Kas yra pirminiai gamintojai?

Pirminiai gamintojai yra pagrindinė ekosistemos dalis. Jie gali būti laikomi pirmuoju ir svarbiausiu žingsniu maisto grandinėje. Kartu su skaidytojais jie sudaro maisto tinklo pagrindą ir kartu jų populiacijos yra daugiau nei bet kurioje kitoje tinklo dalyje. Pirminius gamintojus vartoja pirminiai vartotojai (paprastai žolėdžiai gyvūnai), kuriuos paskui vartoja antriniai vartotojai ir pan. Grandinės viršuje esantys organizmai galiausiai žūva, o vėliau juos sunaudoja skaidytojai, kurie fiksuoja azoto lygis ir organinė medžiaga, reikalinga naujos kartos pirminėms medžiagoms gamintojai.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Pirminiai gamintojai yra ekosistemos pagrindas. Jie sudaro maisto grandinės pagrindą kurdami maistą fotosintezės ar chemosintezės būdu.

Pirminiai gamintojai yra gyvybiškai svarbūs ekosistemos išlikimui. Jie gyvena vandens ir sausumos ekosistemose ir gamina angliavandenius, reikalingus aukščiau maisto grandinėje esantiems žmonėms išgyventi. Kadangi jie yra mažo dydžio ir gali būti jautrūs kintančioms aplinkos sąlygoms, ekosistemoms įvairesnės pirminių gamintojų populiacijos dažniausiai klesti labiau nei tos, kurių populiacija yra vienalytė. Pirminiai gamintojai greitai dauginasi. Tai reikalinga gyvybei palaikyti, nes einant maisto grandine rūšių rūšių populiacija mažėja. Pavyzdžiui, gali prireikti iki 100 000 svarų fitoplanktono, kad grandinės viršutiniame gale būtų paduodamas tik vieno svaro plėšrūnų rūšių ekvivalentas.

Daugeliu atvejų pirminiai gamintojai maistui kurti naudoja fotosintezę, todėl saulės šviesa yra būtinas jų aplinkos veiksnys. Tačiau saulės spinduliai negali pasiekti giliai urvuose ir vandenynų gelmėse esančių sričių, todėl kai kurie pirminiai gamintojai prisitaikė tam, kad išgyventų. Pirminiai gamintojai toje aplinkoje vietoj to naudoja chemosintezę.

Pirminiai vandens gamintojai yra augalai, dumbliai ir bakterijos. Seklaus vandens vietose, kur saulės spinduliai gali pasiekti dugną, tokie augalai kaip jūros dumbliai ir žolės yra pirminiai augintojai. Ten, kur vanduo yra per gilus, kad saulės spinduliai nepatektų į dugną, mikroskopinės augalų ląstelės, žinomos kaip fitoplanktonas, teikia didžiąją vandens gyvybės išlaikymo dalį. Fitoplanktoną veikia tokie aplinkos veiksniai kaip temperatūra ir saulės spinduliai, taip pat maistinių medžiagų prieinamumas ir žolėdžių plėšrūnų buvimas.

Maždaug pusė visos fotosintezės vyksta vandenynuose. Ten fitoplanktonas ima anglies dvideginį ir vandenį iš savo aplinkos ir gali panaudoti saulės energiją angliavandeniams sukurti, vadinamą fotosintezės procesu. Šie organizmai, kaip pagrindinis zooplanktono maisto šaltinis, sudaro visos vandenyno populiacijos maisto grandinės pagrindą. Savo ruožtu zooplanktonas, kuriame yra kopūstai, medūzos ir žuvys lervų stadijoje, teikia maistą organizmai, maitinantys filtrus, tokie kaip dvigeldžiai ir kempinės, taip pat amfipodai, kitos žuvų lervos ir smulkios žuvis. Tie, kurie nėra suvartojami iš karto, galiausiai miršta ir nukrenta į žemesnį lygį kaip detritas, kur juos gali vartoti giliavandeniai organizmai, filtruojantys jų maistą, pavyzdžiui, koralai.

Gėlavandenėse ir sekliose druskingose ​​vietovėse gamintojai apima ne tik fitoplanktoną, pvz., Žaliuosius dumblius, bet ir vandens augalus, tokius kaip jūra. žolės ir jūros dumbliai ar stambesni šakniavaisiai, augantys vandens paviršiuje, pavyzdžiui, katžolės ir ne tik maistu, bet ir pastoge didesniems vandens gyvybė. Šie augalai suteikia maistą vabzdžiams, žuvims ir varliagyviams.

Saulės šviesa negali pasiekti giliai vandenyno dugne, tačiau pirminiai gamintojai vis dar ten klesti. Šiose vietose mikroorganizmai kaupiasi tokiose vietose kaip hidroterminės angos ir šalčio nuotėkis, kur jie gauna energijos aplinkinių neorganinių medžiagų, tokių kaip chemikalai, kurie prasiskverbia iš jūros dugno, o ne iš, metabolizmas saulės spindulių. Jie taip pat gali įsikurti ant banginių skerdenų ir net laivo nuolaužų, kurios veikia kaip organinės medžiagos šaltinis. Jie naudoja procesą vadinamu chemosinteze, kad anglį paverstų organinėmis medžiagomis, naudojant vandenilį, vandenilio sulfidą ar metaną kaip energijos šaltinį.

Hidroterminiai mikroorganizmai klesti vandenyse aplink kaminus ar „juoduosius rūkalius“, kurie susidaro iš geležies sulfido nuosėdų, kurias vandenyno dugne paliko hidroterminės angos. Šie „ventiliaciniai mikrobai“ yra pagrindiniai vandenyno dugno gamintojai ir palaiko visas ekosistemas. Jie naudoja vandenilio sulfidui sukurti karštojo šaltinio mineraluose esančią cheminę energiją. Nors vandenilio sulfidas yra toksiškas daugumai gyvūnų, organizmai, gyvenantys šiose hidroterminėse angose, prisitaikė ir klestėjo.

Kiti mikrobai, dažniausiai randami rūkančiuose, yra Archaea, kurie surenka vandenilio dujas ir išskiria metano bei žaliosios sieros bakterijas. Tam reikalinga ir cheminė, ir šviesos energija, pastarąją jie gauna iš nedidelio radioaktyvaus spindesio, kurį skleidžia geotermiškai kaitinamos uolienos. Daugelis šių litotropinių bakterijų aplink ventiliacijos angą sukuria kilimėlius, kurių storis yra iki 3 centimetrų ir pritraukia pirminius vartotojus (ganytojai, tokie kaip sraigės ir kirmėlės), o tai savo ruožtu pritraukia didesnius plėšrūnus.

Žemės ar dirvožemio maisto grandinę sudaro daugybė įvairių organizmų, pradedant mikroskopiniais vienaląsčiais augintojais ir baigiant matomais kirminais, vabzdžiais ir augalais. Pagrindiniai augintojai yra augalai, kerpės, samanos, bakterijos ir dumbliai. Pirminiai sausumos ekosistemos gamintojai gyvena organinėse medžiagose ir šalia jų. Kadangi jie nėra judrūs, jie gyvena ir auga ten, kur yra maistinių medžiagų jiems palaikyti. Jie ima maistines medžiagas iš organinių medžiagų, kurias dirvožemyje palieka skaidytojai, ir paverčia jas maistu sau ir kitiems organizmams. Kaip ir jų kolegos vandens telkiniuose, jie naudoja fotosintezę, kad maistines medžiagas ir organines medžiagas iš dirvožemio paverstų maisto šaltiniais, kad galėtų maitinti kitus augalus ir gyvūnus. Kadangi šiems organizmams reikalingos saulės šviesos apdoroti maistines medžiagas, jie gyvena dirvožemio paviršiuje arba šalia jo.

Panašiai kaip vandenyno dugne, saulės spinduliai nepasiekia giliai urvuose. Dėl šios priežasties bakterijų kolonijos kai kuriuose kalkakmenio urvuose yra chemoautotrofinės, dar vadinamos „uolienų valgymu“. Šios bakterijos, kaip ir vandenyno gelmėse, jų gauna būtinas maistas iš azoto, sieros ar geležies junginių, esančių uolienose ar ant jų, kuriuos ten pateko vanduo, prasiskverbiantis per akytas paviršius.

Nors vandens ir sausumos ekosistemos iš esmės nepriklauso viena nuo kitos, yra vietų, kur jos susikerta. Šiose vietose ekosistemos yra tarpusavyje susijusios. Pavyzdžiui, upelių ir upių krantai teikia tam tikrus maisto šaltinius upelio maisto grandinei palaikyti; sausumos organizmai taip pat vartoja vandens organizmus. Ten, kur abu susitinka, būna didesnė organizmų įvairovė. Pelkių sistemose nustatytas didesnis fitoplanktono lygis, greičiausiai dėl didesnio maistinių medžiagų prieinamumo ir ilgesnio „buvimo“ laiko, nei gretimose pakrančių žiotyse. Nustatyta, kad fitoplanktono produkcijos matavimai yra didesni šalia kranto linijų tose vietose, kur sausumos maistinės medžiagos iš esmės „apvaisina“ vandenyną azotu ir fosforu. Kiti veiksniai, turintys įtakos fitoplanktono gamybai pakrantėje, yra saulės spindulių kiekis, vandens temperatūra ir fiziniai procesai, tokie kaip vėjo ir potvynio srovės. Kaip ir galima tikėtis, atsižvelgiant į šiuos veiksnius, fitoplanktono žydėjimas gali būti sezoninis, o aukštesnis lygis užfiksuojamas, kai aplinkos sąlygos yra palankesnės.

Sausoje dykumos ekosistemoje nėra nuoseklaus vandens tiekimo, todėl jos pirminiai augintojai, pavyzdžiui, dumbliai ir kerpės, tam tikrą laiką praleidžia neaktyvioje būsenoje. Nedažni lietūs lemia trumpus veiklos laikotarpius, kai organizmai veikia greitai ir gamina maistines medžiagas. Kai kuriais atvejais šios maistinės medžiagos yra sandėliuojamos ir išleidžiamos tik lėtai, tikintis kito lietaus. Būtent ši adaptacija leidžia dykumų organizmams išgyventi ilgą laiką. Šie poikilohidriniai augalai, randami ant dirvožemio ir akmenų, taip pat ant kai kurių paparčių ir kitų augalų, gali pereiti tarp aktyviosios ir ramybės fazių, priklausomai nuo to, ar jie drėgni, ar sausi. Nors, kai jie yra sausi, atrodo, kad jie yra negyvi, jie iš tikrųjų yra ramybės būsenoje ir transformuojasi su kitais krituliais. Po lietaus dumbliai ir kerpės tampa fotosintetiškai aktyvūs ir (dėl savo gebėjimo daugintis greitai) tiekia maisto šaltinį aukštesnio lygio organizmams, kol dykumos karštis nesukelia vandens išgarinti.

Skirtingai nuo aukštesnio lygio vartotojų, tokių kaip paukščiai ir dykumos gyvūnai, pirminiai gamintojai nėra mobilūs ir negali persikelti į palankesnes sąlygas. Ekosistemos išgyvenimo tikimybė didėja didėjant gamintojų įvairovei, nes temperatūra ir krituliai keičiasi pagal sezoną. Vienam organizmui tinkamos sąlygos gali nebūti kitam, todėl tai naudinga ekosistemai, kai vienas gali būti neveikiantis, o kitas klesti. Kiti veiksniai, tokie kaip smėlio ar molio kiekis dirvožemyje, druskingumo lygis ir uolienų ar akmenų buvimas daro įtaką vandens sulaikymui ir taip pat daro įtaką pirminių gamintojų gebėjimui daugintis.

Kitame kraštutinume vietovės, kuriose dažniausiai būna šalta, pavyzdžiui, Arkties regionas, negali palaikyti daugelio augalų gyvenimo. Gyvenimas tundroje yra beveik toks pat kaip sausringoje dykumoje. Skirtingos sąlygos reiškia, kad organizmai gali klestėti tik tam tikrais metų laikais, o daugelis, įskaitant pirminius augintojus, dalį metų egzistuoja ramybės būsenoje. Kerpės ir samanos yra dažniausiai paplitę tundros augintojai.

Kai kurios Arkties samanos gyvena po sniegu, tiesiai virš amžino įšalo, kiti Arkties augalai gyvena po vandeniu. Jūros ledo tirpimas pavasarį kartu su padidėjusiu saulės spindulių kiekiu sukelia dumblių gamybą Arkties regione. Didesnės nitratų koncentracijos vietovėse produktyvumas didesnis. Šis fitoplanktonas žydi po ledu, o ledo lygiui retėjant ir pasiekus metinį minimumą, ledo dumblių gamyba sulėtėja. Tai paprastai sutampa su dumblių judėjimu į vandenyną tirpstant dugno ledo lygiui. Produkcijos padidėjimas atitinka ledo tirštėjimo periodų didėjimo periodus rudenį, o saulės spindulių vis dar yra. Tirpstant jūros ledui, ledo dumbliai išleidžiami į vandenį ir pridedami prie fitoplanktono žydėjimo, paveikiant poliarinį jūrų maisto tinklą.

Šis besikeičiantis jūros ledo augimo ir tirpimo modelis kartu su pakankamu maistinių medžiagų kiekiu yra būtinas ledo dumbliams gaminti. Kintančios sąlygos, pavyzdžiui, ankstesnis ar greitesnis ledo tirpimas, gali sumažinti ledo dumblių lygį, o dumblių išleidimo laiko pasikeitimas gali turėti įtakos vartotojų išgyvenimui.

Dumbliai gali žydėti beveik bet kuriame vandens telkinyje. Kai kurie gali pakeisti vandens spalvą, turėti nemalonų kvapą arba priversti vandenį ar žuvį skonis, bet nebūti toksiški. Tačiau neįmanoma pasakyti apie dumblių žydėjimo saugumą žiūrint į jį. Buvo pranešta apie žalingą dumblių žydėjimą visose JAV pakrantės valstijose, taip pat gėluose vandenyse daugiau nei pusėje valstijų. Jų pasitaiko ir sūriuose vandenyse. Šios matomos melsvadumblių ar mikrodumblių kolonijos gali būti įvairių spalvų, pavyzdžiui, raudonos, mėlynos, žalios, rudos, geltonos arba oranžinės. Kenksmingas dumblių žydėjimas sparčiai auga ir daro įtaką gyvūnų, žmonių ir aplinkos sveikatai. Jis gali gaminti toksinus, kurie gali užnuodyti bet kokį gyvą daiktą, kuris liečiasi su juo, arba gali užteršti vandens gyvybes ir sukelti ligas, kai žmogus ar gyvūnas valgo užkrėstą organizmą. Šiuos žiedus gali sukelti padidėjęs maistinių medžiagų kiekis vandenyje arba jūros srovių ar temperatūros pokyčiai.

Nors nedaug fitoplanktono rūšių gamina šiuos toksinus, netgi naudingas fitoplanktonas gali pakenkti. Kai šie mikroorganizmai dauginasi per greitai, ant vandens paviršiaus susidaro tankus kilimėlis dėl per didelio gyventojų skaičiaus gali sukelti hipoksiją arba mažą deguonies kiekį vandenyje, o tai sutrikdo ekosistema. Vadinamieji „rudieji potvyniai“, nors ir nėra toksiški, gali padengti didelius vandens paviršiaus plotus ir užkirsti kelią saulės spinduliams nepasiekti žemiau ir vėliau sunaikinti tuos augalus ir organizmus, kurie nuo jų priklauso gyvenimo.