Energijos išsaugojimas „Tundra Biome“

Vietose, kur trūksta energijos ir išteklių, organizmai, norėdami išgyventi, turi rasti būdų konkuruoti ar taupyti energiją. Energija ekosistemoje egzistuoja keliais pavidalais, įskaitant šilumos ir šviesos energiją iš saulės; cheminė energija molekulėse, tokiose kaip cukrus, riebalai, baltymai ir angliavandeniai; šiluma, kurią organizmai išskiria metabolizmo metu ir praranda aplinkai; ir kinetinė ar judesio energija. Energijos taupymas ekosistemoje gali apimti įvairias organizmų strategijas, įskaitant: sumažinti šilumos nuostolius, kaupti cheminę energiją, maksimaliai surinkti saulės energiją ir apriboti judėjimas.

Arkties tundra yra regionuose, esančiuose į pietus nuo šiaurės ašigalio ir į šiaurę nuo taigos ar borealinių miškų, daugiausia tarp 55 ir 70 laipsnių šiaurės platumos. Kai kurios į tundrą panašios vietos taip pat egzistuoja netoli Antarktidos, nors jos visada yra sniego ar ledo padengtos, o ne tikros tundros. Dėl Žemės pasvirimo saulė guli žemai horizonte, o jos spinduliai turi pasiekti daugiau atmosferos, kol pasieks tundrą, sumažindami bendrą saulės energiją. Arkties tundroje vasaros yra trumpos - tik 50–60 dienų, tačiau aplink saulėgrįžą saulė šviečia 24 valandas arba beveik 24 valandas per parą. Tuo metu tundra gali gauti tiek saulės energijos, kiek kai kurios tropinės zonos. Tačiau žiema tęsiasi ilgai ir tamsiai, o dienos bėga beveik be saulės, arba saulė kelioms valandoms pakyla tiesiai virš horizonto.

Dėl mažos saulės spinduliuotės ir geografijos žiemą tundra yra labai šalta (vidutiniškai –30 laipsnių F), o vasarą būna palyginti vėsi (37–54 laipsniai F). Kritulių yra nedaug - tik nuo 4 iki 10 colių per metus - ir paprastai iškrenta kaip sniegas ar ledas. Dėl visam laikui užšalusio dirvožemio posluoksnio, vadinamo amžinuoju įšalu, drenažas blogas, o šalta temperatūra lėta garuojant ir skaidant, tiek daug tundroje esančios energijos ir maistinių medžiagų yra negyvuose organiniuose reikalas. Vasaros tirpsmo metu atsiranda pelkių, o gausybė žydinčių augalų, spiečių vabzdžių ir milijonai paukščių naudojasi trumpalaikiu šilumos periodu ir kaupia maistą. Prieš grįžtant žiemai, vieni paukščiai ir žinduoliai migruoja į pietus, tačiau kiti lieka ištverti tamsą ir šaltą temperatūrą.

Tundros augalai ir kita augmenija turi daug prisitaikymo prie šalčio, vėjo ir mažos saulės energijos. Jie būna maži ir auga žemai, kad gautų šilumą iš žemės, pavyzdžiui, kerpės ir samanos; jie yra tamsios spalvos, kartais raudonos, kad geriau sugertų saulės šviesą; jie sutelkia didžiąją dalį savo biomasės ir maisto atsargų šaknyse po žeme, kur šilčiau; jie gali fotosintezuoti arba panaudoti saulės energiją esant žemai temperatūrai ir silpnai šviesai; kai kurie, įskaitant arktinį gluosnį, turi „plaukais“ dengtus lapus, kad sulaikytų šilumą; ir jie gali augti grumstuose ar kilimėliuose, kad apsisaugotų nuo vėjo ir šalčio, pavyzdžiui, kuokšteliniai saksifragai. Dauguma tundros augalų yra daugiamečiai augalai, o ne vienmečiai, todėl žiemą jie palieka lapus, kad taupytų energiją; o kai kurios turi indo formos gėles, kurios eina saulės keliu, sutelkdamos saulės energiją. Tundros augalai taip pat pagreitina dauginimosi procesą, užuomazgėdami ar dalydamiesi, o ne daugindamiesi lytiškai, o tai reikalautų daugiau laiko ir energijos sunaudojančios sėklos. Be to, tundros sniegas padeda izoliuoti augalus nuo šalčio ir vėjo.

Daugelis tundros gyvūnų per savo kūno formas taupo šilumos energiją. Pavyzdžiui, mėgstami gyvūnai ir meškos yra trumpi ir stambūs, trumpomis uodegomis, ausimis ir galūnėmis; mažas paviršiaus ploto ir tūrio santykis reiškia, kad mažiau šilumos patenka į kūną. Tundros žinduoliai ir kai kurie paukščiai taip pat turi storą kailį ar plunksnas, kelis kailio sluoksnius, neperšlampamus paltus ar plunksnas ir (arba) plunksnas ar kailius kojų apačioje, kad šiltų. Arkties lapė miegodama apgaubia uodegą aplink save kaip antklodė, o grizliai ir baltieji lokiai turi storas riebalų arba gumbų sluoksnis po oda, kurį jie sunkiai dirba, kad susikauptų apsiuvant per trumpą vasaros. Daugelis tundros gyvūnų tamsios spalvos sugeria saulės energiją, nors kai kurie žiemą tampa balti, kad geriau išvengtų plėšrūnų. Įdomu tai, kad baltojo lokio kailis ir oda iš tikrųjų nėra balti. Kiauras ir gerai izoliuojantis kailis yra skaidrus, atspindintis baltą šviesą, bet praleidžiantis saulės šviesą, kurią sugeria juoda oda. Žiemą grizliai ir arktiniai žemės voveraitės taupo energiją, miegodami tankmėje iki šešių – aštuonių mėnesių, karibu nuleidžia savo medžiagų apykaitą, muskuso jaučiai riboja jų aktyvumą, o uodai savo organizme esančius skysčius pakeičia natūraliu antifrizu, vadinamu gliceroliu. sušalimas.