Εξοικονόμηση ενέργειας στο Tundra Biome

Σε μέρη όπου η ενέργεια και οι πόροι είναι λιγοστοί, οι οργανισμοί πρέπει να βρουν τρόπους να ανταγωνιστούν ή να εξοικονομήσουν ενέργεια για να επιβιώσουν. Η ενέργεια σε ένα οικοσύστημα υπάρχει σε διάφορες μορφές, συμπεριλαμβανομένης της θερμότητας και της ελαφριάς ενέργειας από τον ήλιο. χημική ενέργεια σε μόρια, όπως σάκχαρα, λίπη, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες · θερμότητα που εκπέμπεται από τους οργανισμούς κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού και χάνεται στο περιβάλλον και κινητική ή κίνηση. Η εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα οικοσύστημα μπορεί να περιλαμβάνει μια ποικιλία στρατηγικών εκ μέρους των οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων ελαχιστοποίηση της απώλειας θερμότητας, αποθήκευση χημικής ενέργειας, μεγιστοποίηση της συλλογής ηλιακής ενέργειας και περιορισμός κίνηση.

Η αρκτική τούνδρα βρίσκεται σε περιοχές ακριβώς νότια του βόρειου πόλου και βόρεια των δασών της Τάιγκα ή των βορείων, κυρίως μεταξύ των γεωγραφικών πλάτους 55 και 70 μοιρών βόρεια. Κάποια μέρη που μοιάζουν με τούνδρα υπάρχουν επίσης κοντά στην Ανταρκτική, παρόλο που είναι πάντα καλυμμένα με χιόνι ή πάγο και όχι αληθινή τούνδρα. Λόγω της κλίσης της Γης, ο ήλιος βρίσκεται χαμηλά στον ορίζοντα και οι ακτίνες του πρέπει να διασχίζουν περισσότερη ατμόσφαιρα πριν φτάσουν στην τούνδρα, μειώνοντας τη συνολική ηλιακή ενέργεια. Τα καλοκαίρια στην αρκτική τούνδρα είναι σύντομα - μόνο 50 έως 60 ημέρες - αλλά γύρω από το ηλιοστάσιο, ο ήλιος λάμπει 24 ώρες ή σχεδόν 24 ώρες την ημέρα. Εκείνη την εποχή, η τούνδρα μπορεί να λάβει τόσο ηλιακή ενέργεια όσο και ορισμένες τροπικές περιοχές. Ωστόσο, ο χειμώνας σέρνει πολύ καιρό και οι μέρες περνούν σχεδόν χωρίς ήλιο, ή ο ήλιος ανατέλλει ακριβώς πάνω από τον ορίζοντα για μερικές ώρες.

Λόγω της χαμηλής ηλιακής ακτινοβολίας και της γεωγραφίας, η τούνδρα είναι εξαιρετικά κρύα το χειμώνα (μέσος όρος -30 βαθμοί F) και τείνει να είναι σχετικά δροσερή (37 έως 54 βαθμούς F) το καλοκαίρι. Η βροχόπτωση είναι χαμηλή - μόνο 4 έως 10 ίντσες ετησίως - και συνήθως πέφτει σαν χιόνι ή πάγος. Ένα μόνιμα παγωμένο υπόστρωμα εδάφους που ονομάζεται permafrost καθιστά την αποστράγγιση φτωχή και οι κρύες θερμοκρασίες επιβραδύνονται εξάτμιση και αποσύνθεση, τόσο μεγάλο μέρος της διαθέσιμης ενέργειας και θρεπτικών ουσιών στην τούνδρα υπάρχουν σε νεκρά οργανικά ύλη. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ξεπαγώνονται, εμφανίζονται έλη και μια πληθώρα ανθισμένων φυτών, σμήνη από έντομα και εκατομμύρια πουλιά εκμεταλλεύονται τη φευγαλέα περίοδο ζεστασιάς για να αποθηκεύσουν τρόφιμα. Πριν από την επιστροφή του χειμώνα, μερικά πουλιά και θηλαστικά μεταναστεύουν νότια, αλλά άλλα μένουν να υπομένουν το σκοτάδι και τις ψυχρές θερμοκρασίες.

Τα φυτά Tundra και άλλη βλάστηση διαθέτουν μια σειρά προσαρμογών στο κρύο, τον άνεμο και τη χαμηλή ηλιακή ενέργεια. Τείνουν να είναι μικρά και να γίνονται χαμηλά για να πάρουν ζεστασιά από το έδαφος, όπως λειχήνες και βρύα. έχουν σκούρο χρώμα - μερικές φορές κόκκινο - για καλύτερη απορρόφηση του ηλιακού φωτός. συγκεντρώνουν μεγάλο μέρος της αποθήκευσης βιομάζας και τροφίμων σε ρίζες υπόγεια, όπου είναι θερμότερη. Μπορούν να φωτοσυνθέσουν, ή να εκμεταλλευτούν την ενέργεια του ήλιου, σε χαμηλές θερμοκρασίες και χαμηλό φως. Μερικά, συμπεριλαμβανομένης της αρκτικής ιτιάς, έχουν φύλλα που καλύπτονται με "μαλλιά" για να παγιδεύονται στη θερμότητα. και μπορεί να αναπτυχθούν σε συσσωματώματα ή χαλάκια για να προστατευθούν από τον άνεμο και το κρύο, όπως το φουντωτό σαξόφραρο. Τα περισσότερα φυτά τούνδρα είναι πολυετή αντί για ετήσια, διατηρώντας τα φύλλα τους κατά τη διάρκεια του χειμώνα για εξοικονόμηση ενέργειας. και μερικά έχουν λουλούδια σε σχήμα πιάτου που ακολουθούν το μονοπάτι του ήλιου, συγκεντρώνοντας την ηλιακή ενέργεια. Τα φυτά Tundra επιταχύνουν επίσης τη διαδικασία αναπαραγωγής με εκκόλαψη ή διαίρεση αντί για αναπαραγωγή σεξουαλικά, η οποία θα συνεπαγόταν περισσότερη παραγωγή σπόρων που καταναλώνουν περισσότερο χρόνο και ενέργεια. Επιπλέον, το χιόνι tundra βοηθά στη μόνωση των φυτών από το κρύο και τον άνεμο.

Πολλά ζώα τούνδρα εξοικονομούν θερμική ενέργεια μέσω του σχήματος του σώματός τους. Τα λεμόνια και οι αρκούδες, για παράδειγμα, είναι κοντό και κοντόχοντρο με κοντές ουρές, αυτιά και άκρα. Η χαμηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο σημαίνει λιγότερη θερμότητα από το σώμα. Τα θηλαστικά Tundra και ορισμένα πουλιά έχουν επίσης παχιά γούνα ή φτερά, πολλαπλά στρώματα γούνας, αδιάβροχα παλτά ή φτερά ή / και φτερά ή γούνα στις κάτω πλευρές των ποδιών τους για να διατηρούνται ζεστά. Η αρκτική αλεπού τυλίγει την θαμνώδη ουρά γύρω της σαν κουβέρτα όταν κοιμάται και οι γκρίζες και πολικές αρκούδες έχουν παχύ στρώμα λίπους ή λεκέδων κάτω από το δέρμα τους, το οποίο εργάζονται σκληρά για να συσσωρευτούν με το φαράγγι κατά τη διάρκεια του σύντομου καλοκαίρια. Πολλά ζώα τούνδρα έχουν σκούρο χρώμα για να απορροφήσουν την ενέργεια του ήλιου, αν και μερικά γίνονται λευκά το χειμώνα για να αποφύγουν καλύτερα τους αρπακτικούς. Είναι ενδιαφέρον ότι η γούνα και το δέρμα της πολικής αρκούδας δεν είναι στην πραγματικότητα λευκά. Η γούνα - η οποία είναι κοίλη και μονώνει καλά - είναι διαυγής, αντανακλά το λευκό φως, αλλά επιτρέπει στο μεγαλύτερο φως του ήλιου, το οποίο απορροφάται από το μαύρο δέρμα. Το χειμώνα, οι γκρίζες αρκούδες και οι αρκτικοί σκίουροι εξοικονομούν ενέργεια πηγαίνοντας αδρανής σε πυκνά για έως έξι έως οκτώ μήνες, κάριμπου χαμηλώνουν τα ο μεταβολισμός, τα μόρια μόσχου περιορίζουν τη δραστηριότητά τους και τα κουνούπια αντικαθιστούν τα υγρά στο σώμα τους με ένα φυσικό είδος αντιψυκτικού που ονομάζεται γλυκερόλη πάγωμα.