Bevaring av energi i Tundra Biome

På steder der energi og ressurser er knappe, må organismer finne måter å konkurrere eller spare energi for å overleve. Energi i et økosystem eksisterer i flere former, inkludert varme og lysenergi fra solen; kjemisk energi i molekyler, slik som sukker, fett, proteiner og karbohydrater; varme avgitt av organismer under metabolismen og tapt for miljøet; og kinetisk energi eller bevegelsesenergi. Å spare energi i et økosystem kan involvere en rekke strategier fra organismer, inkludert minimere varmetapet, lagre kjemisk energi, maksimere samlingen av solenergi og begrense bevegelse.

Den arktiske tundraen ligger i regioner like sør for nordpolen og nord for taiga eller boreale skoger, hovedsakelig mellom breddegradene 55 og 70 grader nord. Noen tundralignende steder finnes også i nærheten av Antarktis, selv om de alltid er snødekte eller isdekte og ikke sanne tundraer. På grunn av jordens helling, ligger solen lavt i horisonten, og strålene må reise gjennom mer atmosfære før de når tundraen, og redusere den totale solenergien. Somrene i den arktiske tundraen er korte - bare 50 til 60 dager - men rundt solverv skinner solen 24 timer eller nesten 24 timer i døgnet. På den tiden kan tundraen motta like mye solenergi som noen tropiske områder. Vinteren trekker imidlertid langt og mørkt, og dagene går nesten uten sol, eller solen stiger like over horisonten i noen timer.

På grunn av lav solstråling og geografi er tundraen ekstremt kald om vinteren (gjennomsnittlig -30 grader F) og har en tendens til å være relativt kjølig (37 til 54 grader F) om sommeren. Nedbøren er lav - bare 4 til 10 tommer per år - og faller vanligvis som snø eller is. Et permanent frossent underlag av jord kalt permafrost gjør drenering dårlig, og kalde temperaturer sakte fordampning og nedbrytning, så mye av tilgjengelig energi og næringsstoffer i tundraen finnes i død organisk saken. I løpet av sommeren tiner det opp myrer, og en overflod av blomstrende planter, insekter og millioner av fugler utnytter den flyktige varmetiden for å fylle på mat. Før vinteren kommer tilbake, vandrer noen fugler og pattedyr sørover, men andre blir værende for å tåle mørket og kalde temperaturer.

Tundraplanter og annen vegetasjon har en rekke tilpasninger til kulde, vind og lite solenergi. De har en tendens til å være små og vokse lavt for å få varme fra bakken, som lav og mose; de er mørke i fargen - noen ganger røde - for bedre å absorbere sollys; de konsentrerer mye av sin biomasse og matlagring i underjordiske røtter, der det er varmere; de kan fotosyntetisere, eller utnytte solens energi, ved lave temperaturer og lite lys; noen, inkludert arktisk pil, har "hår" -belagte blader å fange i varme; og de kan vokse i klumper eller matter for å beskytte seg mot vind og kulde, som for eksempel tuftet saksskrik. De fleste tundraplanter er stauder i stedet for ettårige planter, og holder bladene over vinteren for å spare energi; og noen har parabolformede blomster som følger solens vei og konsentrerer solenergien. Tundraplanter fremskynder også reproduksjonsprosessen ved å spire eller dele i stedet for å reprodusere seksuelt, noe som vil innebære mer tid- og energikrevende frøproduksjon. I tillegg hjelper tundrasnø til å isolere planter mot kulde og vind.

Mange tundradyr sparer varmeenergi gjennom kroppsformen. Lemminger og bjørner er for eksempel korte og tette med korte haler, ører og lemmer; et lavt forhold mellom overflate og volum betyr at mindre varme slipper ut i kroppen. Tundrapattedyr og noen fugler har også tykk pels eller fjær, flere lag pels, vanntette strøk eller fjær og / eller fjær eller pels på undersiden av føttene for å holde varmen. Fjellreven bryter den buskete halen rundt seg selv som et teppe når den sover, og grizzly og isbjørner har en tykt lag med fett eller spekk under huden, som de jobber hardt for å samle opp ved gorging i løpet av kort somre. Mange tundradyr er mørke i fargen for å absorbere solens energi, selv om noen blir hvite om vinteren for å unngå rovdyr bedre. Interessant, isbjørnpels og -hud er faktisk ikke hvite. Pelsen - som er hul og isolerer godt - er klar, reflekterer hvitt lys, men tillater i det meste sollys, som absorberes av den svarte huden. Om vinteren sparer grizzlybjørner og arktiske bakkeekorn energi ved å gå i dvale i huler i opptil seks til åtte måneder, mens kariboen senker stoffskifte, moskusokser begrenser aktiviteten og mygg erstatter væskene i kroppen med en naturlig slags frostvæske som kalles glyserol å holde seg fra frysing.