من هم المنتجون الأساسيون؟

المنتجون الأساسيون هم جزء أساسي من النظام البيئي. يمكن اعتبارها الخطوة الأولى والأكثر أهمية في السلسلة الغذائية. إلى جانب المُحلِّلات ، فإنهم يشكلون قاعدة شبكة الغذاء ويبلغ عدد سكانهم معًا أكثر من أي جزء آخر من الويب. المنتجون الأوليون يستهلكون من قبل المستهلكين الأساسيين (العواشب بشكل عام) ، ثم يستهلكهم المستهلكون الثانويون وهكذا. تموت الكائنات الحية الموجودة في الجزء العلوي من السلسلة في النهاية ثم يتم استهلاكها بواسطة المُحلِّلات ، التي تعمل على إصلاح النيتروجين وتوفير المواد العضوية اللازمة للجيل القادم من الأولية المنتجين.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

المنتجون الأساسيون هم أساس النظام البيئي. أنها تشكل أساس السلسلة الغذائية عن طريق إنتاج الغذاء من خلال التمثيل الضوئي أو التخليق الكيميائي.

المنتجون الأساسيون مهمون لبقاء النظام البيئي. إنهم يعيشون في كل من النظم البيئية المائية والبرية وينتجون الكربوهيدرات اللازمة لمن هم في أعلى السلسلة الغذائية للبقاء على قيد الحياة. نظرًا لأنها صغيرة الحجم ويمكن أن تكون عرضة للظروف البيئية المتغيرة ، فإن النظم البيئية بها تميل مجموعات أكثر تنوعًا من المنتجين الأساسيين إلى الازدهار أكثر من تلك التي لديها مجموعات سكانية متجانسة. المنتجون الأوليون يتكاثرون بسرعة. هذا ضروري للحفاظ على الحياة حيث تقل أعداد الأنواع كلما تقدمت في السلسلة الغذائية. على سبيل المثال ، قد يكون من الضروري توفير ما يصل إلى 100000 رطل من العوالق النباتية لإطعام ما يعادل رطل واحد فقط من الأنواع المفترسة في الطرف العلوي من السلسلة.

في معظم الحالات ، يستخدم المنتجون الأساسيون التمثيل الضوئي لإنتاج الطعام ، لذا فإن ضوء الشمس عامل ضروري لبيئتهم. ومع ذلك ، لا يمكن لأشعة الشمس أن تصل إلى المناطق العميقة في الكهوف وفي أعماق المحيط ، لذلك تكيف بعض المنتجين الأساسيين من أجل البقاء على قيد الحياة. يستخدم المنتجون الأساسيون في تلك البيئات التخليق الكيميائي بدلاً من ذلك.

تشمل المنتجات المائية الأولية النباتات والطحالب والبكتيريا. في مناطق المياه الضحلة ، حيث يمكن لأشعة الشمس الوصول إلى القاع ، تعتبر النباتات مثل الأعشاب البحرية والأعشاب من المنتجين الأساسيين. عندما يكون الماء أعمق من أن يصل ضوء الشمس إلى القاع ، فإن الخلايا النباتية المجهرية المعروفة باسم العوالق النباتية توفر معظم القوت للحياة المائية. تتأثر العوالق النباتية بالعوامل البيئية مثل درجة الحرارة وأشعة الشمس بالإضافة إلى توافر العناصر الغذائية ووجود الحيوانات المفترسة العاشبة.

يحدث حوالي نصف عمليات التمثيل الضوئي في المحيطات. هناك ، تأخذ العوالق النباتية ثاني أكسيد الكربون والماء من محيطها ، ويمكنها استخدام الطاقة من الشمس لإنتاج الكربوهيدرات من خلال عملية تعرف باسم التمثيل الضوئي. باعتبارها المصدر الأساسي للغذاء للعوالق الحيوانية ، تشكل هذه الكائنات قاعدة السلسلة الغذائية لجميع سكان المحيطات. بدورها ، توفر العوالق الحيوانية ، التي تشمل مجدافيات الأرجل وقنديل البحر والأسماك في مرحلة اليرقات ، الغذاء ل الكائنات التي تتغذى بالترشيح مثل ذوات الصدفتين والإسفنج وكذلك ثنائي الأرجل ، ويرقات الأسماك الأخرى والصغيرة سمكة. وتلك التي لا تُستهلك على الفور تموت في النهاية وتنجرف إلى المستويات الأدنى كمخلفات حيث قد تلتهمها كائنات أعماق البحار التي ترشح طعامها ، مثل المرجان.

في مناطق المياه العذبة ومناطق المياه المالحة الضحلة ، لا يشمل المنتجون العوالق النباتية فقط مثل الطحالب الخضراء ، ولكن أيضًا النباتات المائية مثل البحر الأعشاب والأعشاب البحرية أو النباتات ذات الجذور الأكبر التي تنمو على سطح الماء مثل الكاتيل ولا توفر الغذاء فحسب ، بل توفر أيضًا المأوى للأكبر الحياة المائية. توفر هذه النباتات الغذاء للحشرات والأسماك والبرمائيات.

لا يمكن أن يصل ضوء الشمس إلى أعماق قاع المحيط ، ومع ذلك لا يزال المنتجون الأساسيون يزدهرون هناك. في هذه الأماكن ، تتجمع الكائنات الحية الدقيقة في مناطق مثل الفتحات الحرارية المائية والتسربات الباردة ، حيث تحصل على طاقتها من استقلاب المواد غير العضوية المحيطة ، مثل المواد الكيميائية التي تتسرب من قاع البحر بدلاً من ضوء الشمس. قد يستقرون أيضًا على جثث الحيتان وحتى حطام السفن التي تعمل كمصدر للمواد العضوية. يستخدمون عملية تسمى التخليق الكيميائي لتحويل الكربون إلى مادة عضوية باستخدام الهيدروجين أو كبريتيد الهيدروجين أو الميثان كمصدر للطاقة.

تزدهر الكائنات الحية الدقيقة المائية الحرارية في المياه حول المداخن أو "المدخنين السود" التي تتكون من رواسب كبريتيد الحديد التي تتركها الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط. تعد "ميكروبات التنفيس" هي المنتجين الأساسيين في قاع المحيط وتدعم النظم البيئية بأكملها. يستخدمون الطاقة الكيميائية الموجودة في معادن الينابيع الساخنة لتكوين كبريتيد الهيدروجين. على الرغم من أن كبريتيد الهيدروجين سام لمعظم الحيوانات ، إلا أن الكائنات الحية التي تعيش في هذه الفتحات الحرارية المائية تكيفت وازدهرت بدلاً من ذلك.

الميكروبات الأخرى التي توجد عادة لدى المدخنين تشمل الأركيا ، التي تجمع غاز الهيدروجين وتطلق غاز الميثان وبكتيريا الكبريت الخضراء. يتطلب هذا كلاً من الطاقة الكيميائية والضوء ، التي يحصلون عليها من الوهج الإشعاعي الطفيف المنبعث من الصخور الحرارية الأرضية. العديد من هذه البكتيريا lithotropic تخلق حصائر حول الفتحة التي يصل سمكها إلى 3 سم و تجذب المستهلكين الأساسيين (حيوانات الرعي مثل القواقع والديدان القشرية) ، والتي بدورها تجتذب أكبر الحيوانات المفترسة.

تتكون السلسلة الغذائية الأرضية أو التربة من عدد كبير من الكائنات الحية المتنوعة ، بدءًا من المنتجين وحيدة الخلية المجهرية إلى الديدان والحشرات والنباتات المرئية. المنتجون الأساسيون هم النباتات والأشنات والطحالب والبكتيريا والطحالب. المنتجون الأساسيون في النظام البيئي الأرضي يعيشون في المواد العضوية وحولها. نظرًا لأنهم ليسوا متنقلين ، فهم يعيشون وينموون حيث توجد مغذيات لدعمهم. يأخذون المغذيات من المواد العضوية المتبقية في التربة بواسطة المُحلِّلات ويحولونها إلى طعام لأنفسهم وللكائنات الأخرى. مثل نظرائهم من الأحياء المائية ، يستخدمون التمثيل الضوئي لتحويل العناصر الغذائية والمواد العضوية من التربة إلى مصادر غذائية لتغذية النباتات والحيوانات الأخرى. نظرًا لأن هذه الكائنات الحية تتطلب ضوء الشمس لمعالجة العناصر الغذائية ، فإنها تعيش على سطح التربة أو بالقرب منه.

على غرار قاع المحيط ، لا يصل ضوء الشمس إلى عمق الكهوف. لهذا السبب ، تكون المستعمرات البكتيرية في بعض كهوف الحجر الجيري ذات تغذية كيميائية ، تُعرف أيضًا باسم "أكل الصخور". هذه البكتيريا ، مثل تلك الموجودة في أعماق المحيط ، تحصل على التغذية الضرورية من مركبات النيتروجين أو الكبريت أو الحديد الموجودة في أو على سطح الصخور التي تم نقلها إلى هناك عن طريق المياه التي تتسرب من خلال المسام سطح - المظهر الخارجي.

في حين أن النظم الإيكولوجية المائية والبرية مستقلة إلى حد كبير عن بعضها البعض ، إلا أن هناك أماكن تتقاطع فيها. في هذه النقاط ، النظم البيئية مترابطة. على سبيل المثال ، توفر ضفاف الأنهار والجداول بعض مصادر الغذاء لدعم السلسلة الغذائية للجدول ؛ الكائنات الحية البرية أيضا تستهلك الكائنات المائية. يميل إلى أن يكون هناك تنوع أكبر في الكائنات الحية حيث يلتقي الاثنان. تم العثور على مستويات أعلى من العوالق النباتية ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى زيادة توافر العناصر الغذائية ووقت "الإقامة" الأطول في أنظمة المستنقعات مقارنة بمصاب الأنهار الساحلية القريبة. وُجد أن قياسات إنتاج العوالق النباتية أعلى بالقرب من السواحل في المناطق التي تعمل فيها المغذيات من الأرض على "تسميد" المحيط بالنيتروجين والفوسفور. تشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على إنتاج العوالق النباتية على الخط الساحلي كمية ضوء الشمس ودرجة حرارة الماء والعمليات الفيزيائية مثل تيارات الرياح والمد والجزر. كما هو متوقع بالنظر إلى هذه العوامل ، يمكن أن يكون تكاثر العوالق النباتية حدثًا موسميًا ، مع تسجيل مستويات أعلى عندما تكون الظروف البيئية أكثر فائدة.

لا يحتوي النظام البيئي الصحراوي القاحل على إمدادات مياه ثابتة ، لذا فإن المنتجين الأساسيين ، مثل الطحالب والأشنة ، يقضون بعض الوقت في حالة غير نشطة. تؤدي ندرة الأمطار إلى فترات قصيرة من النشاط حيث تعمل الكائنات الحية بسرعة لإنتاج المغذيات. في بعض الحالات يتم تخزين هذه العناصر الغذائية ثم يتم إطلاقها ببطء تحسبا لحدث المطر التالي. هذا التكيف هو الذي يجعل من الممكن للكائنات الحية الصحراوية البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل. توجد على التربة والأحجار وكذلك بعض السراخس والنباتات الأخرى ، هذه النباتات المائية قادرة على الانتقال بين مرحلتي النشاط والراحة اعتمادًا على ما إذا كانت رطبة أو جافة. على الرغم من أنها عندما تجف ، يبدو أنها ميتة ، فهي في الواقع في حالة نائمة وتتحول مع هطول الأمطار التالي. بعد المطر ، تصبح الطحالب والأشنات نشطة ضوئيًا (نظرًا لقدرتها على التكاثر بسرعة) توفير مصدر غذاء للكائنات الحية عالية المستوى قبل أن تتسبب حرارة الصحراء في حدوث الماء تتبخر.

على عكس المستهلكين ذوي المستوى الأعلى مثل الطيور والحيوانات الصحراوية ، فإن المنتجين الأساسيين ليسوا متنقلين ولا يمكنهم الانتقال إلى ظروف أكثر ملاءمة. تزداد فرص بقاء النظام البيئي مع تنوع أكبر للمنتجين مع تغير درجات الحرارة وهطول الأمطار حسب الموسم. قد لا تكون الظروف المناسبة لكائن حي بالنسبة لكائن حي آخر ، لذلك فهي تفيد النظام البيئي عندما يكون المرء خاملاً بينما يزدهر الآخر. تؤثر العوامل الأخرى مثل كمية الرمل أو الطين في التربة ومستوى الملوحة ووجود الصخور أو الحجارة على احتباس الماء وتؤثر أيضًا على قدرة المنتجين الأساسيين على التكاثر.

على الجانب الآخر ، فإن المناطق الباردة في معظم الأوقات ، مثل القطب الشمالي ، غير قادرة على دعم الكثير من الحياة النباتية. الحياة في التندرا تشبه إلى حد كبير الحياة في الصحراء القاحلة. تعني الظروف المتغيرة أن الكائنات الحية لا يمكن أن تزدهر إلا في مواسم معينة وأن العديد منها ، بما في ذلك المنتجون الأوليون ، موجودون في مرحلة نائمة لجزء من السنة. الأشنات والطحالب هما المنتجان الأساسيان الأكثر شيوعًا للتندرا.

بينما تعيش بعض طحالب القطب الشمالي تحت الجليد ، فوق التربة الصقيعية مباشرة ، تعيش نباتات القطب الشمالي الأخرى تحت الماء. يؤدي ذوبان الجليد البحري في الربيع إلى جانب زيادة توافر ضوء الشمس إلى إنتاج الطحالب في منطقة القطب الشمالي. تظهر المناطق ذات التركيزات العالية من النترات إنتاجية أعلى. تزدهر هذه العوالق النباتية تحت الجليد ، ومع انخفاض مستوى الجليد ووصوله إلى الحد الأدنى السنوي ، يتباطأ إنتاج الطحالب الجليدية. يتزامن هذا مع حركة الطحالب في المحيط حيث يذوب مستوى الجليد السفلي. تتوافق الزيادات في الإنتاج مع فترات زيادة سماكة الجليد في الخريف ، بينما لا يزال هناك ضوء شمس كبير. عندما يذوب الجليد البحري ، يتم إطلاق الطحالب الجليدية في الماء وتضيف إلى ازدهار العوالق النباتية ، مما يؤثر على شبكة الغذاء البحرية القطبية.

يبدو أن هذا النمط المتغير لنمو الجليد البحري وذوبانه ، جنبًا إلى جنب مع إمدادات المغذيات الكافية ، ضروري لإنتاج الطحالب الجليدية. قد يؤدي تغيير الظروف مثل ذوبان الجليد المبكر أو الأسرع إلى تقليل مستويات الطحالب الجليدية ، وقد يؤثر التغيير في توقيت إطلاق الطحالب على بقاء المستهلكين.

يمكن أن تحدث تكاثر الطحالب في أي مسطح مائي تقريبًا. قد يتسبب البعض في تلطيخ الماء ، أو تكون له رائحة كريهة أو يجعل طعم الماء أو السمك سيئًا ، ولكن لا يكون سامًا. ومع ذلك ، من المستحيل معرفة سلامة تكاثر الطحالب من النظر إليها. تم الإبلاغ عن تكاثر الطحالب الضارة في جميع الولايات الساحلية في الولايات المتحدة وكذلك في المياه العذبة في أكثر من نصف الولايات. تحدث أيضًا في المياه قليلة الملوحة. قد تكون هذه المستعمرات المرئية من البكتيريا الزرقاء أو الطحالب الدقيقة موجودة في مجموعة متنوعة من الألوان مثل الأحمر أو الأزرق أو الأخضر أو ​​البني أو الأصفر أو البرتقالي. تنمو الطحالب الضارة بسرعة وتؤثر على صحة الحيوان والإنسان والبيئة. قد تنتج السموم التي يمكن أن تسمم أي كائن حي يلامسها ، أو قد تلوث الحياة المائية وتسبب المرض عندما يأكل شخص أو حيوان الكائن الحي المصاب. قد يكون سبب هذه الإزهار هو زيادة العناصر الغذائية في الماء أو التغيرات في التيارات البحرية أو درجة الحرارة.

على الرغم من أن أنواعًا قليلة من العوالق النباتية تنتج هذه السموم ، إلا أنه حتى العوالق النباتية المفيدة يمكن أن تكون ضارة. عندما تتكاثر هذه الكائنات الدقيقة بسرعة كبيرة ، مما يؤدي إلى تكوين طبقة كثيفة على سطح الماء ، فإن يمكن أن يؤدي الاكتظاظ السكاني الناتج إلى نقص الأكسجة أو انخفاض مستويات الأكسجين في الماء ، مما يؤدي إلى اضطراب النظام البيئي. يمكن لما يسمى "بالمد والجزر البني" ، رغم أنه ليس سامًا ، أن يغطي مساحات كبيرة من سطح الماء ، مما يمنع أشعة الشمس من الوصول إلى أسفل ثم قتل تلك النباتات والكائنات الحية التي تعتمد عليها الحياة.