En oceanografía biológica , la nueva producción se sustenta en aportes de nutrientes desde fuera de la zona eufótica , especialmente el afloramiento de nutrientes desde aguas profundas, pero también de fuentes terrestres y atmosféricas (a diferencia de la producción regenerada, que se sustenta en el reciclaje de nutrientes en la zona eufótica). La nueva producción depende de la mezcla y de los procesos convectivos verticales asociados con la circulación . [1]
El nitrógeno biodisponible se encuentra en el océano en diversas formas, incluidas formas iónicas simples como el nitrato (NO 3 − ), el nitrito (NO 2 − ) y el amonio (NH 4 + ), y formas orgánicas más complejas como la urea ((NH2) 2 CO). Estas formas son utilizadas por el fitoplancton autótrofo para sintetizar moléculas orgánicas como los aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas ). El pastoreo del fitoplancton por parte del zooplancton y de organismos más grandes transfiere este nitrógeno orgánico a lo largo de la cadena alimentaria y de toda la red alimentaria marina .
Cuando las moléculas orgánicas nitrogenadas son metabolizadas por los organismos, regresan a la columna de agua en forma de amonio (o moléculas más complejas que luego se metabolizan en amonio). Esto se conoce como regeneración, ya que el amonio puede ser utilizado por el fitoplancton y volver a ingresar a la red alimentaria. La producción primaria alimentada por amonio de esta manera se conoce como producción regenerada.
Sin embargo, el amonio también puede oxidarse a nitrato (a través del nitrito) mediante el proceso de nitrificación, que se lleva a cabo por diferentes bacterias en dos etapas:
NH 3 + O 2 → NO 2 − + 3H + + 2e −
NO2− + H2O → NO3− + 2H ++ 2e−
Fundamentalmente, se cree que este proceso solo ocurre en ausencia de luz (o como alguna otra función de la profundidad). En el océano, esto lleva a una separación vertical de la nitrificación de la producción primaria y la confina a la zona afótica . Esto lleva a la situación en la que cualquier nitrato en la columna de agua debe provenir de la zona afótica y debe haberse originado a partir de material orgánico transportado allí por hundimiento. La producción primaria alimentada por nitrato, por lo tanto, utiliza una fuente de nutrientes "nueva" en lugar de una regenerada. Por lo tanto, la producción por nitrato se conoce como nueva producción. [2]
En resumen, la producción basada en nitratos utiliza moléculas de nutrientes recién llegadas de fuera de la capa productiva; se denomina producción nueva. La tasa de utilización de nitratos sigue siendo una buena medida de la nueva producción. Mientras que si la materia orgánica se ingiere, se respira y el nitrógeno se excreta como amoníaco, su posterior absorción y reincorporación a la materia orgánica por parte del fitoplancton se denomina producción reciclada (o regenerada). La tasa de utilización de amoníaco es, en el mismo sentido, una medida de la producción reciclada. [3]
El uso de 15 compuestos N permite medir las fracciones de nitrógeno nuevo y nitrógeno regenerado asociadas a la producción primaria en el mar. [2]