Kasvien mukautukset: aavikko, trooppinen sademetsä, Tundra

Erilaiset meri-, vesi- ja maakasvit kehittyivät kauan ennen kuin dinosaurukset vaelsivat maata. Kasvit ovat nöyrästä alusta yksisoluisina levinä kehittäneet älykkäitä mukautumisia selviytyäkseen ja lisääntyvän jopa ankarimmissakin ympäristöissä.

Charles Darwinin evoluutioteoria auttaa selittämään, kuinka kasvien sopeutuminen tapahtuu perittyjen fyysisten ja käyttäytymisominaisuuksien seurauksena vanhemmilta jälkeläisille.

Löydät kiehtovaa esimerkkejä kasvien sopeutumisista verrattaessa kasvillisuutta autiomaassa, trooppisissa sademetsissä ja tundran biomeissä.

Biomit ovat samanlaisen ilmaston ja lämpötilan alueita, joilla on erottuvia kasveja ja eläimiä, jotka ovat sopeutuneet alueen olosuhteisiin. Samanlaisia ​​biomeja löytyy epäjatkuvilta maantieteellisiltä alueilta.

Biomit ympäri maailmaa on jaettu laajaan luokkaan, kuten aavikko, tundra ja sademetsän biomi. Mukautukset ovat luonnon tapa auttaa eläin- ja kasvipopulaatioita selviytymään tietyssä biomissa.

Esimerkkejä biomeista:

• Aavikko: mehikasvit, jotka varastoivat vettä, piikkisiä lehtiä, vähän sateita, korkea haihtuminen, äärimmäiset lämpötilat 
• Tundra: matalat puut ja pensaat, pienet puukasvit, kylmät, kuivat, tuuliset olosuhteet suurimman osan vuodesta
• Sademetsä: tiheä viidakko, rehevä kasvillisuus, rankkasade, korkea kosteus, trooppinen, ravinteiden puutteellinen maaperä
• Taiga: ikivihreät metsät, luminen, kylmä talvi, lämpimämpi ja pidempi kasvukausi kuin tundra
• Lehtimetsä: leveälehtiset puut, jotka pudottavat kausittain lehtiä, kylmiä talvia ja kuumia kesiä
• Niityt: puuton tasangon ruoho ja puumainen kasvi, kuivunut, luonnonpalot yleisiä
• Chaparral: tiheä metsä, puilla on paksut, ikivihreät lehdet, vähän sadetta kesällä
• Savanni: metsät ja niityt, niukat puut, kesät ovat kuumia ja märkiä, tulipalot ja kuivuus

Kasvit sisältävät solujensa ytimessä geneettistä materiaalia, joka siirtyy sukupolvien ajan. Kaikilla kasvipopulaatioilla niitä on satunnaiset mutaatiot sukusolujen jakautumisen aikana sekä käyttäytymisen, fysiologian ja muiden erityispiirteiden vaihtelut, jotka antavat tietyille organismeille evoluutioreunan.

Charles Darwin esitti, että tämä prosessi johtaa rakenteellisten sopeutumisten kehitykseen populaatiossa, jotka parantavat kuntoa ja elinkelpoisuutta.

Lajit kilpailevat varhaisimpien evolutsionistien kuvaaman kilpailun "parhaimpien selviytymisestä". Esimerkiksi käyttäytymissopeutumiin kuuluu lepotilaan siirtyminen sietämättömän kuumuuden tai yhtä vaikeiden olosuhteiden aikana ja palaaminen myöhemmin.

Samoin, aavikkokasvit kapeilla lehdillä sopivat paremmin veden pitämiseen autiomaassa kuin kasvit, joilla on leveät lehdet, joilla on laaja pinta-ala. Ajan myötä eloonjääneistä ja lisääntyvistä kasveista tulee hallitsevia lajeja luonnollisen valinnan kautta.

Ei-verisuonikasvit, joilla on yksinkertaiset rakenteet, kuten sammalet ja maksalinnut, olivat ensimmäisiä kasveja, jotka sopeutuivat maanpäälliseen ympäristöön. Saniaiset kehittyivät seuraavaksi, mitä seurasi siementen kantaminen voimistelijat kuten havupuut ja ginkgot.

Kukinta angiospermit mukaan lukien lehtipuut, ruohot ja pensaat kehittivät kykyä tehdä siemeniä suojattuihin munasoluihin. Kasvien elämä lisääntyi sen jälkeen, kun kasvit kehittivät kyvyn tuottaa siemeniä joka kulki pitkiä matkoja tuulessa.

Gymnospermien määrä ylitti pian angiospermien, jotka saivat evoluutiovallan. Gymnospermit riippuvat tuulesta ja vedestä siementen leviämisessä; ottaa huomioon, että angiospermit ovat riippuvaisia ​​tuulesta ja vedestä sekä pölyttäjistä, joita houkuttelevat kasvien kukat ja mesi. Angiospermien hedelmät tarjoavat ylimääräistä ravintoa ja suojaa siemenille.

Tänään, kukkivat kasvit ovat läsnä kaikkialla maailmassa. Angiosperm-siitepöly on pienempi kuin miesten gymnosperm-siitepöly, joten se pääsee muniin nopeammin. Jotkut siementyypit selviävät ruoansulatuksesta, kun eläimet syövät ja erittävät siemeniä, mikä auttaa edelleen niiden laajaa leviämistä ja lisääntymistä.

Aavikot ovat kuivia maita, jotka pysyvät kuivuneina pitkään. Ilman mukautuksia kasvit kuivuisivat ja kuolisivat. Lämpötilat nousevat ja laskevat äärimmäisyyksiin, ja joillakin alueilla sataa vain 10 tuumaa vuodessa. Siemenet voivat olla lepotilassa vuosia ennen kuin on riittävästi kosteutta itää.

Aavikkokasvit näyttävät hyvin erilaisilta kuin muissa biomeissa esiintyvät kasvit niiden menetelmien takia, joita ne ovat mukauttaneet veden saamiseksi, veden varastoimiseksi ja vesihävikin estämiseksi. Tällaisia ​​erityisiä sopeutumisstrategioita on kehitetty auttaakseen autiomaakasveja selviytymään olosuhteista, jotka ovat epäystävällisiä useimmille eläville organismeille.

Esimerkkejä kasvien mukautuksista:

Ilta-esikko on pitkä, paksu juurtuma, joka auttaa tätä kasvia saavuttamaan ja varastoimaan vettä ja ravinteita. Kuten jotkut kaktukset, primrose-kasvi aktivoituu yöllä, ja kukat kukkivat, kun lämpötila on viileämpi.

Pinyon-mäntyjä on pystysuora ja vaakasuora juuristo, joka ulottuu 40 jalkaan molempiin suuntiin veden tuottamiseksi. Laajat juurijärjestelmät auttavat puuta kasvamaan ja tuottavat syötäviä pinjansiemeniä hartsilla päällystetyissä kartioissa, jotka estävät vesihäviön.

Kataja ovat voimistelusermit, joissa on terävät, terävät neulat tai vahamaiset vaa'at, jotka on sovitettu vähentämään vesihäviötä. Pitkät hanan juuret auttavat näitä puita ja pensaita pääsemään syvälle kallioperään vettä varten. Hidas kasvunopeus kuluttaa vähemmän energiaa ja auttaa säästämään vettä. Katajat voivat jopa itse leikata leikkaamalla vettä oksalle kuivuuden aikana pelastaakseen itse puun kuolemasta.

Yucca sinulla on pitkä hananjuuri, jotta pääset käsiksi vesilähteisiin, joihin kilpailevat lajit eivät pääse. Yuccalla on myös mukautuva lisääntymisprosessi yucca-koilla, joka hyödyttää molempien lajien elinkaarta. Yucca tarjoaa ruokaa koille kuoriutuville toukoille. Koit lentävät yukakukkien välillä, jotka munivat yucca-kasvin munasarjoissa, samalla kun pölyttävät isäntäkasvua prosessin aikana.

Kaktukset ovat mehikasveja, joissa on vahamainen pinnoite, joka auttaa kasveja pitämään vettä. Kaktukset avaavat stomatansa yöllä vähentääkseen vesihäviötä hikoilun kautta. Matalat juuret pystyvät lisääntymään nopeasti kosteuden läsnä ollessa. Kaktuksissa on piikit piikit lehtien sijasta, jotta eläimet eivät syövät kasvia saadakseen kaktuksen osiin varastoituneen veden.

Sagebrush on "karvaisia" näköisiä lehtiä, jotka eristävät äärimmäisistä lämpötiloista ja autiomaista tuulesta. Lehdet säilytetään ympäri vuoden, mikä antaa kasville mahdollisuuden fotosynteesiin, vaikka lämpötila laskisi voimakkaasti.

Trooppiset sademetsät ovat lämpimiä ja kostea ympäri vuoden. Trooppiset sademetsät vastaanottavat 80-400 tuumaa vuodessa, mikä voi johtaa bakteerien ja sienien kasvuun, maaperän eroosioon, ravinteiden huuhtoutumiseen ja huonoon maaperän laatuun.

Suuret katoskasvit voivat estää auringonvalon metsäpohjassa, kun taas näiden katoskasvien on kestettävä melkein jatkuvaa päivittäistä auringonvaloa tropiikissa. Trooppisten sademetsien alkuperäisillä kasveilla on erityisiä mukautuksia niiden ainutlaatuisen ekosysteemin mukaan.

Trooppiset sademetsät tarjoavat elinympäristön yli kahdelle kolmasosalle kaikista maapallon kasvilajeista. Sademetsä on myös tärkeä hapen tuottaja ja hiilidioksidipäästöjen nielu.

Kasvit tarjoavat myös ruokaa ja elinympäristöä ainutlaatuisille linnuille, apinoille ja viidakon saalistajille. Sademetsän puut eivät tarvitse eristää paksua kuorta, kuten lehtipuita, jotta ne pysyisivät lämpiminä ja pysyisivät vedessä.

* Esimerkkejä kasvien mukautuksista*:

Lihansyöjäkasveja kuten Venuksen kärpäsloukku, ovat mukauttaneet kykynsä tarttua ja sulattaa hyönteisiä, jotka vetävät heidän värikkäisiin, tuoksuviin kukkiinsa. Paljon suurempi syöttäjä voi jopa syödä pieniä jyrsijöitä tai käärmeitä, jotka pääsevät liian lähelle. Nämä kasvit tuottavat ruokaa myös fotosynteesin avulla, mutta eivät ole riippuvaisia ​​ravinteiden maaperästä, vaan luottavat sen sijaan kulutettuihin eläinproteiineihin.

Tukipään juuret ovat suuria puisia harjanteita suurten puiden juuressa, jotka auttavat pitämään nämä puut pystyssä. Pitkä tuki- tai paalujuuret puilla, kuten mangrovemetsillä tai trooppisilla palmuilla, saadaan lisä tukea maaperän ollessa märkä. Matalan juuren muodostuminen auttaa myös ravinteiden imeytymisessä.

Epifyyttiset orkideat käyttää muita kasveja ja puita kasvavana pintana aiheuttamatta haittaa. Ne on mukautettu kiipeämään muita kasveja päästäkseen auringonvaloon sademetsän katoksessa.

Monilla sademetsän puilla on vahalla päällystettyjä lehtiä, kuorta ja kukkia sopeutumisena käsitellä liiallisia sateita, jotka voivat aiheuttaa haitallisten bakteerien ja sienien kasvua. Lehtirakenteella on terävä pää, jota kutsutaan a tippakärki joka nopeuttaa valua, kun laitos saa liikaa vettä.

Amazonin liljat ovat jättimäisiä vesikasveja, jotka ovat kotoisin Etelä-Amerikasta. Mukautukset sisältävät herkät vapaasti kelluvat lehdet, joiden alapuolella on teräviä piikkejä suojaamiseksi. Lumpeenkukkien kukinnot avautuvat yöllä ja kestävät vain pari päivää.

Ilmakasvit Bromeliad-perheessä tekee erinomaista työtä ilmakehän hiilidioksidin poistamiseksi. Ilmakasvit saavat kosteutta ja ravinteita ilmasta käyttämällä mukautettua juurijärjestelmää, jota kutsutaan ilman juuriksi. Tällaiset mukautukset ovat mahdollisia vain lämpimässä, kosteassa ilmastossa.

Arktinen ja Alppien tundran biomit ovat maan kylmimmät paikat. Arktinen tundra ulottuu Kanadan, Siperian ja Pohjois-Alaskan poikki. Alppien tundroja löytyy 11000 - 11 500 jalkaa paikoissa, kuten Kalliovuoret. Elävät organismit ovat harvinaisia ​​Etelämantereen äärimmäisessä ilmastossa.

Useimmat kuukaudet tundrassa ovat erittäin kylmiä ja tuulisia. Talvi on kuiva ja viileiden kesäkuukausien kasvukausi on lyhyt. Tundran biomit saavat vain 4-10 tuumaa sadetta vuodessa.

Maaperän ravinteiden lähteet ovat pääasiassa hajoavan aineen typpeä ja saostumasta peräisin olevaa fosforia. Ravintoaineista puutteellinen maaperä rajoittaa edelleen kasvien tyyppiä, jotka voivat perustua sinne niin kuivissa, tuulisissa olosuhteissa.

Esimerkkejä kasvien mukautuksista:

Arktiset kukat ja kääpiöpensat on matala juuristo imemään ravinteita ikiroudan viivan yläpuolelle. Monet lajit kasvavat lähellä toisiaan lämmön vuoksi. Niiden lehdet voivat fotosynteesin alhaisissa lämpötiloissa. Esimerkkejä arktisesta kasvillisuudesta ovat pajut, unikot ja purppurakakku. Kylmässä, jäisessä Etelämantereella ei kasva paljon, paitsi sammal ja jäkälät.

Tyynykasvit muistuttavat maahan tarttuvia sammalepaloja. Niiden pitkät juuret tunkeutuvat kiviseen maahan ja antavat ankkurin kovien tuulien aikana.

Caribou sammalet kasvaa matalalle maahan välttääkseen kylmät tuulet. Ne ovat hyvin sopeutuneet ravinteiden puutteisiin.

Ruohot ja nurmikot kasvaa paikoissa, joissa tundran maaperä on hyvin valutettu ja siinä on riittävästi ravinteita.

Vanha mies-vuori on kirkkaan keltainen wildflower, joka saa nimensä erittäin karvaiselta ulkonäöltään. Villaiset lehdet ja varret eristävät tuulen.

Alppien auringonkukat ovat kirkkaan keltaisia ​​kuin Helianthus-perheen todelliset auringonkukat. Alppien kukkapäät kasvot itään koko päivän, sen sijaan, että seuraisivat aurinkoa kuten Helianthus, sopeutumisena voimakkaista iltapäivän ukkosmyrskyistä, jotka kulkevat lännestä.

taigan biomi on joitakin yhtäläisyyksiä tundran biomi. Taiga, jota kutsutaan myös nimellä boreaalinen metsä, on kerran jäätikköalue Euraasiassa ja Pohjois - Amerikassa, johon on jäänyt laastareita ikirouta. Arktisen tundran tavoin taigan biomin kasvit ovat sopeutuneet vaikeisiin talviin ja muutamaan päivään tappamatta pakkasia.

Neulamaiset lehdet ja vahamaiset takit vähentävät veden menetystä höyrystymisen kautta. Tummanvärinen lehvistö on mukautus, joka auttaa lämmön imeytymistä ja fotosynteesiä. Lehtimetsät selviävät havupuille liian kylmissä ja karuissa paikoissa.

Esimerkkejä kasvien mukautuksista:

Kuusta, mäntyä, tamarakkia ja kuusta menestyä viileässä lämpötilassa ja pidättää vettä.

Arktinen puuvillaruoho kasvaa veden sphagnum-sammalin matoilla.