Les producteurs primaires sont une partie fondamentale d'un écosystème. Ils peuvent être considérés comme la première et la plus importante étape de la chaîne alimentaire. Avec les décomposeurs, ils constituent la base d'un réseau trophique et, ensemble, leurs populations sont plus nombreuses que toute autre partie du réseau. Les producteurs primaires sont consommés par des consommateurs primaires (généralement des herbivores), qui sont ensuite consommés par des consommateurs secondaires et ainsi de suite. Les organismes en haut de la chaîne finissent par mourir et sont ensuite consommés par les décomposeurs, qui fixent le niveaux d'azote et fournir la matière organique nécessaire à la prochaine génération de producteurs.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les producteurs primaires sont le fondement d'un écosystème. Ils forment la base de la chaîne alimentaire en créant de la nourriture par photosynthèse ou chimiosynthèse.
Les producteurs primaires sont essentiels à la survie d'un écosystème. Ils vivent à la fois dans les écosystèmes aquatiques et terrestres et produisent les glucides nécessaires à la survie des personnes situées plus haut dans la chaîne alimentaire. Étant donné qu'ils sont de petite taille et peuvent être sensibles à des conditions environnementales changeantes, les écosystèmes avec les populations plus diversifiées de producteurs primaires ont tendance à prospérer davantage que celles dont les populations sont homogènes. Les producteurs primaires se reproduisent rapidement. Cela est nécessaire pour maintenir la vie car les populations de l'espèce diminuent au fur et à mesure que vous montez dans la chaîne alimentaire. Par exemple, jusqu'à 100 000 livres de phytoplancton peuvent être nécessaires pour nourrir l'équivalent d'une livre seulement d'une espèce prédatrice à l'extrémité supérieure de la chaîne.
Dans la plupart des cas, les producteurs primaires utilisent la photosynthèse pour créer de la nourriture, la lumière du soleil est donc un facteur nécessaire pour leur environnement. Cependant, la lumière du soleil ne peut pas atteindre les zones profondes des grottes et des profondeurs océaniques, de sorte que certains producteurs primaires se sont adaptés pour survivre. Les producteurs primaires dans ces environnements utilisent plutôt la chimiosynthèse.
La chaîne alimentaire aquatique
Les producteurs primaires aquatiques comprennent les plantes, les algues et les bactéries. Dans les zones d'eau peu profonde, où la lumière du soleil peut atteindre le fond, les plantes telles que les algues et les graminées sont les principaux producteurs. Là où l'eau est trop profonde pour que la lumière du soleil atteigne le fond, les cellules végétales microscopiques connues sous le nom de phytoplancton fournissent la majeure partie de la subsistance de la vie aquatique. Le phytoplancton est affecté par des facteurs environnementaux tels que la température et la lumière du soleil ainsi que la disponibilité des nutriments et la présence de prédateurs herbivores.
Environ la moitié de la photosynthèse se produit dans les océans. Là-bas, le phytoplancton absorbe le dioxyde de carbone et l'eau de son environnement et peut utiliser l'énergie du soleil pour créer des glucides grâce au processus connu sous le nom de photosynthèse. En tant que principale source de nourriture pour le zooplancton, ces organismes forment la base de la chaîne alimentaire pour l'ensemble de la population océanique. À son tour, le zooplancton, qui comprend les copépodes, les méduses et les poissons au stade larvaire, fournit de la nourriture aux organismes filtreurs tels que les bivalves et les éponges ainsi que les amphipodes, d'autres larves de poissons et de petits poisson. Ceux qui ne sont pas consommés tout de suite finissent par mourir et dérivent vers les niveaux inférieurs sous forme de détritus où ils peuvent être consommés par des organismes des grands fonds qui filtrent leur nourriture, comme le corail.
Dans les zones d'eau douce et les zones d'eau salée peu profondes, les producteurs incluent non seulement le phytoplancton comme les algues vertes, mais aussi les plantes aquatiques comme la mer graminées et algues ou plantes à racines plus grosses qui poussent à la surface de l'eau comme les quenouilles et fournissent non seulement de la nourriture mais aussi un abri pour les plus gros la vie aquatique. Ces plantes fournissent de la nourriture pour les insectes, les poissons et les amphibiens.
La lumière du soleil ne peut pas atteindre le fond de l'océan, mais les producteurs primaires y prospèrent toujours. Dans ces endroits, les micro-organismes se rassemblent dans des zones telles que les bouches hydrothermales et les suintements froids, où ils tirent leur énergie de le métabolisme des matériaux inorganiques environnants, tels que les produits chimiques qui s'infiltrent du fond marin plutôt que de lumière du soleil. Ils peuvent également se déposer sur des carcasses de baleines et même sur des épaves, qui constituent une source de matière organique. Ils utilisent le processus appelé chimiosynthèse pour convertir le carbone en matière organique en utilisant de l'hydrogène, du sulfure d'hydrogène ou du méthane comme source d'énergie.
Les micro-organismes hydrothermaux se développent dans les eaux autour des cheminées ou « fumeurs noirs » qui se forment à partir des dépôts de sulfure de fer laissés par les cheminées hydrothermales au fond de l'océan. Ces « microbes de ventilation » sont les principaux producteurs au fond des océans et soutiennent des écosystèmes entiers. Ils utilisent l'énergie chimique trouvée dans les minéraux de la source chaude pour créer du sulfure d'hydrogène. Bien que le sulfure d'hydrogène soit toxique pour la plupart des animaux, les organismes vivant dans ces sources hydrothermales se sont adaptés et prospèrent à la place.
Parmi les autres microbes que l'on trouve couramment sur les fumeurs, citons les Archaea, qui récoltent de l'hydrogène gazeux et libèrent du méthane et des bactéries de soufre vert. Cela nécessite à la fois de l'énergie chimique et de l'énergie lumineuse, cette dernière qu'ils obtiennent à partir de la légère lueur radioactive émise par les roches chauffées par géothermie. Beaucoup de ces bactéries lithotropes créent des tapis autour de l'évent qui mesurent jusqu'à 3 centimètres d'épaisseur et attirent les consommateurs primaires (brouteurs comme les escargots et les vers à écailles), qui à leur tour attirent de plus gros prédateurs.
Chaîne alimentaire terrestre
La chaîne alimentaire terrestre ou du sol est composée d'un grand nombre d'organismes divers, allant des producteurs unicellulaires microscopiques aux vers, insectes et plantes visibles. Les principaux producteurs sont les plantes, les lichens, les mousses, les bactéries et les algues. Les producteurs primaires d'un écosystème terrestre vivent dans et autour de la matière organique. Comme ils ne sont pas mobiles, ils vivent et poussent là où il y a des nutriments pour les soutenir. Ils prennent les nutriments de la matière organique laissée dans le sol par les décomposeurs et les transforment en nourriture pour eux-mêmes et pour d'autres organismes. Comme leurs homologues aquatiques, ils utilisent la photosynthèse pour convertir les nutriments et les matières organiques du sol en sources de nourriture pour nourrir d'autres plantes et animaux. Parce que ces organismes ont besoin de la lumière du soleil pour traiter les nutriments, ils vivent sur ou près de la surface du sol.
Comme au fond de l'océan, la lumière du soleil n'atteint pas les profondeurs des grottes. Pour cette raison, les colonies bactériennes dans certaines grottes calcaires sont chimio-autotrophes, également appelées « mangeuses de roches ». Ces bactéries, comme celles des profondeurs océaniques, tirent leur nourriture nécessaire à partir des composés d'azote, de soufre ou de fer trouvés dans ou à la surface des roches qui y ont été transportées par l'eau s'infiltrant à travers le poreux surface.
Là où l'eau rencontre la terre
Alors que les écosystèmes aquatiques et terrestres sont largement indépendants les uns des autres, il existe des endroits où ils se croisent. À ces points, les écosystèmes sont interdépendants. Les rives des ruisseaux et des rivières, par exemple, fournissent certaines des sources de nourriture pour soutenir la chaîne alimentaire du ruisseau; les organismes terrestres consomment également les organismes aquatiques. Il y a généralement une plus grande diversité d'organismes là où les deux se rencontrent. Des niveaux plus élevés de phytoplancton, probablement dus à une plus grande disponibilité de nutriments et à un temps de « résidence » plus long, ont été trouvés dans les systèmes marécageux que dans les estuaires côtiers voisins. Les mesures de la production de phytoplancton se sont avérées plus élevées près des rivages dans les zones où les nutriments provenant de la terre « fertilisent » essentiellement l'océan avec de l'azote et du phosphore. D'autres facteurs qui affectent la production de phytoplancton sur un rivage comprennent la quantité d'ensoleillement, la température de l'eau et des processus physiques tels que le vent et les courants de marée. Comme on pouvait s'y attendre compte tenu de ces facteurs, la prolifération de phytoplancton peut être un phénomène saisonnier, avec des niveaux plus élevés enregistrés lorsque les conditions environnementales sont plus favorables.
Producteurs primaires dans des conditions extrêmes
Un écosystème désertique aride n'a pas un approvisionnement en eau constant, de sorte que ses principaux producteurs, tels que les algues et les lichens, passent quelques périodes dans un état inactif. Des pluies peu fréquentes entraînent de brèves périodes d'activité pendant lesquelles les organismes agissent rapidement pour produire des nutriments. Dans certains cas, ces nutriments sont ensuite stockés et ne sont libérés que lentement en prévision de la prochaine pluie. C'est cette adaptation qui permet aux organismes du désert de survivre à long terme. Présentes sur le sol et les pierres ainsi que sur certaines fougères et autres plantes, ces plantes poïkilohydriques sont capables de faire la transition entre les phases actives et de repos selon qu'elles sont humides ou sèches. Bien que lorsqu'ils sont secs, ils semblent morts, ils sont en fait dans un état de dormance et se transforment avec la prochaine pluie. Après une pluie, les algues et les lichens deviennent photosynthétiquement actifs et (en raison de leur capacité à se reproduire rapidement) fournissent une source de nourriture pour les organismes de niveau supérieur avant que la chaleur du désert évaporer.
Contrairement aux consommateurs de niveau supérieur tels que les oiseaux et les animaux du désert, les producteurs primaires ne sont pas mobiles et ne peuvent pas se réinstaller dans des conditions plus favorables. Les chances de survie d'un écosystème augmentent avec une plus grande diversité de producteurs à mesure que la température et les précipitations changent selon les saisons. Les conditions qui conviennent à un organisme peuvent ne pas l'être à un autre, donc cela profite à l'écosystème lorsqu'un organisme peut être en sommeil tandis qu'un autre prospère. D'autres facteurs tels que la quantité de sable ou d'argile dans le sol, le niveau de salinité et la présence de roches ou de pierres ont un impact sur la rétention d'eau et influencent également la capacité des producteurs primaires à se multiplier.
À l'autre extrême, les régions froides la plupart du temps, comme l'Arctique, sont incapables de supporter une grande partie de la vie végétale. La vie dans la toundra est à peu près la même que dans un désert aride. Des conditions variables signifient que les organismes ne peuvent prospérer qu'à certaines saisons et que nombre d'entre eux, y compris les producteurs primaires, vivent en dormance pendant une partie de l'année. Les lichens et les mousses sont les principaux producteurs primaires de la toundra.
Alors que certaines mousses arctiques vivent sous la neige, juste au-dessus du pergélisol, d'autres plantes arctiques vivent sous l'eau. La fonte de la banquise au printemps et la disponibilité accrue de la lumière du soleil déclenchent la production d'algues dans la région arctique. Les zones avec des concentrations plus élevées de nitrate montrent une productivité plus élevée. Ce phytoplancton fleurit sous la glace, et à mesure que le niveau de glace s'amincit et atteint son minimum annuel, la production d'algues de glace ralentit. Cela a tendance à coïncider avec le mouvement des algues dans l'océan à mesure que le niveau de la glace fond. Les augmentations de production correspondent à des périodes d'augmentation de l'épaississement de la glace à l'automne, alors qu'il y a encore un ensoleillement important. Lorsque la banquise fond, les algues de glace sont libérées dans l'eau et s'ajoutent à la prolifération de phytoplancton, affectant ainsi le réseau trophique marin polaire.
Ce modèle changeant de croissance et de fonte de la glace de mer, ainsi qu'un apport suffisant de nutriments, semblent être nécessaires à la production d'algues de glace. Des conditions changeantes telles qu'une fonte des glaces plus précoce ou plus rapide peuvent réduire les niveaux d'algues des glaces, et un changement dans le moment de la libération des algues pourrait avoir une incidence sur la survie des consommateurs.
Fleurs d'algues nuisibles
Les proliférations d'algues peuvent se produire dans presque tous les plans d'eau. Certains peuvent décolorer l'eau, avoir une odeur nauséabonde ou donner un mauvais goût à l'eau ou au poisson, mais ne pas être toxiques. Cependant, il est impossible de dire la sécurité d'une prolifération d'algues en la regardant. Des proliférations d'algues nuisibles ont été signalées dans tous les États côtiers des États-Unis ainsi que dans les eaux douces de plus de la moitié des États. Ils se produisent également dans les eaux saumâtres. Ces colonies visibles de cyanobactéries ou de microalgues peuvent être présentes dans une variété de couleurs telles que le rouge, le bleu, le vert, le marron, le jaune ou l'orange. Une prolifération d'algues nuisibles se développe rapidement et affecte la santé animale, humaine et environnementale. Il peut produire des toxines qui peuvent empoisonner tout être vivant qui entre en contact avec lui, ou il peut contaminer la vie aquatique et causer des maladies lorsqu'une personne ou un animal mange l'organisme infecté. Ces proliférations peuvent être causées par une augmentation des nutriments dans l'eau ou des changements dans les courants marins ou la température.
Bien que peu d'espèces de phytoplancton produisent ces toxines, même le phytoplancton bénéfique peut être dommageable. Lorsque ces micro-organismes se multiplient trop rapidement, créant un tapis dense à la surface de l'eau, le la surpopulation qui en résulte peut provoquer une hypoxie ou de faibles niveaux d'oxygène dans l'eau, ce qui perturbe la écosystème. Les soi-disant «marées brunes», bien que non toxiques, peuvent couvrir de vastes zones de la surface de l'eau, empêchant la lumière du soleil d'atteindre le bas et de tuer par la suite ces plantes et les organismes qui en dépendent pour vie.