Paikoissa, joissa energiaa ja resursseja on niukasti, organismien on löydettävä keinot kilpailla tai säästää energiaa selviytyäkseen. Ekosysteemin energiaa on useita muotoja, mukaan lukien auringon lämpö- ja valoenergia; kemiallinen energia molekyyleissä, kuten sokerit, rasvat, proteiinit ja hiilihydraatit; organismien aineenvaihdunnan aikana luovuttama ja ympäristöön menetetty lämpö; ja liike- tai liikeenergia. Energian säästäminen ekosysteemissä voi sisältää erilaisia strategioita organismeilta, mukaan lukien minimoidaan lämmön menetys, varastoidaan kemiallinen energia, maksimoidaan aurinkoenergian kerääminen ja rajoitetaan liike.
Tundran maantiede
Arktinen tundra sijaitsee alueilla, jotka sijaitsevat pohjoisnavan eteläpuolella ja taiga- tai boreaalisten metsien pohjoispuolella, enimmäkseen pohjoisten 55 ja 70 asteen leveysasteiden välillä. Joitakin tundran kaltaisia paikkoja on myös Etelämantereen lähellä, vaikka ne ovat aina lumen tai jään peitossa eivätkä todellisia tundroja. Maapallon kallistumisen takia aurinko on matalalla horisontissa, ja sen säteiden on kuljettava enemmän ilmakehää ennen kuin ne saavuttavat tundran, mikä vähentää aurinkoenergiaa. Arktisen tundran kesät ovat lyhyitä - vain 50-60 päivää - mutta auringonlaskua pitkin aurinko paistaa 24 tuntia tai lähes 24 tuntia päivässä. Tuolloin tundra voi vastaanottaa yhtä paljon aurinkoenergiaa kuin jotkut trooppiset alueet. Talvi kestää kuitenkin pitkää ja pimeää, ja päivät kuluvat melkein ilman aurinkoa tai aurinko nousee horisontin yläpuolelle muutaman tunnin.
Tundra Ilmasto
Matalan auringon säteilyn ja maantieteellisen sijainnin vuoksi tundra on erittäin kylmä talvella (keskimäärin -30 ° F) ja on yleensä suhteellisen viileä (37--54 ° F) kesällä. Sadanta on vähäistä - vain 4-10 tuumaa vuodessa - ja yleensä putoaa lumen tai jään muodossa. Pysyvästi jäätynyt maaperän alikerros, nimeltään permafrost, tekee salaojituksesta huonoa ja kylmät lämpötilat hitaita haihtuminen ja hajoaminen, niin suuri osa tundrassa käytettävissä olevasta energiasta ja ravintoaineista on kuolleissa orgaanisissa asia. Kesä sulan aikana suot ilmestyvät, ja runsaasti kukkivia kasveja, hyönteisparvia ja miljoonia lintuja hyödyntävät ohikiitävää lämpöjaksoa varastoidakseen ruokaa. Ennen talven paluuta jotkut linnut ja nisäkkäät muuttavat etelään, mutta toiset pysyvät pimeässä ja pakkasessa.
Energian säästäminen Tundran kasvillisuudessa
Tundran kasveilla ja muulla kasvillisuudella on useita mukautuksia kylmään, tuuleen ja matalaan aurinkoenergiaan. Ne ovat yleensä pieniä ja kasvavat mataliksi saadakseen lämpöä maasta, kuten jäkälää ja sammalia; ne ovat väriltään tummia - joskus punaisia - absorboimaan paremmin auringonvaloa; he keskittävät suuren osan biomassastaan ja ruokavarastoistaan juuriin maan alle, missä on lämpimämpää; ne voivat fotosynteesiä tai hyödyntää auringon energiaa matalissa lämpötiloissa ja heikossa valossa; joillakin, myös arktisella pajulla, on "karvapeitteiset" lehdet loukkuun lämmössä; ja ne voivat kasvaa paloina tai mattoina suojautuakseen tuulelta ja kylmältä, kuten tuftatut saxifrage. Suurin osa tundrakasveista on monivuotisia yksivuotisten sijaan, ja ne pitävät lehdet talven ajan energian säästämiseksi; ja joillakin on astianmuotoiset kukat, jotka seuraavat auringon polkua keskittyen aurinkoenergiaan. Tundra-kasvit nopeuttavat myös lisääntymisprosessia orastamalla tai jakautumalla sen sijaan, että lisääntyisivät sukupuolisesti, mikä edellyttäisi enemmän aikaa ja energiaa vievää siementuotantoa. Lisäksi tundran lumi auttaa eristämään kasvit kylmältä ja tuulelta.
Energian säästö Tundra-eläimissä
Monet tundran eläimet säästävät lämpöenergiaa kehonsa kautta. Esimerkiksi lemmingit ja karhut ovat lyhyitä ja karkeita, lyhyillä hännillä, korville ja raajoilla; alhainen pinta-ala / tilavuus -suhde tarkoittaa, että vähemmän lämpöä pääsee kehosta. Tundranisäkkäillä ja joillakin linnuilla on myös paksu turkki tai höyhenet, useita kerroksia turkista, vedenpitäviä takkeja tai höyheniä ja / tai höyheniä tai turkista jalkojen alapuolella lämpimänä pitämiseksi. Arktikettu kiertää tuuhean hännänsä ympärilleen kuin huopa nukkuessaan, ja harmailla ja jääkarhuilla on paksu kerros rasvaa tai kuplaa ihonsa alla, jota he työskentelevät ahkerasti ahtauman aikana kesät. Monet tundran eläimet ovat tummanvärisiä absorboimaan auringon energiaa, vaikka jotkut muuttuvat valkoisiksi talvella välttääkseen saalistajat paremmin. Mielenkiintoista on, että jääkarhun turkki ja iho eivät ole oikeastaan valkoisia. Ontto ja hyvin eristävä turkki on kirkas, heijastaa valkoista valoa, mutta sallii useimmissa auringonvaloissa, jotka imeytyvät mustaan ihoon. Talvella harmaakarhut ja arktiset maa-oravat säästävät energiaa menemällä lepotilaan tiheyteen jopa 6–8 kuukautta. aineenvaihdunta, myskihärmät rajoittavat aktiivisuuttaan ja hyttyset korvaavat kehonsa nesteet luonnollisella pakkasnesteellä, jota kutsutaan glyseroliksi. jäätyminen.