Producción primaria: concepto, transferencia, productores, ejemplos
¿Qué es la producción primaria?
La producción primaria es la elaboración de alimentos a partir de la energía del Sol o de compuestos minerales como el azufre y el CO2 ambiental. Esto lo hacen ciertos seres vivos llamados autótrofos, bien sea mediante fotosíntesis o a través de la quimiosíntesis.
En el caso de la fotosíntesis, organismos como las cianobacterias, algas y plantas verdes transforman la energía solar en energía química. En tanto que en la quimiosíntesis, ciertas bacterias y arqueobacterias son capaces de elaborar su alimento a partir de fuentes inorgánicas de hidrógeno.
La producción primaria es el punto de partida de las cadenas y redes alimenticias o redes tróficas, donde ocurre la transferencia de energía de un ser vivo a otro. Una vez que los productores primarios han usado la energía para crecer, son consumidos por consumidores primarios y se sigue toda la cadena alimenticia.
Finalmente, los organismos descomponedores se alimentan de los restos de todos los demás seres vivos y liberan los elementos minerales que serán usados nuevamente en el ciclo. Entre los productores primarios u organismos autótrofos, se encuentran las bacterias, arqueobacterias, algas y plantas verdes.
Un ejemplo de producción primaria y transferencia de energía es la red alimentaria de un jardín. Allí podrás ver plantas que captan la luz del Sol, el CO2 del aire, toman agua y minerales del suelo y realizan fotosíntesis produciendo almidón. Así como herbívoros como los pulgones que se alimentan de las plantas y mariquitas que se comen a los pulgones.
Producción primaria y transferencia de energía
Se denomina producción primaria porque es el primer proceso de elaboración de alimentos que ocurre en la biosfera o zona de vida en la Tierra. Seguida por la producción secundaria, que es la elaboración de tejidos biológicos por parte de los consumidores de productores primarios.
Por ejemplo, una planta de pasto crece a partir de la energía solar, así que es un productor primario. Luego la vaca se come el pasto y crece, elaborando alimento en forma secundaria, que servirá para alimentar un consumidor terciario, los seres humanos.
Las fuentes de la energía
Las fuentes de la energía que hay en la Tierra son el Sol y la energía acumulada en los compuestos químicos, como los minerales. En el caso del Sol, que es la principal fuente de energía, se trata de su radiación electromagnética.
La radiación solar que llega a la Tierra provoca los vientos, las corrientes marinas, contribuye a los ciclos biogeoquímicos y permite la vida sobre el planeta. Esto último es posible porque existen seres vivos que son capaces de producir su alimento a partir de la energía solar.
De igual forma, existen otros seres vivos capaces de producir alimento a partir de reacciones químicas usando compuestos inorgánicos (minerales).
Organismos autótrofos
Los seres vivos capaces de producir su alimento a partir de la energía solar o compuestos inorgánicos, se denominan autótrofos. De auto = uno mismo y trofos= alimento, ellos mismos producen su alimento. Es decir, no necesitan comer a otros seres vivos para obtener su energía, construir sus tejidos y órganos y así crecer y reproducirse.
Lo hacen mediante dos procesos químicos, uno llamado fotosíntesis y otro denominado quimiosíntesis.
La fotosíntesis
Este proceso lo realizan aquellos seres vivos que poseen en tejidos especializados, un pigmento llamado clorofila, que les da un color verde. Dicho pigmento tiene la propiedad de activarse con la energía del Sol.
Así que al recibir la luz, la clorofila produce una serie de reacciones químicas que transforman esa energía del Sol en alimento. Para esto se combina el carbono obtenido del CO2 que está en el aire y el hidrógeno del agua, liberándose oxígeno (O2) en el proceso. El alimento producido le sirve al organismo fotosintético para crecer y reproducirse.
Quimiosíntesis
Otro grupo de seres vivos habita en sitios donde no llega la energía del Sol, así que desarrollaron otra forma de producir su alimento. En este caso producen reacciones químicas a partir del uso de ciertos compuestos inorgánicos como el azufre, presentes en ambientes a altas temperaturas.
Por ejemplo, en los géiseres o aberturas volcánicas donde brota vapor de agua y gases, así como también en las fumarolas submarinas.
Las redes tróficas y la transferencia de la energía
Una vez que los productores primarios elaboran su alimento y por tanto crecen y se reproducen, ya existe alimento para otros seres vivos. De tal forma que otros organismos que no pueden producir su propio alimento, deben consumir a los productores primarios.
Los seres vivos que no pueden producir su alimento se llaman heterótrofos. Esta palabra viene de hetero= distinto y trofo= alimento, se alimenta de otro distinto a sí mismo. De esta forma se van formando cadenas y luego redes de alimentación llamadas redes tróficas.
Es decir, los productores primarios elaboran alimento a partir de fuentes inorgánicas o no vivas, como la radiación solar o minerales y otros seres vivos se alimentan de ellos. Estos seres vivos que se alimentan directamente de productores primarios se llaman consumidores primarios.
Luego, hay otros seres vivos que se alimentan de los consumidores primarios y son llamados consumidores secundarios y así sucesivamente. De esta forma la energía que originalmente estaba en el Sol o en los minerales se va transfiriendo de un organismo a otro.
Productores primarios
Los seres vivos capaces de producir su propio alimento son de 4 tipos fundamentales:
- Bacterias.
- Arqueobacterias.
- Algas.
- Plantas verdes.
En el caso de las algas, las hay microscópicas formando parte del fitoplancton y las hay macroscópicas, es decir que se ven a simple vista.
Bacterias y arqueobacterias
Las bacterias y arqueobacterias son similares entre sí, ambas son organismos microscópicos formados por una sola célula y no tienen núcleo. En ambos grupos de organismos existen algunas especies capaces de producir su alimento.
Entre las bacterias existe un grupo llamado cianobacterias que realizan fotosíntesis y otros grupos que realizan quimiosíntesis a partir del nitrógeno atmosférico. Las cianobacterias son comunes formando parte del fitoplancton en los cuerpos de agua.
Mientras que las bacterias quimiosintéticas se encuentran en el suelo y fondos cenagosos. Las mismas emplean como fuente de energía la oxidación de compuestos de hierro ferroso o amoniaco.
En tanto que en las arqueobacterias hay especies capaces de producir alimento por quimiosíntesis a partir de compuestos sulfurados, es decir ricos en azufre. Esto ocurre en las aguas termales, es decir fuentes de agua caliente y gases ricos en minerales. Por ejemplo, en las fumarolas que existen en las profundidades marinas, donde no llega la luz solar.
Algas microscópicas del fitoplancton
En los océanos del mundo abundan las algas microscópicas que flotan empujadas por las corrientes como parte del fitoplancton. Entre ellas están las diatomeas con más de 80.000 especies, las cuales son capaces de realizar fotosíntesis. De hecho, son la mayor fuente de producción primaria sobre la Tierra.
Algas verdes
También hay algas macroscópicas, las cuales son productores primarios mediante fotosíntesis. Entre ellas las hay terrestres como las que forman parte de los líquenes, que son una combinación de algas, hongos y bacterias.
Así como también acuáticas, como las algas sargazos, que forman grandes bosques submarinos en el mar de los Sargazos en el Triángulo de las Bermudas.
Plantas
Finalmente, los productores primarios que más conocemos y de los cuales más nos alimentamos los seres humanos como consumidores, son las plantas. Todas las plantas verdes producen su alimento por fotosíntesis, obteniendo almidón que emplean para desarrollar sus tallos, raíces, hojas, flores y frutos.
Ejemplos de producción primaria
La base de todos los ecosistemas que conocemos es algún tipo de productor primario, sea el fitoplancton en los océanos o las plantas en las selvas.
La producción primaria y transferencia de energía en los océanos
En los océanos encontramos dos modelos básicos de producción primaria y transferencia de la energía. La principal y mayoritaria es la del fitoplancton, formado por algas y bacterias que realizan fotosíntesis produciendo gran cantidad de masa de seres vivos o biomasa.
Esta biomasa circula por todos los océanos gracias a las corrientes marinas y sirve de base para todas las redes de alimentación en los océanos, ya que el zooplancton se alimenta del fitoplancton.
Luego hay peces y grandes mamíferos acuáticos como las ballenas, que se alimentan del zooplancton. Seguidamente, otros peces y organismos acuáticos se alimentan de aquellos peces y otros seres vivos oceánicos.
El segundo modelo de producción primaria es el que ocurre en las dorsales oceánicas a más de 2.500 metros de profundidad. Allí hay fumarolas que expulsan agua caliente y gases sulfurosos, el calor y el azufre de estas fumarolas permiten que arqueobacterias realicen quimiosíntesis. Luego, estas arqueobacterias sirven de alimento a otros seres que habitan las profundidades marinas.
La producción primaria y transferencia de energía en las selvas y bosques
En las selvas y bosques los productores primarios son las plantas verdes que realizan fotosíntesis, aunque también hay bacterias del suelo que hacen quimiosíntesis. Los árboles producen hojas, flores y frutos que sirven de alimento a los animales que habitan la selva o el bosque.
A su vez estos animales son cazados por carnívoros que se apropian así de su energía. De esta forma, la energía solar que incide en la selva y el bosque es transformada en alimento por las plantas y luego circula por todo el ecosistema.
Pasando de los productores primarios (plantas), a los consumidores primarios (animales herbívoros) y de allí a los consumidores secundarios (carnívoros). Finalmente, los organismos descomponedores del suelo de la selva y del bosque descomponen los restos de todo organismo que muere.
La producción primaria y transferencia de energía en la agricultura
Nuestros sistemas agrícolas y de producción animal son también ecosistemas que se basan en productores primarios. Por ejemplo, en una granja se puede sembrar maíz, que es una planta que realiza fotosíntesis para crecer y producir hojas y mazorcas. Luego, nosotros como consumidores primarios cosechamos las mazorcas y obtenemos la energía acumulada en ellas al consumirlas.
Al mismo tiempo, en la granja puede haber vacas, que como consumidores primarios (herbívoros) se alimentan de los restos de la cosecha del maíz. Posteriormente, los seres humanos, actuando como consumidores secundarios, toman la leche o carne de las vacas para su alimentación.