Ce sunt producătorii primari?

Producătorii primari sunt o parte de bază a unui ecosistem. Ele pot fi considerate ca fiind primul și cel mai important pas din lanțul alimentar. Împreună cu descompunătorii, aceștia alcătuiesc baza unei rețele alimentare și împreună populațiile lor sunt mai numeroase decât orice altă parte a rețelei. Producătorii primari sunt consumați de consumatorii primari (în general erbivori), care sunt apoi consumați de consumatorii secundari și așa mai departe. Organismele din partea de sus a lanțului mor în cele din urmă și sunt apoi consumate de descompunători, care fixează nivelurile de azot și furnizează materialul organic necesar pentru următoarea generație de primare producători.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Producătorii primari sunt fundamentul unui ecosistem. Ele formează baza lanțului trofic prin crearea de alimente prin fotosinteză sau chemosinteză.

Producătorii primari sunt vitali pentru supraviețuirea unui ecosistem. Locuiesc atât în ​​ecosistemele acvatice, cât și pe cele terestre și produc carbohidrați necesari pentru ca cei din partea superioară a lanțului alimentar să poată supraviețui. Deoarece sunt de dimensiuni mici și pot fi susceptibile la schimbarea condițiilor de mediu, ecosistemele cu populațiile mai diverse ale producătorilor primari tind să prospere mai mult decât cele cu populații omogene. Producătorii primari se reproduc rapid. Acest lucru este necesar pentru a susține viața, deoarece populațiile speciilor devin mai mici pe măsură ce urcați mai departe în lanțul alimentar. De exemplu, până la 100.000 de kilograme de fitoplancton pot fi necesare pentru a alimenta echivalentul a doar o kilogramă dintr-o specie de prădător la capătul superior al lanțului.

În majoritatea cazurilor, producătorii primari folosesc fotosinteza pentru a crea alimente, astfel încât lumina soarelui este un factor necesar pentru mediul lor. Cu toate acestea, lumina soarelui nu poate ajunge în zone adânci în peșteri și în adâncurile oceanului, astfel încât unii producători primari s-au adaptat pentru a supraviețui. Producătorii primari din aceste medii folosesc în schimb chemosinteza.

Producătorii primari acvatici includ plante, alge și bacterii. În zonele cu apă puțin adâncă, unde lumina soarelui poate ajunge la fund, plantele precum algele marine și ierburile sunt producătorii primari. Acolo unde apa este prea adâncă pentru ca lumina soarelui să ajungă la fund, celulele microscopice ale plantelor cunoscute sub numele de fitoplancton oferă cea mai mare parte a substanțelor pentru viața acvatică. Fitoplanctonul este afectat de factori de mediu precum temperatura și lumina soarelui, precum și disponibilitatea nutrienților și prezența prădătorilor erbivori.

Aproximativ jumătate din fotosinteză se întâmplă în oceane. Acolo, fitoplanctonul ia dioxid de carbon și apă din împrejurimile lor și pot folosi energia din soare pentru a crea carbohidrați prin procesul cunoscut sub numele de fotosinteză. Ca sursă primară de hrană pentru zooplancton, aceste organisme formează baza lanțului trofic pentru întreaga populație oceanică. La rândul său, zooplanctonul, care include copepode, meduze și pești în stadiul larvelor, oferă hrană pentru organisme care se hrănesc cu filtru, cum ar fi bivalvele și bureții, precum și amfipodele, alte larve de pești și mici peşte. Cei care nu sunt consumați imediat mor în cele din urmă și se îndreaptă spre nivelurile inferioare ca detritus, unde pot fi consumați de organismele din adâncuri care își filtrează hrana, cum ar fi corali.

În zonele cu apă dulce și zonele cu apă sărată superficială, producătorii includ nu numai fitoplanctonul, cum ar fi algele verzi, ci și plantele acvatice, cum ar fi marea ierburi și alge marine sau plante cu rădăcini mai mari care cresc la suprafața apei, cum ar fi cattailuri și oferă nu numai hrană, ci și adăpost pentru cele mai mari viață acvatică. Aceste plante asigură hrană pentru insecte, pești și amfibieni.

Lumina soarelui nu poate ajunge adânc pe fundul oceanului, totuși producătorii primari încă prosperă acolo. În aceste locuri, microorganismele se colectează în zone precum orificiile hidrotermale și scurgerile de frig, de unde își obțin energia metabolismul materialelor anorganice înconjurătoare, cum ar fi substanțele chimice care se scurge de pe fundul mării, mai degrabă decât din lumina soarelui. De asemenea, se pot așeza pe carcase de balenă și chiar naufragii, care acționează ca o sursă de material organic. Aceștia folosesc procesul numit chemosinteză pentru a transforma carbonul în materie organică folosind hidrogen, hidrogen sulfurat sau metan ca sursă de energie.

Microorganismele hidrotermale prosperă în apele din jurul coșurilor de fum sau ale „fumătorilor negri” care se formează din depunerile de sulfură de fier lăsate de orificiile hidrotermale de pe fundul oceanului. Acești „microbi de aerisire” sunt principalii producători de pe fundul oceanului și susțin ecosisteme întregi. Aceștia folosesc energia chimică găsită în mineralele izvorului cald pentru a crea hidrogen sulfurat. Deși hidrogenul sulfurat este toxic pentru majoritatea animalelor, organismele care trăiesc la aceste orificii hidrotermale s-au adaptat și în schimb prosperă.

Alți microbi găsiți frecvent la fumători includ Archaea, care recoltează hidrogen gazos și eliberează metan și bacterii cu sulf verde. Acest lucru necesită atât energie chimică, cât și energie luminoasă, aceasta din urmă pe care o obțin din strălucirea ușoară radioactivă emisă de rocile încălzite geotermal. Multe dintre aceste bacterii litotrope creează rogojini în jurul orificiului de aerisire care măsoară până la 3 centimetri grosime și atrag consumatorii primari (pășunători precum melci și viermi), care la rândul lor atrag prădători mai mari.

Lanțul alimentar terestru sau al solului este alcătuit dintr-un număr mare de organisme diverse, variind de la producători microscopici unicelulari până la viermi, insecte și plante vizibile. Producătorii primari includ plante, licheni, mușchi, bacterii și alge. Producătorii primari dintr-un ecosistem terestru trăiesc în și în jurul materiei organice. Deoarece nu sunt mobile, trăiesc și cresc acolo unde există substanțe nutritive care să le susțină. Aceștia preiau nutrienți din materia organică lăsată în sol de descompunători și îi transformă în alimente pentru ei și pentru alte organisme. La fel ca omologii lor acvatici, ei folosesc fotosinteza pentru a transforma nutrienții și materialele organice din sol în surse de hrană pentru a hrăni alte plante și animale. Deoarece aceste organisme necesită lumina soarelui pentru a procesa substanțele nutritive, ele trăiesc pe sau lângă suprafața solului.

Similar cu fundul oceanului, lumina soarelui nu ajunge adânc în peșteri. Din acest motiv, coloniile bacteriene din unele peșteri de calcar sunt chemoautotrofe, cunoscute și sub denumirea de „mâncare de roci”. Aceste bacterii, ca și cele din adâncurile oceanului, își iau hrana necesară din compușii de azot, sulf sau fier care se găsesc în sau pe suprafața rocilor care au fost transportate acolo de apa care se scurge prin poros suprafaţă.

În timp ce ecosistemele acvatice și terestre sunt în mare măsură independente unele de altele, există locuri în care se intersectează. În aceste puncte, ecosistemele sunt interdependente. Malurile râurilor și râurilor, de exemplu, oferă unele dintre sursele de hrană pentru a susține lanțul alimentar al râului; organismele terestre consumă și organisme de apă. Tinde să existe o diversitate mai mare de organisme în care cele două se întâlnesc. S-au găsit niveluri mai ridicate de fitoplancton, probabil datorită disponibilității mai mari de substanțe nutritive și a unui timp mai mare de „ședere” în sistemele de mlaștină decât în ​​estuarele de coastă din apropiere. S-a constatat că măsurătorile producției de fitoplancton sunt mai mari în apropierea țărmurilor în zonele în care substanțele nutritive din pământ „fertilizează” oceanul cu azot și fosfor. Alți factori care afectează producția de fitoplancton pe țărm includ cantitatea de lumină solară, temperatura apei și procesele fizice, cum ar fi curenții vântului și mareei. Așa cum ar fi de așteptat având în vedere acești factori, înflorirea fitoplanctonului poate fi o apariție sezonieră, cu niveluri mai ridicate înregistrate atunci când condițiile de mediu sunt mai avantajoase.

Un ecosistem arid al deșertului nu are o aprovizionare consistentă cu apă, astfel încât producătorii săi principali, cum ar fi algele și lichenii, petrec anumite perioade de timp într-o stare inactivă. Ploile rare sunt determinate de scurte perioade de activitate în care organismele acționează rapid pentru a produce nutrienți. În unele cazuri, acești nutrienți sunt apoi depozitați și eliberați încet doar în așteptarea următorului eveniment de ploaie. Această adaptare face posibilă supraviețuirea pe termen lung a organismelor din deșert. Găsite pe sol și pietre, precum și pe unele ferigi și alte plante, aceste plante poikilohidrice sunt capabile să facă tranziția între fazele active și cele de repaus, în funcție de faptul că sunt umede sau uscate. Deși atunci când sunt uscați, par să fie morți, ei sunt de fapt într-o stare inactivă și se transformă odată cu următoarea ploaie. După ploaie, algele și lichenii devin activi fotosintetic și (datorită capacității lor de reproducere rapid) furnizează o sursă de hrană pentru organismele de nivel superior, înainte ca căldura din deșert să provoace apa evapora.

Spre deosebire de consumatorii de nivel superior, cum ar fi păsările și animalele din deșert, producătorii primari nu sunt mobili și nu se pot muta în condiții mai favorabile. Șansele de supraviețuire ale unui ecosistem cresc cu o diversitate mai mare de producători, pe măsură ce temperatura și precipitațiile se modifică în funcție de sezon. Condițiile care sunt potrivite pentru un organism s-ar putea să nu fie pentru altul, deci beneficiază ecosistemul atunci când unul poate fi latent în timp ce altul prosperă. Alți factori, cum ar fi cantitatea de nisip sau argilă din sol, nivelul de salinitate și prezența rocilor sau pietrelor afectează retenția apei și influențează, de asemenea, capacitatea producătorilor primari de a se înmulți.

La cealaltă extremă, zonele care sunt reci o mare parte a timpului, cum ar fi Arctica, nu sunt în măsură să susțină multă plantă. Viața pe tundră este la fel ca aceea dintr-un deșert arid. Condițiile variate înseamnă că organismele pot prospera doar în anumite anotimpuri și mulți, inclusiv producătorii primari, există într-o etapă inactivă pentru o parte a anului. Lichenii și mușchii sunt cei mai comuni producători primari ai tundrei.

În timp ce unii mușchi arctici trăiesc sub zăpadă, chiar deasupra permafrostului, alte plante arctice trăiesc sub apă. Topirea gheții marine în primăvară împreună cu disponibilitatea crescută a razelor solare declanșează producția de alge în regiunea arctică. Zonele cu concentrații mai mari de nitrați demonstrează o productivitate mai mare. Acest fitoplancton înflorește sub gheață și, pe măsură ce nivelul gheții se subțiază și atinge minimul anual, producția de alge de gheață încetinește. Acest lucru tinde să coincidă cu mișcarea algelor în ocean pe măsură ce nivelul de fund al gheții se topește. Creșterile producției corespund perioadelor de îngroșare a gheții în toamnă, în timp ce există încă o lumină însorită semnificativă. Când gheața de mare se topește, algele de gheață sunt eliberate în apă și se adaugă la floarea de fitoplancton, afectând rețeaua alimentară marină polară.

Acest model în schimbare de creștere și topire a gheții marine, împreună cu o cantitate suficientă de nutrienți, pare a fi necesar pentru producerea algelor de gheață. Schimbarea condițiilor, cum ar fi topirea mai timpurie sau mai rapidă a gheții, poate reduce nivelul algelor de gheață, iar o schimbare a momentului eliberării algelor ar putea avea un impact asupra supraviețuirii consumatorilor.

Înflorirea algelor poate apărea în aproape orice corp de apă. Unii pot decolora apa, au un miros urât sau pot face ca apa sau peștele să aibă un gust rău, dar să nu fie toxici. Cu toate acestea, este imposibil să se constate siguranța unei înfloriri algale de a o privi. Flori dăunătoare de alge au fost raportate în toate statele de coastă din Statele Unite, precum și în apă dulce în mai mult de jumătate din state. De asemenea, apar în apele salmastre. Aceste colonii vizibile de cianobacterii sau microalge pot fi prezente într-o varietate de culori, cum ar fi roșu, albastru, verde, maro, galben sau portocaliu. O înflorire a algelor dăunătoare este în creștere rapidă și afectează sănătatea animalelor, a oamenilor și a mediului. Poate produce toxine care pot otrăvi orice ființă vie care intră în contact cu acesta sau poate contamina viața acvatică și poate provoca boli atunci când o persoană sau un animal mănâncă organismul infectat. Aceste înfloriri pot fi cauzate de o creștere a nutrienților în apă sau de modificări ale curenților marini sau ale temperaturii.

Deși puține specii de fitoplancton produc aceste toxine, chiar și fitoplanctonul benefic poate fi dăunător. Atunci când aceste microorganisme se înmulțesc prea repede, creând un covor dens la suprafața apei, suprapopularea rezultată poate provoca hipoxie sau niveluri scăzute de oxigen în apă, ceea ce perturbă ecosistem. Așa-numitele „maree maronii”, deși nu sunt toxice, pot acoperi suprafețe mari ale suprafeței apei, prevenind lumina soarelui de la a ajunge mai jos și, ulterior, a ucide acele plante și organismele care depind de ele pentru viaţă.