Adattamenti delle piante: deserto, foresta pluviale tropicale, tundra

Diverse piante marine, acquatiche e terrestri si sono evolute molto prima che i dinosauri vagassero per la Terra. Dalle loro umili origini come alghe unicellulari, le piante hanno sviluppato adattamenti intelligenti per sopravvivere e riprodursi anche negli ambienti più difficili.

di Charles Darwin teoria dell'evoluzione aiuta a spiegare come si verificano gli adattamenti delle piante come risultato di caratteristiche fisiche e comportamentali ereditate trasmesse dai genitori ai figli.

Puoi trovare affascinante esempi di adattamenti vegetali quando si confronta la vegetazione nel deserto, nella foresta pluviale tropicale e nei biomi della tundra.

biomi sono aree con clima e temperatura simili che hanno piante e animali distintivi che si sono adattati alle condizioni della regione. Biomi simili possono essere trovati in aree geografiche discontinue.

I biomi di tutto il mondo sono divisi in ampie categorie come il deserto, la tundra e il bioma della foresta pluviale. Gli adattamenti sono il modo in cui la natura aiuta le popolazioni animali e vegetali a sopravvivere in un particolare bioma.

Esempi di biomi:

• Deserto: piante grasse che immagazzinano acqua, foglie spinose, basse precipitazioni, alta evaporazione, temperature estreme 
• Tundra: alberi e arbusti bassi, piccole piante legnose, condizioni fredde, secche e ventose per la maggior parte dell'anno
• Foresta pluviale: giungla fitta, vegetazione lussureggiante, pioggia intensa, alta umidità, terreno tropicale, carente di nutrienti
• Taiga: foreste sempreverdi, inverni nevosi e freddi, stagione di crescita più calda e più lunga rispetto alla tundra
• Foresta decidua: latifoglie che stagionalmente lasciano cadere le foglie, inverni freddi ed estati calde
• praterie: pianura senza alberi con erbe e piante legnose, arida, fuochi naturali comuni
• Chaparral: fitto bosco, alberi con foglie spesse e sempreverdi, poca pioggia in estate
• Savana: boschi e praterie, alberi scarsi, estati calde e umide, cicli di fuoco e siccità

Le piante contengono materiale genetico nel nucleo delle loro cellule che viene tramandato di generazione in generazione. In qualsiasi popolazione vegetale, ci sarà mutazioni casuali durante la divisione cellulare dei gameti, così come variazioni di comportamento, fisiologia e altre caratteristiche speciali che danno a determinati organismi un vantaggio evolutivo.

Charles Darwin ha postulato che questo processo porta all'evoluzione di adattamenti strutturali in una popolazione che migliorano la forma fisica e la vitalità.

Le specie ingaggiano una gara di "sopravvivenza del più adatto", come descritto dai primi evoluzionisti. Ad esempio, gli adattamenti comportamentali includono andare in letargo durante il caldo insopportabile o condizioni ugualmente difficili e tornare più tardi.

Allo stesso modo, piante del deserto con foglie strette sono più adatte a trattenere l'acqua nel deserto rispetto alle piante con foglie larghe che hanno un'ampia superficie. Nel tempo, le piante che sopravvivono e si riproducono diventano la specie dominante attraverso la selezione naturale.

Le piante non vascolari con strutture semplici come muschi ed epatiche furono le prime piante ad adattarsi a un ambiente terrestre. Successivamente si sono evolute le felci, seguite da quelle portatrici di semi gimnosperme come conifere e ginkgo.

Fioritura angiosperme compresi alberi di latifoglie, erbe e arbusti evoluta la capacità di produrre semi racchiusi in ovuli protettivi. La vita delle piante ha proliferato dopo che le piante hanno sviluppato la capacità di produrre semi che percorreva lunghe distanze nel vento.

Le gimnosperme furono presto superate in numero dalle angiosperme che presero il sopravvento evolutivo. Le gimnosperme dipendono dal vento e dall'acqua per la dispersione dei semi; mentre le angiosperme si affidano al vento e all'acqua più gli impollinatori che sono attratti dai fiori e dal nettare di quelle piante. Il frutto delle angiosperme fornisce nutrimento e protezione extra per i semi.

Oggi, piante da fiore sono onnipresenti in tutto il mondo. Il polline delle angiosperme è più piccolo del polline delle gimnosperme maschile, quindi può raggiungere le uova più velocemente. Alcuni tipi di semi sopravvivono alla digestione quando gli animali mangiano ed espellono i semi, il che aiuta ulteriormente la loro ampia distribuzione e proliferazione.

I deserti sono terre aride che rimangono aride per lunghi periodi di tempo. Senza adattamenti, le piante appassirebbero e morirebbero. Le temperature salgono e scendono agli estremi e alcune regioni ricevono solo 10 pollici di pioggia annuale. I semi possono essere dormiente per anni prima che ci sia abbastanza umidità per germogliare.

Le piante del deserto sembrano molto diverse dalle piante che si trovano in altri biomi a causa dei metodi che hanno adattato per ottenere acqua, immagazzinare acqua e prevenire la perdita di acqua. Tali strategie adattative specifiche si sono evolute per aiutare le piante del deserto a far fronte a condizioni inospitali per la maggior parte degli organismi viventi.

Esempi di adattamenti dell'impianto:

Enotera ha un fittone lungo e spesso che aiuta questa pianta a raggiungere e immagazzinare acqua e sostanze nutritive. Come alcuni cactus, la pianta di primula diventa attiva di notte e i fiori sbocciano quando le temperature sono più fresche.

Pinyon pini hanno sistemi di radici verticali e orizzontali che raggiungono i 40 piedi in entrambe le direzioni per fornire acqua. Un ampio apparato radicale aiuta l'albero a crescere e produce pinoli commestibili in coni ricoperti di resina che prevengono la perdita d'acqua.

Ginepro sono gimnosperme con aghi affilati e appuntiti o scaglie cerose adatte per una minore perdita d'acqua. Le lunghe radici del rubinetto aiutano questi alberi e arbusti a raggiungere in profondità il substrato roccioso per l'acqua. Un tasso di crescita lento consuma meno energia e aiuta a preservare l'acqua. I ginepri possono persino potare da soli tagliando l'acqua a un ramo in periodi di siccità per salvare l'albero stesso dalla morte.

Yucca hanno una lunga radice a fittone per accedere a fonti d'acqua che le specie concorrenti non possono raggiungere. La yucca ha anche un processo riproduttivo adattivo con la falena yucca che avvantaggia reciprocamente il ciclo di vita di entrambe le specie. Yucca fornisce cibo per i bruchi che si schiudono in falene. Le falene svolazzano tra i fiori di yucca deponendo le uova nelle ovaie della pianta di yucca mentre impollinano la pianta ospite nel processo.

cactus sono piante grasse con un rivestimento ceroso che aiuta la pianta a trattenere l'acqua. I cactus aprono i loro stomi di notte per ridurre la perdita d'acqua attraverso la traspirazione. Le radici poco profonde sono in grado di moltiplicarsi rapidamente in presenza di umidità. I cactus hanno spine spinose al posto delle foglie per impedire agli animali di mangiare la pianta per ottenere l'acqua che viene immagazzinata in alcune parti del cactus.

salvia hanno foglie dall'aspetto "peloso" che forniscono isolamento dalle temperature estreme e dai venti del deserto. Le foglie vengono conservate tutto l'anno, il che consente alla pianta di fotosintetizzare anche quando la temperatura scende bruscamente.

Foreste tropicali sono calde e umide tutto l'anno. Le foreste pluviali tropicali ricevono da 80 a 400 pollici di pioggia all'anno, che può portare alla crescita di batteri e funghi, erosione del suolo, lisciviazione dei nutrienti e scarsa qualità del suolo.

Le grandi piante a baldacchino possono bloccare la luce solare sul suolo della foresta, mentre quelle piante a baldacchino devono resistere alla luce solare quotidiana quasi costante nei tropici. Le piante autoctone nelle foreste pluviali tropicali hanno adattamenti specifici su misura per il loro ecosistema unico.

Le foreste pluviali tropicali forniscono un habitat per più di due terzi di tutte le specie vegetali sulla Terra. La foresta pluviale è anche un importante produttore di ossigeno e un pozzo per gli inquinanti dell'anidride carbonica.

Le piante forniscono anche cibo e habitat per uccelli, scimmie e predatori della giungla unici. Gli alberi nella foresta pluviale non hanno bisogno di isolare la corteccia spessa come gli alberi decidui per stare al caldo e trattenere l'acqua.

*Esempi di adattamenti di piante*:

Carnivoroimpianti come la trappola per mosche di Venere hanno adattato la capacità di catturare e digerire gli insetti che sono attratti dai loro fiori colorati e profumati. La pianta carnivora molto più grande può anche mangiare piccoli roditori o serpenti che si avvicinano troppo. Queste piante producono anche cibo attraverso la fotosintesi ma non dipendono dal suolo per i nutrienti, ma dipendono invece dalle proteine ​​animali consumate.

radici quadrate sono enormi creste legnose alla base di grandi alberi che aiutano a mantenere questi alberi in posizione verticale. Lungo radici di sostegno o trampoli su alberi come mangrovie o palme tropicali forniscono un supporto aggiuntivo quando il terreno è bagnato. La formazione superficiale delle radici aiuta anche con l'assorbimento dei nutrienti.

Orchidee epifite utilizzare altre piante e alberi come superficie di crescita senza causare alcun danno. Sono adattati per arrampicarsi su altre piante per raggiungere la luce del sole nella volta della foresta pluviale.

Molti alberi della foresta pluviale hanno foglie, cortecce e fiori ricoperti di cera come adattamento per gestire le piogge eccessive che possono dare origine alla crescita di batteri e funghi dannosi. La struttura della foglia ha un'estremità appuntita chiamata a punta a goccia che accelera il deflusso quando la pianta riceve troppa acqua.

Ninfee amazzoniche sono piante acquatiche giganti originarie del Sud America. Gli adattamenti includono delicate foglie fluttuanti con spine affilate sul lato inferiore per protezione. Le fioriture dei fiori di ninfea si aprono di notte e durano solo un paio di giorni.

piante aeree nella famiglia Bromelia fanno un ottimo lavoro rimuovendo l'anidride carbonica atmosferica. Le piante aeree ottengono umidità e sostanze nutritive dall'aria utilizzando un apparato radicale adattato chiamato radici aeree. Tali adattamenti sono possibili solo in climi caldi e umidi.

L'Artico e le Alpi biomi della tundra sono i luoghi più freddi della Terra. La tundra artica si estende attraverso il Canada, la Siberia e l'Alaska settentrionale. Le tundre alpine si trovano ad altitudini di 11.000 a 11.500 piedi in posti come le Montagne Rocciose. Gli organismi viventi sono scarsi nel clima estremo dell'Antartide.

La maggior parte dei mesi nella tundra sono estremamente freddi e ventosi. L'inverno è secco e la stagione di crescita dei freschi mesi estivi è breve. I biomi della tundra ricevono solo 4-10 pollici di pioggia all'anno.

Le fonti di nutrienti del suolo sono principalmente l'azoto della materia in decomposizione insieme al fosforo delle precipitazioni. Il terreno carente di nutrienti limita ulteriormente il tipo di piante che possono stabilirsi lì in condizioni così secche e ventose.

Esempi di adattamenti dell'impianto:

Fiori artici e arbusti nani hanno un apparato radicale superficiale per assorbire i nutrienti sopra la linea del permafrost. Molte specie crescono vicine tra loro per il calore. Le loro foglie possono fotosintetizzare a basse temperature. Esempi di vegetazione artica includono salici, papaveri e sassifraga viola. Non cresce molto nell'Antartide fredda e ghiacciata, ad eccezione di muschi e licheni.

Piante da cuscino assomigliano a ciuffi di muschio aggrappati al suolo. I loro lunghi fittoni penetrano nel terreno roccioso e forniscono un'ancora durante i venti violenti.

muschi di caribù crescere basso al suolo per evitare i venti gelidi. Si adattano bene a substrati poveri di nutrienti.

Erbe e carici crescere in punti in cui il terreno della tundra è ben drenato e ha nutrienti adeguati.

Il Il vecchio della montagna è un fiore di campo giallo brillante che prende il nome dal suo aspetto molto peloso. Foglie e steli lanosi forniscono isolamento e tamponano il vento.

Girasoli alpini sono di un giallo brillante come i veri girasoli della famiglia Helianthus. I capolini alpini sono rivolti a est per tutto il giorno, invece di seguire il sole come fa Helianthus, come adattamento dai forti temporali pomeridiani che si riversano da ovest.

Il bioma della taiga ha qualche somiglianze con il bioma della tundra. La taiga, chiamata anche la Foresta boreale, è un'area un tempo ghiacciata all'interno dell'Eurasia e del Nord America che ha conservato macchie di permafrost. Come la tundra artica, le piante nel bioma della taiga si sono adattate a inverni difficili e pochi giorni senza uccidere il gelo.

Foglie aghiformi e cappotti cerosi riducono la perdita d'acqua attraverso la traspirazione. Il fogliame di colore scuro è un adattamento che aiuta con l'assorbimento del calore e la fotosintesi. Le foreste di larici sopravvivono in luoghi troppo freddi e aridi per le conifere.

Esempi di adattamenti dell'impianto:

Abete rosso, pino, tamarack e abete prosperano a temperature fresche e trattengono l'acqua.

Erica artica cresce su stuoie di sfagno acquatico.