Denken Sie an das Kraftwerk in Ihrer Stadt. Es wandelt Energie aus Brennstoffen wie Kohle oder Erdgas in eine andere Energieform um, nämlich Elektrizität, die Ihre Lampen und Geräte mit Strom versorgt. Und jetzt denken Sie an die Bäume in Ihrer Straße. Grünpflanzen sind die ursprünglichen „Kraftwerke“. Sie fangen Energie von der Sonne ein und kombinieren sie mit anorganischen oder nicht lebenden Materialien, um organische Moleküle herzustellen. Diese Moleküle sind der Treibstoff, der alle anderen Lebewesen antreibt. Diese besondere Fähigkeit, Energie aus der Sonne zu gewinnen, bringt Pflanzen (zusammen mit bestimmten anderen Organismen, einschließlich Algen und einigen Bakterien) den Titel „Produzenten“ ein.
Wie gelingt den Produzenten diese Magie, die Energie des Sonnenlichts in Molekülen zu speichern, die andere Organismen nutzen können? Sie vollbringen dieses Kunststück mit einer biochemischen Reaktion namens Photosynthese. Dieser Prozess nutzt die Energie des Sonnenlichts, um Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Anschließend wird der Wasserstoff mit Kohlendioxid aus der Luft und Mineralien aus dem Boden kombiniert, um Glukose (ein Zucker) und andere komplexere organische Moleküle herzustellen. Pflanzen setzen Sauerstoff als Nebenprodukt dieser Reaktionen frei.
Produzenten sind die Grundlage jedes Nahrungsnetzes in jedem Ökosystem – sie besetzen die so genannte erste trophische Ebene des Nahrungsnetzes. Die zweite trophische Ebene besteht aus Primärkonsumenten – den Pflanzenfressern, also Tieren, die Pflanzen fressen. Auf der obersten Ebene befinden sich die Sekundärkonsumenten – Fleischfresser und Allesfresser, die die Primärkonsumenten fressen. Letztendlich bauen Zersetzer tote Organismen ab, geben dem Boden lebenswichtige Nährstoffe zurück und starten den Kreislauf neu.
Ein anderer Name für Produzenten ist Autotrophe, was „Selbstversorger“ bedeutet. Es gibt zwei Arten von Autotrophen. Die häufigste sind die Photoautotrophen – Produzenten, die Photosynthese betreiben. Bäume, Gräser und Sträucher sind die wichtigsten terrestrischen Photoautotrophen. In den meisten aquatischen Ökosystemen, einschließlich Seen und Ozeanen, sind Algen die wichtigsten Photoautotrophen.
Ökosysteme, in denen nicht genug Sonnenlicht für die Photosynthese vorhanden ist, werden von chemoautotrophen Primärproduzenten angetrieben, die keine Energie von der Sonne nutzen. Stattdessen spalten sie anorganische chemische Verbindungen, wie zum Beispiel Schwefelwasserstoff, und nutzen die dabei frei werdende Energie, um organische Moleküle herzustellen. Nur Bakterien und bestimmte andere Mikroorganismen sind chemoautotroph. Sie kommen viel seltener vor als Photoautotrophe. Einige leben im Boden, während andere tief im Ozean leben, in der Nähe von vulkanischen Erscheinungen, die hydrothermale Schlote genannt werden.
Das Klima der Erde beeinflusst die Produzenten; die Häufigkeit von photoautotrophen Organismen nimmt zu, wenn man sich von den Polen in Richtung Äquator bewegt, aufgrund des wärmeren Wetters und des intensiveren Sonnenlichts. Wissenschaftler arbeiten daran, zu verstehen, wie sich der globale Klimawandel auf das Pflanzenwachstum auswirken könnte. Sie untersuchen auch, wie Primärproduzenten in der Lage sein könnten, den Klimawandel durch ihre Fähigkeit, Kohlendioxid, ein wichtiges Treibhausgas, zu absorbieren, abzumildern.
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