De Eilandtheorie

De eilandtheorie geeft ons een verband tussen de biodiversiteit op een eiland en de combinatie van de oppervlakte van dat eiland, de klimatologische gesteldheid en de afstand van dat eiland tot het vaste land.

Biodiversiteit op een eiland

Eilanden zijn hotspots van biodiversiteit. Dat betekent dat er op eilanden vaak een hogere biodiversiteit is dan op het vaste land. Dit komt omdat een eiland is geïsoleerd van het vaste land. Dit leidt tot reproductieve isolatie. Reproductieve isolatie is een voorwaarde voor het ontstaan van nieuwe soorten, omdat er geen voortplanting plaatsvindt tussen individuen van één soort uit verschillende populaties. Door het proces van natuurlijke selectie komen bepaalde allelen binnen deze populatie dan meer tot uiting dan anderen. Er zijn dus verschillende selectiefactoren. De opeenstapeling van verschillen wordt zo groot, dat de populatie op het eiland zich anders ontwikkeld dan de populatie op het vaste land. Zo ontstaat er een nieuwe soort. Dit is allopatrische soortvorming: er wordt een nieuwe soort gevormd door een fysieke barrière.

Daarnaast hebben eilanden een kleiner oppervlak dan het vasteland. Hierdoor vindt er veel genetic drift plaats. Genetic drift zorgt ervoor dat de frequentie van een allel binnen een populatie kan toenemen of afnemen en is daarmee een belangrijk mechanisme van evolutie. Individuen met succesvolle allelen zullen na verloop van tijd in frequentie toenemen. Ook de allelen die het fenotype succesvol maakten zullen in frequentie toenemen. Individuen met minder succesvolle allelen zullen onder invloed van natuurlijke selectie afnemen. De frequentie van het allelen dat hun fenotype niet succesvol maakt zal ook in frequentie afnemen.

Een andere factor die bijdraagt aan de biodiversiteit op eilanden, is dat eilanden vaak vulkanisch zijn van oorsprong. Deze worden gekoloniseerd door een kleine groep individuen van een bepaalde soort. Het founder effect treedt op: de stichtende individuen hebben grote invloed op de genenpool van de populatie die uit hun nakomelingen bestaat. Adaptieve radiatie treedt op doordat er nog veel niches vrij zijn op het eiland. Door adaptieve radiatie ontstaat een nieuwe soort uit een gemeenschappelijke voorouder door adaptie aan verschillende ecologische niches.

De eilandtheorie van McArthur & Wilson

S = I + s – E
S = het aantal soorten op het eiland
I = immigratie
s = soortvorming op het eiland (door evolutie)
E = extinctie (uitsterving)

De eilandtheorie geeft een voorspelling van de biodiversiteit die je op een eiland kan verwachten. In afbeelding A zie je de lijnen voor immigratie en extinctie lopen. De rode lijn geeft de hoeveelheid immigratie aan. Op een eiland waar weinig soorten aanwezig zijn, zal een hoge mate van immigratie zijn, omdat er nog veel niches beschikbaar zijn. Op een eiland waar al veel soorten aanwezig zijn, zal een lage mate van immigratie aanwezig zijn, omdat er minder niches vrij zijn en er te veel concurrentie is. Daarnaast neemt de extinctie toe als het aantal soorten op een eiland toe neemt, omdat er meer concurrentie is. Soorten worden weggeconcurreerd, wat leidt tot uitsterving. Punt A geeft de evenwichtstoestand aan, dit geeft de biodiversiteit aan die je mag verwachten op dit eiland bij deze extinctie en deze immigratie.

In afbeelding B staat de invloed van de grootte van het eiland weergeven tegen het aantal soorten op een eiland. Op een klein eiland is minder ruimte, wat leidt tot een hogere mate van concurrentie. Daardoor treedt er op een klein eiland sneller extinctie op. Op een groot eiland is meer ruimte, dus er is minder concurrentie. Hierdoor is de mate van extinctie op een groot eiland kleiner. Daarnaast ligt de immigratie op een klein eiland lager dan op een groot eiland, omdat een klein eiland minder snel ontdekt wordt dan een groter eiland door het verschil in grootte. Aan de hand van deze gegevens, ontstaan er weer twee evenwichtstoestanden. Je kunt aflezen dat er op een klein eiland een lagere mate van biodiversiteit is dan op een groot eiland.

Zo werkt de app

• Begin met vragen!

In afbeelding C staat de invloed van de afstand tot het eiland weergeven tegen de biodiversiteit op het eiland. Wanneer een eiland nabij gelegen is, is er een grotere mate van immigratie, omdat dit eiland sneller ontdekt wordt dan een eiland dat ver weg gelegen is. De extinctie wordt niet beïnvloedt door de afstand van het eiland. Wederom ontstaan er twee evenwichtstoestanden waaraan je kunt aflezen dat er een hogere mate van biodiversiteit is op eilanden die nabij gelegen zijn dan op eilanden die veraf gelegen zijn.

Wanneer deze grafieken gecombineerd worden, ontstaat bovenstaande grafiek. In deze grafiek ontstaan vier nieuwe evenwichtstoestanden , waarin je kan aflezen dat een groot eiland dat dichtbij het vasteland ligt de hoogste mate van biodiversiteit heeft en een klein eiland dat ver van het vaste land ligt de laagste mate van biodiversiteit heeft. Deze eilandtheorie is niet alleen van invloed op de biodiversiteit op eilanden, maar kan ook toegepast worden op verschillende van elkaar afgescheiden natuurgebieden.

Oefenopgaven

1. Welke twee eigenschappen zijn volgens de eilandtheorie bepalend voor de soortenrijkdom?

A immigratie van organismen en onderlinge afstand

B onderlinge afstand en grootte

C grootte en uitsterven van soorten

D uitsterven van soorten en immigratie van organismen 2. Ecosystemen op geïsoleerde eilanden zijn vaak bijzonder: er komen soorten voor die nergens anders voorkomen. Deze endemische soorten blijken erg snel te kunnen uitsterven. Bekend is dat de introductie van een nieuwe soort in een geïsoleerd gebied een ravage kan aanrichten onder de al aanwezige endemische soorten.

Leg uit waardoor endemische soorten op een eiland zo gevoelig zijn voor uitsterven.

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Evolutie en evolutietheorie: wat is het?

Ecosystemen

De niche, habitat, biotoop en het ecosysteem