הפקה ראשונית: קונספט, תכונות, מחקר

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

ייצור ראשוני הוא ערך מסוים באקולוגיה. השיטה למדידתה הומצאה על ידי ההידרוביולוג הסובייטי גאורגי ג'ורג'יביץ' וינברג במחצית הראשונה של המאה ה-20. יישום הניסוי הראשון בוצע ליד מוסקבה.

קונספט

בתפיסה שלו, A. N. Leontiev מציג את המונח "ייצור ראשוני". זה מציין ערך מסוים באקולוגיה, הקובע את הגידול בכמות החומר האורגני שנוצר במשך זמן מסוים על ידי אורגניזמים אוטוטרופיים ממרכיבים אנאורגניים פשוטים. חישוב הייצור הראשוני מתבצע על פני פרק זמן מוגדר, שאורכו נקבע על ידי ביולוגים.

אורגניזמים אוטוטרופיים

אלו אורגניזמים המסוגלים להשתמש בחומרים לא אורגניים כדי לייצר אורגניים. אוטוטרופים נמצאים בשכבה הראשונה של פירמידת המזון, מכיוון שהם היצרנים העיקריים של חומר אורגני בביוספרה. הודות לאורגניזמים אלו, הטרוטרופים (אלו אורגניזמים שאינם יכולים להשיג יסודות אורגניים מאלה אנאורגניים בעזרתפוטוסינתזה או כימוסינתזה) מסופקים עם מזון.

ישנם אורגניזמים המשתייכים בו-זמנית לשני מינים: אצת יוגלנה ירוקה בלילה שייכת להטרוטרופים, וביום - לאוטטרופים. אורגניזמים כאלה נקראים "מיקסוטרופים".

איך מוערך ערך זה?

כדי לחשב ערך זה, יש צורך למדוד את כמות הפחמן שנקשרה לצמחים הגדלים על פני כדור הארץ ולפיטופלנקטון החיים באוקיינוס במשך זמן מסוים. כל זה מחושב ליחידת שטח.

לפעמים, כמו במקרה של פיטופלנקטון, הייצור הראשוני מוערך בתוך פרקי זמן קטנים, לרוב ביום. הסיבה לכך היא שלאורגניזם זה יש קצב היווצרות גבוה של חומר אורגני, אשר מחושב ליחידת ביומסה (מכלול הצמחים ובעלי החיים המהווים חלק מביוגאוקנוזה בכל גודל ורמה).

אם ניקח בחשבון את הזמן שבו נמדד הייצור העיקרי של צמחים יבשתיים, אז זה יהיה שנה אחת או עונת הגידול (התקופה בשנה שבה אורגניזמים צמחיים חיים מסוימים רגישים להתפתחות). משך זמן כזה של הערכה מוסבר על ידי העובדה שקצב ההמרה של חומרים אנאורגניים לחומרים אורגניים בסוג זה של אורגניזמים איטי בהרבה מאשר בפלנקטון.

על מי חל הרעיון של ייצור ראשוני?

ערך זה מחושב עבור אורגניזמים פוטו-אוטוטרופיים וכימואוטוטרופיים. שכן מקור האנרגיה הראשון הוא אור השמש, והאחרונים מייצרים חומרים אורגניים מחומרים אנאורגניים באמצעות תגובות חיזור עם חומרים פשוטים שהם עצמם יוצרים. מעטים האורגניזמים המסוגלים לדרך השנייה להשגת אנרגיה, אלה כוללים חיידקים, כמה פרוקריוטים (חד-תאיים, שיש להם גרעין וממברנות בתא).

בעולם המודרני, תפקידם של הכימואוטוטרופים קטן. הם בעלי החשיבות הגדולה ביותר במערכות אקולוגיות הידרותרמיות (נאות חיים, הנמצאים בעומק ניכר באוקיינוס, שם יש סדקים בקרום עם מים חמים שיוצאים מהם, עשירים בתרכובות מופחתות), אם כי הייצור העיקרי. לא מוערך בכמויות גדולות מאוד, אבל החשיבות שלה גדולה.

ערך ברוטו

החוקרים מחלקים את הייצור העיקרי של מערכות אקולוגיות לברוטו ולנטו.

המונח הראשון מתייחס לכמות החומר האורגני הכולל המיוצר על ידי היצרן.

לערך הראשוני הנקי מתקבלים חומרים אורגניים, תוך התחשבות בניכוי העלויות הנדרשות על ידי האורגניזם המייצר לביצוע פעילות הנשימה. סוג זה של כמות הוא החומר שהצרכנים יכולים להשתמש בו לצרכיהם, במילים אחרות, ייצור ראשוני טהור הוא הבסיס לתמיכה בשרשרת הטרופית (סדרה של יחסים בין אורגניזמים שונים, שבאמצעותם סוגים שונים של אנרגיה וחומר מועברים על ידי אכילת כמה אנשים אחרים).

Research

בתחילה, GG Vinberg ביצעה חשבונאות של הייצור הראשוני באגם בשיטה של "צלחות כהות ובהירות". זה כלל השוואת כמות החומרים האורגניים שהתקבלו וכמות החמצן המשתחררת במהלך הפוטוסינתזה. מאוחר יותר, החוקרים מצאו כי שיטה זו להערכת ייצור ראשוני אינה אמינה, שכן יש לה רגישות מופחתת. לכן, הביולוג א' סטמן-נילסן הציע "שיטת פחמן רדיו" חלופית. בשיטה זו נוספו פחמן דו חמצני ואיזוטופ רדיואקטיבי של פחמן לדגימות מים המכילות פלנקטון. מאוחר יותר, כמות החומר האורגני חושבה על סמך הפחמן הרדיואקטיבי הקשור אליו.

מחקרים באזור זה, מאז שנות ה-60 של המאה העשרים, נעשו ברחבי העולם, והם לא מפסיקים עד עכשיו, מה שמשמח מדענים עם תגליות חדשות.