Les producteurs primaires sont un élément fondamental d'un écosystème. Ils peuvent être considérés comme la première et la plus importante étape de la chaîne alimentaire. Avec les décomposeurs, ils constituent la base d'un réseau alimentaire et, ensemble, leurs populations sont plus nombreuses que toute autre partie du réseau. Les producteurs primaires sont consommés par les consommateurs primaires (généralement des herbivores), qui sont ensuite consommés par les consommateurs secondaires et ainsi de suite. Les organismes en haut de la chaîne finissent par mourir et sont ensuite consommés par les décomposeurs, qui fixent les niveaux d'azote et fournissent la matière organique nécessaire à la prochaine génération de producteurs primaires.
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Les producteurs primaires sont le fondement d'un écosystème. Ils forment la base de la chaîne alimentaire en créant des aliments par photosynthèse ou chimiosynthèse.
Les producteurs primaires sont essentiels à la survie d'un écosystème. Ils vivent dans les écosystèmes aquatiques et terrestres et produisent les glucides nécessaires à ceux qui se trouvent plus haut dans la chaîne alimentaire pour survivre. Puisqu'ils sont de petite taille et peuvent être sensibles aux conditions environnementales changeantes, les écosystèmes avec des populations plus diverses de producteurs primaires ont tendance à prospérer davantage que ceux avec des populations homogènes. Les producteurs primaires se reproduisent rapidement. Cela est nécessaire pour maintenir la vie car les populations des espèces diminuent à mesure que vous progressez dans la chaîne alimentaire. Par exemple, jusqu'à 100 000 livres de phytoplancton peuvent être nécessaires pour nourrir l'équivalent d'une livre d'une espèce de prédateur à l'extrémité supérieure de la chaîne.
Dans la plupart des cas, les producteurs primaires utilisent la photosynthèse pour créer de la nourriture, la lumière du soleil est donc un facteur nécessaire pour leur environnement. Cependant, la lumière du soleil ne peut pas atteindre des zones profondes dans les grottes et dans les profondeurs de l'océan, donc certains producteurs primaires se sont adaptés pour survivre. Les producteurs primaires dans ces environnements utilisent plutôt la chimiosynthèse.
La chaîne alimentaire aquatique
Les producteurs primaires aquatiques comprennent les plantes, les algues et les bactéries. Dans les zones d'eau peu profonde, où la lumière du soleil peut atteindre le fond, les plantes telles que les algues et les herbes sont les principaux producteurs. Là où l'eau est trop profonde pour que la lumière du soleil atteigne le fond, les cellules végétales microscopiques appelées phytoplancton assurent l'essentiel de la subsistance de la vie aquatique. Le phytoplancton est affecté par des facteurs environnementaux tels que la température et la lumière du soleil ainsi que par la disponibilité des nutriments et la présence de prédateurs herbivores.
Environ la moitié de la photosynthèse se produit dans les océans. Là-bas, le phytoplancton prélève du dioxyde de carbone et de l'eau de leur environnement, et ils peuvent utiliser l'énergie du soleil pour créer des glucides grâce au processus connu sous le nom de photosynthèse. En tant que principale source de nourriture pour le zooplancton, ces organismes forment la base de la chaîne alimentaire de l'ensemble de la population océanique. À son tour, le zooplancton, qui comprend des copépodes, des méduses et des poissons au stade larvaire, fournit de la nourriture aux organismes filtreurs tels que les bivalves et les éponges ainsi que des amphipodes, d'autres larves de poissons et de petits poissons. Ceux qui ne sont pas consommés tout de suite finissent par mourir et dérivent vers les niveaux inférieurs en tant que détritus où ils peuvent être consommés par les organismes des grands fonds qui filtrent leurs aliments, tels que les coraux.
Dans les zones d'eau douce et les zones peu profondes d'eau salée, les producteurs incluent non seulement le phytoplancton comme les algues vertes, mais aussi les plantes aquatiques comme les herbes marines et les algues ou les plantes à racines plus grosses qui poussent à la surface de l'eau comme les quenouilles et fournissent non seulement de la nourriture mais aussi un abri pour une vie aquatique plus vaste. Ces plantes fournissent de la nourriture aux insectes, aux poissons et aux amphibiens.
La lumière du soleil ne peut pas atteindre les profondeurs du fond de l'océan, mais les producteurs primaires y prospèrent encore. À ces endroits, les micro-organismes s'accumulent dans des zones telles que les évents hydrothermaux et les suintements froids, où ils tirent leur énergie du métabolisme des matériaux inorganiques environnants, tels que les produits chimiques qui s'infiltrent du fond marin plutôt que du soleil. Ils peuvent également se déposer sur les carcasses de baleines et même sur les naufrages, qui agissent comme une source de matière organique. Ils utilisent le processus appelé chimiosynthèse pour convertir le carbone en matière organique en utilisant de l'hydrogène, du sulfure d'hydrogène ou du méthane comme source d'énergie.
Les micro-organismes hydrothermaux prospèrent dans les eaux autour des cheminées ou des «fumeurs noirs» qui se forment à partir du fer dépôts de sulfures laissés par les évents hydrothermaux au fond de l'océan. Ces «microbes d'évent» sont les principaux producteurs sur le plancher océanique et soutiennent des écosystèmes entiers. Ils utilisent l'énergie chimique trouvée dans les minéraux de la source chaude pour créer du sulfure d'hydrogène. Bien que le sulfure d'hydrogène soit toxique pour la plupart des animaux, les organismes vivant dans ces évents hydrothermaux se sont adaptés et se développent à la place.
Les autres microbes que l'on trouve couramment sur les fumeurs incluent l'Archaea, qui récolte de l'hydrogène gazeux et libère du méthane et des bactéries vertes soufrées. Cela nécessite à la fois de l'énergie chimique et de l'énergie lumineuse, cette dernière qu'ils obtiennent de la faible lueur radioactive émise par les roches chauffées par géothermie. Beaucoup de ces bactéries lithotropes créent des tapis autour de l'évent qui mesurent jusqu'à 3 centimètres d'épaisseur et attirent les consommateurs primaires (brouteurs tels que les escargots et les vers d'écailles), qui attirent à leur tour de plus grands prédateurs.
Chaîne alimentaire terrestre
Le la chaîne alimentaire terrestre ou terrestre est constituée d'un grand nombre d'organismes divers, allant des producteurs microscopiques unicellulaires aux vers, insectes et plantes visibles. Les principaux producteurs sont les plantes, les lichens, la mousse, les bactéries et les algues. Les producteurs primaires d'un écosystème terrestre vivent dans et autour de la matière organique. Comme ils ne sont pas mobiles, ils vivent et poussent là où il y a des nutriments pour les soutenir. Ils prennent les nutriments de la matière organique laissée dans le sol par les décomposeurs et les transforment en nourriture pour eux-mêmes et d'autres organismes. Comme leurs homologues aquatiques, ils utilisent la photosynthèse pour convertir les nutriments et les matières organiques du sol en sources de nourriture pour nourrir d'autres plantes et animaux. Parce que ces organismes ont besoin de la lumière du soleil pour traiter les nutriments, ils vivent sur ou près de la surface du sol.
De la même façon que le fond de l'océan, la lumière du soleil n'atteint pas profondément les grottes. Pour cette raison, les colonies bactériennes de certaines grottes calcaires sont chimioautotrophes, également connues sous le nom de «rocaille». Ces bactéries, comme celles des profondeurs océaniques, tirent leur nourriture nécessaire de l'azote, du soufre ou des composés du fer présents dans ou à la surface des roches qui y ont été transportées par l'eau qui s'infiltre à travers la surface poreuse.
Là où l'eau rencontre la terre
Alors que les écosystèmes aquatiques et terrestres sont largement indépendants les uns des autres, il y a des endroits où ils se croisent. À ces points, les écosystèmes sont interdépendants. Les rives des ruisseaux et des rivières, par exemple, fournissent certaines des sources de nourriture pour soutenir la chaîne alimentaire du cours d'eau; les organismes terrestres consomment également des organismes aquatiques. Il y a généralement une plus grande diversité d'organismes là où les deux se rencontrent. Des niveaux plus élevés de phytoplancton, probablement en raison d'une plus grande disponibilité de nutriments et d'un temps de «séjour» plus long, ont été trouvés dans les systèmes de marais que dans les estuaires côtiers voisins. Les mesures de la production de phytoplancton se sont révélées être plus élevées près des rivages dans les zones où les éléments nutritifs de la terre «fertilisent» essentiellement l'océan avec de l'azote et du phosphore. D'autres facteurs qui affectent la production de phytoplancton sur un rivage comprennent la quantité de lumière solaire, la température de l'eau et les processus physiques tels que les courants de vent et de marée. Comme on pouvait s'y attendre compte tenu de ces facteurs, la floraison du phytoplancton peut être saisonnière, avec des niveaux plus élevés enregistrés lorsque les conditions environnementales sont plus avantageuses.
Producteurs primaires dans des conditions extrêmes
Un écosystème désertique aride n'a pas de l'approvisionnement en eau, de sorte que ses principaux producteurs, comme les algues et le lichen, passent quelques périodes dans un état inactif. Les pluies peu fréquentes provoquent de brèves périodes d'activité où les organismes agissent rapidement pour produire des nutriments. Dans certains cas, ces nutriments sont ensuite stockés et libérés lentement uniquement en prévision de la prochaine pluie. C'est cette adaptation qui permet aux organismes du désert de survivre sur le long terme. Présentes sur le sol et les pierres ainsi que sur certaines fougères et autres plantes, ces plantes poikilohydriques sont capables de faire la transition entre les phases actives et de repos selon qu'elles sont humides ou sèches. Bien qu'ils soient secs, ils semblent morts, ils sont en fait en état de dormance et se transforment avec les prochaines précipitations. Après une pluie, les algues et les lichens deviennent photosynthétiquement actifs et (en raison de leur capacité à se reproduire rapidement) constituent une source de nourriture pour les organismes de niveau supérieur avant que la chaleur du désert ne fasse évaporer l'eau.
Contrairement aux consommateurs de niveau supérieur comme les oiseaux et les animaux du désert, les producteurs primaires ne sont pas mobiles et ne peuvent pas déménager dans des conditions plus favorables. Les chances de survie d’un écosystème augmentent avec une plus grande diversité de producteurs à mesure que la température et les précipitations changent selon la saison. Les conditions qui conviennent à un organisme peuvent ne pas l'être à un autre, donc cela profite à l'écosystème quand l'un peut être dormant tandis qu'un autre prospère. D'autres facteurs tels que la quantité de sable ou d'argile dans le sol, le niveau de salinité et la présence de roches ou de pierres ont un impact sur la rétention d'eau et influencent également la capacité des producteurs primaires à se multiplier.
À l'autre extrême, les zones qui sont froids la plupart du temps, comme l'Arctique, sont incapables de soutenir une grande partie de la vie végétale. La vie dans la toundra est à peu près la même que celle d'un désert aride. Les conditions variables signifient que les organismes ne peuvent prospérer qu'à certaines saisons et que de nombreux, y compris les producteurs primaires, existent à un stade dormant pendant une partie de l'année. Les lichens et les mousses sont les principaux producteurs primaires de la toundra.
Alors que certaines mousses arctiques vivent sous la neige, juste au-dessus du pergélisol, d'autres plantes arctiques vivent sous l'eau. La fonte de la glace de mer au printemps et la disponibilité accrue de la lumière solaire déclenchent la production d'algues dans la région arctique. Les zones avec des concentrations de nitrate plus élevées démontrent une productivité plus élevée. Ce phytoplancton fleurit sous la glace et, à mesure que le niveau de la glace s'amincit et atteint son minimum annuel, la production d'algues glaciaires ralentit. Cela tend à coïncider avec le mouvement des algues dans l'océan lorsque le niveau de la glace de fond fond. Les augmentations de production correspondent à des périodes d'augmentation de l'épaississement de la glace à l'automne, alors qu'il y a encore beaucoup de soleil. Lorsque la glace de mer fond, les algues de glace sont libérées dans l'eau et s'ajoutent à la floraison du phytoplancton, impactant le réseau trophique marin polaire.
Ce modèle changeant de croissance et de fonte de la glace de mer, avec un apport suffisant en nutriments , semble nécessaire à la production d'algues glaciaires. Des conditions changeantes telles qu'une fonte des glaces plus rapide ou plus rapide peuvent réduire les niveaux d'algues glaciaires, et un changement dans le moment de la libération d'algues pourrait avoir un impact sur la survie des consommateurs.
Fleurs d'algues nuisibles
Les fleurs d'algues peuvent se produisent dans presque tous les plans d'eau. Certains peuvent décolorer l'eau, avoir une odeur nauséabonde ou donner un mauvais goût à l'eau ou au poisson, mais ne pas être toxiques. Cependant, il est impossible de dire la sécurité d'une prolifération d'algues en la regardant. Des proliférations d'algues nuisibles ont été signalées dans tous les États côtiers des États-Unis ainsi qu'en eau douce dans plus de la moitié des États. Ils se produisent également dans les eaux saumâtres. Ces colonies visibles de cyanobactéries ou de microalgues peuvent être présentes dans une variété de couleurs telles que rouge, bleu, vert, marron, jaune ou orange. Une prolifération d'algues nuisibles croît rapidement et affecte la santé animale, humaine et environnementale. Il peut produire des toxines qui peuvent empoisonner tout être vivant qui entre en contact avec lui, ou il peut contaminer la vie aquatique et provoquer des maladies lorsqu'une personne ou un animal mange l'organisme infecté. Ces efflorescences peuvent être causées par une augmentation des nutriments dans l'eau ou des changements dans les courants ou la température de la mer.
Bien que peu d'espèces de phytoplancton produisent ces toxines, même le phytoplancton bénéfique peut être dommageable. Lorsque ces micro-organismes se multiplient trop rapidement, créant un tapis dense à la surface de l'eau, la surpopulation qui en résulte peut provoquer une hypoxie ou de faibles niveaux d'oxygène dans l'eau, ce qui perturbe l'écosystème. Les soi-disant «marées brunes», bien que non toxiques, peuvent couvrir de vastes zones de la surface de l'eau, empêchant la lumière du soleil d'atteindre en dessous et tuant par la suite les plantes et les organismes qui en dépendent pour la vie.
