Понятие продуцентов: их функции, признаки, классификация

Что такое продуценты

К данным представителям живого мира относится большая часть растений, синтезирующих органические вещества с помощью механизмов фотосинтеза, а также некоторые типы бактерий, называемых хемотрофами, отличающиеся способностью химически синтезировать органику без необходимости в солнечном свете.

Продуценты представляют собой первое звено пищевой цепи. Их особенностью является отсутствие потребности в поиске пищи. Природа наделила эти организмы функцией самостоятельно расти и развиваться. В результате жизнедеятельности продуцентов в экосистему выделяется биологическая масса, половина объема которой используется самими организмами для дыхания и корневых выделений. Остальная часть составляет пищевую цепочку потребителей или консументов.

Какие организмы относятся к этой категории (виды)

В данную группу входят практически все типы зеленых растений по причине их уникальной способности преобразовывать солнечный свет в питательные вещества, получаемые из воды, грунта, атмосферы. Процесс, который они выполняют, называется фотосинтезом, а сами организмы получили название фотоавтотрофы.

Категория продуцентов включает и некоторые виды бактерий. Данные представители живого мира обладают способностью синтезировать органические вещества в условиях, при которых отсутствует солнечный свет. Энергия в этом случае получается путем сложных химических процессов. Данные микроорганизмы по характеристике относятся к хемоавтотрофам.

Зеленые растения

В клетках фотоавтотрофов содержится хлорофилл. Вещество необходимо для осуществления фотосинтеза. Таким  образом, органическая материя образуется из неорганических субстанций таких, как углекислый газ и вода. К данным организмам по признакам относятся в основном зеленые растения. Первичные и основные производители органических веществ представляют собой питательную среду для остального живого мира.

Особенность фотоавтотрофов заключается в возможности симбиоза с другими представителями растительного мира, которые не обладают возможностями для потребления солнечной энергии с целью фотосинтеза. Яркими примерами являются лишайники в виде ассимилированных образований, в состав которых входят зеленые микроскопические водоросли, либо цианобактерии, и грибки.

Бактерии

Хемотрофы не способны поглощать солнечную энергию. Альтернативой питания для этих организмов является окислительно-восстановительная химическая реакция, в которой участвует сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и другие неорганические соединения. Классификация хемоавтотрофов осуществляется, исходя из вида вещества, участвующего в процессе окисления. Их список:

• нитрифицирующие бактерии;
• водородные бактерии;
• серобактерии;
• железобактерии.

В настоящее время ученые выделяют несколько тысяч видов таких микроорганизмов. Новые открытия продолжаются. Термин хемоавтотрофы характерен для мира бактерий. По сравнению с зелеными растениями их численность невелика. Однако, благодаря уникальным физиологическим, биологическим и химическим свойствам, хемоавтотрофы характеризуются большим значением, необходимы для создания и функционирования всей экосистемы.

Характерные черты продуцентов

Группа данных представителей животного мира включает фототрофы, которые представлены в основном растениями, и хемотрофы, в число которых преимущественно входят бактерии. В рамках наземных экосистем продуценты являются доминантами по следующим параметрам:

• масса;
• численность;
• энергетическая роль.

В водной экосистеме продуценты превосходят другие сообщества по численности и значении. По такому показателю, как биомасса, в данном случае эти организмы могут не доминировать.

Что вырабатывают

Результат деятельности продуцентов в экосистеме представляет собой валовую биологическую продукцию. Понятие включает суммарную или общую продукцию организмов, их групп, экосистем или биосферы в общем, в том числе затраты ресурсов на дыхание. При исключении расхода энергии на жизнедеятельность самих продуцентов получается показатель чистой первичной продукции.

Какие объемы биологической массы

Проективное покрытие территории продуцентами и эффективность фотосинтеза определяют валовую или чистую первичную продукцию экосистем и биосферы в целом. На образование биомассы тратится менее 1% солнечного света, который попадает на поверхность растительного организма. Суммарно объем первичной валовой продукции распределяется следующим образом:

• на суше – 220-240 млрд тонн сухой массы;
• в море – 100-120 млрд тонн сухой массы.

Показатели чистой первичной продукции вдвое меньше, что связано с затратами валовой продукции на жизнедеятельность продуцентов.  На территории суши масса чистой продукции составляет 110-120 млрд тонн сухого вещества, а в море – 50-60 млрд тонн.

Где берут питательные вещества

Продуценты производят органику из неорганических веществ. Автофоры первыми создают продукцию для биосферы и формируют экосистему. Исходя из способа накопления веществ, организмы классифицируются следующим образом:

1. Фотоавтотрофы в процессе переработки солнечной энергии получают сахар из углекислого газа.
2. Хемоавтотрофы окисляют различные минеральные соединения с водородом, азотом, серой, железом и аммиакам для получения энергии.

Существуют продуценты, которые преобразуют химические вещества в органику без солнечной энергии. К таким организмам относятся бактерии-хемотрофы.

Основная роль продуцентов в природе

Сложно переоценить значение фотоавтотрофов и хемоавтотрофов для экосистемы. В процессе жизнедеятельности продуценты производят органику, которая является пищей для других представителей животного мира. В группу продуцентов включены разновидности растений, включая разные виды деревьев, луговых трав, культур. Органические вещества, в свою очередь, потребляют консументы или потребители. Травоядные животные поглощают траву, мясо этих животных составляет рацион питания хищников. От коров, коз, овец человек получает молоко и другие продукты. Ягодами кустарников питаются птицы, насекомые и другие представители животного мира. Роль продуцентов:

• производство пищи для других организмов;
• звено в круговороте веществ и энергии в природе;
• сохранение устойчивости экосистемы.

Благодаря продуцентам, неорганические вещества преобразуются в органические, что является источником пищи для редуцентов первого порядка. Данные организмы представляют собой источник питания для редуцентов второго порядка. Таким образом, продуценты составляют основу жизни на планете. При их отсутствии не смогут существовать редуценты первого и следующих порядков.

Примеры организмов-продуцентов

Основа экосистемы представлена организмами первого трофического уровня. Данная группа представителей живого мира называется первичными продуцентами. На территории суши они представлены растениями в лесах и на лугах. В водной среде продуценты существуют в виде зеленых водорослей. Производителями органических веществ, кроме того, являются синезеленые водоросли и некоторые бактерии. К группе относятся разные виды деревьев, мхов, папоротников. В зависимости от процесса получения органических веществ продуценты бывают:

• фотоавтотрофы – зеленые растения, водоросли, цианобактерии, галобактерии, гелиобактерии, пурпурные и зеленые несерные бактерии;
• хемоавтотрофы – нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии, водородные бактерии, денитрифицирующие бактерии.