun handen vrij hebben om een speer te gooien. Rechtop lopen bleek een succes om te overleven.

231

Een chimpansee kan alleen lopen met gebogen knieën en heupen. Een mens is rechtop veel beter in evenwicht.

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

OPDRACHTEN 2

Het woongebied van de eerste mensachtigen Omcirkel op de kaart het gebied waar zeer waarschijnlijk de eerste mensachtigen zich hebben ontwikkeld.

Krijn, de eerste Nederlander

Schedel met het stuk gevonden in de Noordzee

Uit de Noordzee is een stuk van een menselijke schedel opgevist. Dit stukje schedel is van 'Krijn'. Dit individu is tussen 80.000 en 40.000 jaar geleden gestorven aan de oevers van de vroegere Rijn. Het stuk voorhoofd heeft duidelijke wenkbrauwbogen.

232

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

3.8

a Waarom is de vondst van een stuk voorhoofd met wenkbrauwbogen belangrijker dan bijvoorbeeld de vondst van een stuk dijbeen? Er zijn meerdere antwoorden goed.

☐ ☐ ☐ ☐

De wenkbrauwbogen zijn een belangrijk kenmerk van een bepaalde soort mensachtige. Het stuk bot kan ons meer vertellen over de schedelgrootte en het hersenvolume. In het bot van de schedel zit meer DNA dan in andere botten. Met een stuk bot van de schedel kun je eenvoudiger soorten van elkaar onderscheiden.

b Tot welke soort heeft Krijn behoord?

Stamboom kenmerken

chimpansee

gorilla

mens

andere aapachtigen

relatieve lengte duimen

kort

lang

formaat hoektanden

groot

klein

groot

lengteverschil armen-benen

benen korter dan benen korter dan armen korter armen armen dan benen

geen verschil

lengte hoofdhaar

kort

lang

kort

aantal chromosomen

42 of meer

Bekijk de tabel en de verschillende stambomen. stamboom 1

stamboom 2

stamboom 3

mens

gorilla

chimpansee

gorilla

andere aapachtigen

andere Vivo_v1_3_7_14 aapachtigen

andere aapachtigen

Welke stamboom geeft de verwantschap het beste weer? ◯ stamboom 1 ◯ stamboom 2 ◯ stamboom 3

233

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

3.8

Hersenvolume Volwassen individuen van Homo erectus, Homo neanderthalensis en Homo sapiens hebben een verschillend hersenvolume. Je mag internet gebruiken.

a Vul de zinnen aan.

• • •

Het grootse hersenvolume zie je bij Het kleinste hersenvolume zie je bij Het op een na grootste hersenvolume zie je bij

• • •

Homo erectus Homo neanderthalensis Homo sapiens

Stel, een mensachtige had een hersenvolume van ongeveer 1800 ml en een andere mensachtige had een hersenvolume van ongeveer 600 ml.

b Kun je dan stellen dat de mensachtige met het hersenvolume van 1800 ml driemaal zoveel menselijk verstand had als de mensachtige met 600 ml? ◯ Ja, omdat je voor het opslaan van elk stukje kennis en ervaring extra hersencellen nodig hebt. ◯ Ja, omdat ook bij de huidige mens de intelligentie wordt bepaald door het hersenvolume. ◯ Nee, omdat de lichaamsgrootte van die verschillende soorten niet gelijk is gebleven. ◯ Nee, omdat het opslaan van kennis en ervaringen weinig ruimte inneemt in de hersenen.

Strottenhoofd Bij chimpansees en andere zoogdieren zit het strottenhoofd hoog in de keel. Tijdens de evolutie van de mens is het strottenhoofd steeds verder omlaag gezakt. Daardoor heeft de tong meer ruimte gekregen. Hierdoor zijn er veel verschillende klanken mogelijk en dit levert een voordeel, namelijk taalvermogen. Bij baby’s ligt het strottenhoofd nog heel hoog, waardoor ze minder verschillende klanken kunnen maken. Bij 1,5 jaar begint het strottenhoofd zich snel naar beneden verplaatsen. Na 14 jaar is het volledig gezakt.

Strottenhoofd van chimpansee (A), een mensenbaby die melk drinkt aan de borst (B) en een volwassen mens (C). De blauwe pijl geeft de weg van lucht aan, de groene pijl geeft de weg van voedsel aan.

234

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens Bij een volwassen mens ligt het strottenhoofd laag.

a Welk risico heeft een laag strottenhoofd? Denk daarbij aan de weg van lucht en de weg van voedsel.

b Waarom neemt door taalvermogen de overlevingkans toe?

Rechtop lopen

Savanne

Onze vroege voorouders leefden waarschijnlijk in de jungle. De leefomgeving veranderde geleidelijk. Hierdoor werden de jungles kleiner en ontstonden er savannes. Door het ontstaan van savannes ontwikkelden mensen de eigenschap om op twee benen te lopen. Bedenk drie voordelen van rechtop lopen voor mensachtigen in de savanne.

235

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Verdieping: Evolutie van de mens

236

3.8

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Hoofdstukafsluiting

3.9 HOOFDSTUKAFSLUITING ACTIEF LEREN Hoe leer je de theorie en begrippen uit het hoofdstuk? En hoe leg je de juiste verbanden? Kies een opdracht uit Actief leren achter in je boek als hulp bij het leren.

TERUG NAAR HET GROTE PLAATJE 1

Waarnemen en gedrag Je ziet hier nog een keer ‘het grote plaatje’ uit de hoofdstukopening.

Evolutie gaat over de ontwikkeling van het leven op aarde

H1 • Waarom biologie? Organismen

H2 • Inzoomen Cellen

Fossielen geven informatie over soorten die uitgestorven zijn

Waardoor zijn er zoveel soorten? Waar draait het in dit hoofdstuk om?

Welke verbanden zijn er?

H7 • Leefomgeving en duurzaamheid Biodiversiteit

new H12 • Erfelijkheid Mutaties

Soorten zijn aangepast aan hun omgeving

Ook op dit moment ontstaan er nieuwe soorten

Je ziet links de verbanden tussen dit hoofdstuk en de andere hoofdstukken.

a Leg deze verbanden uit. Schrijf je antwoorden in de vakjes links. Je ziet rechts iconen die laten zien waar het om draait in dit hoofdstuk.

b Leg uit wat je hebt geleerd in dit hoofdstuk. Noteer dit in de vakjes rechts. Je hebt in paragraaf 1 antwoord gegeven op de grote vraag 'Waardoor zijn er zoveel soorten?'. Kijk nog even terug naar wat je toen hebt geantwoord.

c Zou je je antwoord aanpassen na het doorlopen van dit hoofdstuk? Zo ja, wat zou je nu zeggen? Betrek in je antwoord de verbanden en de punten waar-het-om-draait uit het grote plaatje.

237

3.9

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Hoofdstukafsluiting

3.9

TERUG NAAR DE UITDAGING Maak online je eindproduct bij de Uitdaging.

PROEFTOETS Maak online de proeftoets bij dit hoofdstuk.

LEERDOELEN Kruis aan hoe goed je elk leerdoel beheerst. Nog niet alle leerdoelen gehaald? Neem de bijbehorende stof nog een keer door.

Waardoor zijn er zoveel soorten? Je kunt...

uitleggen wat een soort is.

◯

2 uitleggen dat er lang geleden andere soorten op aarde leefden.

◯

3 uitleggen dat veel soorten organismen uitgestorven zijn.

◯

4 uitleggen dat er nog steeds soorten uitsterven en nieuwe soorten bijkomen.

◯

2 organismen indelen op basis van drie kenmerken van de cel.

◯

3 planten indelen in drie hoofdgroepen op basis van drie kenmerken.

◯

4 dieren indelen in zeven hoofdgroepen op basis van drie kenmerken.

◯

2 de verwantschap van soorten bepalen met behulp van een stamboom.

◯

3 uitleggen op welke manier DNA-onderzoek helpt bij het ordenen van organismen.

◯

4 uitleggen hoe fossielen ontstaan.

◯

Biodiversiteit. Je kunt...

uitleggen waarom het belangrijk is een grote biodiversiteit op aarde te behouden.

Stambomen en fossielen. Je kunt...

organismen ordenen volgens de wetenschappelijke naamgeving van Linnaeus.

238

Hoofdstuk 3 Leven op aarde Hoofdstukafsluiting

3.9

Leven in het verleden. Je kunt...

de vier hoofdperioden in de geschiedenis van de aarde beschrijven.

◯

2 de ontwikkeling van het leven op aarde in hoofdlijnen benoemen.

◯

3 uitleggen dat zuurstofproducerende eencelligen het bestaan van meercelligen mogelijk maakten.

◯

4 uitleggen dat er in de loop van de geschiedenis steeds complexere organismen ontstonden.

◯

2 uitleggen welke factoren deel uitmaken van het evolutieproces.

◯

3 uitleggen hoe nieuwe soorten door evolutie kunnen ontstaan.

◯

4 uitleggen wanneer je kunt spreken van een nieuwe soort.

◯

2 uitleggen hoe organismen massaal konden uitsterven.

◯

3 benoemen dat er door massaal uitsterven van organismen weer nieuwe soorten kunnen ontstaan.

◯

4 voorbeelden noemen van micro-evolutie die nu plaatsvindt.

◯

Evolutie. Je kunt...

uitleggen dat variatie binnen een soort kan ontstaan door mutaties.

Uitsterven en nieuwe soorten. Je kunt...

voorbeelden noemen van organismen die zijn uitgestorven.

239

ACTIEF LEREN Hoe leer je de theorie en begrippen uit het hoofdstuk? En hoe leg je de juiste verbanden? Jij of je docent kiest een van de volgende opdrachten. Elke opdracht duurt maximaal 15 minuten. De sterren geven de moeilijkheidsgraad aan.

1 of 2 personen De ster

• • • •

•

Teken een ster met zeven punten. Elke punt geeft een van de organisatieniveaus aan: molecuul, cel, weefsel, orgaan, organisme, populatie, ecosysteem. Gebruik je minder niveaus? Dan kies je een andere vorm: een zeshoek, vijfkant, vierkant, driehoek… Zet de begrippen die in de paragraaf aan bod zijn gekomen bij één van de punten. Eventueel: Vul de punten aan met begrippen die je er goed bij vindt passen en niet in de paragraaf staan. Trek nu lijnen tussen de begrippen waartussen je een verbinding ziet en waarvan je die verbinding kunt uitleggen.

Samenhang in beeld

• • •

••

Noteer bij elk icoon uit het grote plaatje de bijbehorende begrippen. Omcirkel de begrippen die met elkaar te maken hebben met een kleur. Doe dit vervolgens ook voor andere begrippen die bij elkaar horen. Gebruik daarvoor een andere kleur. Doe dit net zo lang totdat alle begrippen in een cirkel passen. Cirkels mogen elkaar ook overlappen!

Bijvoorbeeld: zenuwcel (cel) – zenuw (weefsel) – spier (orgaan) – beweging (organisme). Een zenuwcel ontvangt een impuls. De uitlopers die zijn gebundeld in een zenuw geven dit door aan een spier. De spier trekt aan en een organisme komt in beweging.

Interview

•••

Jullie gaan elkaar interviewen. Kies samen een beroep dat te maken heeft met (een deel van) het hoofdstuk, bijvoorbeeld een ecoloog, een verpleegkundige, een sporter, een hovenier. Bespreek jullie beroep met elkaar. Bedenk individueel vijf vragen die je over dit hoofdstuk aan de ander kunt stellen. Schrijf de vragen op. Interviewer 1 stelt de vragen aan degene met het beroep. Die geeft zo duidelijk mogelijk antwoord. Weet je iets niet? Geen punt, dat kan natuurlijk. Maak het zo realistisch mogelijk. Draai na vier minuten de rollen om.

• • • • •

240

Actief leren

3-5 personen Woordweb

• • • •

Elke groep krijgt een vel papier met een cirkel in het midden. Elk groepslid heeft een eigen kleur pen/ stift. Schrijf in de cirkel de titel van het hoofdstuk. Schrijf of teken om beurten iets wat past bij het onderwerp. Geef daarna met pijlen de relaties tussen de begrippen en tekeningen aan. Schrijf zo nodig iets bij de pijlen.

Verschillen en overeenkomsten

• • •

•

••

Verdeel de leerdoelen van het hoofdstuk. Elke groep maakt 5-8 vragen. Formuleer alle vragen in de volgende vorm: Wat is het verschil tussen … en …? Of: Wat is de overeenkomst tussen … en …? Stel daarna om de beurt een vraag. De rest van het groepje geeft antwoord op de vraag.

Dobbelen met vraagwoorden

• • • • • •

Elke groep heeft 1 dobbelsteen met wie-wat-waar-hoewaarom-wanneer erop. Je kunt ook met een gewone dobbelsteen spelen en afspreken dat 1 ‘wie’ is, enzovoort. Gooi met de dobbelsteen. De persoon rechts van je bedenkt een vraag met het vraagwoord dat je gooit. Beantwoord met elkaar de vraag. Nu is de vragensteller aan de beurt om de dobbelsteen te gooien. De persoon rechts bedenkt de vraag die jullie met elkaar beantwoorden. Ga zo verder tot je docent aangeeft dat jullie klaar zijn.

Placemat

•

• • • • •

••

Trek op een A3-papier de volgende lijnen:

Schrijf in het midden de grote vraag van het hoofdstuk. Leg het papier in het midden, zodat jullie allemaal een vak voor jullie hebben liggen. Schrijf in het vak antwoorden en informatie die horen bij die vraag. Overleg nog niet! Als iedereen klaar is met noteren, volgt een gesprek. Elk groepslid licht om de beurt zijn antwoord toe. Daarna kun je vragen aan elkaar stellen en elkaar aanvullen. Noteer met je groep in het midden van de placemat een gemeenschappelijk antwoord op de grote vraag.

Klas Binnen- en buitencirkel

• • • • •

••

Jullie gaan zitten in twee kringen, een buiten- en een binnenkring. Iedereen zit dus tegenover een ander. Je krijgt een vraag van je docent. Bijvoorbeeld: ‘Welke verband is er …?’ of ‘Waar draait het om in …?’ Leerlingen in de buitenkring geven antwoord. Leerlingen in de binnenkring luisteren en mogen daarna antwoord geven of het gegeven antwoord aanvullen of corrigeren. Dan draait de buitenkring vijf plaatsen door. Je docent stelt een nieuwe vraag tot hij/zij aangeeft dat de tijd om is.

Hoeken

• • • • • • •

•••

In elke hoek hangen stellingen of je docent leest steeds een stelling voor. Loop naar de hoek van de stelling waar je het mee eens bent. Overleg in tweetallen over waarom je het eens bent met de stelling. Loop nu naar de hoek ertegenover. Je maakt een duo met iemand die een tegenovergestelde mening heeft. Deel met je duo-leerling de argumenten voor en tegen de stelling. Onthoud wat de ander zegt. Loop terug naar je ‘eigen’ hoek en deel met elkaar wat je hebt gehoord. Je docent bespreekt het met jullie na.

241

aardrijkskunde 11 abiotisch 20 - abiotische factor 21 ademhalingsstelsel 81 alg 120, 162 amoebe 120 antibioticum 199 Aristoteles 59 asymmetrisch 129 Australopithecus afarensis 229

camoufleren 36 catastrofisme 221 cel 90 - celdeling 114 - celkern 97, 104 - celmembraan 97, 136 - celwand 97 chromoplast 98 chromosoom 106 concurrentie 37 coronavirus 122 Cuvier, Georges 221 cytoplasma 97

B bacterie 28, 120 - bacteriekolonie 115 - bacteriespore 115 barnsteen 175 bedreigde soort 206 beenderenstelsel 81 beschermen 10 bevruchting 113 bewegen 10 bindweefsel 90 biodiversiteit 160 biologie 9 biologisch onderzoek 12, 52 - conclusie 53 - discussie 53 - onderzoeksvraag 53 - materiaal 53 - methode 53 - resultaat 53 - vervolgonderzoek 53 biologische bestrijding 161 biosfeer 45 biotisch 20 - biotische factor 21 bladgroenkorrel 97 bloedvatenstelsel 81 bloedweefsel 90 botweefsel 90 bovenaanzicht 128 bronnenonderzoek 52

D Darwin, Charles 62, 218 dekweefsel 89 dier 30 - dieren indelen 163 - diergroep 164 dierlijke cel 97 differentiatie 114 dinosauriër 185, 207 DNA 104 - DNA-onderzoek 174 - DNA-profiel 105 dochtercel 114 dood 19 dwarsdoorsnede 82, 129

E echografie 83 ecoloog 12 ecosysteem 45 eencellig 120, 162 - eencellig organisme 9, 28, 120 eicel 113 eiwitkanaal 136 elektronenmicroscoop 138 embryo 112 endoplasmatisch reticulum 136 erfelijke variatie 196

242

evolutie 194 evolutietheorie 220 exoot 48 extreem organisme 66 extremofiel 70

ijstijd 186, 208, 231 indelen dieren 163 indelen in hoofdgroepen 27 indelen planten 162 isolatie 197

F K

Fibonacci, reeks van 130 filosoof 59 fixisme 218 fossiel 150, 175 - levend fossiel 176 fossiele brandstof 184 functie van lichaamsdeel 80

kenmerk van organisme 27, 161 Kenozoïcum 186 kern 104 kikkervisje 194 Klassieke Oudheid 59 klimaatverandering 152 koningscobra 115 koolmees 209 kraakbeen 90

G Galapagoseilanden 197 Galenus, Claudius 60 gastheer 38 gaswisseling 18 geleedpotige 164 generatie 112 geoloog 175, 182 geslachtelijke voortplanting 113 geslachtscel 113 geslachtsrijp 112 gewervelde 164 gifslang 68 gifstoffen 161 gist 29, 120 golgisysteem 137 groei 18, 114 gulden snede 130

L Lamarck, Jean-Baptiste de 221 lamarckisme 221 landbouw 11 leefomgeving 11 Leeuwenhoek, Antonie van 61 lengtedoorsnede 82, 129 levend 9, 19 - levend fossiel 176 - levend wezen 9 - levende natuur 11 levenloos 19 levenscyclus 112 levensgemeenschap 45 levenskenmerk 18 Linnaeus, Carolus 171 longen 80 lymfevatenstelsel 81

H hart 80 heksenkring 29 hersenen 80 Homo erectus 229 Homo neanderthalensis 228 Homo sapiens 231 hoofdgroep 27 horizontale lengtedoorsnede 129 hormoonstelsel 81 huid 80 huidcel 91 hypothese 53

M maag 80 maagdelijke voortplanting 115 massa-uitsterving 206 mechanisch hart 91 meercellig (organisme) 28, 162 meervoudig symmetrisch 129 melanine 209 melatonine 91 Mendel, Gregor 222 243

mens - evolutie van de mens 227 - moderne mens 227 mensaap 227 Mesozoïcum 185 meteorietinslag 207 microbioloog 12 micro-evolutie 208 microscoop 98 - diafragma 98 - lamp 98 - macroschroef 98 - microschroef 98 - objectief 98 - oculair 98 - revolver 98 - statief 98 - tafel 98 - tubus 98 - voet 98 mitochondrium 97 moderne mens 227 moedercel 114 molecuul 97 MRI-scan 83 mutatie 194

orgaan 80 orgaanstelsel 80 organel 97 organisme 18 - aantallen organismen 150 - eencellig organisme 9, 28, 120 - extreem organisme 66 - kenmerk van organisme 27, 161 - meercellig organisme 28, 162 - nieuwe kansen organisme 208 - organismen ordenen 171

P paddenstoel 29 paleontoloog 175, 182 Paleozoïcum 183 parasiet 38 penicilline 62 plant 30 - plant indelen 162 - plantencel 97 pokken 63 populatie 45 Precambrium 182 predator 36 preparaat 98 prooi 36

N nakomeling 151 natuur 11 - levende natuur 11 - niet-levende natuur 11 natuurgetrouwe tekening 99 natuurkunde 11 natuurlijke selectie 196 neodarwinistische theorie 222 neteldier 164 niet-levende natuur 11 nieuwe kansen organisme 208 nieuwe soort 197

R radiaal symmetrisch 129 reageren 18 resistentie 199 ribosoom 136 röntgenonderzoek 83

S samenleven 37 scheikunde 11 schematische tekening 99 schimmel 29 seksuele selectie 196 selectie 196 - natuurlijke selectie 196 - seksuele selectie 196 soort 151 - bedreigde soort 206 - nieuwe soort 197 - soortenrijkdom 160

O omgeving waarnemen 18 omgevingsfactor 21 onderdelen microscoop 98 ongeslachtelijk 115, 121 onvruchtbaar 151 ordenen 171 - ordenen met DNA 174 244

soorten weefsel 89 spiegelbeeld 128 spierstelsel 81 spierweefsel 89 spijsverteringsstelsel 81 spons 164 sporenplant 162 stamboom 173 stekelhuidige 164 steunweefsel 89 stoffen uitscheiden 18 symbiose 37 symmetrie 128, 163 symmetrisch 129 - asymmetrisch 129 - meervoudig symmetrisch 129 - radiaal symmetrisch 129 - tweezijdig symmetrisch 129

voeding 10 voedingsstoffen 47 voedsel 11 voedselkringloop 47 vooraanzicht 128 voortplanten 10, 18 voortplanting - geslachtelijk 113 - ongeslachtelijk 115, 121 voortplantingsstelsel 81 vulkaanuitbarsting 208

W waarnemen 18 weefsel 89 - bindweefsel 90 - bloedweefsel 90 - botweefsel 90 - spierweefsel 89 - zenuwweefsel 89 weekdier 164 wetenschappelijke naam 171 wetenschappelijke revolutie 61 worm 164

T teek 38 tekenen, manieren van 99 torso 82 toxicoloog 12 trilobiet 183 tussencelstof 90 tweezijdig symmetrisch 129

Z zaadcel 113 zaadplant 162 zenuwstelsel 81 zenuwweefsel 89 ziekte 10 zijaanzicht 128 zintuigstelsel 81

U uitscheiden 18 uitscheidingsstelsel 81 uitsterven 152 uitwisseling stoffen 136

V vacuole 97 variatie 9, 27, 196 veeteelt 11 vergroting 122 verstoring samenhang 47 verticale lengtedoorsnede 129 verwant 173 verwantschap 173 Vesalius, Andreas 60 vink 197 virus 29, 121 - virusbesmetting 121 voeden 18 245

Knipblad bij Startopdracht 1.7

ontdekking menselijke eicel

publicatie evolutietheorie

eerste harttransplantatie

uitvinding van CRISPR Cas (knippen en plakken DNA)

ontdekking bloedsomloop

uitvinding anticonceptiepil

ontdekking hormonen

uitvinding microscoop

ontdekking werking antibiotica

ontdekking levende cellen

ontdekking overerving van eigenschappen

uitvinding ECG (hartfilmpje, grafiek van hartslag)

eerste juiste beschrijving hoe mensen zijn opgebouwd

ontdekking ziekteverwekkende bacteriën

ontdekking structuur van DNA

Knipblad bij Startopdracht 2.4

Knipblad bij Startopdracht 3.4 (I)

Knipblad bij Startopdracht 3.4 (II)

VIVOBIOLOGIE.NL

Vi·vo - ik leef; levend Bij biologie leer je over alles wat leeft. Over hoe planten, dieren en mensen in elkaar zitten én hoe zij met elkaar samenleven. Ook jij leeft. Dus biologie gaat ook over jou. Met Vivo kom je alles te weten over het leven in jou en om jou heen.

De biologie van je leven

9 789006 730951