אילו שני גורמים משפיעים על התפוקה הפוטוסינתטית של האזור?

בניגוד לחומרים מזינים ש מחזור דרך מערכות אקולוגיות, אֵנֶרְגִיָה זורם דרכם. משמעות הדבר היא כי אנרגיה חייבת להיכנס למערכת האקולוגית בנקודת התחלה ואז היא עוברת מאורגניזם אחד למשנהו עד שהיא מנוצלת ואובדת לחלוטין. ללא אותו שלב ראשוני המאפשר לאנרגיה לזרום למערכת האקולוגית, החיים על כדור הארץ יפסיקו להתקיים כפי שאנו מכירים זאת.

מה אחראי לאפשר כניסת אנרגיה לראשונה למערכת האקולוגית? העבודה שוכבת עם מפיקים, מוכר גם בשם אוטוטרופים. אורגניזמים אלה מסוגלים ליצור אנרגיה כימית משלהם ולעתים קרובות לעשות זאת באמצעות פוטוסינתזה.

אורגניזמים פוטוסינתטיים אלה מסתמכים על גישה לאור השמש וגם על חומרים מזינים על מנת לייצר אנרגיה. ניתן למדוד את התפוקה והיעילות של אורגניזמים פוטוסינתטיים. זה נקרא פרודוקטיביות פוטוסינתטית (או פריון ראשוני) ומושפע ישירות ממה שהיצרנים מסתמכים עליו: אוֹר שֶׁמֶשׁ ו חומרים מזינים.

אורגניזמים פוטוסינתטיים כמו צמחים, כמה חיידקים ואצות ידועים כ"שער "לאנרגיה להיכנס למערכות אקולוגיות. הסיבה לכך היא שהם משתמשים בביצוע פחמן דו חמצני סביבתי, מים ואנרגיית שמש (aka אור שמש) פוטוסינתזה, אשר ממיר את אנרגיית השמש לאנרגיה כימית שמיש בצורת גלוקוז.

ללא צעד זה, לא תהיה שום דרך לאנרגיה להיכנס למערכות אקולוגיות כדי לגשת לרמות / אורגניזמים הבאים.

פרודוקטיביות פוטוסינתטית, המכונה גם תפוקה ראשונית, הוא הקצב שמוסיפים אנרגיה לאורגניזמים כביומסה אצל יצרנים במערכת אקולוגית (כמות חומר המרכיבה את גופם של אורגניזמים).

ניתן למדוד פרודוקטיביות לכל סוג אורגניזם ורמה טרופית, אך פרודוקטיביות פוטוסינתטית מודד באופן ספציפי את קצב הוספת האנרגיה לביומסה של יצרנים פוטוסינתטיים כמו צמחים, חיידקים ו אַצוֹת.

הנוסחה והתגובה הכימית לפוטוסינתזה נראות כך:

6H₂O (מים) + 6CO₂ (פחמן דו חמצני) + אור שמש → ג₆ה₁₂או₆ (גלוקוז) + 6O₂ (חַמצָן)

כשמסתכלים על הדרישות האלה לפוטוסינתזה, זה הגיוני אוֹר שֶׁמֶשׁ ו זמינות חומרים מזינים הם הגורמים המשפיעים על התפוקה העיקרית במערכות אקולוגיות מכיוון שאלו הם הגורמים הנדרשים להופעת פוטוסינתזה.

אור השמש, aka אנרגיה סולארית, הוא מה שמניע את הפוטוסינתזה להתרחש. באזורים שבהם יש מעט או אין אור שמש ישיר, התפוקה הפוטוסינתטית הכוללת הולכת להיות נמוכה יותר מכיוון שיש פחות אנרגיה להניע את התגובה.

זו הסיבה שרוב החיים הפוטוסינתטיים במערכות אקולוגיות במים הם רק על מפלסי המים (מפני השטח עד 656 מטר מתחת) מכיוון שהאור לא באמת יכול לחדור עמוק מזה.

זו גם הסיבה שהפריון הפוטוסינתטי גבוה יותר באזורים הקרובים יותר לקו המשווה (שם יש אור השמש הישיר ביותר) והנמוך ביותר באזורי הקוטב. זו גם הסיבה לכך שאזורים ללא אור כלשהו הם בעלי תפוקה ראשונית ראשית של אפס מכיוון שלא יכולה להתקיים פוטוסינתזה.

לדוגמא, א יער טרופי בעל אחוזי הפריון הראשוניים הגבוהים ביותר בגלל קרבתו לקו המשווה. א כרי דשא ממוזג בארה"ב תהיה תפוקה נמוכה יותר מיערות הגשם הטרופיים בקו המשווה בגלל כמות נמוכה יותר של אור שמש זמין בקו רוחב זה.

זמינות התזונה היא הגורם השני שמשפיע על התפוקה הפוטוסינתטית של האזור. מלבד גישה למים ופחמן דו חמצני, אורגניזמים פוטוסינתטיים זקוקים לחומרים מזינים על מנת שתאיהם וכלורופלסטים יתפקדו ויבצעו את התגובה המטבולית.

מדענים גילו שכולם מגנזיום, ברזל, גופרית, זרחן וחנקן גורמים מגבילים לתפוקה פוטוסינתטית.

משמעות הדבר היא שגורמים וחומרי מזון אלה יכולים להגביל את מידת הפוטוסינתזה היצרנית גם אם אור השמש מוגזם. לדוגמה, אוקיינוס ​​פתוח מים מקבלים כמויות גדולות של אור שמש ישיר. אך מכיוון שלמים האלה יש חיים כה מעטים וגישה לחומרים מזינים, התפוקה הפוטוסינתטית נמוכה מאוד.

רמות התזונה מושפעות ממספר גורמים אחרים, כולל:

• יְרִידַת גְשָׁמִים
• סוג הקרקע
• אורגניזמים במערכת אקולוגית
• פורקים
• חיידקים מקבעים חנקן
• אירועי טבע (התפרצות געשית, שריפות, אסונות טבע וכו ')
• זרמי ים ו / או רוח
• אַקלִים
• מיקום גאוגרפי