Water in extreme milieus.

Schoon drinkwater heb je iedere dag nodig. Om stoffen en warmte in je lichaam te vervoeren. Om als je het warm hebt, warmte kwijt te raken. En om stoffen op te lossen en nieuwe stoffen te maken in je lichaam. Als je gezond bent en voldoende water drinkt, gaan al deze processen in je lichaam vanzelf. Maar wat moet je doen als er te weinig water is, of als de omgeving te heet of te zout is? In deze verrijkingsstof leer je hoe planten, mensen en dieren zijn aangepast om in extreme omstandigheden voldoende water binnen krijgen.

Veel plezier met deze verrijkingsstof!

De oorsprong.

Tijdens het ontstaan van ons zonnestelsel was er nog geen vloeibaar water. Alleen grote wolken gas zoals op de foto hieronder. De wolken gas draaiden in elkaar en hieruit ontstonden de zon en de planeten zoals je die nu kent. Dat is in het kort hoe we nu denken dat ons zonnstelsel is ontstaan. Maar waar ontstond dan het eerste water? En waar het eerste leven? Kijk verder onder de volgende knop.

De pelikaan-nevel. (Foto: Flickr, Skiwalker79)
De pelikaan-nevel. (Foto: Flickr, Skiwalker79)

Het eerste water.

De aarde is ongeveer 4,6 miljard jaar oud. In de film hieronder zie je dat de aarde er niet altijd hetzelfde heeft uitgezien. Je ziet hoe de continenten verschuiven vanaf het geologisch tijdperk cambrium (542 miljoen jaar geleden) tot nu. Bekijk de film en beantwoord daarna de opdrachten. Bedien de film met de knoppen rechtsonder.

Het eerste leven.

Zout water.

Op de wereld is ongeveer 1.321.920.000 km3 water. Hoeveel daarvan is nu eigenlijk drinkwater? Kun je zonder gevaar zeewater drinken? Klik met je muis op de vlakken van de cirkeldiagrammen hieronder voor antwoorden op deze en nog meer vragen.

Toch is er heel veel leven in de zoute zeeen en oceanen. Hoe doen die planten en dieren dat? Kijk snel verder.

Dieren en zout.

De Australische springmuis.
De Australische springmuis.

Het domste wat een schipbreukeling op zee kan doen is: zeewater drinken. Je nieren zorgen ervoor dat er niet teveel zout in je lichaam blijft. Voor elke liter zeewater die je drinkt, moet je twee liter urine maken om het zout kwijt te raken. Met zeewater les je heel even je dorst, maar na een half uurtje wordt de dorst dus alleen maar erger. 

Toch zijn er ook dieren die met gemak zeewater kunnen drinken: bijvoorbeeld de Australische springmuis. Hij raakt het teveel aan zout kwijt met zijn urine en poep. Zijn nieren zullen dus anders gebouwd zijn dan die van mensen.

Hieronder zie je enkele dieren die in of bij de zee wonen. Klik met je muis op de dieren voor meer informatie. Probeer daarna de opdracht onder de afbeelding te doen.

Water en zout.

Water, zout en suiker zijn belangrijke stoffen in het lichaam van dieren, mensen en planten. In het filmpje hieronder leer je waarom zoetwatervissen alleen goed kunnen leven in zoet water. En zeker niet in zout water. Gebruik de knoppen om het filmpje te bekijken.

Nu je weet wat osmose is kun je de opdrachten hieronder proberen.

Planten en zout.

Hiernaast zie je een foto van een fiets met een lekke achterband. De lucht in de banden geeft de fietsband stevigheid. Bij planten gebeurt hetzelfde: als een plant goed gevuld is met water blijft de plant goed rechtop staan. Heeft de plant watertekort, dan hangt de plant slap. En hoe kan een plant water opnemen?? Inderdaad: door osmose. Dus door meer opgeloste stoffen te hebben ten opzichte van zijn omgeving!

 Als je denkt dat je het snapt, kun je de volgende opdrachten proberen.

Veel planten kunnen niet tegen veel zout in hun omgeving. Toch zijn er ook planten die goed tegen een zoute omgeving kunnen leven. Hoe ze dat oplossen: ze nemen zoveel zout op dat ze nog zouter zijn dan hun omgeving (kijk na of het echt klopt of een van de oplossingen is..... 

Water in de woestijn.

Sommige plaatsen op aarde zijn erg warm en er valt weinig regen: de woestijnen. Per jaar valt er ongeveer 200 mL regen (in Nederland 750 mL) en vaak valt de regen in een korte periode. De planten en dieren die er leven zijn goed aangepast aan het droge klimaat.

 

Je ziet hier een luchtfoto van de wereld. Ga met je muis over de kaart en zoek de negen grote woestijnen van de wereld. Klik op de woestijnen voor foto's van de woestijnen.

En woont in die woestijnen helemaal niemand? Jawel, Mohammed bijvoorbeeld. Kijk maar op het filmpje hieronder.

Mohammed woont in de woestijn.

Planten.

Hoe kan een plant overleven bij zeer hoge temperaturen en heel af en toe regen? Inderdaad: door zich aan te passen aan dit extreme milieu. Het lukt woestijnplanten om voldoende licht op te vangen, voldoende water op te zuigen en zo min mogelijk water te verliezen door verdamping uit de bladeren.

Ga met je muis over de orgelpijp-cactus hieronder en ontdek hoe deze zich beschermt tegen het watertekort in de woestijn van de Verenigde Staten. Klik met je muis als er een tekst verschijnt.

Test je woestijnplantenkennis en leer nog meer in de volgende opdracht.

Dieren.

De dromedaris hieronder is goed aangepast aan het woestijnklimaat. Ga met je muis over de blauwe bolletjes voor de aanpassingen van de dromedaris aan het woestijnklimaat.

Leven er alleen kamelen in de woestijn? Nee, hoor! Hieronder zie je enkele van de vele woestijndieren. Hoe hebben zij zich aangepast?  Klik op de kleine foto's om ze te vergroten.

Mensen.

In de woestijn is het overdag erg heet en je zweet dan ook veel in de woestijn. Waarom zweet eens mens of dier eigenlijk? En is dat nu echt nodig? Probeer de volgende opdrachten te beantwoorden.

Hieronder zie je een aantal oude en nieuwe foto's van mensen in de woestijn. Bekijk de foto's goed. Vergelijk de kleding, huizen en woonomgeving met die van jou. Je kunt de foto's vergroten door je muis op de foto te plaatsen en dubbel te klikken.

Heb je de foto's goed bekeken? Probeer dan de voldende opdracht goed te beantwoorden.

Water in het heelal.

Dat er in de ruimte geen zuurtstof is om te ademen, weet iedereen. Dus als je met een ruimteschip de aarde verlaat moet je genoeg zuurstof meenemen. Maar kun je aan water komen als je op reis gaat naar de Maan of naar de planeet Mars? Of moet je zelf je eigen water meenemen? En hoe kom je aan water als je ruimteschip alleen maar rondjes draait om de aarde?

Welke twee hemellichamen zie je hier? En kun je er water vinden? Ga met je muis over de hemellichamen voor de antwoorden.

Foto: B. Anders, 24 december 1968 vanuit apollo 8.

Water in ons zonnestelsel.

Hierboven zie je foto's van de zon met de acht planeten van ons zonnestelsel. De schaal van de foto klopt niet. In werkelijkheid liggen de planeten veel verder uit elkaar. Weet jij hoe de planeten heten? En wat de temperatuur op de planeten is en hoe ver ze van de aarde staan? Dubbelklik op de planeten voor de antwoorden.

Nu je meer van de planeten van ons zonnestelsel weet, kun je de volgende opdrachten beantwoorden.

Water in je ruimteschip.

Ook in een een ruimteschip moet je drinken. Als er geen zwaartekracht is, zul je niet snel morsen. Kijk maar op het volgende filmpje dat gemaakt is in het ISS.

Een volwassen mens heeft iedere dag anderhalve liter water nodig. De eerste mannen die op de maan landen bleven negen dagen in de ruimte (zie hiernaast). Samen hadden ze dus genoeg aan een paar emmers water.

Astronauten die tegenwoordig het ISS  bezoeken (zie tekst rechtsboven), blijven meestal een half jaar weg. Ze hebben dus enorm veel water nodig. Elke kilo die je meeneemt in je raket kost enorm veel brandstof en dat kost weer enorm veel geld.

Onderzoek in de volgende opdracht welk afvalwater je heel goed tot drinkwater kunt filtreren.

Water schoon maken kost natuurlijk veel energie. Waar haalt het ISS zijn energie vandaan? Kijk nog maar eens goed naar de foto van het ISS.

Test jezelf.

In deze Test jezelf staan vier zinnen over de les Water in extreme milieus. Helaas staan de woorden niet in de juiste volgorde. Knip en plak ze op de juiste plaats. Print de knipzinnen hieronder enkelzijdig uit.

Knipzinnen

Docentenhandleiding.

Water in extremen.

Doelgroep

Klas 1 en 2 onderbouw voortgezet onderwijs, Havo -Vwo.

Leerstofgebied

Biologie en aardrijkskunde.

Deze les beslaat onderdelen van de volgende kerndoelen:

- Natuur en techniek: 29, 30, 31, 32, 33, 34 en 35.

- Mens en maatschappij: 38, 41, 42

Werkvorm

Leerlingen kunnen alleen of in tweetallen aan deze les werken.

Duur

60 minuten.

Doel van de opdracht

Een inleiding en verdieping van de rol van water in het leven van plant mens en dier. Hierbij wordt kennis gemaakt met aanpassing van deze organismen aan biotopen met veel zout, woestijn en heelal. De leerling wordt uitgedaagd na te denken over deze aanpassingen

Vereiste voorkennis

Geen. Sommige onderdelen, zullen als moeilijke ervaren worden en daardoor meer geschikt zijn voor de leerling die het normale schoolwerk als makkelijk ervaren.

Deze les kan ook gebruikt worden als voorbereiding of afsluiting van een bezoek aan de expositie Drinkwater voor iedereen in het Museon in Den Haag.

 Voorbereiding

- Naast een goede internetverbinding is het nuttig van te voren te bekijken of de filmpjes werken. Neem indien nodig contact op met de ICT-verantwoordelijke van uw school.

 - Voordat de leerling aan deze les begint is het aan te bevelen dat de docent zich voorbereidt en dus weet hoe de les werkt en met de leerling bespreekt wat hij van hun verwacht aan het eind van de les.

- Voor de eindtest (Test jezelf) hebben de leerlingen een enkelzijdig geprinte versie van de Knipzinnen nodig (zie Test jezelf) en een schaar en lijm.

 

De nieren.

In de afbeelding hieronder zie je waar de nieren in je lichaam liggen. Je nieren halen afvalstoffen uit je bloed en houden zo het bloed schoon. Ook regelen de nieren het zoutgehalte in je bloed. Per dag moet je minimaal een halve liter urine maken en uitplassen om gezond te blijven. Als er te veel zout in je lichaam blijft, word je erg ziek.

De nieren in je lichaam.

Oplossen in water.

Als je siroop mengt met water krijg je lekkere limonade. Siroop mengt zo goed met water dat het oplost.

Met je bloed vervoer je onder andere suiker en zout. Beide stoffen lossen goed op in je bloed. Planten vervoeren op dezelfde manier stoffen met de plantensappen door de hele plant.

Lost een suikerklontje goed op? Kijk op de foto's hieronder.

Een suikerklontje ....
.... lost goed op in water.

Plantencellen.

Net als alle levende wezens, zijn planten opgebouwd uit cellen. Elke cel kan water opnemen of afstaan. Dat ligt aan de hoeveelheid opgeloste stoffen binnen en buiten de cellen.

Bij nummer 1 in de afbeeldingen hieronder zie je een blad. Bij nummer 2 zie je een doorsnede van dat blad getekend. Je ziet dat een blad uit cellen bestaat. Als alle cellen in het blad vol zijn (3) is het blad stevig. Als het blad slap hangt is er te weinig water in de cellen (4).

Woestijn in Nederland.

Niet alleen in de woestijn komen extreme omstandigheden voor. Ook in de duinen van Nederland kan het zand erg heet worden. Wel  80 graden Celcius. Te heet voor planten. Hoewel, het elandgewei-mos heeft er iets op gevonden. Kijk maar op de foto's hier onder hoe hij gebruikt maakt van mooi (=droog) en slecht (=nat) weer . Je kunt het elandgeweimos op een mooie dag foppen door er een beetje water op te sproeien! Hij krult dan zijn bladeren om.

Elandgeweimos bij droog weer....
... en bij nat weer. (Foto: Flickr, Amadej2008)

Uitdroging.

Een dag zonder water kan in de woestijn al dodelijk zijn voor een mens. Op dag met een warme wind van 50°C, verlies je 10 liter water. Als je lichaam te weinig water bevat ga je hallucineren. Dit betekent dat je verward bent en dingen ziet die er niet zijn. Je denkt dan niet meer goed na bij wat je doet.

Als je nog meer water uitzweet kan je bloed te dik worden. Je hart kan het dan niet snel genoeg meer door je lichaam pompen. Een dag in in de woestijn zonder goede voorbereding kan dus dodelijk zijn. 

Had deze vogel te weinig gedronken?

NASA ontdekt water op de maan

Bewerkt naar artikel in NRC-Handelsblad 13 november 2009

Volgens onderzoekers van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA is er water op de maan. Een maand geleden lieten ze twee projectielen zo groot als een bus te pletter slaan in de ijzig koude Cabeus-krater op de zuidpool van de maan. Aan de stofwolk die daarna te zien was, zagen de onderzoekers dat er ijs is op de maan.

Het ijs werd gevonden in de altijd beschaduwde bodem van de diepe kraters op de zuidpool van de maan. Dit zijn de koudste plekken in het zonnestelsel. De watervoorraad zou gebruikt kunnen worden bij toekomstige maanmissies, zegt de NASA.

De achterkant van de maan met kraters. (Foto: Wikimedia Commons)

International Space Station (ISS).

Heel soms zie je 's avonds tussen de sterren een klein stipje voorbij schuiven. Het kan het internationale ruimtestation ISS zijn. Een ruimteschip dat door verschillende landen, waaronder Nederland, in de ruimte wordt gebouwd. In het ISS doen mensen uit verschillende landen onderzoek aan het heelal. In 2004 werkte de nederlandse astronaut Andre Kuipers in het ISS. (Foto: Wikimedia Commons)

De Apollo 11 in 1968: In negen dagen heen en weer naar de maan inclusief de eerste maanwandeling. (Foto: Wikimedia Commons)