Ulike marine, akvatiske og terrestriske planter utviklet seg lenge før dinosaurene vandret rundt på jorden. Fra sin beskjedne begynnelse som encellede alger har planter utviklet smarte tilpasninger for å overleve og reprodusere selv i de tøffeste miljøene.
Charles Darwin’s evolusjonsteori hjelper til med å forklare hvordan plantetilpasninger oppstår som et resultat av arvelige fysiske og atferdsmessige egenskaper som overføres fra foreldre til avkom.
Du kan finne fascinerende eksempler på plantetilpasninger når man sammenligner vegetasjon i ørken-, tropisk regnskog og tundrabiomer.
Hva er Biomes?
Biomes er områder med lignende klima og temperatur som har særegne planter og dyr som har tilpasset seg forholdene i regionen. Lignende biomer finnes i diskontinuerlige geografiske områder.
Biomer rundt om i verden er delt inn i brede kategorier som ørken, tundra og regnskogbiom. Tilpasninger er naturens måte å hjelpe dyre- og plantebestander med å overleve i et bestemt biom.
Eksempler på biomer:
- Ørken: sukkulenter som lagrer vann, stikkende blader, lite nedbør, høy fordampning, ekstreme temperaturer
- Tundra: lave trær og busker, små treaktige planter, kalde, tørre, vindfulle forhold det meste av året
- Regnskog: tett jungel, frodig vegetasjon, kraftig regn, høy luftfuktighet, tropisk, næringsfattig jord
- Taiga: eviggrønne skoger, snødekte, kalde vintre, varmere og lengre vekstsesong enn tundra
- Løvskog: bredbladede trær som sesongmessig slipper blader, kalde vintre og varme somre
- Gressletter: treløs slette med gress og treaktige planter, uttørket, naturlige branner vanlig
- Chaparral: tett skog, trær har tykke, eviggrønne blader, lite regn om sommeren
- Savannah: skog og gressletter, knappe trær, somrene er varme og våte, brann- og tørkesykluser
Hva er plantetilpasning?
Planter inneholder genetisk materiale i cellens kjerne som føres gjennom generasjoner. I enhver plantebestand vil det være tilfeldige mutasjoner under kjønnscelledeling, samt variasjoner i atferd, fysiologi og andre spesielle trekk som gir visse organismer en evolusjonær fordel.
Charles Darwin la til grunn at denne prosessen fører til utviklingen av strukturelle tilpasninger i en befolkning som forbedrer kondisjon og levedyktighet.
Arter kjemper om "overlevelse av de sterkeste", som beskrevet av tidlige evolusjonister. For eksempel inkluderer atferdstilpasning å gå i dvale under uutholdelig varme eller like vanskelige forhold og komme tilbake senere.
På samme måte, ørkenplanter med smale blader er mer egnet til å beholde vann i ørkenen enn planter med brede blader som har et stort overflateareal. Over tid blir planter som overlever og reproduserer den dominerende arten via naturlig utvalg.
Evolusjon og tilpasning av planter
Ikke-karplanter med enkle strukturer som mose og leverurt var de første plantene som tilpasser seg et terrestrisk miljø. Bregner utviklet seg neste, etterfulgt av frøbærende gymnospermer som bartrær og ginkgo.
Blomstrende angiospermer inkludert løvtre, gress og busker utviklet evnen til å lage frø innelukket i beskyttende ovler. Plantelivet spredte seg etter at planter utviklet evnen til å produsere frø som reiste lange avstander i vinden.
Gymnospermer ble snart mindre enn angiospermer som fikk den evolusjonære overtaket. Gymnospermer er avhengig av vind og vann for spredning av frø; mens angiospermer er avhengige av vind og vann pluss pollinatorer som tiltrekkes av plantens blomster og nektar. Frukten av angiospermer gir ekstra ernæring og beskyttelse for frøene.
I dag, blomsterplanter er allestedsnærværende over hele verden. Angiosperm pollen er mindre enn mannlig gymnosperm pollen, så det kan nå egg raskere. Noen typer frø overlever fordøyelsen når dyr spiser og skiller ut frøene, noe som ytterligere hjelper deres store distribusjon og spredning.
Plantetilpasninger i ørkenen
Ørkener er tørre land som holder seg tørre i lange strekninger. Uten tilpasninger ville planter visne og dø. Temperaturene stiger og faller til ekstremer, og noen regioner får så lite som 10 tommer årlig nedbør. Frø kan være sovende i mange år før det er nok fuktighet til å spire.
Ørkenplanter ser veldig forskjellige ut fra planter som finnes i andre biomer på grunn av metodene de har tilpasset for å skaffe vann, lagre vann og forhindre vanntap. Slike spesifikke adaptive strategier har utviklet seg for å hjelpe ørkenplanter til å takle forhold som er ugjestmilde for de fleste levende organismer.
Eksempler på plantetilpasning:
Kveld Primrose har en lang, tykk taproot som hjelper denne planten å nå og lagre vann og næringsstoffer. Som noen kaktus blir primula-planten aktiv om natten, og blomster blomstrer når temperaturen er kjøligere.
Pinyon-furu har vertikale og horisontale rotsystemer som når 40 fot i begge retninger for å gi vann. Omfattende rotsystemer hjelper treet til å vokse og produsere spiselige pinjekjerner i harpiksbelagte kjegler som forhindrer vanntap.
Enebær er gymnospermer med skarpe, spisse nåler eller voksagtige skalaer tilpasset for mindre vanntap. Lange trykkrøtter hjelper disse trærne og buskene til å nå dypt inn i berggrunnen for vann. En langsom vekstrate bruker mindre energi og hjelper med å bevare vann. Enebær kan til og med beskjære seg selv ved å skjære av vann til en gren i tørketider for å redde selve treet fra å dø.
Yucca har en lang sprangrot for tilgang til vannkilder som konkurrerende arter ikke kan nå. Yucca har også en adaptiv reproduksjonsprosess med yucca-møllen som gjensidig fordeler livssyklusen til begge artene. Yucca skaffer mat til larver som klekker ut i møll. Møllene flirter mellom yucca-blomster som legger egg i yucca-plantens eggstokker mens de pollinerer vertsplanten i prosessen.
Kaktus er sukkulenter med voksaktig belegg som hjelper planten å holde på vann. Kaktusene åpner stomata om natten for å redusere vanntap gjennom transpirasjon. Grunne røtter er i stand til å formere seg raskt i nærvær av fuktighet. Kaktus har stikkende pigger i stedet for blader for å hindre at dyr spiser planten for å skaffe vann som er lagret i deler av kaktusen.
Sagebrush har "hårete" blader som gir isolasjon mot ekstreme temperaturer og ørkenvind. Bladene beholdes året rundt, noe som gjør at planten kan fotosyntetisere selv når temperaturen synker kraftig.
Plantetilpasninger i den tropiske regnskogen
Tropiske regnskoger er varme og fuktige året rundt. Tropiske regnskoger mottar 80 til 400 tommer av regn i året, noe som kan føre til vekst av bakterier og sopp, jorderosjon, næringsutluting og dårlig jordkvalitet.
Store baldakinplanter kan blokkere sollys til skogbunnen mens baldakinplantene må tåle nesten konstant daglig sollys i tropene. Innfødte planter i tropiske regnskoger har spesifikke tilpasninger skreddersydd til deres unike økosystem.
Tropiske regnskoger gir et habitat for mer enn to tredjedeler av alle plantearter på jorden. Regnskogen er også en viktig produsent av oksygen og en vask for forurensende karbondioksid.
Planter gir også mat og habitat for unike fugler, aper og jungelrovdyr. Trær i regnskogen trenger ikke isolerende tykk bark som løvtrær for å holde seg varm og holde på vannet.
* Eksempler på plantetilpasning*:
Kjøttetendeplanter som Venus-fluefellen har tilpasset muligheten til å fange og fordøye insekter som trekkes til de fargerike, duftende blomstene. Den mye større krukkeplanten kan til og med spise små gnagere eller slanger som kommer for nær. Disse plantene lager også mat gjennom fotosyntese, men er ikke avhengig av jord for næringsstoffer, og stoler i stedet på forbrukte animalske proteiner.
Buttress røtter er store treakker på foten av store trær som hjelper å holde disse trærne oppreist. Lang prop- eller stylterøtter på trær som mangrover eller tropiske palmer gir ekstra støtte når jorden er våt. Den grunne rotdannelsen hjelper også til med opptak av næringsstoffer.
Epifytiske orkideer bruk andre planter og trær som et voksende underlag uten å skade. De er tilpasset for å klatre opp andre planter for å nå sollys i regnskogens baldakin.
Mange trær i regnskogen har blader, bark og blomster som er belagt med voks som en tilpasning for å håndtere overdreven nedbør som kan gi vekst av skadelige bakterier og sopp. Bladstrukturen har en spiss ende kalt a dryppespiss som gir raskere avrenning når anlegget får for mye vann.
Amazon vannliljer er gigantiske vannplanter som er hjemmehørende i Sør-Amerika. Tilpasninger inkluderer delikate, flytende blader med skarpe pigger på undersiden for beskyttelse. Blomstrer av vannliljeblomster åpner om natten og varer bare et par dager.
Luftanlegg i Bromeliad-familien gjør en utmerket jobb med å fjerne atmosfærisk karbondioksid. Luftplanter får fuktighet og næringsstoffer fra luften ved hjelp av et tilpasset rotsystem som kalles luftrøtter. Slike tilpasninger er bare mulig i varme, fuktige klimaer.
Plantetilpasninger i tundraen
Arktis og alpint tundra biomer er de kaldeste stedene på jorden. Den arktiske tundraen strekker seg over Canada, Sibir og Nord-Alaska. Alpintundraer er funnet i høyder av 11.000 til 11.500 fot på steder som Rocky Mountains. Levende organismer er sparsomme i Antarktis ekstreme klima.
De fleste månedene i tundraen er ekstremt kalde og vind. Vinteren er tørr og vekstsesongen i de kjølige sommermånedene er kort. Tundra-biomer mottar bare 4-10 tommer regn årlig.
Kilder til jordnæringsstoffer er hovedsakelig nitrogen fra nedbrytende materie sammen med fosfor fra nedbør. Jord med næringsstoffmangel begrenser ytterligere typen planter som kan etablere seg der under slike tørre, vindfulle forhold.
Eksempler på plantetilpasning:
Arktiske blomster og dvergbusker ha et grunt rotsystem for å absorbere næringsstoffer over linjen med permafrost. Mange arter vokser tett sammen for varme. Bladene deres kan fotosyntetiseres ved lave temperaturer. Eksempler på arktisk vegetasjon inkluderer piler, valmuer og lilla saxifrage. Ikke mye vokser i kaldt, isete Antarktis bortsett fra mos og lav.
Pute planter ligner klumper av mose som klamrer seg til bakken. Deres lange taproots trenger gjennom steinete jord og gir et anker under sterk vind.
Caribou mosser vokse lavt til bakken for å unngå kuldegrader. De er godt tilpasset næringsfattige underlag.
Gress og sedges vokse på flekker der tundrajorden er godt drenert og har tilstrekkelige næringsstoffer.
De Gammel mann-av-fjellet er en lysegul villblomst som får navnet sitt fra det veldig hårete utseendet. Ullete blader og stilker gir isolasjon og støtter vinden.
Alpine solsikker er lyse gule som de sanne solsikkene til Helianthus-familien. Alpine blomsterhoder vender mot øst hele dagen, i stedet for å følge solen som Helianthus gjør, som en tilpasning fra sterke tordenvær ettermiddagen som ruller ut fra vest.
Plantetilpasninger i Taiga
De taiga biome har noe likheter med de tundra biome. Taigaen, også kalt barskog, er en gang isbre område i Eurasia og Nord-Amerika som har beholdt flekker av permafrost. I likhet med den arktiske tundraen har planter i taiga-biomet tilpasset seg vanskelige vintre og få dager uten å drepe frost.
Nållignende blader og voksagtige strøk reduserer vanntap gjennom transpirasjon. Mørkfarget løvverk er en tilpasning som hjelper med varmeabsorpsjon og fotosyntese. Lerkeskog overlever steder for kalde og karrige for bartrær.
Eksempler på plantetilpasning:
Gran, furu, tamarakk og gran trives i kjølige temperaturer og beholder vann.
Arktisk bomullsgress vokser på matter av akvatisk sphagnummose.
