Vad är primära producenter?

Primärproducenter är en grundläggande del av ett ekosystem. De kan ses som det första och viktigaste steget i livsmedelskedjan. Tillsammans med sönderdelare utgör de basen för ett matnät och tillsammans har deras populationer fler än någon annan del av nätet. Primärproducenter konsumeras av primära konsumenter (vanligtvis växtätare), som sedan konsumeras av sekundära konsumenter och så vidare. Organismer på toppen av kedjan dör så småningom och konsumeras sedan av sönderdelare, som fixar kvävehalter och tillhandahålla det organiska material som är nödvändigt för nästa generation primär producenter.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Primära producenter är grunden för ett ekosystem. De utgör grunden för livsmedelskedjan genom att skapa mat genom fotosyntes eller kemosyntes.

Primära producenter är viktiga för ett ekosystems överlevnad. De lever i både vattenlevande och markbundna ekosystem och producerar kolhydrater som är nödvändiga för att de högre uppe i livsmedelskedjan ska överleva. Eftersom de är små i storlek och kan vara mottagliga för förändrade miljöförhållanden, ekosystem med mer olika populationer av primärproducenter tenderar att trivas mer än de med homogena populationer. Primärproducenter reproducerar snabbt. Detta är nödvändigt för att upprätthålla livet eftersom artens populationer blir mindre när du går längre upp i livsmedelskedjan. Till exempel kan upp till 100 000 pund fytoplankton vara nödvändigt för att mata motsvarande endast ett pund av en rovdjursslag i den övre änden av kedjan.

I de flesta fall använder primärproducenter fotosyntes för att skapa mat, så solljus är en nödvändig faktor för deras miljö. Solljus kan dock inte nå områden djupt i grottor och i havsdjupet, så vissa primära producenter har anpassat sig för att överleva. Primära producenter i dessa miljöer använder kemosyntes istället.

Primära producenter i vatten inkluderar växter, alger och bakterier. I områden med grunt vatten där solljus når botten är växter som tång och gräs primära producenter. Där vattnet är för djupt för att solljus ska nå botten, ger mikroskopiska växtceller som kallas fytoplankton det mesta näring för vattenlevande liv. Fytoplankton påverkas av miljöfaktorer som temperatur och solljus samt tillgången på näringsämnen och närvaron av växtätande rovdjur.

Cirka hälften av all fotosyntes sker i haven. Där tar fytoplankton koldioxid och vatten från sin omgivning, och de kan använda energi från solen för att skapa kolhydrater genom den process som kallas fotosyntes. Som den primära matkällan för zooplankton utgör dessa organismer basen för livsmedelskedjan för hela havsbefolkningen. I sin tur ger zooplankton, som inkluderar bläckfiskar, maneter och fisk i larvstadiet, mat för filtermatande organismer som musslor och svampar samt amfipoder, andra fisklarver och små fisk. De som inte konsumeras direkt dör så småningom och drar till de lägre nivåerna som detritus där de kan konsumeras av djuphavsorganismer som filtrerar maten, såsom koraller.

I sötvattenområden och grunda saltvattenområden inkluderar producenter inte bara fytoplankton såsom gröna alger utan också vattenväxter som hav gräs och tång eller större rotade växter som växer på vattenytan som cattails och ger inte bara mat utan också skydd för större vattenliv. Dessa växter ger mat för insekter, fiskar och amfibier.

Solljus når inte djupt på havsbotten, men primärproducenter trivs fortfarande där. På dessa platser samlas mikroorganismer i områden som hydrotermiska ventiler och kallt sipprar, där de får sin energi från metabolismen av omgivande oorganiska material, såsom kemikalier som sipprar upp från havsbotten snarare än från solljus. De kan också sätta sig på valkroppar och till och med skeppsvrak, som fungerar som en källa till organiskt material. De använder den process som kallas kemosyntes för att omvandla kol till organiskt material med hjälp av väte, vätesulfid eller metan som energikälla.

Hydrotermiska mikroorganismer trivs i vattnet runt skorstenar eller ”svarta rökare” som bildas av järnsulfidavlagringar som lämnas av hydrotermiska ventiler på havsbotten. Dessa "ventilationsmikrober" är de främsta producenterna på havsbotten och stöder hela ekosystem. De använder den kemiska energin som finns i mineralerna i den varma källan för att skapa vätesulfid. Även om vätesulfid är giftigt för de flesta djur, har organismer som lever vid dessa hydrotermiska ventiler anpassat sig och istället trivs.

Andra mikrober som vanligtvis finns på rökare inkluderar Archaea, som skördar vätgas och frigör metan och gröna svavelbakterier. Detta kräver både kemisk energi och ljusenergi, den senare som de får från den svaga radioaktiva glöd som avges av geotermiskt uppvärmda bergarter. Många av dessa litotropa bakterier skapar mattor runt ventilen som är upp till 3 centimeter tjocka och locka primära konsumenter (betare som sniglar och skalmaskar), som i sin tur lockar större rovdjur.

Den markbundna livsmedelskedjan eller jordkedjan består av ett stort antal olika organismer, allt från mikroskopiska encelliga producenter till synliga maskar, insekter och växter. De främsta producenterna inkluderar växter, lavar, mossa, bakterier och alger. Primära producenter i ett markbaserat ekosystem lever i och runt organiskt material. Eftersom de inte är mobila, lever och växer de där det finns näringsämnen för att upprätthålla dem. De tar näringsämnen från organiskt material som lämnas i jorden av sönderdelare och förvandlar dem till mat för sig själva och andra organismer. Precis som sina motsvarigheter i vatten använder de fotosyntes för att omvandla näringsämnen och organiska material från jorden till matkällor för att ge näring åt andra växter och djur. Eftersom dessa organismer behöver solljus för att bearbeta näringsämnen, lever de på eller nära markytan.

På samma sätt som havsbotten når solljus inte djupt in i grottorna. Av denna anledning är bakteriekolonier i vissa kalkstensgrottor kemoautotrofa, även kända som ”stenätande”. Dessa bakterier, som de i havsdjupet, får sina nödvändig näring från kväve-, svavel- eller järnföreningar som finns i eller på ytan av stenar som har förts dit genom vatten som sipprar genom det porösa yta.

Även om ekosystem i vatten och mark är till stor del oberoende av varandra, finns det platser där de skär varandra. Vid dessa punkter är ekosystemen beroende av varandra. Strömmarna av floder och floder, till exempel, tillhandahåller några av matkällorna för att stödja strömens livsmedelskedja; landorganismer konsumerar också vattenorganismer. Det finns en större mångfald av organismer där de två möts. Högre nivåer av fytoplankton, troligtvis på grund av större tillgång på näringsämnen och längre "uppehållstid" har hittats i myrsystem än i närliggande kustmynningar. Mätningar av fytoplanktonproduktion har visat sig vara högre nära strandlinjer i områden där näringsämnen från landet i huvudsak "befruktar" havet med kväve och fosfor. Andra faktorer som påverkar fytoplanktonproduktionen vid en strandlinje inkluderar mängden solljus, vattentemperatur och fysiska processer som vind- och tidvattenströmmar. Som väntat med tanke på dessa faktorer kan fytoplanktonblomning vara en säsongsbetonad händelse, med högre nivåer registrerade när miljöförhållandena är mer fördelaktiga.

Ett torrt ökenekosystem har inte en konsekvent vattenförsörjning, så dess primära producenter, som alger och lavar, tillbringar vissa perioder i ett inaktivt tillstånd. Sällsynta regn leder till korta perioder av aktivitet där organismer agerar snabbt för att producera näringsämnen. I vissa fall lagras dessa näringsämnen och släpps bara långsamt i väntan på nästa regnhändelse. Det är denna anpassning som gör det möjligt för ökenorganismer att överleva på lång sikt. Dessa poikilohydriska växter finns på mark och stenar, liksom vissa ormbunkar och andra växter, och kan övergå mellan aktiva och vilande faser beroende på om de är våta eller torra. Men när de är torra verkar de vara döda, de är faktiskt i vilande tillstånd och förvandlas med nästa nederbörd. Efter regn blir alger och lav fotosyntetiskt aktiva och (på grund av deras förmåga att reproducera sig snabbt) tillhandahålla en matkälla för organismer på högre nivå innan ökenvärmen får vattnet att avdunsta.

Till skillnad från konsumenter på högre nivå som fåglar och ökendjur är primära producenter inte mobila och kan inte flytta till mer gynnsamma förhållanden. Ett ekosystems chans att överleva ökar med en större mångfald av producenter när temperatur och regn förändras efter säsong. Förhållanden som är rätta för en organism kanske inte är för en annan, så det gagnar ekosystemet när man kan vara vilande medan en annan trivs. Andra faktorer som mängden sand eller lera i jord, salthalten och närvaron av stenar eller stenar påverkar vattenretentionen och påverkar också primärproducenternas förmåga att föröka sig.

Vid den andra ytterligheten kan områden som är kalla mycket av tiden, såsom Arktis, inte stödja mycket växtliv. Livet på tundran är ungefär detsamma som i en torr öken. Varierande förhållanden innebär att organismer bara kan trivas under vissa årstider och många, inklusive primärproducenter, finns i ett vilande stadium en del av året. Lavar och mossor är de vanligaste primärproducenterna av tundran.

Medan vissa arktiska mossor lever under snön, strax ovanför permafrosten, lever andra arktiska växter under vattnet. Smältningen av havsis på våren tillsammans med den ökade tillgången på solljus utlöser alger i den arktiska regionen. Områden med högre nitratkoncentrationer visar högre produktivitet. Detta växtplankton blommar under isen, och när isnivån tunnas och når sitt årliga minimum sänks produktionen av isalger. Detta tenderar att sammanfalla med algernas rörelse i havet när isnivån på botten smälter. Produktionsökningar motsvarar perioder med ökningar av isförtjockning på hösten, medan det fortfarande finns betydande solljus. När havsisen smälter släpps isalgerna ut i vattnet och lägger till växtplanktonblomningen och påverkar den polära marina livsmedelsnätet.

Detta förändrade mönster för tillväxt och smältning av havsis, tillsammans med en tillräcklig näringstillförsel, verkar vara nödvändig för produktionen av isalger. Förändrade förhållanden som en tidigare eller snabbare issmältning kan minska nivåerna av isalger, och en förändring i tidpunkten för algens frisättning kan påverka konsumenternas överlevnad.

Algblomningar kan förekomma i nästan alla vattendrag. Vissa kan missfärga vattnet, ha en dålig lukt eller få vattnet eller fisken att smaka dåligt, men inte vara giftigt. Det är dock omöjligt att säga säkerheten för en algblomning från att titta på den. Skadliga algblomningar har rapporterats i alla kuststater i USA samt i sötvatten i mer än hälften av staterna. De förekommer också i bräckt vatten. Dessa synliga kolonier av cyanobakterier eller mikroalger kan förekomma i en mängd olika färger såsom rött, blått, grönt, brunt, gult eller orange. En skadlig algblomning växer snabbt och påverkar djur-, människors- och miljöhälsan. Det kan producera toxiner som kan förgifta alla levande saker som kommer i kontakt med det, eller det kan förorena vattenlevande liv och orsaka sjukdom när en person eller ett djur äter den infekterade organismen. Dessa blommor kan orsakas av en ökning av näringsämnena i vattnet eller förändringar i havsströmmar eller temperatur.

Även om få fytoplanktonarter producerar dessa toxiner, kan till och med fördelaktig fytoplankton vara skadligt. När dessa mikroorganismer multiplicerar för snabbt och skapar en tät matta på vattenytan resulterande överbefolkning kan orsaka hypoxi eller låga syrehalter i vattnet, vilket stör störningarna ekosystem. Så kallade ”bruna tidvatten”, även om de inte är giftiga, kan täcka stora delar av vattenytan och förhindra solljus från att nå ner och därefter döda bort de växter och organismer som är beroende av dem för liv.