Wat zijn primaire producenten?

Primaire producenten zijn een fundamenteel onderdeel van een ecosysteem. Ze kunnen worden gezien als de eerste en belangrijkste stap in de voedselketen. Samen met decomposers vormen ze de basis van een voedselweb en samen zijn hun populaties groter dan enig ander deel van het web. Primaire producenten worden geconsumeerd door primaire consumenten (meestal herbivoren), die vervolgens worden geconsumeerd door secundaire consumenten, enzovoort. Organismen aan de top van de keten sterven uiteindelijk en worden vervolgens geconsumeerd door decomposers, die de stikstofniveaus en zorgen voor het organische materiaal dat nodig is voor de volgende generatie primaire producenten.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Primaire producenten vormen de basis van een ecosysteem. Ze vormen de basis van de voedselketen door voedsel te creëren door middel van fotosynthese of chemosynthese.

Primaire producenten zijn van vitaal belang voor het voortbestaan ​​van een ecosysteem. Ze leven in zowel aquatische als terrestrische ecosystemen en produceren koolhydraten die nodig zijn voor degenen hoger in de voedselketen om te overleven. Omdat ze klein van formaat zijn en vatbaar kunnen zijn voor veranderende omgevingsomstandigheden, kunnen ecosystemen met meer diverse populaties van primaire producenten hebben de neiging om meer te gedijen dan die met homogene populaties. Primaire producenten planten zich snel voort. Dit is nodig om het leven in stand te houden, aangezien de populaties van de soort kleiner worden naarmate je verder in de voedselketen komt. Er kan bijvoorbeeld tot 100.000 pond fytoplankton nodig zijn om het equivalent van slechts één pond van een roofdiersoort aan de bovenkant van de keten te voeden.

In de meeste gevallen gebruiken primaire producenten fotosynthese om voedsel te creëren, dus zonlicht is een noodzakelijke factor voor hun omgeving. Zonlicht kan echter geen gebieden bereiken diep in grotten en in de diepten van de oceaan, dus sommige primaire producenten hebben zich aangepast om te overleven. Primaire producenten in die omgevingen gebruiken in plaats daarvan chemosynthese.

Aquatische primaire producenten zijn onder meer planten, algen en bacteriën. In gebieden met ondiep water, waar zonlicht de bodem kan bereiken, zijn planten zoals zeewier en grassen de belangrijkste producenten. Waar het water te diep is voor zonlicht om de bodem te bereiken, zorgen microscopisch kleine plantencellen, bekend als fytoplankton, voor het grootste deel van het voedsel voor het waterleven. Fytoplankton wordt beïnvloed door omgevingsfactoren zoals temperatuur en zonlicht, evenals de beschikbaarheid van voedingsstoffen en de aanwezigheid van herbivore roofdieren.

Ongeveer de helft van alle fotosynthese vindt plaats in de oceanen. Daar neemt fytoplankton koolstofdioxide en water uit hun omgeving op en kunnen ze energie van de zon gebruiken om koolhydraten te creëren via het proces dat bekend staat als fotosynthese. Als primaire voedselbron voor zoöplankton vormen deze organismen de basis van de voedselketen voor de hele oceaanbevolking. Op zijn beurt levert zoöplankton, waaronder roeipootkreeftjes, kwallen en vissen in het larvale stadium, voedsel voor filtervoedende organismen zoals tweekleppigen en sponzen, evenals amfipoden, andere vislarven en kleine vis. Degenen die niet meteen worden geconsumeerd, sterven uiteindelijk en drijven naar de lagere niveaus als afval waar ze kunnen worden geconsumeerd door diepzee-organismen die hun voedsel filteren, zoals koraal.

In zoetwatergebieden en ondiepe zoutwatergebieden omvatten producenten niet alleen fytoplankton zoals groene algen, maar ook waterplanten zoals zee grassen en zeewier of grotere gewortelde planten die op het wateroppervlak groeien, zoals lisdodde en niet alleen voedsel maar ook beschutting bieden voor grotere waterleven. Deze planten leveren voedsel voor insecten, vissen en amfibieën.

Zonlicht kan niet diep op de oceaanbodem komen, maar primaire producenten gedijen daar nog steeds. Op deze plaatsen verzamelen micro-organismen zich in gebieden zoals hydrothermale ventilatieopeningen en koude sijpelingen, waar ze hun energie vandaan halen het metabolisme van omringende anorganische materialen, zoals de chemicaliën die uit de zeebodem sijpelen in plaats van uit zonlicht. Ze kunnen zich ook vestigen op karkassen van walvissen en zelfs op scheepswrakken, die fungeren als een bron van organisch materiaal. Ze gebruiken het proces genaamd chemosynthese om koolstof om te zetten in organisch materiaal met behulp van waterstof, waterstofsulfide of methaan als energiebron.

Hydrothermische micro-organismen gedijen goed in de wateren rond schoorstenen of "zwarte rokers" die ontstaan ​​uit de ijzersulfideafzettingen die zijn achtergelaten door hydrothermale ventilatieopeningen op de oceaanbodem. Deze "vent-microben" zijn de primaire producenten op de oceaanbodem en ondersteunen hele ecosystemen. Ze gebruiken de chemische energie die wordt gevonden in de mineralen van de hete bron om waterstofsulfide te maken. Hoewel waterstofsulfide giftig is voor de meeste dieren, hebben de organismen die in deze hydrothermale bronnen leven zich aangepast en gedijen ze in plaats daarvan.

Andere microben die vaak worden aangetroffen bij rokers zijn Archaea, die waterstofgas oogsten en methaan- en groene zwavelbacteriën afgeven. Dit vereist zowel chemische als lichtenergie, de laatste die ze verkrijgen van de lichte radioactieve gloed die wordt uitgestraald door geothermisch verwarmde rotsen. Veel van deze lithotrope bacteriën creëren matten rond de ventilatieopening die tot 3 centimeter dik en trekken primaire consumenten aan (grazers zoals slakken en schubwormen), die op hun beurt grotere roofdieren aantrekken.

De voedselketen op het land of in de bodem bestaat uit een groot aantal uiteenlopende organismen, variërend van microscopisch kleine eencellige producenten tot zichtbare wormen, insecten en planten. De primaire producenten zijn onder meer planten, korstmossen, mos, bacteriën en algen. Primaire producenten in een terrestrisch ecosysteem leven in en rond organische stof. Omdat ze niet mobiel zijn, leven en groeien ze waar er voedingsstoffen zijn om ze te onderhouden. Ze halen voedingsstoffen uit organisch materiaal dat door ontbinders in de bodem is achtergebleven en transformeren ze in voedsel voor zichzelf en andere organismen. Net als hun aquatische tegenhangers gebruiken ze fotosynthese om voedingsstoffen en organische materialen uit de bodem om te zetten in voedselbronnen om andere planten en dieren te voeden. Omdat deze organismen zonlicht nodig hebben om voedingsstoffen te verwerken, leven ze op of nabij het oppervlak van de bodem.

Net als op de oceaanbodem dringt het zonlicht niet diep in grotten. Om deze reden zijn bacteriekolonies in sommige kalksteengrotten chemoautotroof, ook wel bekend als 'rotseten'. Deze bacteriën krijgen, net als die in de diepten van de oceaan, hun noodzakelijke voeding van de stikstof-, zwavel- of ijzerverbindingen die in of op het oppervlak van gesteenten worden aangetroffen en die daar zijn vervoerd door water dat door de poreuze oppervlakte.

Hoewel aquatische en terrestrische ecosystemen grotendeels onafhankelijk van elkaar zijn, zijn er plaatsen waar ze elkaar kruisen. Op deze punten zijn de ecosystemen onderling afhankelijk. De oevers van beken en rivieren leveren bijvoorbeeld een deel van de voedselbronnen om de voedselketen van de stroom te ondersteunen; landorganismen consumeren ook waterorganismen. Er is meestal een grotere diversiteit aan organismen waar de twee elkaar ontmoeten. In moerassystemen zijn hogere niveaus van fytoplankton gevonden, waarschijnlijk als gevolg van een grotere beschikbaarheid van voedingsstoffen en een langere verblijftijd dan in nabijgelegen kustestuaria. Er is gevonden dat metingen van de productie van fytoplankton hoger zijn in de buurt van kusten in gebieden waar voedingsstoffen van het land de oceaan in wezen "bemesten" met stikstof en fosfor. Andere factoren die de productie van fytoplankton op een kustlijn beïnvloeden, zijn de hoeveelheid zonlicht, de watertemperatuur en fysieke processen zoals wind en getijstromingen. Zoals te verwachten was, gezien deze factoren, kan de bloei van fytoplankton een seizoensgebonden gebeurtenis zijn, waarbij hogere niveaus worden geregistreerd wanneer de omgevingsomstandigheden gunstiger zijn.

Een dor woestijnecosysteem heeft geen consistente watervoorziening, dus zijn primaire producenten, zoals algen en korstmossen, brengen enige tijd in een inactieve toestand door. Onregelmatige regens leiden tot korte perioden van activiteit waarin organismen snel handelen om voedingsstoffen te produceren. In sommige gevallen worden deze voedingsstoffen vervolgens opgeslagen en slechts langzaam afgegeven in afwachting van de volgende regenbui. Het is deze aanpassing die het voor woestijnorganismen mogelijk maakt om op lange termijn te overleven. Deze poikilohydrische planten worden gevonden op aarde en stenen, maar ook op sommige varens en andere planten. Ze kunnen overschakelen tussen actieve en rustfasen, afhankelijk van of ze nat of droog zijn. Hoewel ze, als ze droog zijn, dood lijken te zijn, bevinden ze zich in feite in een rusttoestand en veranderen ze bij de volgende regenbui. Na een regenbui worden algen en korstmossen fotosynthetisch actief en (vanwege hun vermogen om zich voort te planten) snel) een voedselbron vormen voor organismen op een hoger niveau voordat de woestijnhitte ervoor zorgt dat het water verdampen.

In tegenstelling tot consumenten op een hoger niveau, zoals vogels en woestijndieren, zijn primaire producenten niet mobiel en kunnen ze niet verhuizen naar gunstiger omstandigheden. De overlevingskansen van een ecosysteem nemen toe met een grotere diversiteit aan producenten naarmate de temperatuur en de regenval per seizoen veranderen. Omstandigheden die geschikt zijn voor het ene organisme zijn dat misschien niet voor het andere, dus het komt het ecosysteem ten goede wanneer het ene organisme inactief kan zijn terwijl het andere gedijt. Andere factoren zoals de hoeveelheid zand of klei in de bodem, het zoutgehalte en de aanwezigheid van rotsen of stenen hebben invloed op het vasthouden van water en beïnvloeden ook het vermogen van primaire producenten om zich te vermenigvuldigen.

Aan de andere kant zijn gebieden die het grootste deel van de tijd koud zijn, zoals het noordpoolgebied, niet in staat om veel planten te ondersteunen. Het leven op de toendra is vrijwel hetzelfde als dat in een dorre woestijn. Variërende omstandigheden zorgen ervoor dat organismen alleen in bepaalde seizoenen kunnen gedijen en velen, inclusief primaire producenten, leven een deel van het jaar in een ruststadium. Korstmossen en mossen zijn de meest voorkomende primaire producenten van de toendra.

Terwijl sommige Arctische mossen onder de sneeuw leven, net boven de permafrost, leven andere Arctische planten onder water. Het smelten van zee-ijs in de lente en de toegenomen beschikbaarheid van zonlicht zorgen voor algenproductie in het Noordpoolgebied. Gebieden met hogere nitraatconcentraties laten een hogere productiviteit zien. Dit fytoplankton bloeit onder het ijs en naarmate het ijsniveau dunner wordt en zijn jaarlijkse minimum bereikt, vertraagt ​​de productie van ijsalgen. Dit heeft de neiging om samen te vallen met de beweging van de algen in de oceaan als het bodemijs smelt. De productiestijgingen komen overeen met perioden waarin het ijs dikker wordt in de herfst, terwijl er nog steeds veel zonlicht is. Wanneer het zee-ijs smelt, komen de ijsalgen vrij in het water en dragen ze bij aan de fytoplanktonbloei, wat een impact heeft op het polaire mariene voedselweb.

Dit veranderende patroon van zee-ijsgroei en -smelting, samen met een voldoende toevoer van voedingsstoffen, lijkt noodzakelijk voor de productie van ijsalgen. Veranderende omstandigheden, zoals een eerdere of snellere ijssmelt, kunnen de niveaus van ijsalgen verminderen, en een verandering in de timing van de algenafgifte kan van invloed zijn op het voortbestaan ​​van consumenten.

Algenbloei kan in bijna elk waterlichaam voorkomen. Sommige kunnen het water verkleuren, een vieze geur hebben of het water of de vis een slechte smaak geven, maar ze zijn niet giftig. Het is echter onmogelijk om de veiligheid van een algenbloei te zien door ernaar te kijken. Schadelijke algenbloei is gemeld in alle kuststaten in de Verenigde Staten en in zoet water in meer dan de helft van de staten. Ze komen ook voor in brak water. Deze zichtbare kolonies van cyanobacteriën of microalgen kunnen in verschillende kleuren voorkomen, zoals rood, blauw, groen, bruin, geel of oranje. Een schadelijke algenbloei groeit snel en tast de gezondheid van mens, dier en milieu aan. Het kan gifstoffen produceren die elk levend wezen dat ermee in contact komt kunnen vergiftigen, of het kan het waterleven besmetten en ziekte veroorzaken wanneer een persoon of dier het geïnfecteerde organisme eet. Deze bloei kan worden veroorzaakt door een toename van voedingsstoffen in het water of veranderingen in zeestromingen of temperatuur.

Hoewel maar weinig soorten fytoplankton deze toxines produceren, kan zelfs gunstig fytoplankton schadelijk zijn. Wanneer deze micro-organismen zich te snel vermenigvuldigen, waardoor een dichte mat op het wateroppervlak ontstaat, resulterende overbevolking kan hypoxie of een laag zuurstofgehalte in het water veroorzaken, wat de ecosysteem. Zogenaamde "bruine getijden", hoewel niet giftig, kunnen grote delen van het wateroppervlak bedekken, waardoor zonlicht wordt voorkomen van naar beneden reiken en vervolgens die planten en de organismen die ervan afhankelijk zijn te doden leven.