Verder

Kringlopen en voedselketens

Alle levende wezens in de natuur hebben elkaar nodig en zijn afhankelijk van elkaar. Schimmels en bacteriën zijn verreweg het grootst in aantal en soortenrijkdom. Zij leven van dood of levend materiaal en zijn de grootste opruimers in de natuur. De allerkleinste dieren (ééncellige dieren, wormen, geleedpotigen) eten bacterien, ééncelligen, algen of meercellige dieren. Planten kunnen met behulp van zonlicht door het proces dat fotosynthese heet biomassa opbouwen. Kleine dieren eten nog kleinere dieren of planten. Deze dienen als voedsel voor grotere dieren en deze weer voor nog grotere. Dode dieren worden gegeten door grote en kleine aaseters. Dood organisch materiaal en uitwerpselen worden afgebroken tot dode (anorganische) materie door aaseters, insecten, kleine dieren, schimmels en bacteriën. Materie en energie circuleren zo door de voedselketens, waarbij de levende organismen de intermediairen zijn en de zon de grote energiebron.
Materie kan b.v. zijn water, koolstof, stikstof, kalium, kooldioxide, fosfaat, mineralen, meststoffen. Enzymen spelen een belangrijke rol, en we betreden het terrein van de fysica of van de (bio)chemie als de stoffen van chemische samenstelling veranderen.
Alles in de natuur draait om kringlopen en er bestaat geen afval.
Kringlopen zorgen voor het voortdurend rondgaan van alle elementen waaruit al het leven op aarde is samengesteld: koolstof, waterstof, zuurstof, en stikstof (C,H,O,N). Ieder organisme heeft deze elementen nodig om te kunnen leven. Zonder deze elementen die voortdurend op onze planeet circuleren kan het leven niet bestaan. De kringlopen die wij herkennen en die zorgen voor de voortdurende rondgang van deze elementen zijn de waterkringloop, de koolstof-zuurstof kringloop en de stikstofkringloop, maar er is b.v. ook een fosfor-, een zwavel- of een kalium-kringloop.
De voedselkringloop is te zien als een kringloop van mineralen of meststoffen.

 

De waterkringloop

Er is een uitgebalanceerd evenwicht op aarde tussen het "vloeibare" water in de oceanen, het verdampte water in de atmosfeer en het bevroren water in gletsjers, ijs en sneeuw.
Het water verdampt uit de oceanen. Dit gebeurt door de energie van de zon. De relatief warme lucht stijgt op en wordt door de atmosferische stromingen richting land getransporteerd. Bij land aangekomen stijgt de warme lucht op. De temperatuur van de lucht neemt af door het opstijgen. Dit kost energie. Koude lucht kan minder waterdamp bevatten dan warme lucht. Het overschot aan waterdamp condenseert (wolkenvorming) en valt neer op het land als neerslag in de vorm van regen of sneeuw. Het wordt daar voor korte of lange of lange tijd opgeslagen, bijvoorbeeld in gletsjers of sneeuw, en stroomt uiteindelijk op verschillende manieren weer terug naar de naar de oceaan. Door de waterkringloop is het leven op aarde mogelijk.

De koolstof-zuurstof kringloop

De dampkring bestaat voor 77 procent uit stikstof, voor 21 procent uit zuurstof en voor een paar procent uit kooldioxide(CO2) en waterdamp.
De laatste twee gassen in een kleine hoeveelheid, maar ze zijn wel belangrijk. Ze laten het zonlicht wel door, maar de warmte straling van het aardoppervlak houden ze enigszins tegen, waardoor de gemiddelde oppervlaktetemperatuur ongeveer 20 graden is en er verschillende aggregatietoestanden van het water kunnen bestaan.
CO2 wordt door middel van zonlicht opgeslagen in planten waarbij zuurstof wordt afgestaan (fotosynthese). Dieren ademen O2 in, en staan CO2 af. Fotosynthese is complementair aan ademhaling.
Een deel van de koolstof is opgeslagen in levende organismen (eiwitten, vetten, koolhydraten), maar ook in rotsen, oceanen en b.v. in veen, aardolie, kolen of gas. Het is een belangrijk element voor het leven op aarde.

Fotosynthese

Met behulp van het zonlicht produceren planten suikers, die ze maken uit water uit de grond en koolzuurgas uit de lucht. Van suikers en meststoffen (fosfaat, nitraat en kalium) maken ze o.a. vetten, vitamines en eiwitten.


De stikstofkringloop

Stikstof is het element dat het meeste voorkomt in de dampkring. Lucht bestaat voor ca. 80% uit stikstof. Door verschillende mechanismen wordt de stikstof uit de lucht vastgelegd. Een klein gedeelte wordt door de grote hoeveelheid energie die bij bliksem vrijkomt samen met water omgezet in ammonia (NH3) en nitraten (NO3). Ook bacteriën spelen een rol bij het vastleggen van stikstof uit de lucht.
In de stikstofkringloop nemen planten stikstof op. Dieren eten planten. Bij uitscheiden en afsterven komt de stikstof terug in de lucht en in het water. Nitraten worden door dieren en planten opgenomen, ammonia komt vrij bij afbraak.

 

Links

  over kringlopen
Koolstofkringloop, Nasa
Links over microbiologie van de bodem, Virginia Tech.
Cycles of Nature, Utah Education Network
Biochemische kringlopen, New York University
Biosfeer of technosfeer, artikel, Nederlandse Vereniging voor Medische Polemologie .
  de waterkringloop
Voor kinderen, U.S. Environmental Protection Agency
Voor scholen, U.S. Geological Survey's
Wetenschappelijk concept, MBG Net
 

de koolstof-zuurstof kringloop

Carbon, where does it all go to? SeaWiFS project, Nasa
Carbon Cycle, New York University
Carbon Cycle, op Ultranet
Carbon Cycle, NASA Classroom of the Future
Zuurstof, Sturgeon Learning Online
  de stikstofkringloop
Nitrogen Cycle, New York University
  de fosforkringloop
Phosphorus Cycle, NYU
  de zwavelkringloop
Sulfur Cycle, Univ. of Maryland
   

terug