Producție primară: concept, caracteristici, cercetare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Producția primară este o anumită valoare în ecologie. Metoda de măsurare a acesteia a fost inventată de hidrobiologul sovietic Georgy Georgievich Vinberg în prima jumătate a secolului al XX-lea. Implementarea primului experiment a fost efectuată lângă Moscova.

Concept

În conceptul său, A. N. Leontiev introduce termenul de „producție primară”. Ea denotă o anumită valoare în ecologie, care determină creșterea cantității de materie organică formată într-un anumit timp de organismele autotrofe din componente anorganice simple. Calculul producției primare are loc pe o anumită perioadă de timp, a cărei durată este determinată de biologi.

Organisme autotrofe

Aceste organisme sunt capabile să folosească substanțe anorganice pentru a le produce pe cele organice. Autotrofii se află pe primul nivel al piramidei alimentare, deoarece sunt producătorii primari de materie organică din biosferă. Datorită acestor organisme, heterotrofele (acele organisme care nu pot obține elemente organice din cele anorganice cu ajutorulfotosinteza sau chemosinteza) sunt asigurate cu alimente.

Există organisme care aparțin simultan la două specii: algele verzi euglena noaptea aparțin heterotrofelor, iar ziua - autotrofelor. Astfel de organisme sunt numite „mixotrofe”.

Cum este estimată această valoare?

Pentru a calcula această valoare, este necesar să se măsoare cantitatea de carbon care a fost legată de plantele care cresc pe pământ și de fitoplanctonul care trăiește în ocean într-un anumit timp. Toate acestea sunt calculate pe unitate de suprafață.

Uneori, ca și în cazul fitoplanctonului, producția primară este estimată în perioade mici de timp, cel mai adesea o zi. Acest lucru se datorează faptului că acest organism are o rată mare de formare a materiei organice, care este calculată pe unitatea de biomasă (totalitatea plantelor și animalelor care fac parte dintr-o biogeocenoză de orice dimensiune și nivel).

Dacă luăm în considerare timpul în care se măsoară producția primară de plante terestre, atunci acesta va fi un an sau sezonul de vegetație (perioada anului în care anumite organisme vegetale vii sunt susceptibile de dezvoltare). O astfel de durată de evaluare se explică prin faptul că rata de transformare a substanțelor anorganice în substanțe organice la acest tip de organisme este mult mai lentă decât în plancton.

Pentru cine se aplică conceptul de producție primară?

Această valoare este calculată pentru organismele fotoautotrofe și chimioautotrofe. Căci prima sursă de energie este lumina soarelui șiaceştia din urmă produc substanţe organice din substanţe anorganice folosind reacţii redox cu substanţe simple pe care ei înşişi le creează. Puține organisme sunt capabile de a doua modalitate de a obține energie, acestea includ bacterii, unele procariote (monocelulare, care au nucleu și membrane în celulă).

În lumea modernă, rolul chimioautotrofilor este mic. Sunt de cea mai mare importanță în ecosistemele hidrotermale (oaze ale vieții, care sunt situate la o adâncime considerabilă în ocean, unde există crăpături în crustă cu ape fierbinți care ies din ele, bogate în compuși redusi), deși producția primară. nu este estimată în cantități foarte mari, dar importanța ei este mare.

Valoare brută

Cercetătorii împart producția primară a ecosistemelor în brută și netă.

Primul termen se referă la cantitatea totală de materie organică produsă de producător.

La valoarea primară netă se primesc substanțele organice, ținându-se cont de deducerea costurilor pe care organismul producator le cere pentru realizarea activității de respirație. Tocmai acest tip de cantitate este substanța pe care consumatorii o pot folosi pentru nevoile lor, cu alte cuvinte, producția primară pură stă la baza susținerii lanțului trofic (o serie de relații între diferite organisme, prin care diferite tipuri de energie și materie). sunt transferate prin mâncarea unor persoane pe altele).

Cercetare

Inițial, GG Vinberg a efectuat evidența producției primare pe lac folosind metoda „baloanelor întunecate și deschise”. A constat în compararea cantității de substanțe organice obținute și a cantității de oxigen eliberat în timpul fotosintezei. Mai târziu, cercetătorii au descoperit că această metodă de estimare a producției primare este nesigură, deoarece are o sensibilitate redusă. Prin urmare, biologul E. Steman-Nielsen a propus o „metodă cu radiocarbon” alternativă. Cu această metodă, s-au adăugat dioxid de carbon și un izotop radioactiv de carbon la probele de apă care conțineau plancton. Mai târziu, cantitatea de materie organică a fost calculată pe baza carbonului radioactiv asociat cu aceasta.

Cercetările în acest domeniu, încă din anii 60 ai secolului XX, au fost efectuate în întreaga lume și nu se opresc până acum, mulțumind oamenii de știință cu noi descoperiri.