RESEARCH REPORT

Planetary Habitability: Growth Temperatures and the Global Distribution of Primary Producers

Norberto González1, Abel Méndez2

1Department of Biology

2Department of Physics and Chemistry

University of Puerto Rico at Arecibo

P.O. Box 4010, Arecibo, PR, 00614

norberto.gonzalez@upr.edu

Abstract (English) — Vascular plants on land and phytoplankton on the ocean are the most important primary producers on Earth. They play the major role in the production of biomass at the base of the trophic levels. The global distribution of primary producers is controlled by a complex interaction of environmental variables where temperature is one of the most important factors defining their productivity and distribution. Although there are many laboratory studies about the effects of temperature in selected primary producers, little is known about the relation between their growth temperature and global distribution. Here we collected and analyzed data from the scientific literature for growth temperature of many cyanobacteria and algae. Our results shows that photoautotrophic metabolisms, among very diverse primary producers, have similar temperature requirements. We suggest that this is an intrinsic property of phototrophic organisms, which strongly controls their global distribution. The data is being used to model the habitability of land and ocean areas. Our future plans are to compare the relations of other environmental variables in primary production. The main goal of this type of work is to provide input data for planetary habitability models.

Abstract (Spanish) — Las plantas vasculares en la tierra y el fitoplancton en los océanos son los productores primarios más importantes en el Planeta. Estos desempeñan el papel principal en la producción de materia orgánica en la base de la cadena alimenticia. La distribución mundial de los productores primarios está controlada por una compleja interacción de variables ambientales donde la temperatura es uno de los factores más importantes que definen su productividad y su distribución. Aunque hay muchos estudios en el laboratorio sobre los efectos de la temperatura en determinados productores primarios, poco se sabe sobre la relación entre la temperatura de crecimiento y su distribución global. En este trabajo se extrajeron y analizaron datos de la literatura científica sobre las temperaturas de crecimiento de cianobacterias y de algas. Nuestros resultados muestran que el metabolismo fotoautotrófico, entre una diversidad de productores primarios, presentan requisitos de temperatura similares. Sugerimos que esto se debe a una propiedad intrínseca de los organismos fotoautotróficos, la cual controla su distribución global. Los datos están siendo utilizados para modelar la habitabilidad de la tierra y las zonas oceánicas. Nuestros planes para el futuro son comparar otras variables ambientales en la producción primaria. El objetivo principal de este tipo de trabajo es proporcionar datos para modelos de habitabilidad planetaria.

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