Konservasi Energi di Bioma Tundra

Di tempat-tempat di mana energi dan sumber daya langka, organisme harus menemukan cara untuk bersaing atau menghemat energi untuk bertahan hidup. Energi dalam suatu ekosistem ada dalam beberapa bentuk, termasuk energi panas dan cahaya dari matahari; energi kimia dalam molekul, seperti gula, lemak, protein dan karbohidrat; panas yang dilepaskan oleh organisme selama metabolisme dan hilang ke lingkungan; dan energi kinetik atau gerak. Menghemat energi dalam suatu ekosistem dapat melibatkan berbagai strategi di pihak organisme, termasuk meminimalkan kehilangan panas, menyimpan energi kimia, memaksimalkan pengumpulan energi matahari dan membatasi gerakan.

Tundra Arktik terletak di daerah di selatan kutub utara dan utara hutan taiga atau boreal, sebagian besar antara garis lintang 55 dan 70 derajat utara. Beberapa tempat mirip tundra juga ada di dekat Antartika, meskipun mereka selalu tertutup salju atau es dan bukan tundra sejati. Karena kemiringan Bumi, matahari terletak rendah di cakrawala, dan sinarnya harus melewati lebih banyak atmosfer sebelum mencapai tundra, mengurangi total energi matahari. Musim panas di tundra Arktik berlangsung singkat -- hanya 50 hingga 60 hari -- tetapi di sekitar titik balik matahari, matahari bersinar 24 jam atau hampir 24 jam sehari. Pada saat itu, tundra dapat menerima energi matahari sebanyak beberapa daerah tropis. Namun, musim dingin berlangsung lama dan gelap, dan hari-hari berlalu tanpa matahari, atau matahari terbit tepat di atas cakrawala selama beberapa jam.

Karena radiasi matahari dan geografi yang rendah, tundra sangat dingin di musim dingin (rata-rata -30 derajat F) dan cenderung relatif sejuk (37 hingga 54 derajat F) di musim panas. Curah hujan rendah - hanya 4 hingga 10 inci per tahun - dan biasanya turun sebagai salju atau es. Sublapisan tanah yang membeku secara permanen yang disebut permafrost membuat drainase menjadi buruk, dan suhu dingin menjadi lambat penguapan dan dekomposisi, begitu banyak energi dan nutrisi yang tersedia di tundra ada di organik mati masalah. Selama pencairan musim panas, rawa-rawa muncul, dan banyak tanaman mekar, kawanan serangga, dan jutaan burung memanfaatkan periode kehangatan yang singkat untuk persediaan makanan. Sebelum musim dingin kembali, beberapa burung dan mamalia bermigrasi ke selatan, tetapi yang lain bertahan untuk bertahan dalam kegelapan dan suhu dingin.

Tanaman tundra dan vegetasi lainnya memiliki sejumlah adaptasi terhadap dingin, angin dan energi matahari yang rendah. Mereka cenderung kecil dan tumbuh rendah untuk mendapatkan kehangatan dari tanah, seperti lumut dan lumut; warnanya gelap -- terkadang merah -- untuk menyerap sinar matahari dengan lebih baik; mereka memusatkan sebagian besar biomassa dan penyimpanan makanan mereka di akar bawah tanah, di tempat yang lebih hangat; mereka dapat berfotosintesis, atau memanfaatkan energi matahari, pada suhu rendah dan cahaya rendah; beberapa, termasuk willow Arktik, memiliki daun yang tertutup "rambut" untuk menjebak panas; dan mereka dapat tumbuh dalam rumpun atau tikar untuk melindungi diri dari angin dan dingin, seperti saxifrage berumbai. Kebanyakan tanaman tundra adalah tanaman keras dan bukan tanaman tahunan, menjaga daunnya selama musim dingin untuk menghemat energi; dan beberapa memiliki bunga berbentuk piring yang mengikuti jalur matahari, memusatkan energi matahari. Tanaman tundra juga mempercepat proses reproduksi dengan bertunas atau membelah daripada bereproduksi secara seksual, yang akan melibatkan lebih banyak waktu dan produksi benih yang memakan energi. Selain itu, salju tundra membantu melindungi tanaman dari dingin dan angin.

Banyak hewan tundra menghemat energi panas melalui bentuk tubuh mereka. Lemmings dan beruang, misalnya, pendek dan kekar dengan ekor pendek, telinga dan anggota badan; rasio luas permukaan terhadap volume yang rendah berarti lebih sedikit panas yang keluar dari tubuh. Mamalia tundra dan beberapa burung juga memiliki bulu atau bulu yang tebal, beberapa lapis bulu, mantel atau bulu tahan air dan/atau bulu atau bulu di bagian bawah kaki mereka agar tetap hangat. Rubah Arktik membungkus ekornya yang lebat di sekelilingnya seperti selimut ketika tidur, dan beruang grizzly dan kutub memiliki lapisan tebal lemak atau lemak di bawah kulit mereka, yang mereka kumpulkan dengan susah payah dengan memakan waktu yang singkat musim panas. Banyak hewan tundra berwarna gelap untuk menyerap energi matahari, meskipun beberapa menjadi putih di musim dingin untuk menghindari pemangsa dengan lebih baik. Menariknya, bulu dan kulit beruang kutub sebenarnya tidak berwarna putih. Bulu - yang berongga dan terisolasi dengan baik - jernih, memantulkan cahaya putih tetapi memungkinkan sebagian besar sinar matahari, yang diserap oleh kulit hitam. Di musim dingin, beruang grizzly dan tupai tanah Arktik menghemat energi dengan tertidur di sarang hingga enam hingga delapan bulan. metabolisme, musk oxen membatasi aktivitas mereka dan nyamuk mengganti cairan dalam tubuh mereka dengan jenis antibeku alami yang disebut gliserol untuk menjaga dari pembekuan.