11.1: Productividad primaria
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Los océanos constituyen el hábitat más grande del planeta, extendiéndose sobre aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra y contiene 97% del agua de la Tierra. Posteriormente, los océanos albergan una gran diversidad de organismos vivos que se pueden separar en dos grupos: autótrofos y heterótrofos. Los autótrofos son organismos que utilizan compuestos inorgánicos (por ejemplo, dióxido de carbono) para producir productos orgánicos, (por ejemplo, azúcares y proteínas). Los heterótrofos consumen los productos orgánicos producidos por los autótrofos y liberan compuestos inorgánicos como subproducto. El fitoplancton es un ejemplo de fotoautótrofos marinos o autótrofos que obtienen energía a través de la fotosíntesis. Las ballenas son ejemplos de heterótrofos. Consumen plancton y liberan dióxido de carbono como subproducto de la respiración celular. Este último ejemplo ilustra la clara conexión entre los procesos biológicos de autótrofos y heterótrofos a través de redes alimentarias.
La productividad primaria es el proceso donde las sustancias inorgánicas son sintetizadas por organismos para producir materiales orgánicos simples. Los productores primarios, o autótrofos, son los responsables de este fenómeno. Los ejemplos comunes de productores primarios incluyen diatomeas, dinoflagelados y coccolitóforos. Los productores primarios pueden ser fotoautótrofos, organismos que sintetizan compuestos orgánicos usando el sol como fuente de energía, o quimioautótrofos, organismos que sintetizan compuestos orgánicos a partir de moléculas inorgánicas que se encuentran en el ambiente. Tanto la fotosíntesis como la quimiosíntesis contribuyen a la productividad primaria de los océanos, pero la fotosíntesis es el proceso dominante con respecto a la cantidad de carbono fijado y energía almacenada en compuestos orgánicos. La fotosíntesis es utilizada por autótrofos en la superficie del mar y alto en la columna de agua donde la luz es abundante. Por el contrario, la quimiosíntesis suele ocurrir en aguas más profundas donde hay poca o ninguna luz presente.
Hay multitud de factores que determinan la efectividad de la productividad primaria. Si bien la cantidad de agua, dióxido de carbono, nutrientes inorgánicos y luz solar juegan un papel importante en la productividad, no todos estos componentes actúan como factores limitantes. Ni el agua ni el dióxido de carbono actúan como factores limitantes en el océano, ya que están abundantemente disponibles en el medio ambiente. Para los fotoautótrofos, uno de los mayores factores limitantes es la luz solar y la penetración de la luz en las columnas de agua. En consecuencia, la mayoría de los fotoautótrofos se encuentran cerca de la superficie del océano (una zona llamada acertadamente “la zona fótica”) y pocos se encuentran en las zonas de mezcla a profundidades más bajas. Adicionalmente, nutrientes como nitrógeno inorgánico, fósforo, hierro y/o sílice son limitantes para los organismos vivos debido a su escasez en el océano.
La producción primaria es el bloque de construcción más básico para la energía y la base de las redes alimentarias en todos los ambientes y ecosistemas. En el océano, los autótrofos responsables de la producción primaria consisten en fitoplancton, plantas marinas y macroalgas, ya que todos realizan fotosíntesis. Todos los fotoautótrofos capturan energía solar mediante la utilización de la pigmentación como la clorofila A, un pigmento que es especialmente efectivo en la captura de energía lumínica en las longitudes de onda azul y roja de la luz. Existen diversos pigmentos utilizados por los diferentes fotoautótrofos en el océano.
La producción primaria se suele referir de dos maneras: la producción primaria bruta y la neta. La totalidad de los compuestos orgánicos producidos por los productores primarios se denomina producción primaria bruta. Al igual que con todo es imposible tener una eficiencia del 100%, los autótrofos requieren una parte de los compuestos orgánicos que producen para sus propios procesos respiratorios. La producción primaria neta es la medida de la materia orgánica producida por los autótrofos y disponible para el consumo de los heterótrofos.
Recursos
- cdn.intechweb.org/pdfs/28392.pdf
- http://www.globalchange.umich.edu/gl...nergyflow.html
- www.nature.com/scitable/knowl... ocean-70631104
- https://www.oceanicinstitute.org/aboutoceans/aquafacts.html
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28586682