Kim są producenci pierwotni?

Producenci pierwotni są podstawową częścią ekosystemu. Można je traktować jako pierwszy i najważniejszy krok w łańcuchu pokarmowym. Wraz z rozkładającymi się organizmami stanowią podstawę sieci pokarmowej i razem ich populacje liczą więcej niż jakakolwiek inna część sieci. Producenci pierwotni są konsumowani przez konsumentów pierwotnych (zazwyczaj roślinożerców), którzy są następnie konsumowani przez konsumentów wtórnych i tak dalej. Organizmy na szczycie łańcucha w końcu umierają, a następnie są konsumowane przez organizmy rozkładające, które naprawiają poziomy azotu i zapewniają materiał organiczny niezbędny do następnej generacji pierwotnych producentów.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Producenci pierwotni są podstawą ekosystemu. Tworzą one podstawę łańcucha pokarmowego poprzez fotosyntezę lub chemosyntezę.

Producenci pierwotni mają kluczowe znaczenie dla przetrwania ekosystemu. Żyją zarówno w ekosystemach wodnych, jak i lądowych i produkują węglowodany niezbędne do przeżycia osobom znajdującym się wyżej w łańcuchu pokarmowym. Ponieważ są małe i mogą być podatne na zmieniające się warunki środowiskowe, ekosystemy z bardziej zróżnicowane populacje producentów pierwotnych mają tendencję do większego rozwoju niż populacje jednorodne. Producenci pierwotni szybko się rozmnażają. Jest to konieczne do podtrzymania życia, ponieważ populacje tego gatunku zmniejszają się wraz z postępem w łańcuchu pokarmowym. Na przykład, do wykarmienia tylko jednego funta gatunku drapieżnika na górnym końcu łańcucha może być konieczne do 100 000 funtów fitoplanktonu.

W większości przypadków producenci pierwotni wykorzystują fotosyntezę do wytwarzania żywności, więc światło słoneczne jest niezbędnym czynnikiem dla ich środowiska. Jednak światło słoneczne nie może dotrzeć do obszarów głęboko w jaskiniach i głębinach oceanów, więc niektórzy pierwotni producenci dostosowali się, aby przetrwać. Producenci pierwotni w tych środowiskach stosują zamiast tego chemosyntezę.

Pierwsi producenci wodni to rośliny, glony i bakterie. W obszarach płytkiej wody, gdzie światło słoneczne może dotrzeć do dna, głównymi producentami są rośliny, takie jak wodorosty i trawy. Tam, gdzie woda jest zbyt głęboka, aby światło słoneczne mogło dotrzeć do dna, mikroskopijne komórki roślinne, znane jako fitoplankton, zapewniają większość życia wodnego. Na fitoplankton mają wpływ czynniki środowiskowe, takie jak temperatura i światło słoneczne, a także dostępność składników odżywczych i obecność drapieżników roślinożernych.

Około połowa całej fotosyntezy zachodzi w oceanach. Tam fitoplankton pobiera dwutlenek węgla i wodę ze swojego otoczenia i może wykorzystywać energię słoneczną do tworzenia węglowodanów w procesie znanym jako fotosynteza. Jako główne źródło pożywienia dla zooplanktonu organizmy te stanowią podstawę łańcucha pokarmowego całej populacji oceanów. Z kolei zooplankton, w skład którego wchodzą widłonogi, meduzy i ryby w stadium larwalnym organizmy filtrujące, takie jak małże i gąbki, a także obunogi, larwy innych ryb i małe ryba. Te, które nie są spożywane od razu, w końcu umierają i dryfują na niższe poziomy jako detrytus, gdzie mogą być spożywane przez organizmy głębinowe, które filtrują ich pożywienie, takie jak koralowce.

Na obszarach słodkowodnych i płytkich obszarach słonowodnych producenci obejmują nie tylko fitoplankton, taki jak zielone algi, ale także rośliny wodne, takie jak morze trawy i wodorosty lub większe zakorzenione rośliny, które rosną na powierzchni wody, takie jak pałki i zapewniają nie tylko pożywienie, ale także schronienie dla większych Morskie życie. Rośliny te dostarczają pokarmu owadom, rybom i płazom.

Światło słoneczne nie może dotrzeć głęboko na dno oceanu, ale producenci pierwotni nadal tam dobrze prosperują. W tych miejscach mikroorganizmy gromadzą się w obszarach takich jak kominy hydrotermalne i zimne wycieki, skąd czerpią energię metabolizm otaczających materiałów nieorganicznych, takich jak chemikalia, które wyciekają z dna morskiego, a nie z światło słoneczne. Mogą również osiedlać się na tuszach wielorybów, a nawet wrakach statków, które stanowią źródło materiału organicznego. Wykorzystują proces zwany chemosyntezą do przekształcania węgla w materię organiczną przy użyciu wodoru, siarkowodoru lub metanu jako źródła energii.

Mikroorganizmy hydrotermalne rozwijają się w wodach wokół kominów lub „czarnych palaczy”, które tworzą się z osadów siarczku żelaza pozostawionych przez kominy hydrotermalne na dnie oceanu. Te „drobnoustroje wentylacyjne” są głównymi producentami na dnie oceanicznym i wspierają całe ekosystemy. Wykorzystują energię chemiczną znalezioną w minerałach gorącego źródła do wytworzenia siarkowodoru. Chociaż siarkowodór jest toksyczny dla większości zwierząt, organizmy żyjące w tych kominach hydrotermalnych przystosowały się i zamiast tego prosperują.

Inne drobnoustroje powszechnie spotykane u palaczy to Archaea, które pozyskują gazowy wodór i uwalniają metan oraz zielone bakterie siarkowe. Wymaga to zarówno energii chemicznej, jak i świetlnej, którą uzyskują z lekkiej radioaktywnej poświaty emitowanej przez geotermalnie nagrzane skały. Wiele z tych bakterii litotropowych tworzy wokół otworu wentylacyjnego maty o grubości do 3 centymetrów i przyciągają konsumentów pierwotnych (pasażerów, takich jak ślimaki i robaczki świętojańskie), które z kolei przyciągają większe drapieżniki.

Lądowy lub glebowy łańcuch pokarmowy składa się z dużej liczby różnorodnych organizmów, od mikroskopijnych jednokomórkowych producentów po widoczne robaki, owady i rośliny. Głównymi producentami są rośliny, porosty, mchy, bakterie i glony. Producenci pierwotni w ekosystemie lądowym żyją w materii organicznej i wokół niej. Ponieważ nie są mobilne, żyją i rosną tam, gdzie są składniki odżywcze, które je podtrzymują. Pobierają składniki odżywcze z materii organicznej pozostawionej w glebie przez rozkładających się i przekształcają je w pokarm dla siebie i innych organizmów. Podobnie jak ich wodne odpowiedniki, wykorzystują fotosyntezę do przekształcania składników odżywczych i materiałów organicznych z gleby w źródła pożywienia, aby odżywiać inne rośliny i zwierzęta. Ponieważ organizmy te potrzebują światła słonecznego do przetwarzania składników odżywczych, żyją na powierzchni gleby lub w jej pobliżu.

Podobnie jak dno oceanu, światło słoneczne nie dociera w głąb jaskiń. Z tego powodu kolonie bakterii w niektórych jaskiniach wapiennych są chemoautotroficzne, znane również jako „zjadanie skał”. Te bakterie, podobnie jak te w głębinach oceanów, otrzymują swoje niezbędne pożywienie ze związków azotu, siarki lub żelaza znajdujących się w lub na powierzchni skał, które zostały tam przeniesione przez wodę sączącą się przez porowate powierzchnia.

Chociaż ekosystemy wodne i lądowe są w dużej mierze niezależne od siebie, istnieją miejsca, w których się przecinają. W tych punktach ekosystemy są współzależne. Na przykład brzegi strumieni i rzek zapewniają niektóre źródła pożywienia, które wspierają łańcuch pokarmowy strumienia; organizmy lądowe również konsumują organizmy wodne. Tam, gdzie się spotykają, występuje większa różnorodność organizmów. Wyższe poziomy fitoplanktonu, prawdopodobnie z powodu większej dostępności składników odżywczych i dłuższego czasu „zamieszkania” stwierdzono w systemach bagiennych niż w pobliskich przybrzeżnych estuariach. Stwierdzono, że pomiary produkcji fitoplanktonu są wyższe w pobliżu linii brzegowych na obszarach, gdzie składniki odżywcze z lądu zasadniczo „nawożą” ocean azotem i fosforem. Inne czynniki, które wpływają na produkcję fitoplanktonu na linii brzegowej, obejmują ilość światła słonecznego, temperaturę wody i procesy fizyczne, takie jak wiatr i prądy pływowe. Jak można się spodziewać, biorąc pod uwagę te czynniki, zakwit fitoplanktonu może być zjawiskiem sezonowym, przy czym wyższe poziomy odnotowuje się, gdy warunki środowiskowe są korzystniejsze.

Suchy ekosystem pustynny nie ma stałego zaopatrzenia w wodę, więc jego pierwotni producenci, tacy jak glony i porosty, spędzają pewien czas w stanie nieaktywnym. Rzadkie deszcze powodują krótkie okresy aktywności, w których organizmy szybko wytwarzają składniki odżywcze. W niektórych przypadkach te składniki odżywcze są następnie magazynowane i uwalniane powoli w oczekiwaniu na kolejny deszcz. To właśnie ta adaptacja umożliwia organizmom pustynnym przetrwanie przez długi czas. Znajdujące się na glebie i kamieniach, a także na niektórych paprociach i innych roślinach, te poikilohydriczne rośliny są w stanie przechodzić między fazą aktywną i spoczynkową w zależności od tego, czy są mokre, czy suche. Choć gdy wyschną, wydają się być martwe, w rzeczywistości są w stanie uśpienia i przeobrażają się wraz z kolejnymi opadami deszczu. Po deszczu glony i porosty stają się aktywne fotosyntetycznie i (ze względu na ich zdolność do rozmnażania szybko) zapewniają źródło pożywienia dla organizmów wyższego poziomu, zanim pustynny upał spowoduje, że woda odparować.

W przeciwieństwie do konsumentów wyższego poziomu, takich jak ptaki i zwierzęta pustynne, producenci pierwotni nie są mobilni i nie mogą przenieść się w korzystniejsze warunki. Szanse na przetrwanie ekosystemu rosną wraz z większą różnorodnością producentów, ponieważ temperatura i opady zmieniają się w zależności od pory roku. Warunki, które są odpowiednie dla jednego organizmu, mogą nie być odpowiednie dla innego, więc ekosystem jest korzystny, gdy jeden może być uśpiony, podczas gdy inny kwitnie. Inne czynniki, takie jak ilość piasku lub gliny w glebie, poziom zasolenia oraz obecność skał lub kamieni wpływają na retencję wody, a także wpływają na zdolność pierwotnych producentów do rozmnażania.

Z drugiej strony obszary, które przez większość czasu są zimne, takie jak Arktyka, nie są w stanie utrzymać dużej ilości roślin. Życie w tundrze jest bardzo podobne do życia na suchej pustyni. Zmienne warunki oznaczają, że organizmy mogą się rozwijać tylko w określonych porach roku, a wiele z nich, w tym producenci pierwotni, przez część roku żyje w stanie uśpienia. Porosty i mchy są najczęstszymi głównymi producentami tundry.

Podczas gdy niektóre mchy arktyczne żyją pod śniegiem, tuż nad wieczną zmarzliną, inne rośliny arktyczne żyją pod wodą. Topnienie lodu morskiego na wiosnę wraz ze zwiększoną dostępnością światła słonecznego powoduje produkcję glonów w regionie Arktyki. Obszary o wyższym stężeniu azotanów wykazują wyższą produktywność. Ten fitoplankton kwitnie pod lodem, a gdy poziom lodu zmniejsza się i osiąga roczne minimum, produkcja glonów lodowych spowalnia. Zwykle zbiega się to z przemieszczaniem się glonów do oceanu w miarę topnienia dolnej warstwy lodu. Wzrosty produkcji odpowiadają okresom wzrostu zagęszczenia lodu jesienią, podczas gdy nadal występuje znaczne nasłonecznienie. Kiedy lód morski topi się, glony lodowe są uwalniane do wody i dodają się do zakwitu fitoplanktonu, wpływając na polarną sieć pokarmową.

Ten zmieniający się wzorzec wzrostu i topnienia lodu morskiego, wraz z wystarczającym zaopatrzeniem w składniki odżywcze, wydaje się być niezbędny do produkcji glonów lodowych. Zmieniające się warunki, takie jak wcześniejsze lub szybsze topnienie lodu, mogą zmniejszyć poziom glonów lodowych, a zmiana czasu uwalniania glonów może wpłynąć na przeżycie konsumentów.

Zakwity glonów mogą wystąpić w prawie każdym zbiorniku wodnym. Niektóre mogą odbarwić wodę, mieć nieprzyjemny zapach lub sprawić, że woda lub ryba nie będą smakować, ale nie będą toksyczne. Jednak patrząc na niego nie można stwierdzić, czy rozkwit glonów jest bezpieczny. Szkodliwe zakwity glonów odnotowano we wszystkich stanach przybrzeżnych Stanów Zjednoczonych, a także w wodach słodkich w ponad połowie stanów. Występują również w wodach słonawych. Te widoczne kolonie sinic lub mikroalg mogą występować w różnych kolorach, takich jak czerwony, niebieski, zielony, brązowy, żółty lub pomarańczowy. Szkodliwy zakwit glonów rozwija się szybko i wpływa na zdrowie zwierząt, ludzi i środowiska. Może wytwarzać toksyny, które mogą zatruć każdą żywą istotę, która ma z nią kontakt, lub może zanieczyścić życie wodne i wywołać chorobę, gdy osoba lub zwierzę zjada zainfekowany organizm. Zakwity te mogą być spowodowane wzrostem składników odżywczych w wodzie lub zmianami prądów morskich lub temperatury.

Chociaż niewiele gatunków fitoplanktonu wytwarza te toksyny, nawet pożyteczny fitoplankton może być szkodliwy. Gdy te mikroorganizmy rozmnażają się zbyt szybko, tworząc gęstą matę na powierzchni wody, wynikające z tego przeludnienie może powodować niedotlenienie lub niski poziom tlenu w wodzie, co zaburza ekosystem. Tak zwane „brązowe pływy”, chociaż nie są toksyczne, mogą pokryć duże obszary powierzchni wody, zapobiegając promieniowaniu słonecznemu od sięgania w dół, a następnie zabijania tych roślin i organizmów, które od nich zależą życie.