Primární produkce: koncept, vlastnosti, výzkum

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Prvotní produkce je jistou hodnotou v ekologii. Metodu jeho měření vynalezl sovětský hydrobiolog Georgij Georgijevič Vinberg v první polovině 20. století. Realizace prvního experimentu byla provedena poblíž Moskvy.

Koncept

A. N. Leontiev ve svém konceptu zavádí termín „primární produkce“. Označuje určitou hodnotu v ekologii, která určuje nárůst množství organické hmoty tvořené za určitou dobu autotrofními organismy z jednoduchých anorganických složek. Výpočet primární produkce probíhá ve stanoveném časovém období, jehož délku určují biologové.

Autotrofní organismy

Jsou to organismy, které jsou schopny využívat anorganické látky k produkci organických. Autotrofy jsou na prvním stupni potravní pyramidy, protože jsou primárními producenty organické hmoty v biosféře. Díky těmto organismům mohou heterotrofy (ty organismy, které nemohou získat organické prvky z anorganických pomocífotosyntéza nebo chemosyntéza) jsou poskytovány s jídlem.

Existují organismy, které současně patří ke dvěma druhům: řasa zelená euglena v noci patří k heterotrofům a během dne k autotrofům. Takové organismy se nazývají „mixotrofy“.

Jak se tato hodnota odhaduje?

Pro výpočet této hodnoty je nutné změřit množství uhlíku, které bylo po určitou dobu vázáno rostlinami rostoucími na zemi a fytoplanktonem žijícím v oceánu. To vše se počítá na jednotku plochy.

Někdy, jako v případě fytoplanktonu, se primární produkce odhaduje v malých časových obdobích, nejčastěji za den. Je to proto, že tento organismus má vysokou míru tvorby organické hmoty, která se počítá na jednotku biomasy (celkový počet rostlin a živočichů, kteří jsou součástí biogeocenózy jakékoli velikosti a úrovně).

Pokud vezmeme v úvahu dobu, za kterou se měří primární produkce suchozemských rostlin, pak to bude jeden rok nebo vegetační období (období roku, během kterého jsou určité živé rostlinné organismy náchylné k vývoji). Taková délka hodnocení se vysvětluje tím, že rychlost přeměny anorganických látek na organické látky u tohoto typu organismů je mnohem pomalejší než u planktonu.

Pro koho platí koncept prvovýroby?

Tato hodnota je vypočtena pro fotoautotrofní a chemoautotrofní organismy. Neboť prvním zdrojem energie je sluneční světlo aty druhé produkují organické látky z anorganických látek pomocí redoxních reakcí s jednoduchými látkami, které sami vytvářejí. Jen málo organismů je schopno druhého způsobu získávání energie, patří sem bakterie, někteří prokaryota (jednobuněční, kteří mají v buňce jádro a membrány).

V moderním světě je role chemoautotrofů malá. Největší význam mají v hydrotermálních ekosystémech (oázy života, které se nacházejí ve značné hloubce oceánu, kde jsou trhliny v kůře, z níž vytékají horké vody bohaté na redukované sloučeniny), i když primární produkce není odhadováno ve velmi velkém množství, ale význam je velký.

Hrubá hodnota

Výzkumníci rozdělují primární produkci ekosystémů na hrubou a čistou.

První termín označuje množství celkové organické hmoty vyprodukované výrobcem.

K čisté primární hodnotě se přijímají organické látky, přičemž se vezmou v úvahu náklady, které potřebuje produkující organismus k výkonu činnosti dýchání. Právě tento typ množství je látkou, kterou mohou spotřebitelé využít pro své potřeby, jinými slovy, čistá primární produkce je základem pro podporu trofického řetězce (série vztahů mezi různými organismy, přes které různé druhy energie a hmoty se přenášejí požitím některých jedinců jiní).

Výzkum

Zpočátku společnost GG Vinberg prováděla účtování primární produkce na jezeře metodou „tmavých a světlých baněk“. Spočívala v porovnání množství získaných organických látek a množství uvolněného kyslíku při fotosyntéze. Později vědci zjistili, že tato metoda odhadu primární produkce je nespolehlivá, protože má sníženou citlivost. Proto biolog E. Steman-Nielsen navrhl alternativní „radiokarbonovou metodu“. Touto metodou byl do vzorků vody obsahujících plankton přidán oxid uhličitý a radioaktivní izotop uhlíku. Později bylo množství organické hmoty vypočítáno na základě radioaktivního uhlíku s tím spojeného.

Výzkumy v této oblasti se od 60. let 20. století provádějí po celém světě a nepřestávají až doteď a vědce těší novými objevy.