Diverses plantes marines, aquatiques et terrestres ont évolué bien avant que les dinosaures ne parcourent la Terre. Depuis leurs humbles débuts en tant qu'algues unicellulaires, les plantes ont développé des adaptations intelligentes pour survivre et se reproduire même dans les environnements les plus difficiles.
celui de Charles Darwin théorie de l'évolution aide à expliquer comment les adaptations des plantes se produisent à la suite de caractéristiques physiques et comportementales héritées transmises des parents à la progéniture.
Vous pouvez trouver fascinant exemples d'adaptations de plantes lorsque l'on compare la végétation dans les biomes du désert, de la forêt tropicale humide et de la toundra.
Que sont les biomes ?
Biomes sont des zones de climat et de température similaires qui ont des plantes et des animaux distinctifs qui se sont adaptés aux conditions de la région. Des biomes similaires peuvent être trouvés dans des zones géographiques discontinues.
Les biomes du monde entier sont divisés en grandes catégories telles que le biome du désert, de la toundra et de la forêt tropicale. Les adaptations sont la façon dont la nature aide les populations animales et végétales à survivre dans un biome particulier.
Exemples de biomes :
- désert: plantes grasses qui stockent de l'eau, feuilles épineuses, faibles précipitations, forte évaporation, températures extrêmes
- Toundra: arbres et arbustes bas, petites plantes ligneuses, conditions froides, sèches et venteuses presque toute l'année
- Forêt tropicale: jungle dense, végétation luxuriante, fortes pluies, forte humidité, tropical, sol pauvre en nutriments
- Taïga: forêts sempervirentes, hivers enneigés et froids, saison de croissance plus chaude et plus longue que la toundra
- Forêt à feuilles caduques: arbres à feuilles larges qui tombent selon les saisons, hivers froids et étés chauds
- Prairies: plaine sans arbres avec graminées et plantes ligneuses, desséchée, feux naturels communs
- Chaparral: forêt dense, les arbres ont des feuilles épaisses et persistantes, peu de pluie en été
- Savane: forêts et prairies, arbres rares, étés chauds et humides, cycles de feu et de sécheresse
Que sont les adaptations végétales ?
Les plantes contiennent du matériel génétique dans le noyau de leurs cellules qui se transmet de génération en génération. Dans toute population végétale, il y aura mutations aléatoires au cours de la division cellulaire des gamètes, ainsi que des variations de comportement, de physiologie et d'autres caractéristiques spéciales qui donnent à certains organismes un avantage évolutif.
Charles Darwin a postulé que ce processus conduit à l'évolution des adaptations structurelles dans une population qui améliorent la forme physique et la viabilité.
Les espèces se livrent un concours de « survie du plus fort », tel que décrit par les premiers évolutionnistes. Par exemple, les adaptations comportementales comprennent la mise en sommeil pendant une chaleur insupportable ou des conditions tout aussi difficiles et le retour plus tard.
De même, plantes du désert à feuilles étroites sont plus aptes à retenir l'eau dans le désert que les plantes à feuilles larges qui ont une grande surface. Au fil du temps, les plantes qui survivent et se reproduisent deviennent l'espèce dominante via la sélection naturelle.
Évolution et adaptation des plantes
Les plantes non vasculaires avec des structures simples telles que les mousses et les hépatiques ont été les premières plantes à s'adapter à un environnement terrestre. Les fougères ont évolué ensuite, suivies des graines gymnospermes comme les conifères et les ginkgos.
Floraison angiospermes y compris les feuillus, les graminées et les arbustes ont développé la capacité de produire des graines enfermées dans des ovules protecteurs. La vie végétale a proliféré après que les plantes aient développé la capacité de produire des graines qui a parcouru de longues distances dans le vent.
Les gymnospermes ont rapidement été dépassés en nombre par les angiospermes qui ont pris le dessus sur l'évolution. Les gymnospermes dépendent du vent et de l'eau pour la dispersion des graines; alors que les angiospermes dépendent du vent et de l'eau ainsi que des pollinisateurs attirés par les fleurs et le nectar de ces plantes. Le fruit des angiospermes fournit une nutrition et une protection supplémentaires pour les graines.
Aujourd'hui, plantes à fleurs sont omniprésents dans le monde. Le pollen d'angiosperme est plus petit que le pollen de gymnosperme mâle, il peut donc atteindre les œufs plus rapidement. Certains types de graines survivent à la digestion lorsque les animaux mangent et excrètent les graines, ce qui facilite encore leur large distribution et prolifération.
Adaptations végétales dans le désert
Les déserts sont des terres arides qui restent desséchées pendant de longues périodes. Sans adaptations, les plantes se faneraient et mourraient. Les températures montent et descendent à des extrêmes, et certaines régions reçoivent aussi peu que 10 pouces de précipitations annuelles. Les graines peuvent être dormant pendant des années avant qu'il y ait suffisamment d'humidité pour germer.
Les plantes du désert sont très différentes des plantes trouvées dans d'autres biomes en raison des méthodes qu'elles ont adaptées pour obtenir de l'eau, stocker de l'eau et prévenir la perte d'eau. Ces stratégies d'adaptation spécifiques ont évolué pour aider les plantes du désert à faire face à des conditions inhospitalières pour la plupart des organismes vivants.
Exemples d'adaptations végétales :
Onagre a une racine pivotante longue et épaisse qui aide cette plante à atteindre et à stocker l'eau et les nutriments. Comme certains cactus, la primevère devient active la nuit et les fleurs s'épanouissent lorsque les températures sont plus fraîches.
Pins pins ont des systèmes racinaires verticaux et horizontaux qui atteignent 40 pieds dans les deux sens pour fournir de l'eau. Des systèmes racinaires étendus aident l'arbre à pousser et à produire des pignons de pin comestibles dans des cônes enrobés de résine qui empêchent la perte d'eau.
Genévrier sont des gymnospermes avec des aiguilles pointues ou des écailles cireuses adaptées pour moins de perte d'eau. Les longues racines pivotantes aident ces arbres et arbustes à pénétrer profondément dans le substrat rocheux pour trouver de l'eau. Un taux de croissance lent dépense moins d'énergie et aide à préserver l'eau. Les genévriers peuvent même s'auto tailler en coupant l'eau d'une branche en période de sécheresse pour empêcher l'arbre lui-même de mourir.
Yucca ont une longue racine pivotante pour accéder à des sources d'eau que les espèces concurrentes ne peuvent pas atteindre. Le yucca a également un processus de reproduction adaptatif avec la teigne du yucca qui profite mutuellement au cycle de vie des deux espèces. Le yucca fournit de la nourriture aux chenilles qui éclosent en papillons. Les papillons voltigent entre les fleurs de yucca en pondant des œufs dans les ovaires du yucca tout en pollinisant la plante hôte au cours du processus.
Cactus sont des plantes succulentes avec un revêtement cireux qui aide la plante à retenir l'eau. Les cactus ouvrent leurs stomates la nuit pour réduire les pertes d'eau par transpiration. Les racines peu profondes sont capables de se multiplier rapidement en présence d'humidité. Les cactus ont des épines piquantes au lieu de feuilles pour empêcher les animaux de manger la plante pour obtenir l'eau qui est stockée dans certaines parties du cactus.
L'armoise ont des feuilles d'aspect « velu » qui offrent une isolation contre les températures extrêmes et les vents du désert. Les feuilles sont conservées toute l'année, ce qui permet à la plante de faire la photosynthèse même lorsque la température chute fortement.
Adaptations des plantes dans la forêt tropicale humide
Forêts tropicales humides sont chauds et humides toute l'année. Les forêts tropicales humides reçoivent 80 à 400 pouces de pluie par an, ce qui peut entraîner la croissance de bactéries et de champignons, l'érosion des sols, le lessivage des éléments nutritifs et une mauvaise qualité des sols.
Les grandes plantes à canopée peuvent bloquer la lumière du soleil sur le sol de la forêt, tandis que ces plantes à canopée doivent résister à la lumière du soleil quotidienne presque constante sous les tropiques. Les plantes indigènes des forêts tropicales humides ont des adaptations spécifiques adaptées à leur écosystème unique.
Les forêts tropicales humides fournissent un habitat à plus des deux tiers de toutes les espèces végétales sur Terre. La forêt tropicale est également un important producteur d'oxygène et un puits pour les polluants du dioxyde de carbone.
Les plantes fournissent également de la nourriture et un habitat pour des oiseaux, des singes et des prédateurs de la jungle uniques. Les arbres de la forêt tropicale n'ont pas besoin d'écorce épaisse isolante comme les arbres à feuilles caduques pour rester au chaud et retenir l'eau.
*Exemples d'adaptations de plantes*:
Carnivoreles plantes comme le piège à mouches de Vénus, ont adapté la capacité d'attraper et de digérer les insectes attirés par leurs fleurs colorées et parfumées. L'usine de pichet beaucoup plus grande peut même manger de petits rongeurs ou des serpents qui s'approchent trop près. Ces plantes produisent également de la nourriture grâce à la photosynthèse, mais ne dépendent pas du sol pour les nutriments, mais dépendent plutôt des protéines animales consommées.
racines de contrefort sont d'énormes crêtes ligneuses à la base des grands arbres qui aident à maintenir ces arbres debout. Longue racines sur pilotis ou sur pilotis sur les arbres comme les mangroves ou les palmiers tropicaux, apportez un soutien supplémentaire lorsque le sol est humide. La formation de racines peu profondes contribue également à l'absorption des nutriments.
Orchidées épiphytes utiliser d'autres plantes et arbres comme surface de croissance sans causer de dommages. Ils sont adaptés pour grimper sur d'autres plantes pour atteindre la lumière du soleil dans la canopée de la forêt tropicale.
De nombreux arbres de la forêt tropicale ont des feuilles, de l'écorce et des fleurs enduites de cire pour s'adapter aux précipitations excessives qui peuvent entraîner la croissance de bactéries et de champignons nocifs. La structure de la feuille a une extrémité pointue appelée un pointe glissante qui accélère le ruissellement lorsque la plante reçoit trop d'eau.
Nénuphars d'Amazonie sont des plantes aquatiques géantes originaires d'Amérique du Sud. Les adaptations comprennent de délicates feuilles flottantes avec des épines acérées sur la face inférieure pour la protection. Les fleurs de nénuphar s'ouvrent la nuit et ne durent que quelques jours.
Plantes aériennes dans la famille des broméliacées font un excellent travail en éliminant le dioxyde de carbone atmosphérique. Les plantes aériennes obtiennent l'humidité et les nutriments de l'air en utilisant un système racinaire adapté appelé racines aériennes. De telles adaptations ne sont possibles que dans des climats chauds et humides.
Adaptations végétales dans la toundra
L'Arctique et les Alpes biomes de la toundra sont les endroits les plus froids de la Terre. La toundra arctique s'étend à travers le Canada, la Sibérie et le nord de l'Alaska. Les toundras alpines se trouvent à des altitudes de 11 000 à 11 500 pieds dans des endroits comme les montagnes Rocheuses. Les organismes vivants sont rares dans le climat extrême de l'Antarctique.
La plupart des mois dans la toundra sont extrêmement froids et venteux. L'hiver est sec et la saison de croissance des mois frais d'été est courte. Les biomes de la toundra ne reçoivent que 4 à 10 pouces de pluie par an.
Les sources de nutriments du sol sont principalement l'azote provenant de la matière en décomposition ainsi que le phosphore provenant des précipitations. Un sol pauvre en nutriments limite davantage le type de plantes qui peuvent s'y établir dans des conditions aussi sèches et venteuses.
Exemples d'adaptations végétales :
Fleurs arctiques et arbustes nains ont un système racinaire peu profond pour absorber les nutriments au-dessus de la ligne de pergélisol. De nombreuses espèces poussent à proximité les unes des autres pour se réchauffer. Leurs feuilles peuvent effectuer la photosynthèse à basse température. Des exemples de végétation arctique comprennent saules, coquelicots et saxifrage violet. Peu de choses poussent dans l'Antarctique froid et glacé, à l'exception de la mousse et des lichens.
Plantes en coussin ressemblent à des touffes de mousse accrochées au sol. Leurs longues racines pivotantes pénètrent dans le sol rocheux et fournissent un point d'ancrage lors de vents violents.
Mousses de caribou poussent au ras du sol pour éviter les vents glacials. Ils sont bien adaptés aux substrats pauvres en nutriments.
Graminées et carex poussent dans des endroits où le sol de la toundra est bien drainé et contient des nutriments adéquats.
le Vieux-de-la-montagne est une fleur sauvage jaune vif qui tire son nom de son apparence très poilue. Les feuilles et les tiges laineuses fournissent une isolation et amortissent le vent.
Tournesols des Alpes sont jaune vif comme les vrais tournesols de la famille Helianthus. Les têtes de fleurs alpines font face à l'est tout au long de la journée, au lieu de suivre le soleil comme le fait Helianthus, comme une adaptation des forts orages de l'après-midi venant de l'ouest.
Adaptations végétales dans la taïga
le biome de la taïga a quelques similitudes avec les biome de la toundra. La taïga, aussi appelée forêt boréale, est une zone autrefois glaciaire en Eurasie et en Amérique du Nord qui a conservé des parcelles de pergélisol. Comme la toundra arctique, les plantes du biome de la taïga se sont adaptées à des hivers difficiles et à quelques jours sans geler.
Les feuilles ressemblant à des aiguilles et les manteaux cireux réduisent la perte d'eau par la transpiration. Le feuillage de couleur foncée est une adaptation qui aide à l'absorption de la chaleur et à la photosynthèse. Les forêts de mélèzes survivent dans des endroits trop froids et arides pour les conifères.
Exemples d'adaptations végétales :
Épinette, pin, mélèze et sapin prospèrent dans des températures fraîches et retiennent l'eau.
Linaigrette arctique pousse sur des tapis de sphaigne aquatique.