Enerģijas saglabāšana Tundra biomā

Vietās, kur enerģijas un resursu ir maz, organismiem jāatrod veidi, kā izdzīvot, lai konkurētu vai saglabātu enerģiju. Enerģija ekosistēmā pastāv vairākos veidos, ieskaitot saules siltuma un gaismas enerģiju; ķīmiskā enerģija molekulās, piemēram, cukuri, tauki, olbaltumvielas un ogļhidrāti; siltums, ko vielmaiņas laikā izdala organismi un kas pazūd vidē; kinētiskā vai kustības enerģija. Enerģijas saglabāšana ekosistēmā var ietvert dažādas stratēģijas no organismu puses, tostarp samazinot siltuma zudumus, uzglabājot ķīmisko enerģiju, maksimāli palielinot saules enerģijas savākšanu un ierobežojot kustība.

Arktiskā tundra atrodas reģionos, kas atrodas tieši uz dienvidiem no ziemeļu pola un uz ziemeļiem no taigas vai boreālajiem mežiem, galvenokārt starp 55 un 70 grādu ziemeļu platuma grādiem. Dažas tundrām līdzīgas vietas pastāv arī Antarktīdas tuvumā, lai gan tās vienmēr ir sniega vai ledus klāta un nav īsta tundra. Zemes slīpuma dēļ saule atrodas zem horizonta, un tās stariem pirms nonākšanas tundrā ir jāceļo vairāk atmosfēras, samazinot kopējo saules enerģiju. Arktikas tundrā vasaras ir īsas - tikai 50 līdz 60 dienas -, bet ap saulgriežiem saule spīd 24 stundas vai gandrīz 24 stundas dienā. Tajā laikā tundra var saņemt tikpat daudz saules enerģijas kā dažas tropiskās zonas. Tomēr ziema ievelkas ilgi un tumsā, un dienas paiet gandrīz bez saules, vai arī saule uz dažām stundām paceļas tieši virs horizonta.

Zema saules starojuma un ģeogrāfijas dēļ ziemā tundra ir ārkārtīgi auksta (vidēji -30 grādi F), un vasarā mēdz būt samērā vēsa (37 līdz 54 grādi F). Nokrišņu daudzums ir zems - tikai 4 līdz 10 collas gadā - un parasti tas nokrīt kā sniegs vai ledus. Pastāvīgi sasalušais augsnes apakšslānis, ko sauc par mūžīgo sasalumu, padara drenāžu sliktu, un aukstā temperatūra ir lēna iztvaikošana un sadalīšanās, tik liela daļa tundrās pieejamās enerģijas un barības vielu atrodas mirušos organiskos jautājums. Vasaras atkušņu laikā parādās purvi, un ziedošu augu, kukaiņu baru un miljonu putnu pārpilnība izmanto īslaicīgo siltuma periodu, lai uzkrātu pārtiku. Pirms ziemas atgriešanās daži putni un zīdītāji migrē uz dienvidiem, bet citi paliek, lai izturētu tumsu un auksto temperatūru.

Tundras augiem un citai veģetācijai ir vairākas pielāgošanās aukstumam, vējam un zemai saules enerģijai. Viņi parasti ir mazi un aug zemi, lai iegūtu siltumu no zemes, piemēram, ķērpjus un sūnas; tie ir tumšā krāsā - dažreiz sarkanā krāsā, lai labāk absorbētu saules gaismu; viņi koncentrē lielu daļu savas biomasas un pārtikas krājumu saknēs pazemē, kur ir siltāk; tie var fotosintezēt vai izmantot saules enerģiju zemā temperatūrā un vājā apgaismojumā; dažām, ieskaitot arktisko vītolu, ir "ar matiem" pārklātas lapas, lai tās iesprūst karstumā; un tie var augt gabaliņos vai paklājos, lai pasargātu sevi no vēja un aukstuma, piemēram, saišķainās saksaļās. Lielākā daļa tundras augu ir daudzgadīgi, nevis viengadīgi augi, lai saglabātu savas lapas ziemas laikā, lai taupītu enerģiju; un dažiem ir trauku formas ziedi, kas iet pa saules ceļu, koncentrējot saules enerģiju. Tundras augi arī paātrina reprodukcijas procesu, ataugot vai daloties, nevis vairojoties seksuāli, kas prasītu vairāk laika un enerģijas patērējošu sēklu ražošanu. Turklāt tundras sniegs palīdz augus izolēt no aukstuma un vēja.

Daudzi tundras dzīvnieki ar ķermeņa formu saglabā siltuma enerģiju. Piemēram, lelles un lāči ir īsi un drukni ar īsām astēm, ausīm un ekstremitātēm; zema virsmas laukuma un tilpuma attiecība nozīmē, ka no ķermeņa izplūst mazāk siltuma. Tundras zīdītājiem un dažiem putniem ir arī bieza kažokāda vai spalvas, vairāki kažokādu slāņi, ūdensizturīgi mēteļi vai spalvas un / vai spalvas vai kažokādas kāju apakšējās pusēs, lai saglabātu siltumu. Arktikas lapsa, guļot, aptin savu kuplo asti ap sevi kā segu, un grizli un leduslāčiem ir zem ādas biezs tauku vai taukvielu slānis, ko viņi smagi strādā, lai uzkrātu, saīsinot īsā laikā vasaras. Daudzi tundras dzīvnieki ir tumšā krāsā, lai absorbētu saules enerģiju, lai gan daži ziemā kļūst balti, lai labāk izvairītos no plēsējiem. Interesanti, ka polārlāča kažokāda un āda patiesībā nav balta. Kažokādas, kas ir dobas un labi izolē, ir skaidras, atstarojot baltu gaismu, bet pieļaujot lielāko daļu saules staru, ko absorbē melnā āda. Ziemā grizlly lāči un arktiskās zemes vāveres ekonomē enerģiju, līdz sešiem līdz astoņiem mēnešiem neaktivizējas tumsā, karibu nolaižot vielmaiņu, muskusa vērši ierobežo to aktivitāti, un odi aizvieto šķidrumus viņu ķermenī ar dabisku antifrīzu, ko sauc par glicerīnu, lai izvairītos no tā sasalšana.