Adaptări ale plantelor: deșert, pădure tropicală tropicală, tundră

Diverse plante marine, acvatice și terestre au evoluat cu mult înainte ca dinozaurii să cutreiere Pământul. De la începuturile lor umile ca alge unicelulare, plantele au dezvoltat adaptări inteligente pentru a supraviețui și a se reproduce chiar și în cele mai aspre medii.

A lui Charles Darwin teoria evoluției ajută la explicarea modului în care apar adaptările plantelor ca rezultat al caracteristicilor fizice și comportamentale moștenite transmise de la părinte la descendenți.

Puteți găsi fascinant exemple de adaptări ale plantelor atunci când se compară vegetația din deșert, pădurea tropicală tropicală și biomii tundrei.

Biomi sunt zone cu climă și temperatură asemănătoare care au plante și animale distincte care s-au adaptat condițiilor regiunii. Biomi similari pot fi găsiți în zone geografice discontinue.

Biomii din întreaga lume sunt împărțiți în categorii largi, cum ar fi deșertul, tundra și biomul pădurii tropicale. Adaptările sunt modalitatea naturii de a ajuta populațiile de animale și plante să supraviețuiască într-un anumit biom.

Exemple de biomi:

• Deşert: suculente care stochează apă, frunze spinoase, precipitații reduse, evaporare ridicată, temperaturi extreme 
• Tundră: copaci și arbuști scăzuți, plante lemnoase mici, condiții reci, uscate, cu vânt în cea mai mare parte a anului
• Pădure tropicală: junglă densă, vegetație luxuriantă, ploi abundente, umiditate ridicată, sol tropical, cu nutrienți deficienți
• Taiga: păduri veșnic verzi, zăpadă, ierni reci, sezon mai cald și mai lung de creștere decât tundra
• Pădure de foioase: copaci cu frunze largi care cad frunzele sezoniere, ierni reci și veri fierbinți
• Pajiști: câmpie fără copaci, cu ierburi și plante lemnoase, uscate, incendii naturale comune
• Chaparral: pădure densă, copacii au frunze groase, veșnic verzi, ploaie mică vara
• Savannah: păduri și pajiști, copaci puțini, verile sunt fierbinți și umede, cicluri de incendiu și secetă

Plantele conțin material genetic în nucleul celulelor lor care este transmis de-a lungul generațiilor. În orice populație de plante, vor exista mutații aleatorii în timpul diviziunii celulare gametice, precum și a variațiilor de comportament, fiziologie și alte caracteristici speciale care conferă anumitor organisme o margine evolutivă.

Charles Darwin a susținut că acest proces duce la evoluția adaptărilor structurale într-o populație care îmbunătățește condiția fizică și viabilitatea.

Speciile duc un concurs de „supraviețuire a celui mai potrivit”, așa cum este descris de evoluționiștii timpurii. De exemplu, adaptările comportamentale includ adormirea în timpul căldurii insuportabile sau în condiții la fel de dificile și revenirea mai târziu.

În mod similar, plante deșertice cu frunze înguste sunt mai potrivite pentru reținerea apei în deșert decât plantele cu frunze largi care au o suprafață largă. În timp, plantele care supraviețuiesc și se reproduc devin specia dominantă prin selecția naturală.

Plantele nevasculare cu structuri simple, cum ar fi mușchiul și ficatul, au fost primele plante care s-au adaptat la un mediu terestru. Ferigile au evoluat în continuare, urmate de semințe gimnosperme precum coniferele și ginkgo-urile.

Înflorire angiosperme inclusiv copaci din lemn de esență tare, ierburi și arbuști au dezvoltat capacitatea de a face semințe închise în ovule de protecție. Viața plantelor a proliferat după ce plantele au dezvoltat capacitatea de a produc semințe care parcurgeau distanțe mari în vânt.

Gimnospermele au fost în curând depășite de angiosperme, care au câștigat stăpânirea evolutivă. Gimnospermele depind de vânt și apă pentru dispersarea semințelor; întrucât angiospermele se bazează pe vânt și apă, plus polenizatori care sunt atrași de florile și nectarul plantelor. Fructul angiospermelor oferă nutriție și protecție suplimentară semințelor.

Azi, plante cu flori sunt omniprezente în întreaga lume. Polenul angiospermic este mai mic decât polenul gimnospermic masculin, deci poate ajunge la ouă mai repede. Unele tipuri de semințe supraviețuiesc digestiei atunci când animalele mănâncă și excretă semințele, ceea ce facilitează în continuare distribuția și proliferarea lor largă.

Deșerturile sunt terenuri aride care rămân arse pentru perioade lungi de timp. Fără adaptări, plantele s-ar ofili și ar muri. Temperaturile cresc și scad până la extreme, iar unele regiuni primesc doar 10 centimetri de precipitații anuale. Semințele pot fi inactiv cu ani în urmă, există suficientă umiditate pentru a încolți.

Plantele deșertului arată foarte diferit de plantele găsite în alte biomuri datorită metodelor pe care le-au adaptat pentru a obține apă, a stoca apa și a preveni pierderea apei. Astfel de strategii adaptive specifice au evoluat pentru a ajuta plantele deșertului să facă față condițiilor inospitaliere pentru majoritatea organismelor vii.

Exemple de adaptări ale plantelor:

Primrose seara are o rădăcină lungă, groasă, care ajută această plantă să ajungă și să stocheze apă și substanțe nutritive. La fel ca unii cactuși, planta de primăvară devine activă noaptea, iar florile înfloresc atunci când temperaturile sunt mai reci.

Pinii Pinyon au sisteme radiculare verticale și orizontale care ajung la 40 de picioare în ambele direcții pentru a furniza apă. Sistemele radiculare extinse ajută arborele să crească și să producă nuci de pin comestibile în conuri acoperite cu rășină, care previn pierderea de apă.

Ienupăr sunt gimnosperme cu ace ascuțite, ascuțite sau solzi ceară adaptate pentru pierderi mai mici de apă. Rădăcinile lungi de la robinet îi ajută pe acești copaci și arbuști să ajungă adânc în roca de bază pentru apă. O rată lentă de creștere cheltuie mai puțină energie și ajută la conservarea apei. Ienupărul poate chiar să se tundă prin tăierea apei pe o ramură în perioade de secetă pentru a salva copacul însuși de la moarte.

Yucca au o rădăcină lungă de robinet pentru accesarea surselor de apă la care nu pot ajunge speciile concurente. Yucca are, de asemenea, un proces de reproducere adaptiv cu molia de yucca, care se avantajează reciproc ciclul de viață al ambelor specii. Yucca oferă hrană pentru omizi care clocesc în molii. Molii zboară între florile de yucca care depun ouă în ovarele plantei de yucca în timp ce polenizează planta gazdă în acest proces.

Cactuși sunt suculente cu un strat ceros care ajută planta să rețină apa. Cactușii își deschid stomatele noaptea pentru a reduce pierderile de apă prin transpirație. Rădăcinile superficiale sunt capabile să se înmulțească rapid în prezența umezelii. Cactușii au spini înțepători în loc de frunze, pentru a împiedica animalele să mănânce planta pentru a obține apa stocată în părți ale cactusului.

Sagebrush au frunze cu aspect „păros”, care asigură izolare de temperaturile extreme și de vânturile deșertului. Frunzele sunt reținute pe tot parcursul anului, ceea ce permite plantei să fotosintezeze chiar și atunci când temperatura scade brusc.

Paduri tropicale sunt calde și umede pe tot parcursul anului. Pădurile tropicale tropicale primesc 80 până la 400 de inci de ploaie pe an, ceea ce poate duce la creșterea bacteriilor și a ciupercilor, eroziunea solului, leșierea nutrienților și calitatea slabă a solului.

Plantele mari cu baldachin pot bloca lumina soarelui pe podeaua pădurii, în timp ce acele plante cu baldachin trebuie să reziste la lumina soarelui aproape constantă zilnic la tropice. Plantele native din pădurile tropicale tropicale au adaptări specifice adaptate la ecosistemul lor unic.

Pădurile tropicale tropicale oferă un habitat pentru mai mult de două treimi din toate speciile de plante de pe Pământ. Pădurea tropicală este, de asemenea, un producător important de oxigen și o chiuvetă pentru poluanții cu dioxid de carbon.

Plantele oferă, de asemenea, hrană și habitat pentru păsări unice, maimuțe și prădători din junglă. Copacii din pădurea tropicală nu au nevoie de scoarță groasă izolatoare, cum ar fi foioasele, pentru a rămâne calzi și a se ține de apă.

* Exemple de adaptări ale plantelor*:

Carnivorplante la fel ca capcana pentru musca Venus au adaptat capacitatea de a prinde și de a digera insectele care sunt atrase de florile lor colorate, parfumate. Planta ulcioră mult mai mare poate mânca chiar rozătoare mici sau șerpi care se apropie prea mult. Aceste plante produc și hrană prin fotosinteză, dar nu depind de sol pentru nutrienți, bazându-se în schimb pe proteinele animale consumate.

Rădăcini de contrafort sunt uriașe creste lemnoase la baza copacilor mari care ajută la menținerea acestor copaci în poziție verticală. Lung prop sau rădăcini de zmeu pe copaci precum mangrovele sau palmierii tropicali oferă sprijin suplimentar atunci când solul este umed. Formarea superficială a rădăcinilor ajută și la absorbția nutrienților.

Orhideele epifite folosiți alte plante și copaci ca suprafață în creștere, fără a provoca vătămări. Sunt adaptate să urce pe alte plante pentru a ajunge la lumina soarelui în baldachinul pădurii tropicale.

Mulți copaci din pădurea tropicală au frunze, scoarță și flori care sunt acoperite cu ceară ca o adaptare pentru a face față precipitațiilor excesive care pot da naștere la creșterea bacteriilor și ciupercilor dăunătoare. Structura frunzelor are un capăt ascuțit numit a vârf de picurare care accelerează scurgerea atunci când planta primește prea multă apă.

Nuferi de Amazon sunt plante acvatice uriașe originare din America de Sud. Adaptările includ frunze delicate, plutitoare, cu înțepături ascuțite pe partea inferioară pentru protecție. Florile de nuferi se deschid noaptea și durează doar câteva zile.

Plante de aer în familia Bromeliad face o treabă excelentă eliminând dioxidul de carbon atmosferic. Plantele aeriene obțin umiditate și substanțe nutritive din aer folosind un sistem de rădăcini adaptat numit rădăcini de aer. Astfel de adaptări sunt posibile numai în climă caldă și umedă.

Arctica și Alpina biomii tundrei sunt cele mai reci locuri de pe Pământ. Tundra arctică se întinde în Canada, Siberia și nordul Alaska. Tundrele alpine se găsesc la cote de 11.000 până la 11.500 de picioare în locuri precum Munții Stâncoși. Organismele vii sunt rare în climatul extrem al Antarcticii.

Cele mai multe luni în tundră sunt extrem de reci și de vânt. Iarna este uscată, iar sezonul de creștere al lunilor reci de vară este scurt. Biomii tundrei primesc doar 4-10 centimetri de ploaie anual.

Sursele de nutrienți ai solului sunt în principal azot din materii în descompunere împreună cu fosfor din precipitații. Solul cu deficit de nutrienți limitează și mai mult tipul de plante care se pot stabili acolo în condiții atât de uscate, de vânt.

Exemple de adaptări ale plantelor:

Flori arctice și arbuști pitici au un sistem radicular superficial pentru a absorbi substanțele nutritive deasupra liniei de permafrost. Multe specii cresc împreună pentru căldură. Frunzele lor pot fotosinteza la temperaturi scăzute. Exemple de vegetație arctică includ salcii, maci și saxifrage violet. Nu prea crește în Antarctica rece, înghețată, cu excepția mușchiului și a lichenilor.

Plante de perne seamănă cu aglomerări de mușchi care se agață de pământ. Rădăcinile lor lungi pătrund în solul stâncos și oferă o ancoră în timpul vânturilor puternice.

Mușchi de caribou crește jos până la sol pentru a evita vânturile răcoroase. Sunt bine adaptate substraturilor sărace în nutrienți.

Ierburi și rogojini cresc în locuri în care solul tundrei este bine drenat și are substanțe nutritive adecvate.

Bătrân-de-munte este o floare sălbatică de culoare galben strălucitor, care își primește numele din aspectul foarte păros. Frunzele și tulpinile de lână oferă izolare și amortizează vântul.

Floarea-soarelui alpină sunt galbene strălucitoare ca adevăratele floarea-soarelui din familia Helianthus. Capetele de flori alpine se îndreaptă spre est pe tot parcursul zilei, în loc să urmeze soarele ca Helianthus, ca o adaptare a furtunilor puternice de după-amiază care se rostogolesc din vest.

bioma taiga are niste asemănări cu biomul tundrei. Taiga, numită și pădure boreală, este o zonă cândva glaciară din Eurasia și America de Nord care a păstrat pete de permafrost. La fel ca tundra arctică, plantele din bioma taiga s-au adaptat iernilor dificile și câteva zile fără a ucide înghețul.

Frunzele asemănătoare acului și straturile de ceară reduc pierderile de apă prin transpirație. Frunzele de culoare închisă sunt o adaptare care ajută la absorbția căldurii și fotosinteza. Pădurile de larici supraviețuiesc în locuri prea reci și sterpe pentru conifere.

Exemple de adaptări ale plantelor:

Molid, pin, tamarack și brad prosperați la temperaturi reci și păstrați apa.

Iarbă arctică crește pe rogojini de mușchi acvatic de sfagn.