Τι είναι οι κύριοι παραγωγοί;

Οι πρωτογενείς παραγωγοί αποτελούν βασικό μέρος ενός οικοσυστήματος. Μπορούν να θεωρηθούν ως το πρώτο και πιο σημαντικό βήμα στην τροφική αλυσίδα. Μαζί με τους αποσυνθέτες, αποτελούν τη βάση ενός ιστού τροφίμων και μαζί οι πληθυσμοί τους αριθμούν περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο μέρος του ιστού. Οι πρωτογενείς παραγωγοί καταναλώνονται από πρωτογενείς καταναλωτές (γενικά φυτοφάγα), οι οποίοι στη συνέχεια καταναλώνονται από δευτερεύοντες καταναλωτές και ούτω καθεξής. Οι οργανισμοί στην κορυφή της αλυσίδας τελικά πεθαίνουν και στη συνέχεια καταναλώνονται από αποσυνθέτες, οι οποίοι διορθώνουν το επίπεδα αζώτου και παρέχουν το απαραίτητο οργανικό υλικό για την επόμενη γενιά πρωτογενούς παραγωγοί.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Οι πρωτογενείς παραγωγοί είναι το θεμέλιο ενός οικοσυστήματος. Αποτελούν τη βάση της τροφικής αλυσίδας δημιουργώντας τροφή μέσω φωτοσύνθεσης ή χημειοσύνθεσης.

Οι πρωτογενείς παραγωγοί είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση ενός οικοσυστήματος. Ζουν τόσο στα υδρόβια όσο και στα χερσαία οικοσυστήματα και παράγουν υδατάνθρακες απαραίτητους για να επιβιώσουν όσοι βρίσκονται στην ανώτερη τροφική αλυσίδα. Δεδομένου ότι είναι μικρά σε μέγεθος και μπορεί να είναι ευαίσθητα σε μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες, οικοσυστήματα με πιο διαφορετικοί πληθυσμοί πρωτογενών παραγωγών τείνουν να ευδοκιμούν περισσότερο από εκείνους με ομοιογενείς πληθυσμούς. Οι πρωτογενείς παραγωγοί αναπαράγονται γρήγορα. Αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της ζωής καθώς οι πληθυσμοί των ειδών γίνονται μικρότεροι καθώς προχωράτε στην τροφική αλυσίδα. Για παράδειγμα, μπορεί να χρειαστούν έως 100.000 λίβρες φυτοπλαγκτού για να τροφοδοτήσουν το ισοδύναμο μόνο μιας λίβρας αρπακτικού είδους στο πάνω άκρο της αλυσίδας.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι πρωτογενείς παραγωγοί χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να δημιουργήσουν τρόφιμα, επομένως το φως του ήλιου είναι απαραίτητος παράγοντας για το περιβάλλον τους. Ωστόσο, το φως του ήλιου δεν μπορεί να φτάσει σε περιοχές βαθιά σε σπηλιές και στα βάθη του ωκεανού, έτσι ορισμένοι πρωτογενείς παραγωγοί έχουν προσαρμοστεί για να επιβιώσουν. Οι πρωτογενείς παραγωγοί σε αυτά τα περιβάλλοντα χρησιμοποιούν χημειοσύνθεση αντ 'αυτού.

Οι πρωτογενείς παραγωγοί υδάτων περιλαμβάνουν φυτά, φύκια και βακτήρια. Σε περιοχές με ρηχά νερά, όπου το φως του ήλιου μπορεί να φτάσει στον πυθμένα, τα φυτά όπως τα φύκια και τα χόρτα είναι πρωταρχικοί παραγωγοί. Όπου το νερό είναι πολύ βαθύ για να φτάσει στον ήλιο, τα μικροσκοπικά φυτικά κύτταρα γνωστά ως φυτοπλαγκτόν παρέχουν το μεγαλύτερο μέρος της διατροφής για την υδρόβια ζωή. Το φυτοπλαγκτόν επηρεάζεται από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία και το ηλιακό φως καθώς και η διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών και η παρουσία φυτοφάγων θηρευτών.

Περίπου το ήμισυ της φωτοσύνθεσης συμβαίνει στους ωκεανούς. Εκεί, το φυτοπλαγκτόν παίρνει διοξείδιο του άνθρακα και νερό από τα περίχωρά τους και μπορούν να χρησιμοποιήσουν ενέργεια από τον ήλιο για να δημιουργήσουν υδατάνθρακες μέσω της διαδικασίας που είναι γνωστή ως φωτοσύνθεση. Ως η κύρια πηγή τροφής για το ζωοπλαγκτόν, αυτοί οι οργανισμοί αποτελούν τη βάση της τροφικής αλυσίδας για ολόκληρο τον ωκεανό. Με τη σειρά του, το ζωοπλαγκτόν, το οποίο περιλαμβάνει copepods, μέδουσες και ψάρια στο στάδιο της προνύμφης, παρέχει τροφή για φίλτρα που τροφοδοτούν οργανισμούς όπως δίθυρα και σφουγγάρια, καθώς και αμφίποδα, άλλες προνύμφες ψαριών και μικρά ψάρι. Εκείνα που δεν καταναλώνονται αμέσως τελικά πεθαίνουν και παρασύρονται στα χαμηλότερα επίπεδα ως υπολείμματα όπου μπορούν να καταναλωθούν από βαθέων υδάτων οργανισμών που φιλτράρουν την τροφή τους, όπως τα κοράλλια.

Στις περιοχές γλυκών υδάτων και ρηχών περιοχών αλμυρού νερού, οι παραγωγοί περιλαμβάνουν όχι μόνο φυτοπλαγκτόν όπως πράσινα φύκια, αλλά και υδρόβια φυτά όπως η θάλασσα χόρτα και φύκια ή μεγαλύτερα ριζωμένα φυτά που αναπτύσσονται στην επιφάνεια του νερού, όπως cattails και παρέχουν όχι μόνο τροφή, αλλά και καταφύγιο για μεγαλύτερα υδρόβια ζωή. Αυτά τα φυτά παρέχουν τροφή για έντομα, ψάρια και αμφίβια.

Το φως του ήλιου δεν μπορεί να φτάσει βαθιά στον πυθμένα του ωκεανού, αλλά οι πρωτογενείς παραγωγοί εξακολουθούν να ευδοκιμούν εκεί. Σε αυτά τα μέρη, οι μικροοργανισμοί συλλέγονται σε περιοχές όπως υδροθερμικοί εξαεριστήρες και κρύες διαρροές, όπου παίρνουν την ενέργειά τους από ο μεταβολισμός των γύρω ανόργανων υλικών, όπως οι χημικές ουσίες που διαρρέουν από τον πυθμένα και όχι από ηλιακό φως. Μπορούν επίσης να εγκατασταθούν σε σφάγια φαλαινών και ακόμη και ναυάγια, τα οποία δρουν ως πηγή οργανικού υλικού. Χρησιμοποιούν τη διαδικασία που ονομάζεται χημειοσύνθεση για να μετατρέψουν τον άνθρακα σε οργανική ύλη χρησιμοποιώντας υδρογόνο, υδρόθειο ή μεθάνιο ως πηγή ενέργειας.

Οι υδροθερμικοί μικροοργανισμοί ευδοκιμούν στα νερά γύρω από τις καμινάδες ή «μαύρους καπνιστές» που σχηματίζονται από τα αποθέματα θειούχου σιδήρου που αφήνονται από υδροθερμικούς αεραγωγούς στον πυθμένα του ωκεανού. Αυτά τα «μικρόβια εξαερισμού» είναι οι κύριοι παραγωγοί στον πυθμένα του ωκεανού και υποστηρίζουν ολόκληρα οικοσυστήματα. Χρησιμοποιούν τη χημική ενέργεια που βρίσκεται στα ορυκτά της θερμής πηγής για να δημιουργήσουν υδρόθειο. Αν και το υδρόθειο είναι τοξικό για τα περισσότερα ζώα, οι οργανισμοί που ζουν σε αυτούς τους υδροθερμικούς αεραγωγούς έχουν προσαρμοστεί και αντίθετα ευδοκιμούν.

Άλλα μικρόβια που απαντώνται συνήθως στους καπνιστές περιλαμβάνουν το Archaea, το οποίο συλλέγει αέριο υδρογόνο και απελευθερώνει μεθάνιο και βακτήρια πράσινου θείου. Αυτό απαιτεί τόσο χημική όσο και ελαφριά ενέργεια, την τελευταία που λαμβάνουν από την ελαφρά ραδιενεργή λάμψη που εκπέμπεται από γεωθερμικά θερμαινόμενους βράχους. Πολλά από αυτά τα λιθοτροπικά βακτήρια δημιουργούν χαλάκια γύρω από τον αεραγωγό που έχουν πάχος έως 3 εκατοστά και προσελκύουν πρωταρχικούς καταναλωτές (βοσκότοποι όπως σαλιγκάρια και scaleworms), οι οποίοι με τη σειρά τους προσελκύουν μεγαλύτερους θηρευτές.

Η χερσαία ή εδαφική τροφική αλυσίδα αποτελείται από μεγάλο αριθμό διαφορετικών οργανισμών, που κυμαίνονται από μικροσκοπικούς μονοκύτταρους παραγωγούς έως ορατά σκουλήκια, έντομα και φυτά. Οι κύριοι παραγωγοί περιλαμβάνουν φυτά, λειχήνες, βρύα, βακτήρια και φύκια. Οι πρωτογενείς παραγωγοί σε ένα επίγειο οικοσύστημα ζουν εντός και γύρω από τη βιολογική ύλη. Δεδομένου ότι δεν είναι κινητά, ζουν και μεγαλώνουν όπου υπάρχουν θρεπτικά συστατικά για τη διατήρησή τους. Παίρνουν θρεπτικά συστατικά από οργανική ύλη που αφήνονται στο έδαφος από αποσυνθέτες και τα μετατρέπουν σε τρόφιμα για τον εαυτό τους και άλλους οργανισμούς. Όπως τα υδρόβια αντίστοιχα, χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να μετατρέψουν θρεπτικά συστατικά και οργανικά υλικά από το έδαφος σε πηγές τροφίμων για να θρέψουν άλλα φυτά και ζώα. Επειδή αυτοί οι οργανισμοί απαιτούν ηλιακό φως για την επεξεργασία θρεπτικών ουσιών, ζουν πάνω ή κοντά στην επιφάνεια του εδάφους.

Ομοίως με τον πυθμένα του ωκεανού, το φως του ήλιου δεν φτάνει βαθιά στις σπηλιές. Γι 'αυτό το λόγο, οι βακτηριακές αποικίες σε μερικές σπηλιές ασβεστόλιθου είναι χημειοατροτροφικές, επίσης γνωστές ως «φαγητό βράχου». Αυτά τα βακτήρια, όπως αυτά στα βάθη του ωκεανού, παίρνουν τα απαραίτητη τροφή από τις ενώσεις αζώτου, θείου ή σιδήρου που βρίσκονται μέσα ή στην επιφάνεια των βράχων που έχουν μεταφερθεί εκεί με νερό που διαρρέει μέσω των πορωδών επιφάνεια.

Ενώ τα υδρόβια και χερσαία οικοσυστήματα είναι σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, υπάρχουν μέρη όπου τέμνονται. Σε αυτά τα σημεία, τα οικοσυστήματα αλληλεξαρτώνται. Οι όχθες ρευμάτων και ποταμών, για παράδειγμα, παρέχουν ορισμένες από τις πηγές τροφίμων για να υποστηρίξουν την τροφική αλυσίδα του ρεύματος. Οι χερσαίοι οργανισμοί καταναλώνουν επίσης υδρόβιους οργανισμούς. Τείνει να υπάρχει μεγαλύτερη ποικιλία οργανισμών όπου συναντώνται οι δύο. Υψηλότερα επίπεδα φυτοπλαγκτού, πιθανότατα λόγω μεγαλύτερης διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών και μεγαλύτερου χρόνου «παραμονής» έχουν βρεθεί σε συστήματα βάλτων από ό, τι σε κοντινές παράκτιες εκβολές. Οι μετρήσεις της παραγωγής φυτοπλαγκτού βρέθηκε να είναι υψηλότερες κοντά στις ακτές σε περιοχές όπου θρεπτικά συστατικά από τη γη ουσιαστικά «γονιμοποιούν» τον ωκεανό με άζωτο και φωσφόρο. Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγή φυτοπλαγκτού στην ακτή περιλαμβάνουν την ποσότητα του ηλιακού φωτός, τη θερμοκρασία του νερού και τις φυσικές διεργασίες όπως τα ρεύματα ανέμου και παλίρροιας. Όπως θα ήταν αναμενόμενο, λαμβάνοντας υπόψη αυτούς τους παράγοντες, η άνθηση του φυτοπλαγκτού μπορεί να είναι εποχική εμφάνιση, με υψηλότερα επίπεδα να καταγράφονται όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι πιο πλεονεκτικές.

Ένα άνυδρο έρημο οικοσύστημα δεν έχει σταθερή παροχή νερού, επομένως οι κύριοι παραγωγοί του, όπως τα φύκια και οι λειχήνες, περνούν κάποιες περιόδους χρόνου σε ανενεργή κατάσταση. Οι σπάνιες βροχές προκαλούν σύντομες περιόδους δραστηριότητας όπου οι οργανισμοί δρουν γρήγορα για να παράγουν θρεπτικά συστατικά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα θρεπτικά συστατικά αποθηκεύονται και απελευθερώνονται αργά μόνο εν αναμονή του επόμενου συμβάντος βροχής. Αυτή η προσαρμογή καθιστά δυνατή την επιβίωση των οργανισμών της ερήμου μακροπρόθεσμα. Βρίσκονται σε χώμα και πέτρες, καθώς και σε μερικές φτέρες και άλλα φυτά, αυτά τα poikilohydric φυτά είναι σε θέση να μεταβαίνουν μεταξύ ενεργών και ηρεμικών φάσεων ανάλογα με το αν είναι υγρό ή ξηρό. Αν και είναι στεγνά, φαίνεται να είναι νεκρά, στην πραγματικότητα βρίσκονται σε αδρανή κατάσταση και μεταμορφώνονται με την επόμενη βροχόπτωση. Μετά από μια βροχή, τα φύκια και οι λειχήνες ενεργοποιούνται φωτοσυνθετικά και (λόγω της ικανότητάς τους να αναπαραχθούν γρήγορα) παρέχουν πηγή τροφής για οργανισμούς υψηλότερου επιπέδου προτού η θερμότητα της ερήμου προκαλέσει το νερό εξατμίζομαι.

Σε αντίθεση με τους καταναλωτές υψηλότερου επιπέδου, όπως τα πουλιά και τα ζώα της ερήμου, οι πρωτογενείς παραγωγοί δεν είναι κινητοί και δεν μπορούν να μετακινηθούν σε πιο ευνοϊκές συνθήκες. Οι πιθανότητες επιβίωσης ενός οικοσυστήματος αυξάνονται με μεγαλύτερη ποικιλία παραγωγών καθώς η θερμοκρασία και οι βροχοπτώσεις αλλάζουν ανά εποχή. Οι συνθήκες που είναι σωστές για έναν οργανισμό μπορεί να μην είναι για τον άλλο, επομένως ωφελεί το οικοσύστημα όταν κάποιος μπορεί να είναι αδρανής, ενώ άλλος ευδοκιμεί. Άλλοι παράγοντες όπως η ποσότητα άμμου ή πηλού στο έδαφος, το επίπεδο αλατότητας και η παρουσία πετρωμάτων ή πετρών επηρεάζουν την κατακράτηση νερού και επηρεάζουν επίσης την ικανότητα των πρωτογενών παραγωγών να πολλαπλασιάζονται.

Στο άλλο άκρο, περιοχές που είναι πολλές φορές κρύες, όπως η Αρκτική, δεν μπορούν να υποστηρίξουν πολύ τη ζωή των φυτών. Η ζωή στην τούνδρα είναι σχεδόν ίδια με αυτή σε μια άνυδρη έρημο. Οι ποικίλες συνθήκες σημαίνουν ότι οι οργανισμοί μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε ορισμένες εποχές και πολλοί, συμπεριλαμβανομένων των πρωτογενών παραγωγών, βρίσκονται σε αδρανή φάση για ένα μέρος του έτους. Οι λειχήνες και τα βρύα είναι οι πιο συνηθισμένοι πρωτογενείς παραγωγοί της τούνδρας.

Ενώ ορισμένα βρύα της Αρκτικής ζουν κάτω από το χιόνι, ακριβώς πάνω από το μόνιμο πάγωμα, άλλα φυτά της Αρκτικής ζουν κάτω από το νερό. Η τήξη του θαλάσσιου πάγου την άνοιξη μαζί με την αυξημένη διαθεσιμότητα του ηλιακού φωτός ενεργοποιεί την παραγωγή φυκών στην περιοχή της Αρκτικής. Οι περιοχές με υψηλότερες συγκεντρώσεις νιτρικών αποδεικνύουν υψηλότερη παραγωγικότητα. Αυτό το φυτοπλαγκτόν ανθίζει κάτω από τον πάγο, και καθώς το επίπεδο του πάγου αραιώνεται και φτάνει στο ελάχιστο του ετήσιου, η παραγωγή των φυκιών πάγου επιβραδύνεται. Αυτό τείνει να συμπίπτει με την κίνηση των φυκών στον ωκεανό καθώς λιώνει το επίπεδο πάγου. Οι αυξήσεις της παραγωγής αντιστοιχούν σε περιόδους αύξησης πάχυνσης πάγου το φθινόπωρο, ενώ υπάρχει ακόμη σημαντικό ηλιακό φως. Όταν λιώνει ο θαλάσσιος πάγος, τα φύκια του πάγου απελευθερώνονται στο νερό και προστίθενται στην άνθιση του φυτοπλαγκτού, επηρεάζοντας τον πολικό θαλάσσιο ιστό των τροφίμων.

Αυτό το μεταβαλλόμενο μοτίβο ανάπτυξης και τήξης θαλάσσιου πάγου, μαζί με επαρκή ποσότητα θρεπτικών ουσιών, φαίνεται να είναι απαραίτητο για την παραγωγή φυκιών πάγου. Η αλλαγή συνθηκών, όπως ένα νωρίτερο ή γρηγορότερο τήγμα πάγου, μπορεί να μειώσει τα επίπεδα των φυκών πάγου, και μια αλλαγή στο χρονοδιάγραμμα της απελευθέρωσης φυκών θα μπορούσε να επηρεάσει την επιβίωση των καταναλωτών.

Οι ανθίσεις φυκιών μπορούν να εμφανιστούν σε σχεδόν οποιοδήποτε σώμα νερού. Μερικοί μπορεί να αποχρωματίσουν το νερό, να έχουν δυσάρεστη οσμή ή να κάνουν το νερό ή τα ψάρια να έχουν άσχημη γεύση, αλλά να μην είναι τοξικά. Ωστόσο, είναι αδύνατο να πει κανείς την ασφάλεια μιας άνθισης φυκών από το να την κοιτάξει. Έχουν αναφερθεί επιβλαβείς ανθίσεις φυκιών σε όλες τις παράκτιες πολιτείες των Ηνωμένων Πολιτειών καθώς και σε γλυκά νερά σε περισσότερες από τις μισές πολιτείες. Εμφανίζονται επίσης σε υφάλμυρα νερά. Αυτές οι ορατές αποικίες κυανοβακτηρίων ή μικροφυκών μπορεί να υπάρχουν σε διάφορα χρώματα όπως κόκκινο, μπλε, πράσινο, καφέ, κίτρινο ή πορτοκαλί. Μια επιβλαβής άνθηση φυκών αναπτύσσεται γρήγορα και επηρεάζει την υγεία των ζώων, των ανθρώπων και του περιβάλλοντος. Μπορεί να παράγει τοξίνες που μπορούν να δηλητηριάσουν οποιοδήποτε ζωντανό πράγμα που έρχεται σε επαφή με αυτό ή μπορεί να μολύνουν την υδρόβια ζωή και να προκαλέσουν ασθένεια όταν ένα άτομο ή ζώο τρώει τον μολυσμένο οργανισμό. Αυτές οι ανθίσεις μπορεί να προκληθούν από την αύξηση των θρεπτικών ουσιών στο νερό ή από αλλαγές στα θαλάσσια ρεύματα ή τη θερμοκρασία.

Αν και λίγα είδη φυτοπλαγκτού παράγουν αυτές τις τοξίνες, ακόμη και το ωφέλιμο φυτοπλαγκτόν μπορεί να είναι επιβλαβές. Όταν αυτοί οι μικροοργανισμοί πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα, δημιουργώντας ένα πυκνό στρώμα στην επιφάνεια του νερού, το Ο υπερπληθυσμός που προκαλείται μπορεί να προκαλέσει υποξία ή χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στο νερό, γεγονός που διαταράσσει το οικοσύστημα. Τα λεγόμενα «καφέ παλίρροια», ενώ δεν είναι τοξικά, μπορούν να καλύψουν μεγάλες περιοχές της επιφάνειας του νερού, αποτρέποντας το ηλιακό φως από το να φτάσετε κάτω και στη συνέχεια να σκοτώσετε εκείνα τα φυτά και τους οργανισμούς που εξαρτώνται από αυτά ΖΩΗ.