Wat Bleker nog niet vernietigd heeft:

Dit waren nog een paar fotootjes van mijn voorjaarsvakantie in mei.

5 juli 2011

Het is gelukt om de drie jongen samen met vader op de foto te krijgen. Dit zijn jongen van het tweede nest dit jaar. Ondertussen is het derde nest al weer uitgevlogen. Petje af voor dit hardwerkende stel! Onvermoeibaar wordt er voedsel aangedragen door het mannetje. Een bewonderenswaardig altruisme. Het voedsel in je snavel, maar niet doorslikken, en in plaats daarvan weggeven aan je jongen. De jongen krijgen een goede start in het leven met zo'n vader. Het gedrag van de jongen past er ook bij: ze zijn 1 - 2 weken na het uitvliegen volkomen passief. Ze laten zich voeren ook al ligt er een appel voor hun neus (foto). Maar er is een duidelijk omschakelpunt: de jongen van het vorige nest worden niet meer gevoerd als de jongen van het nieuwe nest gevoerd moeten worden. Ik heb het vrouwtje zelfs een jong van het vorige nest zien wegjagen. Met een beetje geluk (geen last van katten of eksters) kan één merelpaartje wel 10 jongen per jaar grootbrengen. Dat kan alleen als beide ouders behoorlijk investeren in de jongen.
Er lijkt een taakverdeling: het vrouwtje broedt, het mannetje voert de jongen. Ik heb het vrouwtje nooit jongen zien voeren. Door die taakverdeling kan er een overlap zijn: terwijl vader nog met het voederen der jongen bezig is (laatste week), zit moeder alweer te broeden op het volgende legsel.

Het moge duidelijk zijn dat paartjes die zich het meest intensief voor hun jongen in zetten, zeg maar de meest fanatieke, de meeste nakomelingen voortbrengen en dat de paartjes die het wat rustiger aan doen minder nakomelingen op de wereld zetten. Is 4 nesten per jaar een optie? Een aantal voorwaarden: vroeg in het seizoen beginnen, de jongen moeten dan wel in korte tijd zelfstandig zijn, ouders moeten rui uitstellen, er moet voldoende voedsel zijn. Een flexibele stategie zou zijn: alleen aan een vierde nest beginnen, als de voorgaande niet succesvol waren.

Deze foto's ter afsluiting. In de maand augustus gaat dit blog 'dicht'. Dus als U nog wat wil zeggen, doe het dit weekend...

Je hoeft geen vlees te eten om heel groot te worden

Evolutie van Sauropoden. Helemaal rechts: de mens ©Nature

Bij niet-biologen bestaat nog wel eens het idee dat vlees gezond is en als je groot en sterk wilt worden je veel vlees moet eten. Maar, je hoeft geen vlees te eten om heel groot te worden. Dat concludeer ik uit het artikel 'Dinosaurs: Rise of the titans' in de Nature van 14 juli. Ik ga niet het hele artikel samenvatten, maar licht er één aspect uit: voedsel.

De Sauropoden (dinosauriërs) waren de grootste landdieren ooit. De grootste bereikten een gewicht van 100.000 kilo. Hun verre voorouders waren kleine beestjes van 7-8 kilo. Dat is al opmerkelijk genoeg. Nog opmerkelijker is dat ze oorspronkelijk carnivoor waren en geleidelijk in de loop van miljoenen jaren via omnivoor evolueerden tot planteneters. De beslissende factor in de evolutie naar grotere lichaamsgrootte was de overgang naar plantaardig voedsel. Een carnivore dinosauriër met een gewicht van 100.000 kilo zou nooit voldoende vlees te pakken kunnen krijgen om aan zijn dagelijkse behoefte te voldoen, schrijft het artikel. (een beest van 100.000 kilo zou nooit hard kunnen rennen om een prooidier te pakken). Maar het waren ook geen graseters. Ze stonden te midden van bomen en ontdeden de bomen van hun bladeren, terwijl ze eerder hun lange nek bewogen dan hun massieve poten. Ook hun gebit veranderde van een carnivoor gebit via een omnivoor gebit in een herbivoor gebit.

De carnivore Tyrannosaurus rex kwam niet verder dan 6.000 - 8.000 kilo.

Vergelijk hedendaagse grote herbivore dieren: olifant, nijlpaard, giraffe. De Sauropoden zou je kunnen zien als een kruising tussen olifant en giraffe.

Het artikel vertelt niets over de ecologie, maar ik voorspel dat ze leefden in warme gebieden met snelgroeiende loofbomen, en vooral zeer uitgestrekte wouden.

Je hoeft geen vlees te eten om heel groot te worden! Alléén vegetariërs kunnen echt groot worden!

Bron

Dinosaurs: Rise of the titans, Fredric Heeren, News Feature Nature 13 July 2011

Bas Haring over de inefficiëntie van fotosynthese (4)

Tot mijn grote verbazing vond ik in Science 13 mei 2011 een prachtig overzichtsartikel (1) dat de energie efficiëntie van fotosynthese en zonnepanelen op een veel betere en wetenschappelijk verantwoorde manier vergelijkt, dan ik in mijn vorige 3 blogs heb gedaan! Maar ik vond er ook evolutionaire aspecten in terug die geheel overeenkwamen met wat ik eerder had geblogd.

energie uit zonlicht

De bedoeling van het artikel is om energie omzettingen te vergelijken in de context van het wereld energie probleem. Welke methode haalt de meeste energie uit zonlicht? Een zeer actuele vraag. Maar in plaats van de naïeve manier van vergelijken van Bas Haring, legt het artikel uit waarom hier appels met peren vergeleken worden, en hoe het beter kan. Fotocellen slaan géén energie op, terwijl planten de zonne-energie opslaan in energierijke chemische verbindingen die ze vervolgens gebruiken om te leven, te groeien en zich voort te planten (dat had ik ook al opgemerkt).

eerlijke vergelijking

Het aardige van het artikel is dat het komt met een 'eerlijke' vergelijking: zonlicht gebruiken om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Want water splitsten kan zowel technisch als biologisch. Bij fotosynthese is dit zelfs standaard. Bij de technologische methode moet een fotocel gekoppeld worden met electrolyse. Dat soort technische systemen komen tot een netto efficiëntie van 11%. Natuurlijke fotosynthese heeft onder optimale condities een quantum efficiëntie van bijna 100%! Dit was al in 1974 bekend! Dat wist ik niet toen ik mijn eerste blog over dit onderwerp schreef. Echter als je meet wat er gedurende een jaar aan biomassa wordt geproduceerd onder vergelijkbare omstandigheden als zonnecellen, dan kom je tot niet meer dan 1% voor planten en 3% voor algen (2). Dit kan oplopen tot 7% als je je beperkt tot de groeifase van de plant. Planten groeien niet het hele jaar. De technische systemen winnen het. Hoe groot het verschil is hangt dus af van hoe en wat je meet.

CO2

De auteurs hebben ook een theoretisch maximum efficiëntie voor fotosynthese berekend. Ze komen tot 12%. Dit maximum kan benadert worden door CO2 gehalte van de lucht op te voeren! Dat zijn dus uitsluitend omgevingsfactoren. Dit gebeurt -zoals bekend- door mondiale industriële CO2 uitstoot en staat bekend als klimaatopwarming. Zie mijn blog: Hoe rekbaar is onze planeet? (2). Over dwarsverbanden gesproken!

fine-tunen

Zeer interessant: de efficiëntie van fotosynthese kan verder opgevoerd worden met het fine-tunen (3) van de pigmenten die licht opvangen, waardoor je de efficiëntie kunt verdubbelen! Ook kun je door kunstmatige selectie van de planten de biobrandstofproductie verhogen. Evolutie heeft dat nooit gedaan. De mens ook niet. Wel heeft selectie gedurende duizenden jaren voor hogere voedselproductie in de landbouw succes gehad. Maar zelfs selectie op maximale voedselproductie is niet synoniem met maximale fotosynthese. Selecteren voor voedselproductie is wat anders dan selecteren voor biobrandstof. Er zijn nog meer fascinerende methodes om fotosynthese te verbeteren, zoals synthetische biologie (genetic engineering).

doelen

Het artikel is erg leerzaam en het doet je nog eens goed beseffen dat evolutie 'andere doelen nastreeft' dan de mens in de landbouw en biobrandstofproductie. En daardoor ga je ook begrijpen dat je efficiënties van natuurlijke fotosynthese kunt verhogen, zonder dat dat betekent dat de efficiëntie in zijn oorspronkelijke context in absolute zin laag genoemd mag worden. De bottomline is: efficiënties vergelijken zonder de definitie er in te betrekken is naïef en betekenisloos.

Postscript

29 maart 2019

Een oorzaak van lager dan theoretisch mogelijke fotosynthese is de trage reactie van huidmondjes (stomata) bij wisselende lichtintensiteiten. Via de stomata wordt CO2 opgenomen en -als onvermijdelijk neveneffect- vindt verdamping van water plaats. CO2 is nodig voor fotosynthese. Door de snelheid van het openen en sluiten van stomata kunstmatig te verhogen, kon de fotosynthetische efficiëntie verhoogd worden. [4].

Noten

1. Robert E. Blankenship et al (2011) Comparing Photosynthetic and Photovoltaic Efficiencies and Recognizing the Potential for Improvement, Science 13 mei 2011
2. Definitie: "the energy efficiency of photosynthesis is defined as the energy content (heat of combustion of glucose to CO₂ and liquid H₂O at STP) of the biomass that can be harvested annually divided by the annual solar irradiance over the same area." (STP = standard temperature and pressure). Deze definitie (biomassa) maakt fotosynthese niet echt vergelijkbaar met zonnecellen, lijkt mij zo. Men zou zuurstof productie als maatstaf kunnen nemen. (zondag 17 juli)
3. Dit geeft fantastische argumenten tegen intelligent design van fotosynthese! Een onderwerp voor een volgend blog! 
4. 'Optogenetic manipulation of stomatal kinetics improves carbon assimilation, water use, and growth'. Science 29 maart 2019.  

 

Vorige blogs

• Bas Haring over de inefficiëntie van fotosynthese (3) 9 jul 2011
• Bas Haring over de inefficiëntie van fotosynthese (2) 6 jul 2011
• Bas Haring over de inefficiëntie van fotosynthese (1) 4 jul 2011