Adaptasi Tumbuhan: Gurun, Hutan Hujan Tropis, Tundra

Tumbuhan laut, air, dan darat yang beragam berevolusi jauh sebelum dinosaurus menjelajahi Bumi. Dari awal yang sederhana sebagai ganggang bersel tunggal, tanaman telah mengembangkan adaptasi cerdas untuk bertahan hidup dan bereproduksi bahkan di lingkungan yang paling keras sekalipun.

Charles Darwin teori evolusi membantu menjelaskan bagaimana adaptasi tanaman terjadi sebagai hasil dari sifat fisik dan perilaku yang diturunkan dari induk ke keturunannya.

Anda dapat menemukan menarik contoh adaptasi tumbuhan ketika membandingkan vegetasi di gurun, hutan hujan tropis dan bioma tundra.

Bioma adalah daerah dengan iklim dan suhu yang sama yang memiliki tumbuhan dan hewan khas yang telah beradaptasi dengan kondisi daerah tersebut. Bioma serupa dapat ditemukan di wilayah geografis yang terputus-putus.

Bioma di seluruh dunia dibagi menjadi beberapa kategori besar seperti bioma gurun, tundra dan hutan hujan. Adaptasi adalah cara alam untuk membantu populasi hewan dan tumbuhan bertahan hidup di bioma tertentu.

Contoh bioma:

• Gurun: sukulen yang menyimpan air, daun berduri, curah hujan rendah, penguapan tinggi, suhu ekstrim 
• Tundra: pohon dan semak rendah, tanaman berkayu kecil, kondisi dingin, kering, berangin hampir sepanjang tahun
• Hutan hujan: hutan lebat, vegetasi subur, hujan lebat, kelembaban tinggi, tropis, tanah kekurangan nutrisi
• Taiga: hutan yang selalu hijau, bersalju, musim dingin, musim tanam yang lebih hangat dan lebih lama dari tundra
• Hutan gugur: pohon berdaun lebar yang menggugurkan daun secara musiman, musim dingin dan musim panas yang terik
• Padang rumput: dataran tanpa pohon dengan rerumputan dan tanaman berkayu, kering, kebakaran alami biasa terjadi
• kaparal: hutan lebat, pepohonan lebat, daun hijau, sedikit hujan di musim panas
• sabana: hutan dan padang rumput, pohon langka, musim panas panas dan basah, siklus kebakaran dan kekeringan

Tanaman mengandung materi genetik dalam inti sel mereka yang diturunkan dari generasi ke generasi. Dalam setiap populasi tanaman, akan ada mutasi acak selama pembelahan sel gamet, serta variasi dalam perilaku, fisiologi dan fitur khusus lainnya yang memberikan organisme tertentu keunggulan evolusi.

Charles Darwin mengemukakan bahwa proses ini mengarah pada evolusi adaptasi struktural dalam populasi yang meningkatkan kebugaran dan kelangsungan hidup.

Spesies melakukan kontes "survival of the fittest," seperti yang dijelaskan oleh evolusionis awal. Misalnya, adaptasi perilaku termasuk menjadi tidak aktif selama panas yang tak tertahankan atau kondisi yang sama sulitnya dan kembali lagi nanti.

Demikian pula, tanaman gurun dengan daun yang sempit lebih cocok untuk menahan air di gurun daripada tanaman dengan daun lebar yang memiliki luas permukaan yang luas. Seiring waktu, tanaman yang bertahan dan berkembang biak menjadi spesies dominan melalui seleksi alam.

Tumbuhan nonvaskuler dengan struktur sederhana seperti lumut dan lumut hati adalah tumbuhan pertama yang beradaptasi dengan lingkungan terestrial. Pakis berevolusi selanjutnya, diikuti oleh pembawa biji gymnospermae seperti tumbuhan runjung dan ginkgo.

Berbunga angiospermae termasuk pohon kayu keras, rumput dan semak berevolusi kemampuan untuk membuat biji tertutup dalam ovula pelindung. Kehidupan tanaman berkembang biak setelah tanaman mengembangkan kemampuan untuk menghasilkan biji yang menempuh jarak jauh dalam angin.

Gymnospermae segera kalah jumlah dengan angiospermae yang memperoleh keunggulan evolusioner. Gymnospermae bergantung pada angin dan air untuk penyebaran benih; sedangkan, angiospermae bergantung pada angin dan air ditambah penyerbuk yang tertarik pada bunga dan nektar tanaman itu. Buah angiospermae memberikan nutrisi dan perlindungan ekstra untuk benih.

Hari ini, tanaman berbunga ada di mana-mana di seluruh dunia. Polen angiospermae lebih kecil dari polen gymnospermae jantan, sehingga dapat mencapai telur lebih cepat. Beberapa jenis biji bertahan dari pencernaan ketika hewan memakan dan mengeluarkan biji, yang selanjutnya membantu distribusi dan proliferasinya yang luas.

Gurun adalah tanah gersang yang tetap kering untuk waktu yang lama. Tanpa adaptasi, tanaman akan layu dan mati. Temperatur naik dan turun secara ekstrem, dan beberapa daerah menerima curah hujan tahunan hanya 10 inci. Biji mungkin terbengkalai selama bertahun-tahun sebelum ada cukup kelembaban untuk bertunas.

Tanaman gurun terlihat sangat berbeda dari tanaman yang ditemukan di bioma lain karena metode yang mereka adaptasi untuk mendapatkan air, menyimpan air dan mencegah kehilangan air. Strategi adaptif khusus seperti itu telah berevolusi untuk membantu tanaman gurun mengatasi kondisi yang tidak ramah bagi sebagian besar organisme hidup.

Contoh adaptasi tumbuhan:

Evening Primrose memiliki akar tunggang yang panjang dan tebal yang membantu tanaman ini menjangkau dan menyimpan air dan nutrisi. Seperti beberapa kaktus, tanaman primrose menjadi aktif di malam hari, dan bunga mekar saat suhu lebih dingin.

Pinyon pinus memiliki sistem akar vertikal dan horizontal yang menjangkau 40 kaki di kedua arah untuk menyediakan air. Sistem akar yang luas membantu pohon tumbuh dan menghasilkan kacang pinus yang dapat dimakan dalam kerucut berlapis resin yang mencegah kehilangan air.

Jintan saru adalah gymnospermae dengan jarum tajam dan runcing atau sisik berlilin yang disesuaikan untuk mengurangi kehilangan air. Akar keran yang panjang membantu pohon dan semak ini menjangkau jauh ke dalam batuan dasar untuk mendapatkan air. Tingkat pertumbuhan yang lambat menghabiskan lebih sedikit energi dan membantu melestarikan air. Juniper bahkan dapat memangkas sendiri dengan memotong air ke cabang di saat kekeringan untuk menyelamatkan pohon itu sendiri dari kematian.

Yucca memiliki akar tunggang yang panjang untuk mengakses sumber air yang tidak dapat dijangkau oleh spesies pesaing. Yucca juga memiliki proses reproduksi adaptif dengan ngengat yucca yang saling menguntungkan siklus hidup kedua spesies. Yucca menyediakan makanan untuk ulat yang menetas menjadi ngengat. Ngengat melayang di antara bunga yucca bertelur di ovarium tanaman yucca sambil menyerbuki tanaman inang dalam prosesnya.

kaktus adalah sukulen dengan lapisan lilin yang membantu tanaman menahan air. Kaktus membuka stomata pada malam hari untuk mengurangi kehilangan air melalui transpirasi. Akar dangkal mampu berkembang biak dengan cepat di hadapan kelembaban. Kaktus memiliki duri berduri sebagai pengganti daun untuk mencegah hewan memakan tanaman untuk mendapatkan air yang tersimpan di bagian kaktus.

Sagebrush memiliki daun yang tampak "berbulu" yang memberikan insulasi dari suhu ekstrem dan angin gurun. Daun dipertahankan sepanjang tahun, yang memungkinkan tanaman untuk berfotosintesis bahkan ketika suhu turun tajam.

Hutan hujan tropis hangat dan lembab sepanjang tahun. Hutan hujan tropis menerima 80 hingga 400 inci hujan setahun, yang dapat menyebabkan pertumbuhan bakteri dan jamur, erosi tanah, pencucian nutrisi dan kualitas tanah yang buruk.

Tanaman kanopi besar dapat menghalangi sinar matahari ke lantai hutan sementara tanaman kanopi tersebut harus tahan terhadap sinar matahari harian yang hampir konstan di daerah tropis. Tumbuhan asli di hutan hujan tropis memiliki adaptasi khusus yang disesuaikan dengan ekosistem unik mereka.

Hutan hujan tropis menyediakan habitat bagi lebih dari dua pertiga dari semua spesies tanaman di Bumi. Hutan hujan juga merupakan penghasil oksigen yang penting dan penyerap polutan karbon dioksida.

Tumbuhan juga menyediakan makanan dan habitat bagi burung, monyet, dan predator hutan yang unik. Pohon-pohon di hutan hujan tidak membutuhkan kulit kayu yang tebal seperti pohon yang berganti daun agar tetap hangat dan menahan air.

*Contoh adaptasi tumbuhan*:

Karnivoratanaman seperti perangkap lalat Venus telah mengadaptasi kemampuan untuk menangkap dan mencerna serangga yang tertarik pada bunganya yang berwarna-warni dan beraroma. Tanaman kantong semar yang jauh lebih besar bahkan bisa memakan tikus kecil atau ular yang terlalu dekat. Tumbuhan ini juga membuat makanan melalui fotosintesis tetapi tidak bergantung pada tanah untuk nutrisi, melainkan mengandalkan protein hewani yang dikonsumsi.

Akar penopang adalah punggungan kayu besar di dasar pohon-pohon besar yang membantu menjaga pohon-pohon ini tetap tegak. Panjang akar penyangga atau akar panggung pada pohon seperti bakau atau pohon palem tropis memberikan dukungan tambahan saat tanah basah. Pembentukan akar yang dangkal juga membantu penyerapan nutrisi.

Anggrek epifit menggunakan tanaman dan pohon lain sebagai permukaan tumbuh tanpa menyebabkan kerusakan apapun. Mereka beradaptasi untuk memanjat tanaman lain untuk mencapai sinar matahari di kanopi hutan hujan.

Banyak pohon di hutan hujan memiliki daun, kulit kayu dan bunga yang dilapisi lilin sebagai adaptasi untuk menangani curah hujan yang berlebihan yang dapat menimbulkan pertumbuhan bakteri dan jamur berbahaya. Struktur daun memiliki ujung runcing yang disebut a ujung tetes yang mempercepat limpasan ketika tanaman menerima terlalu banyak air.

Bunga lili air Amazon adalah tanaman air raksasa asli Amerika Selatan. Adaptasi termasuk daun halus yang mengambang bebas dengan duri tajam di bagian bawah untuk perlindungan. Bunga lili air mekar di malam hari dan hanya bertahan beberapa hari.

Tanaman udara dalam keluarga Bromeliad melakukan pekerjaan yang sangat baik menghilangkan karbon dioksida atmosfer. Tanaman udara memperoleh kelembaban dan nutrisi dari udara menggunakan sistem akar yang diadaptasi yang disebut akar udara. Adaptasi seperti itu hanya mungkin dilakukan di iklim yang hangat dan lembab.

Arktik dan Alpine bioma tundra adalah tempat terdingin di Bumi. Tundra Arktik membentang di Kanada, Siberia, dan Alaska utara. Tundra alpine ditemukan pada ketinggian 11.000 hingga 11.500 kaki di tempat-tempat seperti Pegunungan Rocky. Organisme hidup jarang ditemukan di iklim ekstrem Antartika.

Sebagian besar bulan di tundra sangat dingin dan berangin. Musim dingin kering dan musim tanam di bulan-bulan musim panas yang sejuk berlangsung singkat. Bioma Tundra hanya menerima 4-10 inci hujan setiap tahun.

Sumber nutrisi tanah terutama nitrogen dari bahan yang membusuk bersama dengan fosfor dari presipitasi. Tanah yang kekurangan nutrisi semakin membatasi jenis tanaman yang dapat tumbuh di sana dalam kondisi kering dan berangin.

Contoh adaptasi tumbuhan:

Bunga Arktik dan semak kerdil memiliki sistem akar yang dangkal untuk menyerap nutrisi di atas garis permafrost. Banyak spesies tumbuh berdekatan untuk kehangatan. Daunnya dapat berfotosintesis pada suhu rendah. Contoh vegetasi Arktik meliputi willow, poppy, dan saxifrage ungu purple. Tidak banyak tumbuh di Antartika yang dingin dan sedingin es kecuali lumut dan lumut kerak.

Tanaman bantal menyerupai rumpun lumut yang menempel di tanah. Akar tunggangnya yang panjang menembus tanah berbatu dan menjadi jangkar selama angin kencang.

Lumut karibu tumbuh rendah ke tanah untuk menghindari angin dingin. Mereka beradaptasi dengan baik pada substrat yang miskin nutrisi.

rerumputan dan rerumputan tumbuh di tempat-tempat di mana tanah tundra dikeringkan dengan baik dan memiliki nutrisi yang cukup.

Itu Orang tua dari gunung adalah bunga liar kuning cerah yang mendapatkan namanya dari penampilannya yang sangat berbulu. Daun dan batang berbulu memberikan isolasi dan penyangga angin.

bunga matahari alpine berwarna kuning cerah seperti bunga matahari asli dari keluarga Helianthus. Kepala bunga Alpine menghadap ke Timur sepanjang hari, bukannya mengikuti matahari seperti yang dilakukan Helianthus, sebagai adaptasi dari badai petir sore yang kuat yang bergulir dari barat.

Itu bioma taiga punya beberapa kesamaan dengan itu bioma tundra. Taiga, juga disebut hutan boreal, adalah daerah yang pernah menjadi gletser di Eurasia dan Amerika Utara yang telah mempertahankan tambalan lapisan es. Seperti tundra Arktik, tanaman di bioma taiga telah beradaptasi dengan musim dingin yang sulit dan beberapa hari tanpa membunuh embun beku.

Daun seperti jarum dan lapisan lilin mengurangi kehilangan air melalui transpirasi. Dedaunan berwarna gelap adalah adaptasi yang membantu penyerapan panas dan fotosintesis. Hutan Larch bertahan hidup di tempat yang terlalu dingin dan tandus untuk tumbuhan runjung.

Contoh adaptasi tumbuhan:

Cemara, pinus, tamarack, dan cemara berkembang dalam suhu dingin dan menahan air.

rumput kapas Arktik tumbuh di atas tikar lumut sphagnum air.