Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В экологии термин продуктивность относится к скорости образования биомассы в экосистеме , обычно выражаемой в единицах массы на единицу объема (единицу поверхности) в единицу времени, например, в граммах на квадратный метр в день (г · м −2 · сут − 1). ). Единица массы может относиться к сухому веществу или к массе образовавшегося углерода . Продуктивность автотрофов , таких как растения , называется первичной продуктивностью , а продуктивность гетеротрофов , таких как животные., называется вторичной продуктивностью . [1]

Первичное производство [ править ]

Основная статья: Первичное производство

Первичное производство - это синтез органического материала из неорганических молекул. В первичной продукции в большинстве экосистем преобладает процесс фотосинтеза , в котором организмы синтезируют органические молекулы из солнечного света , H 2 O и CO 2.. Первичное производство иногда подразделяется на чистое первичное производство (NPP) и валовое первичное производство (GPP). Валовая первичная продукция измеряет весь углерод, ассимилированный первичными производителями в органические молекулы. Чистое первичное производство измеряет органические молекулы по первичным производителям. Чистое первичное производство также измеряет количество углерода, ассимилированного в органические молекулы первичными продуцентами, но не включает органические молекулы, которые затем снова расщепляются этими организмами для биологических процессов, таких как клеточное дыхание .

Основные производители [ править ]

Фотоавтотрофы [ править ]

Организмы, которые используют световую энергию для фиксации углерода и, таким образом, участвуют в первичном производстве, называются фотоавтотрофами .

Фотоавтотрофы существуют по всему древу жизни. Известно, что многие таксоны бактерий являются фотоавтотрофными, например цианобактерии и некоторые протеобактерии . [2] Эукариотические организмы получили возможность участвовать в фотосинтезе благодаря развитию пластид, происходящих из эндосимбиотических отношений. [3] Archaeplastida , в которую входят красные водоросли , зеленые водоросли и растения , развили хлоропласты, происходящие из древних эндосимбиотических отношений с α-протеобактериями . [4]Остальные эукариотические фотоавтотрофные организмы находятся в кладе SAR (включая Stramenopila , Alveolata и Rhizaria ). Организмы в кладе SAR, которые развили пластиды, сделали это посредством вторичных или третичных эндосимбиотических отношений с зелеными водорослями и / или красными водорослями. [5] В кладу SAR входят многие водные и морские первичные продуценты, такие как водоросли , диатомовые водоросли и динофлагелляты . [5]

Литоавтотрофы [ править ]

Другой процесс первичной продукции - литоавтотрофия . Литоавтотрофы используют химические соединения снижаются , такие как газообразный водород , сероводород , метан , или ионы двухвалентного железа , чтобы исправить углерод и участвовать в первичной продукции. Литоавтотрофные организмы являются прокариотическими и представлены членами как бактериального, так и архейного доменов. [6] Литоавтотрофия - единственная форма первичного производства, возможная в экосистемах без света, таких как экосистемы грунтовых вод , [7] экосистемы гидротермальных источников , [8] почвенные экосистемы., [9] и пещерные экосистемы. [10]

Вторичное производство [ править ]

Вторичное производство является формирование биомассы из гетеротрофных (потребительские) организмов в системе. Это обусловлено переносом органического материала между трофическими уровнями и представляет собой количество новой ткани, созданной за счет использования ассимилированной пищи. Вторичное производство иногда определяется только как потребление первичных производителей травоядными потребителями [11] (третичное производство относится к плотоядным потребителям) [12], но чаще определяется как включающее все производство биомассы гетеротрофами. [1]

Организмы, ответственные за вторичное производство, включают животных, простейшие , грибы и многие бактерии. [ необходима цитата ]

Вторичную добычу можно оценить с помощью ряда различных методов, включая суммирование приращений, суммирование удаления, метод мгновенного роста и метод кривой Аллена. [13] Выбор между этими методами будет зависеть от допущений каждого из них и исследуемой экосистемы. Например, следует ли различать когорты, можно ли предполагать линейную смертность и является ли рост населения экспоненциальным. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Биомасса (экология)
  • Экология сообщества
  • Пищевая сеть
  • Продуктивность сельского хозяйства

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Аллаби, Майкл, изд. (2006) [1994]. Словарь по экологии (третье изд.). Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-860905-6. Проверено 3 декабря 2009 .
  2. ^ Тан, Го-Сян; Тан, Иньцзе Дж .; Бланкеншип, Роберт Юджин (2011). «Пути метаболизма углерода в фототрофных бактериях и их более широкое эволюционное значение» . Границы микробиологии . 2 : 165. DOI : 10,3389 / fmicb.2011.00165 . PMC 3149686 . PMID 21866228 .  
  3. ^ Маргулис, Л. (1968-09-06). «Эволюционные критерии таллофитов: радикальная альтернатива». Наука . 161 (3845): 1020–1022. Bibcode : 1968Sci ... 161.1020M . DOI : 10.1126 / science.161.3845.1020 . PMID 17812802 . S2CID 21929905 .  
  4. ^ Форд Дулитл, W (1998-12-01). «Вы - то, что вы едите: храповик для переноса генов может отвечать за бактериальные гены в ядерных геномах эукариот». Тенденции в генетике . 14 (8): 307–311. DOI : 10.1016 / S0168-9525 (98) 01494-2 . PMID 9724962 . 
  5. ^ a b Grattepanche, Жан-Давид; Уокер, Лаура М .; Отт, Бриттани М .; Paim Pinto, Daniela L .; Delwiche, Charles F .; Lane, Christopher E .; Кац, Лаура А. (2018). «Разнообразие микробов в эукариотической SAR кладе: освещая темноту между морфологией и молекулярными данными» . BioEssays . 40 (4): e1700198. DOI : 10.1002 / bies.201700198 . PMID 29512175 . S2CID 3731086 .  
  6. ↑ Лазар, Кассандра Сара; Штоль, Венке; Леманн, Роберт; Херрманн, Мартина; Schwab, Valérie F .; Акоб, Дениз М .; Наваз, Али; Вубет, Тесфайе; Буско, Франсуа (13.06.2017). «Разнообразие архей и фиксаторы CO 2 в экосистемах подземных вод карбонатов / силикатных пород» . Археи . 2017 : 1–13. DOI : 10.1155 / 2017/2136287 . PMC 5485487 . PMID 28694737 .  
  7. ^ Griebler, C .; Людерс, Т. (2009). «Микробное биоразнообразие в экосистемах подземных вод» . Пресноводная биология . 54 (4): 649–677. DOI : 10.1111 / j.1365-2427.2008.02013.x .
  8. ^ Сиверт, Стефан; Ветриани, Константино (01.03.2012). «Хемоавтотрофия в глубоководных жерлах: прошлое, настоящее и будущее» . Океанография . 25 (1): 218–233. DOI : 10.5670 / oceanog.2012.21 .
  9. ^ Дрейк, Хенрик; Иварссон, Магнус (01.01.2018). «Роль анаэробных грибов в фундаментальных биогеохимических циклах глубинной биосферы» . Обзоры грибковой биологии . 32 (1): 20–25. DOI : 10.1016 / j.fbr.2017.10.001 .
  10. ^ Galassi, Diana MP; Фиаска, Барбара; Ди Лоренцо, Тициана; Монтанари, Алессандро; Порфирио, Сильвано; Фатторини, Симона (2017-03-01). «Биоразнообразие подземных вод в экосистеме хемоавтотрофных пещер: как геохимия регулирует структуру сообщества микрорелковых». Водная экология . 51 (1): 75–90. DOI : 10.1007 / s10452-016-9599-7 . S2CID 41641625 . 
  11. ^ «Определение термина:« Вторичное производство » » . Таблица глоссария . FishBase . Проверено 3 декабря 2009 .
  12. ^ «Определение термина:« Третичное производство » » . Таблица глоссария . FishBase . Проверено 3 декабря 2009 .
  13. ^ Аллен, KR (1951). «Ручей Хорокиви: исследование популяции форели». Бюллетень Департамента рыболовства Новой Зеландии . 10 : 1–238.