Mens en milieu. Basisstof 2

Transcriptie

1 Mens en milieu Basisstof 2

2 'n Stukje geschiedenis Zo'n 1 miljoen jaar geleden leefden er ongeveer mensachtigen in Afrika. Ze kwamen toen nog nergens anders op aarde voor. Deze weinig behaarde, rechtoplopende - nog een beetje aapachtige - mensen leefden van de jacht en van wilde planten. Ook aten ze nogal eens prooiresten van andere jagende dieren. Ze waren volledig afhankelijk van wat de natuur ze te bieden had. Was het warm, dan hadden ze het ook warm. Was het koud, dan hadden ze het koud. Was er geen water of eten, dan gingen ze dood. Ze aten en werden gegeten. Ze leefden in harmonie met de natuur, uit niets bleek dat ze biotische of abiotische factoren blijvend veranderden. Een kwart miljoen jaar geleden bevolkten alweer drie miljoen mensen de wereld. Hun leefgebied was inmiddels flink uitgebreid. Ze konden vuur maken. Nog steeds was de invloed van de mens op zijn omgeving minimaal. Weer later verspreidde onze soort zich over de hele wereld, maar de mensen leefden nog steeds in kleine, rondzwervende groepjes. Ze kwamen aan hun voedsel door jagen, vissen en planten verzamelen. Hun jachtmethoden werden slimmer, en verschillende grote dieren (mammoeten bijvoorbeeld) stierven uit, waarschijnlijk door dat jagen Jaar voor de christelijke jaartelling werd alles anders. De eerste sporen van landbouw worden zichtbaar. Planten werden gekweekt om op te eten. Dat kon alleen maar als de mens zich ergens vestigde. Sommige groepen ontwikkelden zich van zwervende nomaden tot landbouwers. Tegelijkertijd werden in de nederzettingen ook (wilde) dieren gehouden en langzamerhand getemd. Al eerder ( jaar geleden) was de wolf een huisdier geworden, waarschijnlijk doordat dit dier zelf het gezelschap van mensen zocht. Later werden koeien, schapen en geiten gehouden, geselecteerd en gefokt. Er ontstond veeteelt.

3 Dat landbouw en veeteelt enorm succesvol waren, blijkt uit de sterke bevolkingstoename vanaf zo'n 9000 jaar geleden. In 1850 zaten we op één miljard, 1930 twee miljard, 1960 drie miljard en nu (2018) meer dan 7.6 miljard wereldburgers. En we moeten allemaal eten. Hiervoor moeten we het milieu enorm manipuleren (= naar onze hand zetten). Liefst op zo'n - duurzame - manier dat de generaties na ons er ook nog iets aan hebben.

4 Om planten goed te laten groeien, probeert men de omstandigheden zo gunstig mogelijk te maken: genoeg licht, water, voedingszouten, zo min mogelijk bedreigingen zoals ziektes en parasieten. In gebieden die arm zijn aan voedingszouten met zogeheten 'arme' gronden, is weinig productie mogelijk. Daar komt nog bij dat door het oogsten van de planten (weghalen van de biomassa) de bodem steeds verder uitgeput raakt. Er komen dan te weinig stoffen in de voedselkringloop terug. Na een tijd wordt zo zelfs de vruchtbaarste grond onvruchtbaar.

5 Van oudsher werden daar verschillende oplossingen voor gevonden. In heidegebieden werd schapenmest vermengd met heideplaggen en teruggebracht op het land om het vruchtbaar te houden. In andere gebieden werden koeienmest, varkensmest en zelfs mensenmest en afval uit de steden gebruikt. Natuurlijke mest bestaat voornamelijk uit organische stoffen, die de kringloop van stoffen op een natuurlijke manier aanvullen. De natuurlijke mest was lange tijd voldoende, maar voldeed met zo'n hard groeiende bevolking en daardoor intensievere landbouw niet meer.

6 In de 19 de eeuw ontdekte men welke voedingszouten de planten precies nodig hebben en begon men met de productie en het gebruik van kunstmest. Kunstmest bestaat voornamelijk uit anorganische stoffen. Met kunstmest worden alleen de voedingszouten op de bodem gebracht. Daardoor kon de landbouw veel productiever worden. De bemesting kan precies aangepast worden aan de behoefte van het gewas. Is er voor een soort gewas een gebrek aan kalium, dan voeg je gewoon een bepaalde hoeveelheid kalium toe aan de kunstmest. Kweek je een gewas dat veel stikstof nodig heeft, dan voeg je stikstof toe. Met het opbrengen van kunstmest bestaat het risico dat de kringlopen van stof (o.a. de N-kringloop) uit balans raken.

7 uitspoeling In de grond binden de voedingszouten zich aan bodemdeeltjes, vooral aan deeltjes van organische oorsprong (= humus). Als er teveel kunstmest in de grond zit, wordt niet alles door de planten opgenomen. Het restant spoelt er door de regen uit en komt in het oppervlaktewater (sloten, meren) terecht. Het water kan door deze uitspoeling vervuild raken. Vooral in humusarme zandige bodem gebeurt dit veel.

8 Veeboeren konden vroeger hun mest kwijt op hun eigen land en voerden hun vee met de opbrengsten van datzelfde land. In Nederland hebben we ontzettend veel dieren in de intensieve veeteelt ofwel bio-industrie: met (in 2015) 12,2 miljoen varkens, 97 miljoen kippen, 4 miljoen runderen en paarden en pony's. Voor al die dieren is er in dit kleine land weinig leefruimte beschikbaar. Ze worden hoofdzakelijk gevoed met landbouwproducten, afkomstig uit andere delen van de wereld, waaronder Zuid-Europa, Canada, Verenigde Staten en vooral de Derde Wereld, die ruim 33% levert. Je kunt dat zien in figuur 2. Het gevolg is wel dat de bodem daar wordt uitgeput, terwijl we hier stalmest overhouden: er is hier een mestoverschot. Intensieve veeteelt

9 Vroeger vond de bestrijding handmatig plaats. Jongens warden betaald om rupsen van tabaksplanten te vangen.

10 Mono cultuur Figuur 3a. Monocultuur van groene kool Figuur 3b. Monocultuur van katoenplanten Een klein bedrijf dat veel verschillende gewassen kweekt, en maar voor een deel aardappels, zal niet gauw investeren in dure aardappelrooi- en sorteermachines. Maar als een bedrijf gespecialiseerd is in aardappelteelt, loont het wel om in dure arbeidsbesparende machines te investeren. Daarom is in grote delen van de wereld de bedrijfsgrootte van akkerbouwbedrijven fors toegenomen. Een groot gebied dat beplant is met één soort gewas noem je een monocultuur. Zo is ook de bio-industrie ontstaan: het op grootschalige intensieve wijze houden van dezelfde soort dieren. Grootschalig telen en houden van planten/dieren leidt ook tot grootschalige risico's. Als een heel gebied, of zelfs een heel land afhankelijk is van een enkel product, moet alles gedaan worden om een misoogst te voorkomen. Een enkele infectiemet een ziekte of een plaag die niet te bestrijden is, heeft dan rampzalige gevolgen. Plaagbestrijding is dus van groot belang.

11 Plagen en plaagbestrijding Vóór 1940 werden plagen al wel met chemische middelen bestreden. Soms waren die van plantaardige oorsprong, zoals nicotine. Soms ook werden mineralen gebruikt met kwik, arsenicum of zwavel. Die waren allemaal duur, gevaarlijk om mee om te gaan, moeilijk te winnen of onzeker in productie. Er was nog een andere bestrijdingsmethode die gebruik maakte van natuurlijke predatoren van de plaagdieren. Als de oorsprong van het plaagdier bekend was, werd er in het land van oorsprong gezocht naar de predatoren die daar de plaagdieren onder controle hielden. Deze werden dan losgelaten in het nieuwe gebied en de plaag was in veel gevallen onder controle. Dit noem je biologische bestrijding.

12 In 1940 ontdekte een Zwitserse chemicus dat een bepaalde stof, die goedkoop en makkelijk te produceren was, ontzettend giftig werkte op veel soorten insecten en niet giftig was voor mensen. Deze stof heet Dichloor Difenyl Trichloorethaan, bekend als DDT; het was de eerste synthetische insecticide. In korte tijd werd het middel over de hele wereld in grote hoeveelheden gebruikt. Het werd in de Tweede Wereldoorlog zelfs bij soldaten in de kleding gepoederd tegen kleerluis, waardoor ze niet massaal stierven aan tyfus, zoals in de Eerste Wereldoorlog. Eerst leek het een wondermiddel. Later bleek het middel niet zo onschuldig en minder onschadelijk voor mensen als eerder gedacht. Het werd zelfs een vloek. De plaaginsecten werden resistent: ze konden steeds beter tegen het middel. Waar eerst een kilo per oppervlak genoeg was om de plaag te bestrijden, was nu tien kilo nodig om hetzelfde effect te krijgen. Door de resistentie moest men steeds nieuwe synthetische middelen ontwikkelen, waartegen ook weer resistentie optrad, enzovoort. Het gif veroorzaakt in feite (onbedoelde) selectie: gemuteerde insecten werden resistent zodat ze het gif konden overleven.

13 Nog erger: de bestrijdingsmiddelen waren niet selectief. Dat wil zeggen dat ze ook andere soorten doodden die niet schadelijk waren. Daardoor verdwenen ook de predatoren van de plaagsoorten. Nieuwe plagen ontstonden waar ze nog nooit waren opgetreden en het enige antwoord was meer gif.

14 In de jaren zestig van de 20 ste eeuw waren de milieuproblemen door landbouwgif niet meer over het hoofd te zien. De synthetische middelen waren namelijk ook nog eens persistent: dat betekent dat ze niet biologisch afbreekbaar waren en heel lang nog in het milieu bleven. De gifstoffen hoopten zich op in de voedselketens. De ophoping noem je accumulatie.

15 In figuur hiernaast kun je zien hoe de gifstoffen accumuleren. Het gif op de plant komt in een lagere concentratie voor dan in de organismen in een hoger trofisch niveau. Dat komt doordat de planten en dieren het gif niet uit hun lichaam wegwerken; het blijft ergens in de lichamen zitten. Elke predator krijgt op deze manier steeds een beetje gif mee en de predator aan de top van de voedselketen krijgt het meest; daar is de grootste accumulatie. Het gif wordt dus telkens doorgegeven naar de volgende schakel in de voedselketen. Aan de top van de voedselketenzijn de concentraties zó hoog geworden dat de predator sterft of ernstige schade oploopt, bijvoorbeeld doordat onvruchtbaarheid optreedt.

16 geïntegreerde bestrijding Er wordt nog wel steeds gif gebruikt in de land- en tuinbouw. Voor sommige ziekten en plagen kan men er (nog) niet buiten. Er wordt wel veel aan gedaan om het gebruik van gif tot een minimum te beperken. Tuinders spuiten alleen nog maar als het echt nodig is, met middelen die zoveel mogelijk alléén de plaag bestrijden. Deze middelen noem je selectieve bestrijdingsmiddelen. Plaagbestrijding die gebruik maakt van een combinatie van (zo min mogelijk) gif en biologische bestrijding noem je geïntegreerde bestrijding. Het middel rechts is selectief: het doodt alleen de muggen.

17 Genetische modificatie In het hoofdstuk 3 'Erfelijkheid en DNA' kun je lezen dat DNA de eigenschappen van planten en dieren bepaalt. De wetenschap ontrafelt steeds meer DNA-codes en kan nu stukjes van die codes van het ene organisme inbouwen in hetdna van andere organismen. Deze biotechnologische toepassing noem je genetische modificatie (GM). Organismen met ingebouwd DNA van een andere soort noem je transgeen.

18 GM bij planten - voorbeeld 1 Er is een bacterie die rupsen doodziek maakt. Hij heet Bacillus thuringiensis (Bt). Andere dieren worden niet ziek van het gif dat deze bacterie maakt. Het DNA dat in de bacterie codeert voor het gif kan ingebouwd worden in katoen- en maïsplanten. De gemodificeerde planten, Btmaïs en Bt-katoen genoemd, produceren nu zelf het gif en hoeven dus niet meer bespoten te worden. Een rups die van de plant eet, gaat dood. In een groot deel van de wereld (o.a. Amerika) wordt al op grote schaal gebruik gemaakt van deze gemodificeerde maïs- en katoenplanten.

19 GM bij planten - voorbeeld 2 Plaagbestrijding door GM is vooral belangrijk voor de boeren, maar er zijn ook mogelijkheden om ondervoeding te bestrijden met GM. In tropische landen eten de mensen vooral rijst (Azië) of cassave (Afrika). Deze planten leveren veelzetmeel, maar weinig vitaminen en mineralen. Er zijn nu transgene varianten in ontwikkeling waarin meer vitamines zitten ('gouden rijst' met extra provitamine A) of mineralen (cassave met o.a. extra ijzer en zink). Vooral voor kinderen die weinig groente en vlees krijgen, kan dat levensreddend zijn.

20 GM bij planten - voorbeeld 3 Men kan soja ongevoelig maken voor onkruidverdelgende middelen (herbiciden). Een boer moest voorheen zijn sojabonen met de hand onkruidvrij houden. Dat betekende veel werk. Nu gebruikt hij door GM resistent geworden sojabonen en kan hij zoveel onkruidverdelgende middelen spuiten als hij wil. Op deze manier kan GM het gebruik van gif zelfs stimuleren. Bovendien wordt de boer afhankelijk van een bedrijf dat zowel de GM-zaden als het bestrijdingsmiddel levert. Dit is vooral voor arme boeren in ontwikkelingslanden erg bedreigend. In Europa is men nog huiverig en wordt het gebruik van genetisch gemodificeerde gewassen nog niet toegestaan. Veel mensen zijn bang dat de vreemde genen over zullen springen op wilde planten, en dat de natuur daardoor wordt aangetast. In de landen waar GM-gewassen grootschalig worden gebruikt, is echter nog nooit zoiets waargenomen.

21 GM bij dieren Genetische modificatie van dieren gebeurt nog niet veel. Bekend zijn geiten die bepaalde eiwitten leveren in hun melk, die levensreddend zijn voor patiënten met bloederziekte. Bij dieren wordt meestal een enkel dier genetisch veranderd, waarna het wordt gekloneerd om dieren te krijgen met dezelfde erfelijke eigenschappen. Het kunstmatig laten ontwikkelen van genetisch identieke individuen noem je kloneren.

22 Chemische bestrijding (in het kort)

23 Biologische bestrijding

24

25 filmpjes

26 Opdrachten maken