Первичные производители - это основная часть экосистемы. Их можно рассматривать как первый и самый важный шаг в пищевой цепочке. Наряду с разложителями они составляют основу пищевой сети, и вместе их население насчитывает больше, чем любая другая часть сети. Первичные производители потребляются первичными потребителями (обычно травоядными животными), которые затем потребляются вторичными потребителями и так далее. Организмы, находящиеся на вершине цепочки, в конечном итоге умирают, а затем их съедают разлагатели, которые устраняют уровни азота и обеспечивают органический материал, необходимый для следующего поколения первичных производители.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Первичные производители являются основой экосистемы. Они составляют основу пищевой цепи, создавая пищу посредством фотосинтеза или хемосинтеза.
Первичные производители жизненно важны для выживания экосистемы. Они живут как в водных, так и в наземных экосистемах и производят углеводы, необходимые для выживания тем, кто находится на более высоких уровнях пищевой цепи. Поскольку они небольшие по размеру и могут быть восприимчивы к изменению условий окружающей среды, экосистемы с более разнообразные популяции первичных производителей, как правило, процветают больше, чем группы с однородным населением. Первичные производители быстро размножаются. Это необходимо для поддержания жизни, поскольку популяции видов становятся все меньше по мере продвижения вверх по пищевой цепочке. Например, может потребоваться до 100 000 фунтов фитопланктона, чтобы прокормить эквивалент одного фунта хищников на верхнем конце цепочки.
В большинстве случаев первичные производители используют фотосинтез для создания пищи, поэтому солнечный свет является необходимым фактором для их окружающей среды. Однако солнечный свет не может достигать участков глубоко в пещерах и в глубинах океана, поэтому некоторые первичные продуценты адаптировались, чтобы выжить. Вместо этого первичные продуценты в этих средах используют хемосинтез.
Водная пищевая цепочка
Основные водные продуценты включают растения, водоросли и бактерии. В мелководных районах, где солнечный свет может достигать дна, основными производителями являются такие растения, как водоросли и травы. Там, где вода слишком глубока, чтобы солнечный свет достиг дна, микроскопические клетки растений, известные как фитопланктон, обеспечивают большую часть средств существования для водных организмов. На фитопланктон влияют такие факторы окружающей среды, как температура и солнечный свет, а также наличие питательных веществ и присутствие травоядных хищников.
Около половины всего фотосинтеза происходит в океанах. Там фитопланктон забирает углекислый газ и воду из окружающей среды, и они могут использовать энергию солнца для создания углеводов в процессе, известном как фотосинтез. Как основной источник пищи для зоопланктона, эти организмы составляют основу пищевой цепи для всего населения океана. В свою очередь, зоопланктон, в состав которого входят веслоногие рачки, медузы и рыбы на стадии личинки, обеспечивает пищу для фильтрующие организмы, такие как двустворчатые моллюски и губки, а также амфиподы, личинки других рыб и мелкие рыбы. Те, которые не потребляются сразу, в конечном итоге умирают и переходят на более низкие уровни в виде детрита, где они могут быть съедены глубоководными организмами, фильтрующими их пищу, такими как кораллы.
В пресноводных и мелководных морских районах производители включают не только фитопланктон, например зеленые водоросли, но и водные растения, например морские. травы и водоросли или более крупные укоренившиеся растения, которые растут на поверхности воды, такие как рогоз, и обеспечивают не только пищу, но и укрытие для более крупных водная жизнь. Эти растения служат пищей для насекомых, рыб и земноводных.
Солнечный свет не может проникать глубоко на дно океана, но первичные производители все еще процветают там. В этих местах микроорганизмы собираются в таких местах, как гидротермальные источники и холодные выходы, где они получают свою энергию от метаболизм окружающих неорганических материалов, таких как химические вещества, которые просачиваются с морского дна, а не из Солнечный свет. Они также могут оседать на тушах китов и даже на обломках кораблей, которые служат источником органического материала. Они используют процесс, называемый хемосинтезом, для преобразования углерода в органическое вещество с использованием водорода, сероводорода или метана в качестве источника энергии.
Гидротермальные микроорганизмы процветают в водах вокруг дымоходов или «черных курильщиков», которые образуются из отложений сульфида железа, оставленных гидротермальными жерлами на дне океана. Эти «вентиляционные микробы» являются основными продуцентами на дне океана и поддерживают целые экосистемы. Они используют химическую энергию, содержащуюся в минералах горячего источника, для создания сероводорода. Хотя сероводород токсичен для большинства животных, организмы, живущие в этих гидротермальных источниках, адаптировались и вместо этого процветают.
Другие микробы, обычно встречающиеся у курильщиков, включают архей, которые собирают газообразный водород и выделяют метан и зеленые серные бактерии. Для этого требуется как химическая, так и световая энергия, последняя получается из легкого радиоактивного свечения, испускаемого геотермально нагретыми породами. Многие из этих литотропных бактерий создают вокруг вентиляционного отверстия маты толщиной до 3 сантиметров. привлекают основных потребителей (травоядных, таких как улитки и чешуйчатые черви), которые, в свою очередь, привлекают более крупных хищников.
Наземная пищевая цепь
Наземная или почвенная пищевая цепь состоит из большого количества разнообразных организмов, от микроскопических одноклеточных продуцентов до видимых червей, насекомых и растений. Основные продуценты включают растения, лишайники, мох, бактерии и водоросли. Первичные продуценты в наземной экосистеме живут в органическом веществе и вокруг него. Поскольку они неподвижны, они живут и растут там, где есть питательные вещества, которые их поддерживают. Они берут питательные вещества из органических веществ, оставленных в почве разложителями, и превращают их в пищу для себя и других организмов. Как и их водные собратья, они используют фотосинтез для преобразования питательных веществ и органических материалов из почвы в источники пищи для питания других растений и животных. Поскольку этим организмам требуется солнечный свет для переработки питательных веществ, они живут на поверхности почвы или рядом с ней.
Подобно дну океана, солнечный свет не проникает глубоко в пещеры. По этой причине колонии бактерий в некоторых известняковых пещерах являются хемоавтотрофными, также известными как «поедание камней». Эти бактерии, как и те, что обитают в океанских глубинах, получают свои необходимое питание из соединений азота, серы или железа, обнаруженных в или на поверхности горных пород, которые были перенесены туда водой, просачивающейся через пористые поверхность.
Где вода встречается с землей
Хотя водные и наземные экосистемы в значительной степени независимы друг от друга, есть места, где они пересекаются. В этих точках экосистемы взаимозависимы. Например, берега ручьев и рек служат некоторыми источниками пищи для поддержки пищевой цепи ручья; наземные организмы также потребляют водные организмы. Там, где встречаются эти два вида организмов, существует тенденция к большему разнообразию организмов. Более высокие уровни фитопланктона, вероятно, из-за большей доступности питательных веществ и более длительного времени «пребывания» были обнаружены в болотных системах, чем в близлежащих прибрежных устьях. Было обнаружено, что показатели продукции фитопланктона выше вблизи береговой линии в районах, где питательные вещества с суши по существу «удобряют» океан азотом и фосфором. Другие факторы, влияющие на производство фитопланктона на береговой линии, включают количество солнечного света, температуру воды и физические процессы, такие как ветер и приливные течения. Как и следовало ожидать с учетом этих факторов, цветение фитопланктона может быть сезонным явлением, причем более высокие уровни регистрируются, когда условия окружающей среды более благоприятны.
Первичные производители в экстремальных условиях
Экосистема засушливой пустыни не имеет постоянного водоснабжения, поэтому ее основные производители, такие как водоросли и лишайники, проводят некоторые периоды времени в неактивном состоянии. Редкие дожди вызывают короткие периоды активности, когда организмы быстро производят питательные вещества. В некоторых случаях эти питательные вещества затем накапливаются и высвобождаются медленно в ожидании следующего дождя. Именно эта адаптация позволяет организмам пустыни выживать в течение длительного времени. Найденные на почве и камнях, а также на некоторых папоротниках и других растениях, эти пойкиловидные растения способны переходить между активной фазой и фазой покоя в зависимости от того, влажные они или сухие. Хотя когда они высыхают, они кажутся мертвыми, на самом деле они находятся в спящем состоянии и трансформируются со следующим дождем. После дождя водоросли и лишайники становятся фотосинтетически активными и (благодаря своей способности воспроизводить быстро) обеспечить источник пищи для организмов более высокого уровня, прежде чем жара пустыни заставит воду испариться.
В отличие от потребителей более высокого уровня, таких как птицы и животные пустыни, первичные производители не мобильны и не могут переехать в более благоприятные условия. Шансы экосистемы на выживание увеличиваются с большим разнообразием производителей, поскольку температура и количество осадков меняются от сезона к сезону. Условия, подходящие для одного организма, могут не подходить для другого, поэтому экосистеме выгодно, когда один может находиться в спящем состоянии, в то время как другой процветает. Другие факторы, такие как количество песка или глины в почве, уровень солености и наличие скал или камней, влияют на удержание воды, а также влияют на способность первичных продуцентов размножаться.
С другой стороны, регионы, которые большую часть времени остаются холодными, такие как Арктика, не могут поддерживать большую часть жизни растений. Жизнь в тундре почти такая же, как и в засушливой пустыне. Различные условия означают, что организмы могут процветать только в определенные сезоны, и многие из них, включая первичных продуцентов, существуют в неактивной стадии в течение части года. Лишайники и мхи являются наиболее распространенными первичными продуцентами тундры.
В то время как некоторые арктические мхи живут под снегом, прямо над вечной мерзлотой, другие арктические растения живут под водой. Таяние морского льда весной вместе с увеличением доступности солнечного света запускает производство водорослей в арктическом регионе. Участки с более высоким содержанием нитратов демонстрируют более высокую урожайность. Этот фитопланктон цветет подо льдом, и по мере того, как уровень льда истончается и достигает своего годового минимума, производство ледяных водорослей замедляется. Это обычно совпадает с перемещением водорослей в океан по мере таяния придонного льда. Увеличение производства соответствует периодам увеличения толщины льда осенью, когда еще много солнечного света. Когда морской лед тает, ледяные водоросли попадают в воду и усиливают цветение фитопланктона, воздействуя на полярную морскую пищевую сеть.
Этот меняющийся характер роста и таяния морского льда, наряду с достаточным запасом питательных веществ, по-видимому, необходим для производства ледяных водорослей. Изменение условий, таких как более раннее или быстрое таяние льда, может снизить уровень ледяных водорослей, а изменение времени высвобождения водорослей может повлиять на выживание потребителей.
Вредное цветение водорослей
Цветение водорослей может происходить практически в любом водоеме. Некоторые из них могут обесцветить воду, иметь неприятный запах или придать воде или рыбе неприятный вкус, но не будут токсичными. Однако невозможно сказать о безопасности цветения водорослей, глядя на них. Сообщалось о вредоносном цветении водорослей во всех прибрежных штатах США, а также в пресноводных водоемах более чем в половине штатов. Они также встречаются в солоноватых водах. Эти видимые колонии цианобактерий или микроводорослей могут быть разных цветов, таких как красный, синий, зеленый, коричневый, желтый или оранжевый. Вредоносное цветение водорослей быстро растет и отрицательно сказывается на здоровье животных, человека и окружающей среды. Он может выделять токсины, которые могут отравить любое живое существо, соприкасавшееся с ним, или он может загрязнять водную жизнь и вызывать болезнь, когда человек или животное поедает инфицированный организм. Это цветение может быть вызвано увеличением содержания питательных веществ в воде или изменениями морских течений или температуры.
Хотя некоторые виды фитопланктона производят эти токсины, даже полезный фитопланктон может нанести вред. Когда эти микроорганизмы слишком быстро размножаются, образуя плотный мат на поверхности воды, в результате перенаселение может вызвать гипоксию или низкий уровень кислорода в воде, что нарушает экосистема. Так называемые «коричневые приливы», хотя и не токсичны, могут покрывать большие участки поверхности воды, предотвращая попадание солнечного света. от достижения нижней части и последующего уничтожения тех растений и организмов, которые зависят от них в жизнь.