Produzione primaria: concept, caratteristiche, ricerca

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Produzione primaria: concept, caratteristiche, ricerca
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Anonim

La produzione primaria è un certo valore in ecologia. Il metodo per la sua misurazione è stato inventato dall'idrobiologo sovietico Georgy Georgievich Vinberg nella prima metà del XX secolo. L'implementazione del primo esperimento è stata effettuata vicino a Mosca.

Concetto

Nel suo concetto, A. N. Leontiev introduce il termine "produzione primaria". Denota un certo valore in ecologia, che determina l'aumento della quantità di materia organica formata in un certo tempo da organismi autotrofi da semplici componenti inorganici. Il calcolo della produzione primaria avviene in un determinato periodo di tempo, la cui durata è determinata dai biologi.

Organismi autotrofi

Il processo di fotosintesi
Il processo di fotosintesi

Questi sono organismi in grado di utilizzare sostanze inorganiche per produrne di organiche. Gli autotrofi sono al primo livello della piramide alimentare, in quanto sono i principali produttori di materia organica nella biosfera. Grazie a questi organismi, gli eterotrofi (quegli organismi che non possono ottenere elementi organici da quelli inorganici con l'aiuto difotosintesi o chemiosintesi) sono forniti con il cibo.

Ci sono organismi che appartengono contemporaneamente a due specie: l'alga verde euglena di notte appartiene agli eterotrofi e di giorno agli autotrofi. Tali organismi sono chiamati "mixotrofi".

Come viene stimato questo valore?

Plancton in campioni d'acqua
Plancton in campioni d'acqua

Per calcolare questo valore, è necessario misurare la quantità di carbonio che è stata legata dalle piante che crescono sulla terra e dal fitoplancton che vivono nell'oceano in un certo tempo. Tutto questo è calcolato per unità di superficie.

A volte, come nel caso del fitoplancton, la produzione primaria viene stimata in brevi periodi di tempo, il più delle volte un giorno. Questo perché questo organismo ha un alto tasso di formazione di materia organica, che viene calcolato per unità di biomassa (l'insieme delle piante e degli animali che fanno parte di una biogeocenosi di qualsiasi dimensione e livello).

Se consideriamo il tempo durante il quale viene misurata la produzione primaria di piante terrestri, allora questo sarà un anno o la stagione di crescita (il periodo dell'anno durante il quale alcuni organismi vegetali viventi sono suscettibili di sviluppo). Tale durata della valutazione è spiegata dal fatto che la velocità di trasformazione delle sostanze inorganiche in sostanze organiche in questo tipo di organismi è molto più lenta che nel plancton.

Per chi si applica il concetto di produzione primaria?

Questo valore è calcolato per organismi fotoautotrofi e chemioautotrofi. Perché la prima fonte di energia è la luce solare, equesti ultimi producono sostanze organiche da sostanze inorganiche utilizzando reazioni redox con sostanze semplici da loro stesse create. Pochi organismi sono capaci del secondo modo di ottenere energia, questi includono batteri, alcuni procarioti (unicellulari, che hanno un nucleo e membrane nella cellula).

Nel mondo moderno, il ruolo dei chemioautotrofi è piccolo. Sono della massima importanza negli ecosistemi idrotermali (oasi di vita, che si trovano a notevole profondità nell'oceano, dove sono presenti crepe nella crosta con fuoriuscita di acque calde, ricche di composti ridotti), sebbene la produzione primaria non si stima in grandi quantità, ma l'importanza è grande.

Il processo di chemiosintesi
Il processo di chemiosintesi

Valore lordo

I ricercatori dividono la produzione primaria degli ecosistemi in lorda e netta.

Il primo termine si riferisce alla quantità di materia organica totale prodotta dal produttore.

Al valore netto primario vengono ricevute le sostanze organiche, tenendo conto della detrazione dei costi che sono richiesti dall'organismo produttore per svolgere l'attività di respirazione. È questo tipo di quantità che è la sostanza che i consumatori possono utilizzare per i loro bisogni, in altre parole, la pura produzione primaria è la base per sostenere la catena trofica (una serie di relazioni tra organismi diversi, attraverso i quali vari tipi di energia e materia vengono trasferiti mangiando alcuni individui altri).

catena trofica
catena trofica

Ricerca

Inizialmente, GG Vinberg effettuava la contabilizzazione della produzione primaria del lago utilizzando il metodo dei "fiaschi scuri e chiari". Consisteva nel confrontare la quantità di sostanze organiche ottenute e la quantità di ossigeno rilasciata durante la fotosintesi. Successivamente, i ricercatori hanno scoperto che questo metodo di stima della produzione primaria non è affidabile, poiché ha una sensibilità ridotta. Pertanto, il biologo E. Steman-Nielsen ha proposto un "metodo del radiocarbonio" alternativo. Con questo metodo, l'anidride carbonica e un isotopo radioattivo del carbonio sono stati aggiunti a campioni di acqua contenenti plancton. Successivamente, la quantità di materia organica è stata calcolata in base al carbonio radioattivo ad essa associato.

Giorgio Vinberg
Giorgio Vinberg

Le ricerche in questo settore, dagli anni '60 del XX secolo, sono state condotte in tutto il mondo e non si sono fermate fino ad ora, compiacendo gli scienziati con nuove scoperte.

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