Какви са основните производители?

Първичните производители са основна част от екосистемата. Те могат да се разглеждат като първата и най-важна стъпка в хранителната верига. Заедно с декомпозиторите, те съставляват основата на хранителната мрежа и заедно популациите им наброяват повече от която и да е друга част от мрежата. Първичните производители се консумират от първични потребители (обикновено тревопасни животни), които след това се консумират от вторични потребители и т.н. Организмите в горната част на веригата в крайна сметка умират и след това се консумират от разложители, които фиксират нива на азот и осигуряват органичния материал, необходим за следващото поколение първични производители.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Първичните производители са основата на една екосистема. Те формират основата на хранителната верига, като създават храна чрез фотосинтеза или хемосинтеза.

Първичните производители са жизненоважни за оцеляването на една екосистема. Те живеят както във водната, така и в сухоземната екосистема и произвеждат въглехидрати, необходими на оцелелите по-високо в хранителната верига. Тъй като те са с малки размери и могат да бъдат податливи на променящи се условия на околната среда, екосистемите с по-разнообразните популации от първични производители са склонни да процъфтяват повече от тези с хомогенни популации. Първичните производители се размножават бързо. Това е необходимо, за да се поддържа животът, тъй като популациите на видовете стават все по-малки, докато вървите по-нагоре по хранителната верига. Например може да са необходими до 100 000 паунда фитопланктон, за да се нахрани еквивалентът на само един паунд от хищнически видове в горния край на веригата.

В повечето случаи първичните производители използват фотосинтеза за създаване на храна, така че слънчевата светлина е необходим фактор за тяхната среда. Слънчевата светлина обаче не може да достигне райони дълбоко в пещерите и в океанските дълбини, така че някои първични производители са се адаптирали, за да оцелеят. Първичните производители в тези среди използват вместо това хемосинтез.

Водните първични производители включват растения, водорасли и бактерии. В райони с плитки води, където слънчевата светлина може да достигне дъното, растения като водорасли и треви са първични производители. Там, където водата е твърде дълбока, за да може слънчевата светлина да достигне дъното, микроскопичните растителни клетки, известни като фитопланктон, осигуряват по-голямата част от средствата за воден живот. Фитопланктонът се влияе от фактори на околната среда като температура и слънчева светлина, както и от наличието на хранителни вещества и присъствието на растителноядни хищници.

Около половината от цялата фотосинтеза се случва в океаните. Там фитопланктонът приема въглероден диоксид и вода от заобикалящата ги среда и те могат да използват енергия от слънцето, за да създават въглехидрати чрез процеса, известен като фотосинтеза. Като основен източник на храна за зоопланктона, тези организми формират основата на хранителната верига за цялото океанско население. На свой ред зоопланктонът, който включва копеподи, медузи и риби в стадия на ларвите, осигурява храна за филтриращи организми като двучерупчести и гъби, както и амфиподи, други ларви на риби и дребни риба. Тези, които не се консумират веднага, в крайна сметка умират и се отнасят към по-ниските нива като детрит, където могат да бъдат консумирани от дълбоководни организми, които филтрират храната си, като корали.

В сладководни райони и плитки солени води производителите включват не само фитопланктон като зелени водорасли, но и водни растения като морски треви и морски водорасли или по-големи вкоренени растения, които растат на повърхността на водата, като кетоли и осигуряват не само храна, но и подслон за по-големи воден живот. Тези растения осигуряват храна за насекоми, риби и земноводни.

Слънчевата светлина не може да достигне дълбоко в океанското дъно, но там все още процъфтяват първични производители. На тези места микроорганизмите се събират в области като хидротермални отвори и студени просмуквания, където черпят енергия от метаболизма на околните неорганични материали, като химикалите, които се просмукват от морското дъно, а не от него слънчева светлина. Те също могат да се заселят върху трупове на китове и дори корабокрушения, които действат като източник на органичен материал. Те използват процеса, наречен хемосинтез, за ​​да превърнат въглерода в органична материя, използвайки водород, сероводород или метан като енергиен източник.

Хидротермалните микроорганизми процъфтяват във водите около комини или „черни пушачи“, които се образуват от отлаганията на железен сулфид, оставени от хидротермалните отвори на дъното на океана. Тези "отдушни микроби" са основните производители на дъното на океана и поддържат цели екосистеми. Те използват химическата енергия, намираща се в минералите на горещия извор, за да създадат сероводород. Въпреки че сероводородът е токсичен за повечето животни, организмите, живеещи в тези хидротермални отвори, са се адаптирали и вместо това процъфтяват.

Други микроби, които често се срещат при пушачите, включват Archaea, които събират водороден газ и отделят метан и зелена сярна бактерия. Това изисква както химическа, така и светлинна енергия, последната, която те получават от лекото радиоактивно сияние, излъчвано от геотермално нагрети скали. Много от тези литотропни бактерии създават рогозки около отдушника, които са с дебелина до 3 сантиметра и привличат първични потребители (пашари като охлюви и скални червеи), които от своя страна привличат по-големи хищници.

Наземната или почвена хранителна верига се състои от голям брой разнообразни организми, вариращи от микроскопични едноклетъчни производители до видими червеи, насекоми и растения. Основните производители включват растения, лишеи, мъх, бактерии и водорасли. Първичните производители в наземна екосистема живеят в и около органичните вещества. Тъй като не са подвижни, те живеят и растат там, където има хранителни вещества, които да ги поддържат. Те приемат хранителни вещества от органични вещества, останали в почвата от разлагащите се вещества, и ги превръщат в храна за себе си и други организми. Подобно на своите водни колеги, те използват фотосинтеза, за да превърнат хранителните вещества и органичните материали от почвата в хранителни източници, за да подхранват други растения и животни. Тъй като тези организми се нуждаят от слънчева светлина за обработка на хранителни вещества, те живеят на или близо до повърхността на почвата.

Подобно на океанското дъно, слънчевата светлина не достига дълбоко в пещерите. Поради тази причина бактериалните колонии в някои варовикови пещери са хемоавтотрофни, известни също като „скално ядене“. Тези бактерии, като тези в океанските дълбини, получават своите необходимо подхранване от азотни, сярни или железни съединения, открити в или на повърхността на скали, които са били пренесени там от вода, просмукваща се през порестата повърхност.

Докато водните и сухоземните екосистеми са до голяма степен независими една от друга, има места, където те се пресичат. В тези точки екосистемите са взаимозависими. Бреговете на потоци и реки, например, осигуряват някои от източниците на храна за подпомагане на хранителната верига на потока; сухоземните организми консумират и водни организми. Има тенденция да има по-голямо разнообразие от организми там, където двамата се срещат. В блатните системи са установени по-високи нива на фитопланктон, вероятно поради по-голямата наличност на хранителни вещества и по-дългото време за „престой“, отколкото в близките крайбрежни устия. Установено е, че измерванията на производството на фитопланктон са по-високи в близост до бреговите линии в райони, където хранителните вещества от сушата по същество „оплождат“ океана с азот и фосфор. Други фактори, които оказват влияние върху производството на фитопланктон на бреговата линия, включват количеството слънчева светлина, температурата на водата и физическите процеси като вятърни и приливни течения. Както се очаква при тези фактори, цъфтежът на фитопланктона може да бъде сезонно явление, като по-високи нива се регистрират, когато условията на околната среда са по-благоприятни.

Сухата пустинна екосистема няма постоянно водоснабдяване, така че нейните първични производители, като водорасли и лишеи, прекарват някои периоди от време в неактивно състояние. Редките дъждове предизвикват кратки периоди на активност, когато организмите действат бързо, за да произвеждат хранителни вещества. В някои случаи тези хранителни вещества се съхраняват и се освобождават бавно в очакване на следващото събитие. Именно тази адаптация дава възможност на пустинните организми да оцелеят в дългосрочен план. Намерени в почвата и камъните, както и в някои папрати и други растения, тези пойкилохидратни растения могат да преминават между активна фаза и фаза на покой в ​​зависимост от това дали са мокри или сухи. Въпреки че когато са сухи, изглеждат мъртви, те всъщност са в латентно състояние и се трансформират със следващите валежи. След дъжд водораслите и лишеите стават фотосинтетично активни и (поради способността им да се размножават бързо) осигуряват източник на храна за организмите на по-високо ниво, преди пустинната топлина да накара водата да изпарява се.

За разлика от потребителите на по-високо ниво, като птици и пустинни животни, първичните производители не са мобилни и не могат да се преместят при по-благоприятни условия. Шансовете на една екосистема за оцеляване се увеличават с по-голямо разнообразие от производители, тъй като температурата и валежите се променят според сезона. Условия, които са подходящи за един организъм, може да не са за друг, така че е от полза за екосистемата, когато човек може да е в латентно състояние, докато друг процъфтява. Други фактори като количеството пясък или глина в почвата, нивото на соленост и наличието на скали или камъни оказват влияние върху задържането на вода и също така влияят върху способността на първичните производители да се размножават.

В другата крайност районите, които са студени през по-голямата част от времето, като Арктика, не са в състояние да поддържат много растителен живот. Животът в тундрата е почти същият като този в суха пустиня. Променливите условия означават, че организмите могат да процъфтяват само в определени сезони и много, включително първичните производители, съществуват в латентна фаза през част от годината. Лишеите и мъховете са най-често срещаните първични производители на тундрата.

Докато някои арктически мъхове живеят под снега, точно над вечния лед, други арктически растения живеят под водата. Разтопяването на морския лед през пролетта, заедно с повишената наличност на слънчева светлина, предизвиква производството на водорасли в Арктическия регион. Райони с по-високи концентрации на нитрати показват по-висока производителност. Този фитопланктон цъфти под леда и тъй като нивото на леда изтънява и достига своя годишен минимум, производството на ледени водорасли се забавя. Това има тенденция да съвпада с движението на водораслите в океана, когато дънното ниво на леда се топи. Увеличаването на производството съответства на периоди на увеличаване на сгъстяването на лед през есента, докато все още има значителна слънчева светлина. Когато морският лед се стопи, ледените водорасли се пускат във водата и се добавят към цъфтежа на фитопланктона, оказвайки влияние върху полярната морска хранителна мрежа.

Този променящ се модел на растеж и стопяване на морския лед, заедно с достатъчно хранителни запаси, изглежда е необходим за производството на ледени водорасли. Променящите се условия като по-ранно или по-бързо топене на леда могат да намалят нивата на ледените водорасли, а промяната във времето на освобождаване на водораслите може да повлияе на оцеляването на потребителите.

Цъфтежът на водораслите може да се появи в почти всеки воден басейн. Някои може да обезцветят водата, да имат неприятна миризма или да направят водата или рибата с лош вкус, но да не бъдат токсични. Невъзможно е обаче да се разбере безопасността на цъфтежа на водорасли от гледането му. Вредни цъфтежи на водорасли са регистрирани във всички крайбрежни щати в САЩ, както и в сладководни води в повече от половината щати. Срещат се и в солени води. Тези видими колонии от цианобактерии или микроводорасли могат да присъстват в различни цветове като червено, синьо, зелено, кафяво, жълто или оранжево. Вредният цъфтеж на водорасли се развива бързо и засяга здравето на животните, хората и околната среда. Той може да произвежда токсини, които могат да отровят всяко живо същество, което влиза в контакт с него, или може да замърси водния живот и да причини заболяване, когато човек или животно ядат заразения организъм. Тези цъфтежи могат да бъдат причинени от увеличаване на хранителните вещества във водата или промени в морските течения или температура.

Въпреки че малко видове фитопланктон произвеждат тези токсини, дори полезният фитопланктон може да навреди. Когато тези микроорганизми се размножават твърде бързо, създавайки плътна подложка на повърхността на водата, в резултат пренаселеността може да причини хипоксия или ниски нива на кислород във водата, което нарушава екосистема. Така наречените „кафяви приливи и отливи“, макар и да не са токсични, могат да покрият големи участъци от повърхността на водата, предотвратявайки слънчевата светлина от достигане отдолу и впоследствие унищожаване на онези растения и организмите, които зависят от тях за живот.