Adaptacije biljaka: pustinja, tropska prašuma, Tundra

Raznolike morske, vodene i kopnene biljke evoluirale su mnogo prije nego što su dinosauri lutali Zemljom. Od svojih skromnih početaka kao jednoćelijske alge, biljke su razvile pametne prilagodbe za preživljavanje i razmnožavanje čak i u najtežim uvjetima.

Charlesa Darwina teorija evolucije pomaže objasniti kako se prilagodbe biljaka javljaju kao rezultat naslijeđenih fizičkih karakteristika i karakteristika ponašanja koje se prenose s roditelja na potomstvo.

Možete pronaći fascinantno primjeri adaptacija biljaka kada se uspoređuje vegetacija u pustinji, tropskim kišnim šumama i biomanima tundre.

Biomi područja su slične klime i temperature koja imaju prepoznatljive biljke i životinje koje su se prilagodile uvjetima u regiji. Slični biomi mogu se naći u diskontinuiranim geografskim područjima.

Biomi širom svijeta podijeljeni su u široke kategorije poput bioma pustinje, tundre i prašume. Prilagodbe su način na koji priroda pomaže populacijama životinja i biljaka da prežive u određenom biomu.

Primjeri bioma:

• Pustinja: sukulenti koji čuvaju vodu, bodljikavo lišće, malo oborina, veliko isparavanje, ekstremne temperature 
• Tundra: nisko drveće i grmlje, male drvenaste biljke, hladni, suhi, vjetroviti uvjeti veći dio godine
• Prašuma: gusta džungla, bujna vegetacija, jaka kiša, visoka vlažnost, tropsko, tlo s nedostatkom hranjivih sastojaka
• Tajga: zimzelene šume, snježne, hladne zime, toplija i duža sezona rasta od tundre
• Bjelogorična šuma: širokolisna stabla koja sezonski spuštaju lišće, hladne zime i vruća ljeta
• Travnjaci: ravnica bez drveća s travama i drvenastim biljkama, osušena, uobičajeni prirodni požari
• Čestar: gusta šuma, drveće ima guste, zimzelene listove, ljeti malo kiše
• Savannah: šume i travnjaci, rijetko drveće, ljeta su vruća i mokra, ciklusi vatre i suše

Biljke sadrže genetski materijal u jezgri svojih stanica koji se prenosi generacijama. U bilo kojoj biljnoj populaciji će ih biti slučajne mutacije tijekom diobe stanica spolnih stanica, kao i varijacije u ponašanju, fiziologiji i drugim posebnim značajkama koje određenim organizmima daju evolucijsku prednost.

Charles Darwin tvrdio je da ovaj proces dovodi do evolucije strukturnih prilagodbi populacije koje poboljšavaju kondiciju i održivost.

Vrste vode natjecanje za "preživljavanje najsposobnijih", kako su opisali rani evolucionisti. Na primjer, prilagodbe ponašanja uključuju uspavanje tijekom nesnosne vrućine ili jednako teške uvjete i povratak kasnije.

Slično tome, pustinjske biljke s uskim lišćem pogodniji su za zadržavanje vode u pustinji od biljaka sa širokim lišćem koje imaju široku površinu. S vremenom biljke koje opstaju i razmnožavaju postaju dominantne vrste prirodnom selekcijom.

Nesvaskularne biljke jednostavne građe, poput mahovine i jetrenice, bile su prve biljke koje su se prilagodile kopnenom okruženju. Sljedeće su evoluirale paprati, praćene sjemenom golosjemenjače poput četinjača i ginka.

Cvjetanje kritosemenke uključujući drveće tvrdog drveta, trave i grmlje razvilo je sposobnost stvaranja sjemena zatvorenog u zaštitne jajne stanice. Biljni se život širio nakon što su biljke razvile sposobnost da proizvesti sjeme koji su putovali velike udaljenosti po vjetru.

Golosjemenjače su uskoro nadmašile kritosjemenjače koje su stekle evolucijsku prednost. Gonosperme ovise o vjetru i vodi za širenje sjemena; dok se kritosjemenjače oslanjaju na vjetar i vodu te oprašivače koje privlače cvjetovi i nektar te biljke. Plod kritosemenki pruža dodatnu prehranu i zaštitu sjemenkama.

Danas, cvjetnice su sveprisutni širom svijeta. Pelud kritosemenke manji je od peluda golosjemenjače mužjaka, pa brže može doći do jajašaca. Neke vrste sjemena preživljavaju probavu kada životinje jedu i izlučuju sjeme, što dodatno pomaže njihovoj širokoj distribuciji i razmnožavanju.

Pustinje su suha zemljišta koja ostaju isušena dulje vrijeme. Bez prilagodbi biljke bi uvenule i umrle. Temperature rastu i padaju do krajnjih granica, a neke regije primaju samo 10 centimetara godišnje kiše. Sjeme može biti uspavan godinama prije nego što ima dovoljno vlage za nicanje.

Pustinjske biljke izgledaju vrlo različito od biljaka koje se nalaze u drugim biomima zbog metoda koje su prilagodili za dobivanje vode, skladištenje vode i sprječavanje gubitka vode. Takve specifične prilagodljive strategije razvile su se kako bi se pustinjskim biljkama izborile s uvjetima negostoljubivim za većinu živih organizama.

Primjeri adaptacija biljaka:

Večernji jaglac ima dugački, gusti koren koji pomaže ovoj biljci da dosegne i pohrani vodu i hranjive sastojke. Poput nekih kaktusa, biljka jaglaca postaje aktivna noću, a cvjetovi cvjetaju kada su temperature hladnije.

Pinjon borovi imaju vertikalni i vodoravni korijenski sustav koji doseže 40 metara u oba smjera kako bi osigurao vodu. Opsežni korijenski sustavi pomažu drveću da raste i proizvodi jestive pinjole u smolama presvučenim češerima koji sprečavaju gubitak vode.

Smreka su golosjemenjače s oštrim šiljastim iglicama ili voštanim ljuskama prilagođene manjem gubitku vode. Dugo korijenje slavina pomaže ovim drvećima i grmovima da dođu duboko u stijenu vode tražeći vodu. Spora stopa rasta troši manje energije i pomaže u očuvanju vode. Kleke se mogu i samo obrezivati ​​tako da u vrijeme suše odsijeku vodu na granu kako bi spasili samo stablo od umiranja.

Juka imaju dugačak korijen za pristup izvorima vode do kojih konkurentske vrste ne mogu doći. Yucca također ima prilagodljivi reproduktivni proces s moljcem yucca koji obostrano koristi životnom ciklusu obje vrste. Yucca osigurava hranu za gusjenice koje se izlegu u moljce. Moljci se prebacuju između cvjetova juke polažući jajašca u jajnike biljke juke dok u tom procesu oprašuju biljku domaćina.

Kaktusi su sukulenti s voštanim premazom koji pomaže biljci da zadrži vodu. Kaktusi noću otvaraju stomane kako bi smanjili gubitak vode transpiracijom. Plitko korijenje sposobno je brzo se razmnožavati u prisutnosti vlage. Kaktusi imaju bodljikave bodlje umjesto lišća kako bi spriječili životinje da jedu biljku kako bi dobile vodu koja je pohranjena u dijelovima kaktusa.

Američka komoljika imaju lišće "dlakavog" izgleda koje pruža izolaciju od ekstremnih temperatura i pustinjskih vjetrova. Listovi se zadržavaju tijekom cijele godine, što biljci omogućuje fotosintezu čak i kad temperatura naglo padne.

Tropske kišne šume su tople i vlažne tijekom cijele godine. Tropske kišne šume primaju 80 do 400 inča kiše godišnje, što može dovesti do rasta bakterija i gljivica, erozije tla, ispiranja hranjivih tvari i loše kvalitete tla.

Velike biljke s krošnjama mogu blokirati sunčevu svjetlost do dna šume, dok te biljke s krošnjama moraju izdržati gotovo konstantnu dnevnu sunčevu svjetlost u tropima. Izvorne biljke u tropskim kišnim šumama imaju specifične prilagodbe prilagođene njihovom jedinstvenom ekosustavu.

Tropske kišne šume pružaju stanište za više od dvije trećine svih biljnih vrsta na Zemlji. Prašuma je također važan proizvođač kisika i umivaonik za onečišćujuće tvari ugljičnog dioksida.

Biljke također pružaju hranu i stanište jedinstvenim pticama, majmunima i predatorima džungle. Drveću u prašumi ne treba izolirajuća gusta kora poput listopadnog drveća da bi ostalo toplo i držalo se vode.

* Primjeri prilagodbi biljaka*:

Mesožderbilje poput Venerine zamke za muhe prilagodili su sposobnost hvatanja i probave insekata koje privlače njihovi šareni, mirisni cvjetovi. Mnogo veća biljka vrča može jesti i male glodavce ili zmije koje se previše približe. Te biljke također proizvode hranu fotosintezom, ali ne ovise o tlu za hranjive sastojke, oslanjajući se na konzumirane životinjske proteine.

Potporni korijeni ogromni su drvenasti grebeni u podnožju velikih stabala koji pomažu držanju uspravnih stabala. Dugo korijenje podupirača ili štula na drveću poput mangrova ili tropskih palmi pružaju dodatnu potporu kad je tlo vlažno. Plitko stvaranje korijena također pomaže u apsorpciji hranjivih sastojaka.

Epifitske orhideje koristite druge biljke i drveće kao površinu za rast bez nanošenja štete. Prilagođeni su penjanju uz druge biljke kako bi dosegli sunčevu svjetlost u krošnjama prašume.

Mnoga stabla u prašumi imaju lišće, koru i cvijeće koji su obloženi voskom kao prilagodbu za podnošenje prekomjernih kiša koje mogu dovesti do rasta štetnih bakterija i gljivica. Građa lista ima šiljasti kraj nazvan a kap po kap to ubrzava otjecanje kad biljka dobije previše vode.

Amazonski lopoči divovske su vodene biljke porijeklom iz Južne Amerike. Adaptacije uključuju nježne slobodno plutajuće lišće s oštrim bodljama na donjoj strani radi zaštite. Cvjetovi lopoča cvjetaju se noću i traju samo nekoliko dana.

Zračne biljke u obitelji Bromeliad izvrsno rade uklanjajući atmosferski ugljični dioksid. Zračne biljke vlagu i hranjive sastojke dobivaju iz zraka pomoću prilagođenog korijenskog sustava koji se naziva zračni korijen. Takve su prilagodbe moguće samo u toploj, vlažnoj klimi.

Arktika i Alpa biomi tundre su najhladnija mjesta na Zemlji. Arktička tundra proteže se preko Kanade, Sibira i sjeverne Aljaske. Alpske tundre nalaze se na uzvišenjima 11.000 do 11.500 stopa na mjestima poput Stjenovitih planina. Živi su organizmi rijetki u ekstremnoj klimi na Antarktiku.

Većina mjeseci u tundri su izuzetno hladni i vjetroviti. Zima je suha, a sezona rasta hladnih ljetnih mjeseci je kratka. Biomi tundre godišnje dobivaju samo 4-10 centimetara kiše.

Izvori hranjivih sastojaka tla uglavnom su dušik iz raspadajuće tvari zajedno s fosforom iz oborina. Tlo s nedostatkom hranjivih sastojaka dodatno ograničava vrstu biljaka koje se tamo mogu uspostaviti pod takvim suhim, vjetrovitim uvjetima.

Primjeri adaptacija biljaka:

Arktičko cvijeće i patuljasto grmlje imaju plitki korijenov sustav za upijanje hranjivih sastojaka iznad linije vječnog leda. Mnoge vrste rastu blizu za toplinu. Njihovo lišće može fotosintetizirati na niskim temperaturama. Primjeri arktičke vegetacije uključuju vrbe, mak i ljubičasti saksifrage. Na hladnoj, ledenoj Antarktiku ne raste puno, osim mahovine i lišajeva.

Jastučne biljke nalikuju nakupinama mahovine priljubljene za zemlju. Njihovi dugi koraci prodiru u stjenovito tlo i pružaju sidro tijekom žestokih vjetrova.

Caribou mahovine rasti nisko pri tlu kako bi se izbjeglo zahlađenje vjetra. Dobro su prilagođeni supstratima siromašnim hranjivim tvarima.

Trava i šaš rastu na mjestima gdje je tlo tundre dobro drenirano i ima odgovarajuće hranjive sastojke.

The Starac-planine svijetložuti je divlji cvijet koji je ime dobio po vrlo dlakavom izgledu. Vunasti listovi i stabljike pružaju izolaciju i sprečavaju vjetar.

Alpski suncokret svijetlo su žute poput pravih suncokreta iz porodice Helianthus. Alpske cvjetne glave okrenute su se prema Istoku tijekom cijelog dana, umjesto da slijede sunce poput Helianthusa, kao prilagodbu jakim popodnevnim grmljavinskim olujama koje su se širile sa zapada.

The tajga bioma ima neke sličnosti sa the biom tundre. Tajga, također zvana borealna šuma, je nekoć ledeno područje unutar Euroazije i Sjeverne Amerike koje je zadržalo mrlje od vječni mraz. Poput arktičke tundre, biljke u biomu tajge prilagodile su se teškim zimama i nekoliko dana bez ubijanja mraza.

Listovi poput igle i voštani slojevi smanjuju gubitak vode transpiracijom. Lišće tamne boje prilagodba je koja pomaže apsorpciji topline i fotosintezi. Šume ariša opstaju na mjestima prehladnim i neplodnim za četinjače.

Primjeri adaptacija biljaka:

Smreka, bor, tamarack i jela uspijevaju na hladnim temperaturama i zadržavaju vodu.

Arktička pamučna trava raste na prostirkama vodene mahovine sfagnuma.