En lugares donde la energía y los recursos son escasos, los organismos deben encontrar formas de competir o conservar energía para sobrevivir. La energía en un ecosistema existe en varias formas, incluida la energía térmica y luminosa del sol; energía química en moléculas, como azúcares, grasas, proteínas y carbohidratos; calor que desprenden los organismos durante el metabolismo y que se pierde en el medio ambiente; y energía cinética o de movimiento. La conservación de energía en un ecosistema puede involucrar una variedad de estrategias por parte de los organismos, que incluyen minimizando la pérdida de calor, almacenando energía química, maximizando la recolección de energía solar y restringiendo movimiento.
Geografía de la tundra
La tundra ártica se encuentra en regiones al sur del polo norte y al norte de la taiga o bosques boreales, principalmente entre las latitudes de 55 y 70 grados norte. Algunos lugares similares a la tundra también existen cerca de la Antártida, aunque siempre están cubiertos de nieve o hielo y no son una verdadera tundra. Debido a la inclinación de la Tierra, el sol se encuentra bajo en el horizonte y sus rayos deben viajar a través de más atmósfera antes de llegar a la tundra, lo que reduce la energía solar total. Los veranos en la tundra ártica son cortos, solo de 50 a 60 días, pero alrededor del solsticio, el sol brilla las 24 horas o casi las 24 horas del día. En ese momento, la tundra puede recibir tanta energía solar como algunas áreas tropicales. Sin embargo, el invierno se alarga largo y oscuro, y los días pasan casi sin sol, o el sol sale justo por encima del horizonte durante unas horas.
Clima de la tundra
Debido a la baja radiación solar y la geografía, la tundra es extremadamente fría en invierno (promedio de -30 grados F) y tiende a ser relativamente fresca (37 a 54 grados F) en verano. La precipitación es baja, solo de 4 a 10 pulgadas por año, y generalmente cae en forma de nieve o hielo. Una subcapa de suelo permanentemente congelada llamada permafrost hace que el drenaje sea deficiente y las temperaturas frías disminuyen evaporación y descomposición, gran parte de la energía y los nutrientes disponibles en la tundra existen en cuerpos orgánicos muertos importar. Durante los deshielos de verano, aparecen pantanos, y una profusión de plantas en flor, enjambres de insectos y millones de aves aprovechan el fugaz período de calor para abastecerse de alimento. Antes de que regrese el invierno, algunas aves y mamíferos migran hacia el sur, pero otros se quedan para soportar la oscuridad y las gélidas temperaturas.
Conservación de la energía en la vegetación de la tundra
Las plantas de tundra y otra vegetación poseen una serie de adaptaciones al frío, el viento y la baja energía solar. Suelen ser pequeños y crecer bajos para calentarse del suelo, como los líquenes y los musgos; son de color oscuro, a veces rojo, para absorber mejor la luz solar; concentran gran parte de su biomasa y almacenamiento de alimentos en raíces subterráneas, donde hace más calor; pueden realizar la fotosíntesis, o aprovechar la energía del sol, a bajas temperaturas y poca luz; algunos, incluido el sauce ártico, tienen hojas cubiertas de "pelo" para atrapar el calor; y pueden crecer en grupos o esteras para protegerse del viento y el frío, como la saxifraga copetuda. La mayoría de las plantas de la tundra son perennes en lugar de anuales, y mantienen sus hojas durante el invierno para ahorrar energía; y algunas tienen flores en forma de plato que siguen el camino del sol, concentrando la energía solar. Las plantas de tundra también aceleran el proceso de reproducción al brotar o dividirse en lugar de reproducirse sexualmente, lo que implicaría una producción de semillas que consumiría más tiempo y energía. Además, la nieve de la tundra ayuda a aislar las plantas del frío y el viento.
Conservación de la energía en los animales de la tundra
Muchos animales de la tundra conservan la energía térmica a través de la forma de su cuerpo. Los lemmings y los osos, por ejemplo, son bajos y rechonchos con colas, orejas y extremidades cortas; una relación de superficie a volumen baja significa que se escapa menos calor del cuerpo. Los mamíferos de la tundra y algunas aves también tienen pelaje o plumas gruesos, múltiples capas de pelaje, abrigos o plumas impermeables y / o plumas o pelaje en la parte inferior de sus patas para mantenerse calientes. El zorro ártico envuelve su espesa cola alrededor de sí mismo como una manta cuando duerme, y los osos pardos y polares tienen un capa gruesa de grasa o grasa debajo de la piel, que trabajan duro para acumular atiborrándose durante el corto veranos. Muchos animales de la tundra son de color oscuro para absorber la energía del sol, aunque algunos se vuelven blancos en invierno para evadir mejor a los depredadores. Curiosamente, el pelaje y la piel de los osos polares no son realmente blancos. El pelaje, que es hueco y aísla bien, es transparente y refleja la luz blanca, pero permite la entrada de la mayor parte de la luz solar, que es absorbida por la piel negra. En invierno, los osos pardos y las ardillas terrestres árticas conservan energía al permanecer inactivos en guaridas durante un máximo de seis a ocho meses, el caribú baja su metabolismo, los bueyes almizcleros limitan su actividad y los mosquitos reemplazan los fluidos en sus cuerpos con un tipo de anticongelante natural llamado glicerol para evitar congelación.