Productor

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Definición de productor

Los productores son organismos capaces de crear carbohidratos simples como la glucosa, a partir del dióxido de carbono gaseoso. Este proceso de producción de moléculas orgánicas a partir de fuentes de carbono inorgánico se denomina producción primaria. La energía para este proceso puede provenir de la radiación solar, reacciones químicas o del calor en los respiraderos geotérmicos del océano profundo. En tierra, la mayoría de los productores son plantas. La producción marina está dominada por algas y plancton.

Tipos de productores

Hay dos tipos principales de productores primarios: fotótrofos y quimiótrofos.

Los fotótrofos utilizan la energía del sol para convertir el dióxido de carbono en carbohidratos. El proceso por el cual esto ocurre se llama fotosíntesis. Más tarde, la energía del enlace químico en los carbohidratos se libera a través de la respiración y se utiliza para impulsar las vías metabólicas. Un proceso similar ocurre en los quimiótrofos, excepto que la fuente de energía son las reacciones de oxidación y reducción inorgánicas. Los quimiótrofos son casi siempre microscópicos y se encuentran en regiones donde el agua y la luz son escasas.

Ocasionalmente, se utilizan términos como «productores secundarios» y «productores terciarios». Los animales que consumen plantas se consideran productores secundarios ya que ‘producen’ la biomasa para sus depredadores. Del mismo modo, los carnívoros devorados por otras especies se consideran «productores terciarios». En cada nivel trófico, el consumidor solo puede obtener el 10% de las calorías disponibles para su productor. Por lo tanto, es raro ver pirámides de energía que contengan más de cuatro niveles, o ‘productores cuaternarios’.

Ejemplos de productores

Los productores de fotosintéticos pueden agruparse en tres categorías: plantas, cianobacterias y fitoplancton.

Plantas

Desde especies microscópicas hasta secuoyas que se elevan sobre la tierra, existe una asombrosa diversidad entre las plantas. Sorprendentemente, estas especies variadas comparten exactamente el mismo mecanismo de fotosíntesis. La fotosíntesis ocurre en orgánulos especializados llamados cloroplastos que contienen pigmentos como la clorofila.

Estos pigmentos generalmente se encuentran en un andamio de proteínas unidas a la membrana llamadas complejos captadores de luz. Aquí, la oxidación impulsada por la luz induce al pigmento a perder un electrón. El electrón de alta energía luego ingresa a una cadena de transporte de electrones, donde viaja de una proteína a otra, perdiendo energía en cada paso, junto con una serie de reacciones de oxidación y reducción. El movimiento de una partícula cargada a través de la cadena de transporte de electrones también alimenta un gradiente de protones a través de la membrana. El gradiente de protones y la cadena de transporte de electrones, juntos, impulsan la formación de la moneda de energía de la célula, el trifosfato de adenosina (ATP). El pigmento de clorofila foto-oxidada se devuelve a su estado original mediante la división de una molécula de agua., que libera oxígeno molecular.

Cianobacterias

Las cianobacterias son procariotas fotosintetizantes. Se encuentran entre las primeras formas de vida que aparecieron en la tierra con un registro fósil que se remonta a más de tres mil millones de años. También contribuyeron a crear una atmósfera rica en oxígeno a lo largo de dos mil millones de años, allanando el camino para el tipo de formas de vida que vemos hoy. Debido a su actividad fotosintética, inicialmente fueron clasificadas como algas y el término ‘algas verdiazules’ continúa usándose informalmente para referirse a estos procariotas.

Se considera que las cianobacterias son los endosimbiontes que evolucionaron hasta convertirse en cloroplastos modernos. Estos procariotas también tienen complejos de proteínas de membrana en su membrana celular. Algunas de estas membranas forman láminas de tilacoides cilíndricas, que se asemejan a la estructura interna de los cloroplastos. Estas similitudes los hacen útiles como organismos modelo para el estudio de la fotosíntesis. Sin embargo, existen algunas diferencias entre las vías utilizadas en las plantas y las cianobacterias modernas. Uno de ellos surge de la naturaleza marina de estos procariotas, que les obliga a ‘concentrar’ dióxido de carbono en pequeños compartimentos unidos a vesículas para mejorar la eficiencia de enzimas fotosintéticas como RuBisCO.

Son cruciales para la salud y la supervivencia de los ecosistemas marinos porque juegan un papel importante en la creación de carbono y nitrógeno biodisponibles. El nitrógeno se fija como amoníaco y se utiliza para crear compuestos que contienen nitrógeno, como proteínas y ácidos nucleicos. Dado que las cianobacterias son consumidas por organismos en el lecho marino, en aguas poco profundas y en mar abierto, se encuentran entre los productores primarios marinos más importantes.

Fitoplancton

El fitoplancton son plantas microscópicas flotantes libres que realizan la mayor parte de la actividad fotosintética del océano. Están en la base de los ecosistemas marinos y mantienen los niveles de oxígeno del océano y la atmósfera. Son consumidos por animales herbívoros microscópicos llamados zooplancton que luego son consumidos por organismos que se encuentran más arriba en la pirámide alimenticia.

Se dice que la aparición del fitoplancton contribuyó a una gran explosión evolutiva hace 250 millones de años. Después de una extinción masiva al final de la era Paleozoica, un aumento de nutrientes y una reducción de la depredación permitieron que estas plantas proliferaran en los océanos. Su abundancia y contenido nutricional mejorado también permitió la proliferación de consumidores primarios como el zooplancton. A medida que estos grupos de organismos crecieron y colonizaron grandes extensiones oceánicas, algunas poblaciones se diversificaron y se adaptaron a nuevos entornos, lo que finalmente condujo a un enorme aumento de la diversidad de especies en los océanos.

Funciones de los productores

Los productores son la principal fuente de biomasa en la tierra. Forman la base de todas las pirámides de energía y son el primer nivel trófico en cada ecosistema. Los productores primarios aprovechan la energía del sol o de reacciones químicas y fijan carbono inorgánico en forma de carbohidratos. Su papel en el secuestro de dióxido de carbono los hace cruciales para los patrones climáticos en todo el mundo, manteniendo la temperatura óptima y la precipitación anual. La fotosíntesis también libera oxígeno como subproducto y este es consumido por todos los organismos para liberar la energía química almacenada en los carbohidratos.

Productores como los líquenes, son importantes como especies pioneras, alterando el ambiente abiótico para hacerlo más habitable. Aceleran la meteorización y mejoran la deposición de materia orgánica, lo que conduce a la formación de suelo.

Junto con los factores abióticos, los productores juegan un papel crucial en la determinación de la diversidad de especies en una región. Por ejemplo, cuando el plancton es el principal productor, proliferarán los herbívoros que se alimentan por filtración, seguidos de los carnívoros que pueden consumir estos organismos. EN otro lado, las regiones que contienen árboles altos terminarán favoreciendo a los herbívoros como las jirafas que pueden alcanzar las ramas más altas y luego seleccionar a los depredadores que pueden cazar estos animales rápidos. Por lo tanto, el productor primario sustenta todo el ecosistema.

ATP: el trifosfato de adenosina (ATP) es un trifosfato de nucleósido que contiene dos enlaces de alta energía que se utilizan como moneda de energía de la célula.
Reacciones dependientes de la luz: reacciones que ocurren en las membranas tilacoides del cloroplasto que comienzan con la fotooxidación de la clorofila y terminan con la liberación de oxígeno molecular, nucleótidos reducidos y ATP.
Centros de reacción: regiones en los cloroplastos donde la energía luminosa de un fotón es recolectada por un pigmento de color y procesada para impulsar otras reacciones químicas, lo que finalmente conduce a la formación de carbohidratos reducidos.
RuBisCO: una enzima presente en los cloroplastos que cataliza la reacción entre el dióxido de carbono y el azúcar de cinco carbonos, el bifosfato de ribulosa. Este es el primer paso en la serie de reacciones que crea carbono biodisponible a partir del dióxido de carbono gaseoso.

Ya has aprendido que es un productor, ahora descubre los consumidores.