Produção Primária Marinha e Plâncton

O fitoplâncton à deriva, invisível individualmente mas vasto em agregado, realiza aproximadamente metade da fotossíntese da Terra, convertendo luz solar e nutrientes em matéria orgânica que alimenta quase toda a vida no mar.

Definition

A produção primária marinha é a síntese de matéria orgânica a partir de dióxido de carbono por organismos fotossintéticos no mar; plâncton são os organismos à deriva — fitoplâncton, zooplâncton e micróbios — que realizam e consomem essa produção.

Scope

Este tópico abrange o fitoplâncton fotossintético e o zooplâncton que o consome, a medição da produção primária, os controles de luz e nutrientes sobre a produtividade, a dinâmica sazonal das florações de plâncton e os principais grupos de plâncton e seus papéis ecológicos.

Core questions

• Quais organismos realizam a produção primária no oceano e como ela é medida?
• Como a disponibilidade de luz e nutrientes determina a taxa e a localização da produção?
• O que desencadeia e encerra as florações sazonais de fitoplâncton?
• Como a predação pelo zooplâncton e o ciclo microbiano moldam o destino da produção primária?

Key theories

Hipótese da profundidade crítica

Uma floração de fitoplâncton se desenvolve quando a camada mista se torna mais rasa, de modo que a luz média sobre a camada mista excede o nível no qual a fotossíntese equilibra a respiração, ligando a física da coluna d'água ao momento da floração.

Limitação por luz e nutrientes

A produção é co-limitada pela luz, que diminui com a profundidade, e pelos nutrientes, que aumentam com a profundidade, confinando a maior parte da produção a uma camada iluminada cuja produtividade depende do reabastecimento de nutrientes.

Mechanisms

O fitoplâncton na zona eufótica utiliza a luz solar para fixar dióxido de carbono e nutrientes em matéria orgânica; seu crescimento é limitado onde a luz é escassa em profundidade ou os nutrientes são escassos na superfície. O aquecimento sazonal e a redução da mistura aprisionam as células na camada iluminada, desencadeando florações que são posteriormente restringidas pelo esgotamento de nutrientes e pela predação pelo zooplâncton.

Clinical relevance

A produção primária estabelece a produtividade das pescarias e a força do sumidouro de carbono oceânico, enquanto as mudanças nas comunidades planctônicas e no momento das florações são indicadores sensíveis das mudanças climáticas; as florações de algas nocivas entre certos plânctons representam riscos para a saúde humana e a aquicultura.

History

As contagens quantitativas de plâncton de Hensen na década de 1880 fundaram o estudo da produtividade oceânica; a teoria da profundidade crítica de Sverdrup em 1953 ligou o início das florações à mistura e à luz, e a detecção por satélite da cor do oceano a partir da década de 1980 permitiu os primeiros mapas globais da produção primária marinha.

Key figures

• Harald Sverdrup
• Gordon Riley
• Paul Falkowski

Seminal works

• millerWheeler2012
• falkowskiRaven2007

Frequently asked questions

Quanta da fotossíntese da Terra acontece no oceano?

O fitoplâncton marinho é responsável por aproximadamente metade da produção primária líquida global, comparável a todas as plantas terrestres combinadas, apesar de constituir apenas uma pequena fração da biomassa fotossintética do planeta.

Por que as florações de fitoplâncton acontecem na primavera?

À medida que o aquecimento da primavera reduz a mistura vertical, o fitoplâncton é mantido dentro da camada superficial iluminada por tempo suficiente para crescer mais rapidamente do que é perdido, produzindo um rápido aumento em sua abundância.