Productores primarios.
Los productores primarios son los organismos que hacen entrar la energía en los ecosistemas. Los principales productores primarios son las plantas verdes terrestres y acuáticas, incluidas las algas, y algunas bacterias. Forman el 99,9% en peso de los seres vivos de la biosfera.
La fotosíntesis es el proceso por el que se capta la energía luminosa que procede del sol y se convierte en energía química. Con esta energía el CO2, el agua y los nitratos que las plantas absorben reaccionan sintetizando las moléculas de carbohidratos (glucosa, almidón, celulosa, etc.), lípidos (aceites, vitaminas, etc.), proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN) que forman las estructuras vivas de la planta.
Las plantas crecen y se desarrollan gracias a la fotosíntesis, pero respiran en los periodos en los que no pueden obtener energía por fotosíntesis porque no hay luz o porque tienen que mantener los estomas cerrados. En la respiración se oxidan las moléculas orgánicas con oxígeno del aire para obtener la energía necesaria para los procesos vitales. En este proceso se consume O2 y se desprende CO2 y agua, por lo que, en cierta forma, es lo contrario de la fotosíntesis que toma CO2 y agua desprendiendo O2.
Fotosíntesis y respiración
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Cuando se habla de producción de un ecosistema se hace referencia a la cantidad de energía que ese ecosistema es capaz de aprovechar. Una pradera húmeda y templada, por ejemplo, es capaz de convertir más energía luminosa en biomasa que un desierto y, por tanto, su producción es mayor.
La producción primaria bruta de un ecosistema es la energía total fijada por fotosíntesis por las plantas. La producción primaria neta es la energía fijada por fotosíntesis menos la energía empleada en la respiración, es decir la producción primaria bruta menos la respiración.
Cuando la producción 1ª neta es positiva, la biomasa de las plantas del ecosistema va aumentando. Es lo que sucede, por ejemplo, en un bosque joven en el que los árboles van creciendo y aumentando su número. Cuando el bosque ha envejecido, sigue haciendo fotosíntesis pero toda la energía que recoge la emplea en la respiración, la producción neta se hace cero y la masa de vegetales del bosque ya no aumenta.
Producción en la biosfera
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| Producción anual (entre bruta y neta) (gC/m2) | Extensión (106 km2) | Producción anual (106 ton C) | |
| Bosques | 400 | 41 | 16 400 |
| Cultivos | 350 | 15 | 5 250 |
| Estepas y pastos | 200 | 30 | 6 000 |
| Desiertos | 50 | 40 | 2 000 |
| Rocas, hielos, ciudades | 0 | 22 | 0 |
| Tierras | 148 | 29 650 | |
| Océanos | 100 | 361 | 36 100 |
| Aguas continentales | 100 | 1.9 | 190 |
| Aguas | 362.9 | 36 290 | |
| Total | 65 940 | ||
En el concepto de eficiencia no interesa sólo la cantidad total de energía asimilada por el ecosistema en energía química sino que proporción es del total de energía luminosa que le llega al ecosistema
Llamamos eficiencia de la producción primaria al cociente entre la energía fijada por la producción primaria y la energía de la luz solar que llega a ese ecosistema.
El proceso de fotosíntesis podría llegar a tener una eficiencia teórica de hasta un 9% de la radiación que llega a la superficie, sobre las plantas. Es decir un 2% de la energía que llega a la parte alta de la atmósfera. Pero nunca se han medido, en la realidad, valores tan altos. El valor máximo. observado, en un caso muy especial de una planta tropical con valores de iluminación muy altos, ha sido de un 4,5% de la radiación total que llegaba a la planta.
Eficiencias "normales", en plena estación de crecimiento, con buenas condiciones de humedad, temperatura, etc. son:
Eficiencia de distintas comunidades vegetales
| Eficiencia de la Producción 1ª bruta | % dedicado a Respiración | |
| Comunidades de fitoplancton | < 0,5% | 10 - 40% |
| Plantas acuáticas enraizadas y algas de poca profundidad | > 0,5% | |
| Bosques | 2 - 3'5% | 50 - 75% |
| Praderas y comunidades herbáceas | 1 - 2% | 40 - 50% |
| Cosechas | < 1,5% | 40 - 50% |
Se puede decir, en resumen, que en plena estación de crecimiento y con las condiciones que hemos dicho, eficiencias muy normales son del 1% de la energía que llega a las plantas, o lo que es lo mismo del 0,2% de la energía total que llega a la parte alta de la atmósfera.
Las plantas está bien adaptadas al uso de luz difusa y de relativamente baja intensidad y son mediocres usando luz de alta intensidad, como la del mediodía, por ejemplo. La explicación más probable de por qué no usan mejor la luz que reciben, es que su actividad se encuentra limitada por la escasez de elementos químicos y no por la luz. Por tanto, en la evolución no han sido necesitado desarrollar mecanismos de fotosíntesis más eficientes.
El C, el N y el P , entre otros, son los elementos que las plantas necesitan. La producción depende siempre del más escaso de esos elementos: el llamado factor limitante. Normalmente suele ser el P, aunque a veces lo es el N.
Relación Productividad/Biomasa
Al analizar la productividad en los ecosistemas resulta muy interesante el cociente productividad neta / biomasa. Así, por ejemplo, en una población de algas en la que cada alga se dividiera en dos iguales cada 24 horas, ese cociente sería de 1 (eficiencia del 100%). Significa que cada gramo de algas dobla su peso en 24 horas |
La producción primaria es la velocidad con la que la energía se almacena en forma de materia orgánica por la actividad fotosintética de los productores primarios (plantas verdes). Esta materia puede constituir un incremento de la biomasa vegetal o ser alimento para los consumidores.
Campo de girasoles
Herbívoro: Productor secundario.
El sistema productor del ecosistema se compone de un sistema fotosintético, principalmente las hojas (F), y un sistema no fotosintético, tallos, raíces, órganos de reserva... (NF).
Cabe introducir aquí dos conceptos importantes en ecología trófica: la producción bruta y la producción neta. La producción bruta corresponde a lo asimilado realmente por los organismos, mientras la producción neta es lo que queda de ella una vez descontada la respiración.
Producción secundaria
Productores secundarios
Los productores secundarios son todo el conjunto de animales y detritívoros que se alimentan de los organismos fotosintéticos.
Los herbívoros se alimentan directamente de las plantas, pero los diferentes niveles de carnívoros y los detritívoros también reciben la energía indirectamente de las plantas, a través de la cadena trófica.
Los animales obtienen la energía para su metabolismo de la oxidación de los alimentos (respiración), pero no todo lo que comen acaba siendo oxidado. Parte se desecha en las heces o en la orina, parte se difunde en forma de calor, etc. La repartición de energía en un animal es:
Figura 4-5 >Repartición de energía en un animal
Así, por ejemplo, una ardilla se alimenta de piñones, que son la energía bruta que introduce en su sistema digestivo, pero deja como residuos todo el resto de la piña (energía no utilizada). De los piñones que ha comido parte se elimina en las heces y sólo los nutrientes digeribles pasan a la sangre para ser distribuidos entre las células. De esta energía parte se elimina en la orina y sólo el resto se utiliza para el metabolismo. Parte de la energía metabólica se emplea para mantener su organismo vivo y activo y parte (producción secundaria neta) para crecer o reproducirse.
La mayor parte de la energía absorbida se utiliza en el mantenimiento o se pierde a través de las heces. Sólo una pequeña parte se convierte en producción secundaria (aumento de peso del animal o nuevas crías). Sólo una fracción insignificante de la energía puesta en juego en la biosfera circula por las estructuras más complejas de la vida, las de los animales superiores.
Figura 4-6 > Ciclo energético
Por este motivo, las biomasas de los niveles tróficos decrecen rápidamente a medida que aumenta el nivel. Así, por ejemplo, con 8 toneladas de hierba se alimenta una tonelada de vacas, y con una tonelada de vaca se alimenta una persona de unos 48 kg.
En ecosistemas acuáticos, cuando la diferencia de tasa de renovación entre dos niveles tróficos sucesivos es muy grande, no se produce esta reducción de la biomasa. Así sucede en algunos sistemas planctónicos en los que la masa de fitoplancton se puede duplicar en 24 horas y 1 kg de fitoplancton puede alimentar a más de 1 Kg de zooplancton.
Figura 4-8 > Pirámide de flujo de energía de alta calidad
Dentro del grupo de los productores secundarios, además de los animales grandes y longevos, está el grupo de los detritívoros o descomponedores, formado fundamentalmente por loshongos y las bacterias.
Son muy pequeños, están en todas partes, con poblaciones que se multiplican y se desvanecen con rapidez. Desde el punto de vista del aprovechamiento de la energía son despilfarradores y aprovechan poco la energía: su eficiencia es pequeña.
Los descomponedores tienen gran importancia en la asimilación de los restos del resto de la red trófica (hojarasca que se pudre en el suelo, cadáveres, etc.). Son agentes necesarios para el retorno de los elementos, que si no fuera por ellos se irían quedando acumulados en cadáveres y restos orgánicos sin volver a las estructuras vivas. Gracias a su actividad se cierran los ciclos de los elementos.
En los ecosistemas acuáticos abundan las bacterias. Los hongos son muy importantes en la biología del suelo. Su biomasa supera frecuentemente la de los animales del ecosistema. La biomasa bacteriana de los ecosistemas terrestres está comprendida habitualmente entre 0,2 y 15 g C/m2 (la de los animales raramente sobrepasa 2 g C/m2), y en los ecosistemas acuáticos oscila entre 0,1 y 10 g C/m2.
Abastecimiento de insumos o Materia Prima
Los procesos secundarios (fábricas) para poder producir requieren del abastecimiento de abundante materia prima o insumos. Por eso las fábricas disponen de sistemas de almacenamiento para no tener que detener la producción por falta de materia prima. Cuentan con depósitos para guardar dichos insumos y además los productos terminados listos para la venta. La cantidad de materia prima almacenada debe estar en relación con la cantidad producida: a mayor producción, mayor cantidad de materia prima almacenada.
2- Elaboración o Fabricación del producto
En esta etapa se fabrica el producto, la materia prima ingresa a la línea de producción, en la cual se le realizan una serie de operaciones de transformación hasta obtener el producto planificado. Algunas de esas operaciones pueden ser, dependiendo del producto, por ejemplo:
- Cortar y dar forma al producto o a sus partes,
- Unir, soldar, clavar o ensamblar partes,
- Pintar, terminar detalles, etc.
- Producir cambios químicos en la materia, (perfumes, esencias, medicamentos, etc.)
3- Control de calidad y evaluación de la producción
En la actualidad, una de las características del mercado es la diversidad de productos y empresas que se dedican a fabricarlos; esta competencia provoca que los clientes sean cada vez más exigentes a la hora de elegir un producto. Por eso es tan importante el control de calidad y evaluación del producto terminado que saldrá a la venta en óptimas condiciones, tarea que deben realizar los especialistas en el tema.
Existen Normas de Control que deben ser respetadas por las empresas para garantizar la calidad del producto. El control de calidad esta ligado al cumplimiento de dichas Normas.
En el control de calidad se debe mantener a lo largo de todo el proceso, desde la calidad en la materia prima, tamaño de piezas, procedimientos de fabricación y de control, espacio físico adecuado en la producción, vestimenta del personal según exigencias, etc.
4- Envasado, Transporte y Distribución.
Esta etapa tiene gran importancia ya que se debe empaquetar el producto para la venta, para lo cual hay que tener en cuenta que será exhibido en vidrieras, góndolas, estanterías y por eso debe ser atractivo a los ojos del consumidor y llamar la atención.
El empaquetado debe:
- Contener y proteger el producto
- Facilitar su transporte
- Identificarlo en las estanterías y publicitarlo
- Competir con otros productos similares.
En el caso de productos envasados se debe tener en cuenta que el envase sea de un material adecuado y que no contamine el ambiente, o sea que se degrade fácilmente o sea reciclable.
Respecto del transporte de este tipo de productos secundarios, se realiza por lo general en pequeñas cantidades, envases pequeños, por kilo, litro, etc.
Los productos deben llegar al consumidor, para ello se los trasporta y distribuyen a los centros comerciales destinados a su venta, por medio de camiones adecuado y preparados.
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