Producción primaria marina


La producción primaria marina es la síntesis química en el océano de compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono atmosférico o disuelto . Ocurre principalmente a través del proceso de fotosíntesis , que usa la luz como fuente de energía, pero también ocurre a través de la quimiosíntesis , que usa la oxidación o reducción de compuestos químicos inorgánicos como fuente de energía. Casi toda la vida en la Tierra depende directa o indirectamente de la producción primaria . Los organismos responsables de la producción primaria se denominan productores primarios o autótrofos .

La mayor parte de la producción primaria marina es generada por una colección diversa de microorganismos marinos llamados algas y cianobacterias . Juntos, estos forman los principales productores primarios en la base de la cadena alimentaria oceánica y producen la mitad del oxígeno del mundo. Los productores primarios marinos sustentan casi toda la vida animal marina al generar casi todo el oxígeno y los alimentos que los animales marinos necesitan para existir. Algunos productores primarios marinos también son ingenieros de ecosistemas que cambian el medio ambiente y proporcionan hábitats para otra vida marina.

La producción primaria en el océano puede contrastarse con la producción primaria en tierra. A nivel mundial, el océano y la tierra producen aproximadamente la misma cantidad de producción primaria, pero en el océano la producción primaria proviene principalmente de cianobacterias y algas, mientras que en la tierra proviene principalmente de plantas vasculares .

Las algas marinas incluyen las microalgas en gran parte invisibles y a menudo unicelulares , que junto con las cianobacterias forman el fitoplancton oceánico , así como las macroalgas multicelulares más grandes, más visibles y complejas comúnmente llamadas algas marinas . Las algas marinas se encuentran a lo largo de las zonas costeras, viven en el suelo de las plataformas continentales y se lavan en las zonas intermareales . Algunas algas flotan a la deriva con el plancton en las aguas superficiales iluminadas por el sol ( zona epipelágica ) del océano abierto. En el Silúrico , parte del fitoplancton evolucionó a rojo , marrón y algas verdes Estas algas luego invadieron la tierra y comenzaron a evolucionar hasta convertirse en las plantas terrestres que conocemos hoy. Más tarde, en el Cretácico, algunas de estas plantas terrestres regresaron al mar como manglares y pastos marinos . Estos se encuentran a lo largo de las costas en las regiones intermareales y en el agua salobre de los estuarios . Además, algunos pastos marinos, como las algas, se pueden encontrar a profundidades de hasta 50 metros en fondos blandos y duros de la plataforma continental.

Los productores primarios son los organismos autótrofos que fabrican su propio alimento en lugar de comer otros organismos. Esto significa que los productores primarios se convierten en el punto de partida de la cadena alimentaria para los organismos heterótrofos que comen otros organismos. Algunos productores primarios marinos son bacterias y arqueas especializadas que son quimiotrofas , que fabrican su propio alimento reuniéndose alrededor de respiraderos hidrotermales y filtraciones frías y usando quimiosíntesis . Sin embargo, la mayor parte de la producción primaria marina proviene de organismos que utilizan la fotosíntesisdel dióxido de carbono disuelto en el agua. Este proceso utiliza la energía de la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono [4] : 186–187  en azúcares que pueden utilizarse como fuente de energía química y de moléculas orgánicas que se utilizan en los componentes estructurales de las células. [4] : 1242  Los productores primarios marinos son importantes porque sustentan casi toda la vida animal marina al generar la mayor parte del oxígeno y los alimentos que proporcionan a otros organismos la energía química que necesitan para existir.

Los principales productores primarios marinos son las cianobacterias , las algas y las plantas marinas. Casi todos los seres vivos necesitan el oxígeno liberado como subproducto de la fotosíntesis para llevar a cabo la respiración celular . Además, los productores primarios influyen en los ciclos mundiales del carbono y el agua . Estabilizan las áreas costeras y pueden proporcionar hábitats para los animales marinos. El término división se ha utilizado tradicionalmente en lugar de phylum cuando se habla de productores primarios, aunque el Código Internacional de Nomenclatura para algas, hongos y plantas ahora acepta los términos como equivalentes.[5]


Concentración de clorofila en el océano como indicador de la producción primaria marina . El verde indica donde hay mucho fitoplancton , mientras que el azul indica donde hay poco fitoplancton. – Observatorio de la Tierra de la NASA 2019. [1]
Cambios estacionales en los que domina el tipo de fitoplancton:
clic de la NASA para animar
Esta visualización indica cambios estacionales en los que dominaron los tipos de fitoplancton durante el período 1994-1998.
    • Rojo = diatomeas (fitoplancton grande, que necesita sílice)
    • Amarillo = flagelados (otro fitoplancton grande)
    • Verde = proclorococo (fitoplancton pequeño que no puede usar nitrato)
    • Cian = sinecococo (otro fitoplancton pequeño)
La opacidad indica la concentración de la biomasa de carbono. En particular, el papel de los remolinos y filamentos ( características de mesoescala ) parece importante en el mantenimiento de una alta biodiversidad en el océano. [2] [3]
Evolución de la fotosíntesis a partir de cianobacterias
Cianobacterias de un tapete microbiano . Las cianobacterias fueron los primeros organismos en liberar oxígeno a través de la fotosíntesis.
proclorococcus marinus
Cianobacterias helicoidales
Membrana exterior
Membrana interna
Granum
(pila de
tilacoides)
luz de tilacoides
Estroma
(líquido acuoso)
tilacoides
espacio intermembrana
Partes de un cloroplasto
El diagrama anterior contiene enlaces en los que se puede hacer clic
endosimbiosis
El primer eucariota puede haberse originado a partir de un procariota ancestral que había sufrido proliferación de membrana, compartimentación de la función celular (en un núcleo, lisosomas y retículo endoplásmico) y el establecimiento de relaciones endosimbióticas con un procariota aeróbico y, en algunos casos, un procariota fotosintético para formar mitocondrias y cloroplastos, respectivamente. [30]
Los cloroplastos de las glaucofitas tienen una capa de peptidoglicano , evidencia que sugiere su origen endosimbiótico a partir de cianobacterias . [33]
Modelo del mecanismo generador de energía en bacterias marinas
      (1) Cuando la luz del sol incide sobre una molécula de rodopsina
      (2) cambia su configuración, por lo que se expulsa un protón de la célula
      (3) el potencial químico hace que el protón fluya de regreso a la célula
      (4) generando así energía
      (5) en la forma de trifosfato de adenosina . [34]
Halobacterias en estanques de evaporación de sal coloreados de púrpura por bacteriorrodopsina [36]
Amplia clasificación de las algas  [46]
Diatomea palo estrella
Los bosques de algas se encuentran entre los ecosistemas más productivos de la Tierra.
Un alga es una forma macroscópica de algas rojas , marrones o verdes.
Distribución mundial de bosques de algas marinas
Las primeras plantas terrestres
Un escenario evolutivo para la conquista de la tierra por los estreptofitos  [69] La
datación se basa aproximadamente en Morris et al. 2018. [70]
Evolución de manglares y pastos marinos
Bosques de manglares mundiales en 2000
La hierba marina común según datos de la UICN
Respuesta probable de las proporciones P:C y N:C en el fitoplancton marino
a los principales factores ambientales
Ilustración de cómo los cinco impulsores ambientales en un escenario climático futuro típico afectan la asignación celular de volumen entre depósitos ricos en P (rojo), ricos en N (azul) y ricos en C (naranja). [84]
Cronología evolutiva de las interacciones microbio-planta
Las interacciones microbianas se describen a escala evolutiva, mostrando interacciones planta-microbio que ocurren relativamente recientemente en comparación con las interacciones más ancestrales entre bacterias o entre diferentes reinos microbianos. Se representan interacciones competitivas (rojo) y cooperativas (verde) dentro y entre reinos microbianos. Mya, hace millones de años. [108]
Divergencia evolutiva estimada a partir de Lücking et al. ,2009 y Heckman et al. ,2001. [109] [110]
reloj biogeologico de la tierra