Πρωτογενής παραγωγή: έννοια, χαρακτηριστικά, έρευνα

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η πρωτογενής παραγωγή είναι μια ορισμένη αξία στην οικολογία. Η μέθοδος μέτρησής του επινοήθηκε από τον Σοβιετικό υδροβιολόγο Γκεόργκι Γκεόργκιεβιτς Βίνμπεργκ το πρώτο μισό του 20ού αιώνα. Η υλοποίηση του πρώτου πειράματος πραγματοποιήθηκε κοντά στη Μόσχα.

Έννοια

Στην αντίληψή του, ο A. N. Leontiev εισάγει τον όρο «πρωτογενής παραγωγή». Δηλώνει μια ορισμένη αξία στην οικολογία, η οποία καθορίζει την αύξηση της ποσότητας οργανικής ύλης που σχηματίζεται σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα από αυτοτροφικούς οργανισμούς από απλά ανόργανα συστατικά. Ο υπολογισμός της πρωτογενούς παραγωγής γίνεται σε μια καθορισμένη χρονική περίοδο, η διάρκεια της οποίας καθορίζεται από τους βιολόγους.

Αυτοτροφικοί οργανισμοί

Πρόκειται για οργανισμούς που μπορούν να χρησιμοποιούν ανόργανες ουσίες για να παράγουν οργανικές. Τα αυτότροφα βρίσκονται στην πρώτη βαθμίδα της τροφικής πυραμίδας, καθώς είναι οι κύριοι παραγωγοί οργανικής ύλης στη βιόσφαιρα. Χάρη σε αυτούς τους οργανισμούς, οι ετερότροφοι (οι οργανισμοί που δεν μπορούν να αποκτήσουν οργανικά στοιχεία από ανόργανα με τη βοήθειαφωτοσύνθεση ή χημειοσύνθεση) παρέχονται με τροφή.

Υπάρχουν οργανισμοί που ανήκουν ταυτόχρονα σε δύο είδη: τα πράσινα φύκια euglena τη νύχτα ανήκουν σε ετερότροφα και κατά τη διάρκεια της ημέρας σε αυτότροφα. Τέτοιοι οργανισμοί ονομάζονται «μιξότροφοι».

Πώς εκτιμάται αυτή η τιμή;

Για να υπολογιστεί αυτή η τιμή, είναι απαραίτητο να μετρηθεί η ποσότητα άνθρακα που έχει δεσμευτεί από φυτά που αναπτύσσονται στη γη και φυτοπλαγκτόν που ζουν στον ωκεανό για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Όλα αυτά υπολογίζονται ανά μονάδα επιφάνειας.

Μερικές φορές, όπως στην περίπτωση του φυτοπλαγκτού, η πρωτογενής παραγωγή υπολογίζεται σε μικρές χρονικές περιόδους, πιο συχνά την ημέρα. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτός ο οργανισμός έχει υψηλό ρυθμό σχηματισμού οργανικής ύλης, ο οποίος υπολογίζεται ανά μονάδα βιομάζας (το σύνολο των φυτών και των ζώων που αποτελούν μέρος μιας βιογεωκένωσης οποιουδήποτε μεγέθους και επιπέδου).

Αν λάβουμε υπόψη τον χρόνο κατά τον οποίο μετράται η πρωτογενής παραγωγή χερσαίων φυτών, τότε αυτό θα είναι ένα έτος ή η καλλιεργητική περίοδος (η περίοδος του έτους κατά την οποία ορισμένοι ζωντανοί φυτικοί οργανισμοί είναι ευαίσθητοι στην ανάπτυξη). Μια τέτοια διάρκεια αξιολόγησης εξηγείται από το γεγονός ότι ο ρυθμός μετατροπής των ανόργανων ουσιών σε οργανικές ουσίες σε αυτόν τον τύπο οργανισμών είναι πολύ πιο αργός από ό,τι στο πλαγκτόν.

Για ποιους ισχύει η έννοια της πρωτογενούς παραγωγής;

Αυτή η τιμή υπολογίζεται για φωτοαυτοτροφικούς και χημειοαυτοτροφικούς οργανισμούς. Γιατί η πρώτη πηγή ενέργειας είναι το φως του ήλιου, καιοι τελευταίοι παράγουν οργανικές ουσίες από ανόργανες ουσίες χρησιμοποιώντας αντιδράσεις οξειδοαναγωγής με απλές ουσίες που οι ίδιοι δημιουργούν. Λίγοι οργανισμοί είναι ικανοί για τον δεύτερο τρόπο λήψης ενέργειας, σε αυτούς περιλαμβάνονται τα βακτήρια, ορισμένα προκαρυωτικά (μονοκύτταρα, τα οποία έχουν πυρήνα και μεμβράνες στο κύτταρο).

Στον σύγχρονο κόσμο, ο ρόλος των χημειοαυτοτροφών είναι μικρός. Έχουν τη μεγαλύτερη σημασία στα υδροθερμικά οικοσυστήματα (οάσεις ζωής, που βρίσκονται σε σημαντικό βάθος στον ωκεανό, όπου υπάρχουν ρωγμές στον φλοιό με ζεστά νερά που βγαίνουν από αυτά, πλούσια σε μειωμένες ενώσεις), αν και η πρωτογενής παραγωγή δεν υπολογίζεται σε πολύ μεγάλες ποσότητες, αλλά η σημασία της είναι μεγάλη.

Μεικτή αξία

Οι ερευνητές χωρίζουν την πρωτογενή παραγωγή των οικοσυστημάτων σε ακαθάριστη και καθαρή.

Ο πρώτος όρος αναφέρεται στην ποσότητα της συνολικής οργανικής ύλης που παράγεται από τον παραγωγό.

Στην καθαρή πρωτογενή αξία λαμβάνονται οργανικές ουσίες, λαμβάνοντας υπόψη την αφαίρεση του κόστους που απαιτείται από τον οργανισμό παραγωγής για την εκτέλεση της δραστηριότητας της αναπνοής. Αυτός ο τύπος ποσότητας είναι η ουσία που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι καταναλωτές για τις ανάγκες τους, με άλλα λόγια, η καθαρή πρωτογενής παραγωγή είναι η βάση για την υποστήριξη της τροφικής αλυσίδας (μια σειρά σχέσεων μεταξύ διαφορετικών οργανισμών, μέσω της οποίας διάφοροι τύποι ενέργειας και ύλης μεταφέρονται τρώγοντας μερικά άτομα άλλα).

Έρευνα

Αρχικά, η GG Vinberg διεξήγαγε τη λογιστική της πρωτογενούς παραγωγής στη λίμνη χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των «σκοτεινών και φωτεινών φιαλών». Συνίστατο στη σύγκριση της ποσότητας των οργανικών ουσιών που λαμβάνονται και της ποσότητας του οξυγόνου που απελευθερώνεται κατά τη φωτοσύνθεση. Αργότερα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτή η μέθοδος εκτίμησης της πρωτογενούς παραγωγής είναι αναξιόπιστη, καθώς έχει μειωμένη ευαισθησία. Ως εκ τούτου, ο βιολόγος E. Steman-Nielsen πρότεινε μια εναλλακτική «μέθοδο ραδιοανθράκων». Με αυτή τη μέθοδο, διοξείδιο του άνθρακα και ένα ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα προστέθηκαν σε δείγματα νερού που περιείχαν πλαγκτόν. Αργότερα, η ποσότητα της οργανικής ύλης υπολογίστηκε με βάση τον ραδιενεργό άνθρακα που σχετίζεται με αυτήν.

Έρευνες σε αυτόν τον τομέα, από τη δεκαετία του '60 του ΧΧ αιώνα, έχουν πραγματοποιηθεί σε όλο τον κόσμο και δεν σταματούν μέχρι τώρα, ευχαριστώντας τους επιστήμονες με νέες ανακαλύψεις.