Prvotná produkcia: koncept, funkcie, výskum

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Prvovýroba je istou hodnotou v ekológii. Metódu na jej meranie vynašiel sovietsky hydrobiológ Georgij Georgievič Vinberg v prvej polovici 20. storočia. Implementácia prvého experimentu sa uskutočnila neďaleko Moskvy.

Koncept

A. N. Leontiev vo svojom koncepte zavádza pojem „prvovýroba“. Označuje určitú hodnotu v ekológii, ktorá určuje nárast množstva organickej hmoty tvorenej za určitý čas autotrofnými organizmami z jednoduchých anorganických zložiek. Výpočet primárnej produkcie prebieha za stanovené časové obdobie, ktorého dĺžku určujú biológovia.

Autotrofné organizmy

Sú to organizmy, ktoré sú schopné využívať anorganické látky na výrobu organických. Autotrofy sú na prvom stupni potravinovej pyramídy, keďže sú primárnymi producentmi organickej hmoty v biosfére. Vďaka týmto organizmom môžu heterotrofy (tie organizmy, ktoré nedokážu získať organické prvky z anorganických pomocou tzv.fotosyntéza alebo chemosyntéza) sú poskytované s jedlom.

Existujú organizmy, ktoré súčasne patria k dvom druhom: zelené riasy euglena v noci patria k heterotrofom a počas dňa k autotrofom. Takéto organizmy sa nazývajú „mixotrofy“.

Ako sa odhaduje táto hodnota?

Na výpočet tejto hodnoty je potrebné zmerať množstvo uhlíka, ktoré bolo viazané rastlinami rastúcimi na zemi a fytoplanktónom žijúcim v oceáne za určitý čas. Toto všetko sa počíta na jednotku plochy.

Niekedy, ako v prípade fytoplanktónu, sa primárna produkcia odhaduje v malých časových úsekoch, najčastejšie za deň. Je to preto, že tento organizmus má vysokú mieru tvorby organickej hmoty, ktorá sa počíta na jednotku biomasy (celkový počet rastlín a živočíchov, ktoré sú súčasťou biogeocenózy akejkoľvek veľkosti a úrovne).

Ak vezmeme do úvahy čas, za ktorý sa meria primárna produkcia suchozemských rastlín, potom to bude jeden rok alebo vegetačné obdobie (obdobie roka, počas ktorého sú určité živé rastlinné organizmy náchylné na vývoj). Takéto trvanie hodnotenia sa vysvetľuje skutočnosťou, že rýchlosť premeny anorganických látok na organické látky u tohto typu organizmov je oveľa pomalšia ako u planktónu.

Pre koho platí koncept prvovýroby?

Táto hodnota je vypočítaná pre fotoautotrofné a chemoautotrofné organizmy. Prvým zdrojom energie je slnečné svetlo aposledné z nich vyrábajú organické látky z anorganických látok pomocou redoxných reakcií s jednoduchými látkami, ktoré sami vytvárajú. Len málo organizmov je schopných druhého spôsobu získavania energie, patria sem baktérie, niektoré prokaryoty (jednobunkové, ktoré majú jadro a membrány v bunke).

V modernom svete je úloha chemoautotrofov malá. Najväčší význam majú v hydrotermálnych ekosystémoch (oázy života, ktoré sa nachádzajú v značnej hĺbke oceánu, kde sú trhliny v kôre, z ktorej vychádzajú horúce vody bohaté na redukované zlúčeniny), aj keď primárna produkcia nie je odhadované vo veľmi veľkých množstvách, ale význam je veľký.

Hrubá hodnota

Výskumníci rozdeľujú primárnu produkciu ekosystémov na hrubú a čistú.

Prvý výraz sa vzťahuje na množstvo celkovej organickej hmoty vyprodukovanej výrobcom.

K čistej primárnej hodnote sú prijaté organické látky, berúc do úvahy odpočítanie nákladov, ktoré potrebuje produkujúci organizmus na vykonávanie činnosti dýchania. Práve tento typ množstva je látkou, ktorú môžu spotrebitelia využiť pre svoje potreby, inými slovami, čistá primárna produkcia je základom pre podporu trofického reťazca (séria vzťahov medzi rôznymi organizmami, cez ktoré rôzne druhy energie a hmoty sa prenášajú zjedením niektorých jedincov iných).

Výskum

GG Vinberg spočiatku vykonával účtovanie prvovýroby na jazere metódou „tmavých a svetlých baniek“. Spočíval v porovnaní množstva získaných organických látok a množstva uvoľneného kyslíka pri fotosyntéze. Neskôr vedci zistili, že tento spôsob odhadu primárnej produkcie je nespoľahlivý, keďže má zníženú citlivosť. Preto biológ E. Steman-Nielsen navrhol alternatívnu „rádiokarbónovú metódu“. Touto metódou sa do vzoriek vody obsahujúcich planktón pridal oxid uhličitý a rádioaktívny izotop uhlíka. Neskôr sa množstvo organickej hmoty vypočítalo na základe rádioaktívneho uhlíka, ktorý je s ňou spojený.

Výskum v tejto oblasti sa od 60. rokov 20. storočia vykonáva po celom svete a neprestáva až doteraz a potešuje vedcov novými objavmi.