Na mjestima gdje su energije i resursa rijetki, organizmi moraju pronaći načine da se nadmeću ili štede energiju kako bi preživjeli. Energija u ekosustavu postoji u nekoliko oblika, uključujući toplinsku i svjetlosnu energiju sunca; kemijska energija u molekulama, poput šećera, masti, bjelančevina i ugljikohidrata; toplina koju organizmi odaju tijekom metabolizma i izgube u okolišu; te kinetička ili energija kretanja. Očuvanje energije u ekosustavu može uključivati razne strategije organizama, uključujući minimiziranje gubitaka topline, pohranjivanje kemijske energije, maksimiziranje prikupljanja sunčeve energije i ograničavanje pokret.
Geografija Tundre
Arktička tundra leži u regijama južno od sjevernog pola i sjeverno od tajge ili borealnih šuma, uglavnom između geografskih širina od 55 i 70 stupnjeva sjeverno. Neka mjesta slična tundri postoje i u blizini Antarktike, iako su uvijek prekrivena snijegom ili ledom i nisu prava tundra. Zbog nagiba Zemlje, Sunce leži nisko na horizontu, a njegove zrake moraju putovati kroz više atmosfere prije nego što dođu do tundre, smanjujući ukupnu sunčevu energiju. Ljeta u arktičkoj tundri su kratka - samo 50 do 60 dana - ali oko solsticija sunce sja 24 sata ili gotovo 24 sata dnevno. U to vrijeme tundra može primiti toliko sunčeve energije koliko i neka tropska područja. Međutim, zima se dugo i mračno vuče, a dani prolaze gotovo bez sunca ili se sunce uzdiže tik iznad horizonta nekoliko sati.
Klima Tundre
Zbog slabog sunčevog zračenja i zemljopisa, zimi je tundra izuzetno hladna (prosječno -30 stupnjeva F), a ljeti ima tendenciju da bude relativno prohladna (37 do 54 stupnjeva F). Oborina je malo - samo 4 do 10 centimetara godišnje - i obično pada kao snijeg ili led. Trajno smrznuti podsloj tla zvan permafrost čini drenažu lošom, a hladne temperature usporenom isparavanjem i razgradnjom, toliko dostupne energije i hranjivih sastojaka u tundri postoji u mrtvim organskim organizmima materija. Tijekom ljetnih otopljenja pojavljuju se močvare, a obilje cvatućih biljaka, rojevi insekata i milijuni ptica iskorištavaju prolazno razdoblje topline da bi se opskrbili hranom. Prije povratka zime, neke ptice i sisavci migriraju na jug, ali drugi ostaju da izdrže tamu i hladne temperature.
Očuvanje energije u vegetaciji tundre
Biljke tundre i ostala vegetacija posjeduju brojne prilagodbe na hladnoću, vjetar i nisku sunčevu energiju. Oni su obično mali i rastu nisko kako bi dobili toplinu iz tla, poput lišaja i mahovine; tamne su boje - ponekad crvene - kako bi bolje upijale sunčevu svjetlost; koncentriraju velik dio svoje biomase i skladišta hrane u korijenje pod zemljom, gdje je toplije; mogu fotosintetizirati ili iskoristiti sunčevu energiju na niskim temperaturama i slabom svjetlu; neki, uključujući arktičku vrbu, imaju listove prekrivene "dlakom" da bi ih zarobili u vrućini; a mogu rasti u nakupinama ili prostirkama kako bi se zaštitili od vjetra i hladnoće, poput čupave saksifrage. Većina biljaka tundre trajnice su umjesto jednogodišnjih biljaka, a lišće zadržavaju preko zime radi uštede energije; a neki imaju cvjetove u obliku posude koji slijede put sunca koncentrirajući sunčevu energiju. Biljke tundre također ubrzavaju proces razmnožavanja pupanjem ili dijeljenjem, umjesto spolnim razmnožavanjem, što bi uključivalo više sjemena koje troši vrijeme i energiju. Osim toga, snijeg tundre pomaže izolirati biljke od hladnoće i vjetra.
Očuvanje energije u životinjama iz Tundre
Mnoge životinje iz tundre čuvaju toplinsku energiju kroz oblik tijela. Lemingi i medvjedi, na primjer, kratki su i zdepasti s kratkim repovima, ušima i udovima; nizak omjer površine i volumena znači da manje topline izlazi iz tijela. Sisavci tundre i neke ptice također imaju gusto krzno ili perje, više slojeva krzna, vodonepropusne kapute ili perje i / ili perje ili krzno na donjoj strani stopala kako bi se ugrijali. Arktička lisica omotava svoj čupavi rep oko sebe poput pokrivača kad spava, a grizli i polarni medvjedi imaju debeo sloj masnoće ili masnoće ispod kože, koju naporno nakupljaju nakupljajući ježanjem tijekom kratkog ljeta. Mnoge životinje u tundri tamne su boje da upijaju sunčevu energiju, iako neke zimi pobijele kako bi bolje izbjegle grabežljivce. Zanimljivo je da krzno i koža polarnih medvjeda zapravo nisu bijele boje. Krzno - koje je šuplje i dobro izolira - bistro je, odražava bijelu svjetlost, ali dopušta većinu sunčeve svjetlosti koju apsorbira crna koža. Zimi medvjedi grizli i arktičke vjeverice štede energiju držeći u mirovanju u jazbinama do šest do osam mjeseci, caribou ih spušta metabolizma, mošusni volovi ograničavaju svoju aktivnost, a komarci tekućinu u tijelu zamjenjuju prirodnom vrstom antifriza zvanom glicerol kako bi se spriječilo da smrzavanje.
