Адаптация к растениям: пустыня, тропический лес, тундра

Разнообразные морские, водные и наземные растения возникли задолго до того, как динозавры начали бродить по Земле. С момента своего скромного начала как одноклеточные водоросли растения развили умные приспособления для выживания и размножения даже в самых суровых условиях.

Чарльза Дарвина теория эволюции помогает объяснить, как адаптация растений происходит в результате унаследованных физических и поведенческих характеристик, передаваемых от родителей к потомкам.

Вы можете найти увлекательные примеры приспособлений растений при сравнении растительности в биомах пустыни, тропических лесов и тундры.

Биомы - это районы со схожим климатом и температурой, где есть особые растения и животные, адаптированные к условиям региона. Подобные биомы можно найти в прерывистых географических областях.

Биомы по всему миру делятся на широкие категории, такие как биомы пустыни, тундры и тропических лесов. Адаптация - это способ природы помочь животным и растениям выжить в определенном биоме.

Примеры биомов:

• Пустыня: суккуленты, накапливающие воду, колючие листья, небольшое количество осадков, сильное испарение, экстремальные температуры.
• Тундра: низкие деревья и кустарники, небольшие древесные растения, холодные, сухие, ветреные условия большую часть года
• Тропический лес: густые джунгли, пышная растительность, сильный дождь, высокая влажность, тропики, почва с дефицитом питательных веществ
• Тайга: вечнозеленые леса, снежные, холодные зимы, более теплый и продолжительный вегетационный период, чем в тундре.
• Лиственный лес: широколиственные деревья, которые сезонно сбрасывают листья, холодная зима и жаркое лето.
• Луга: безлесная равнина с травами и древесными растениями, выжженная, природные пожары обычны.
• Чапараль: густой лес, деревья с толстыми вечнозелеными листьями, летом мало дождя
• Саванна: леса и луга, редкие деревья, лето жаркое и влажное, циклы пожаров и засух

В ядрах клеток растений содержится генетический материал, который передается из поколения в поколение. В любой популяции растений будет случайные мутации во время деления клеток гамет, а также изменений в поведении, физиологии и других особенностей, которые дают определенным организмам эволюционное преимущество.

Чарльз Дарвин утверждал, что этот процесс ведет к эволюции структурных адаптаций в популяции, которые улучшают приспособленность и жизнеспособность.

Виды ведут борьбу за «выживание наиболее приспособленных», как это описывали ранние эволюционисты. Например, поведенческая адаптация включает переход в спячку во время невыносимой жары или в столь же тяжелых условиях и возвращение в более позднее время.

По аналогии, пустынные растения с узкими листьями больше подходят для удержания воды в пустыне, чем растения с широкими листьями, имеющими большую площадь поверхности. Со временем растения, которые выживают и размножаются, становятся доминирующими видами посредством естественного отбора.

Несосудистые растения с простой структурой, такие как мхи и печеночники, были первыми растениями, приспособившимися к земной среде. Затем появились папоротники, за которыми последовали семенные растения. голосеменные такие как хвойные деревья и гинкго.

Цветение покрытосеменные В том числе деревья лиственных пород, травы и кустарники развили способность производить семена, заключенные в защитные семяпочки. Жизнь растений разрасталась после того, как растения развили способность производить семена которые путешествовали по ветру на большие расстояния.

Вскоре голосеменные растения уступили по численности покрытосеменным, которые взяли верх в эволюции. Для распространения семян голосеменные растения зависят от ветра и воды; тогда как покрытосеменные полагаются на ветер и воду, а также на опылителей, которых привлекают цветы и нектар этих растений. Плоды покрытосеменных обеспечивают дополнительное питание и защиту семян.

Сегодня, цветущие растения распространены по всему миру. Пыльца покрытосеменных мельче, чем пыльца мужских голосеменных, поэтому она быстрее достигает яиц. Некоторые виды семян выживают при переваривании, когда животные едят и выделяют семена, что способствует их широкому распространению и размножению.

Пустыни - это засушливые земли, которые остаются иссушенными в течение долгого времени. Без приспособлений растения увянут и погибнут. Температуры повышаются и опускаются до экстремальных значений, а в некоторых регионах выпадает всего 10 дюймов осадков в год. Семена могут быть бездействующий в течение многих лет, прежде чем будет достаточно влаги для прорастания.

Пустынные растения сильно отличаются от растений, встречающихся в других биомах, из-за методов, которые они адаптировали для получения воды, хранения воды и предотвращения потери воды. Такие специфические адаптивные стратегии были разработаны, чтобы помочь пустынным растениям справляться с условиями, неблагоприятными для большинства живых организмов.

Примеры приспособлений растений:

Примула вечерняя имеет длинный и толстый стержневой корень, который помогает этому растению достигать и накапливать воду и питательные вещества. Как и некоторые кактусы, примула активизируется ночью, а цветы распускаются при более низких температурах.

Сосны пиньон имеют вертикальную и горизонтальную корневую систему, которая простирается на 40 футов в обоих направлениях, обеспечивая воду. Обширная корневая система помогает дереву расти и производить съедобные кедровые орехи в покрытых смолой шишках, которые предотвращают потерю воды.

Можжевельник голосеменные растения с острыми заостренными иглами или восковой чешуей, приспособленные к меньшей потере воды. Длинные стержневые корни помогают этим деревьям и кустарникам проникать глубоко в скалу за водой. Медленный рост требует меньше энергии и помогает сохранить воду. Можжевельник можно даже самостоятельно обрезать, отрезая ветку от воды во время засухи, чтобы спасти само дерево от гибели.

Юкка имеют длинный стержневой корень для доступа к источникам воды, недоступным для конкурирующих видов. Юкка также имеет адаптивный репродуктивный процесс с мотылеком юкки, который взаимно улучшает жизненный цикл обоих видов. Юкка дает пищу гусеницам, из которых вылупляются бабочки. Бабочки порхают между цветками юкки, откладывая яйца в яичниках юкки, опыляя при этом растение-хозяин.

Кактусы это суккуленты с восковым налетом, который помогает растениям удерживать воду. Кактусы открывают устьица на ночь, чтобы уменьшить потерю воды из-за испарения. Мелкие корни способны быстро размножаться в присутствии влаги. Кактусы имеют колючие шипы вместо листьев, чтобы животные не поедали растение, чтобы получить воду, которая хранится в частях кактуса.

Полынь имеют «волосатые» листья, которые обеспечивают защиту от экстремальных температур и пустынных ветров. Листья сохраняются круглый год, что позволяет растению фотосинтезировать даже при резком понижении температуры.

Тропические леса теплые и влажные круглый год. Тропические леса получают От 80 до 400 дюймов осадков в год, что может привести к росту бактерий и грибков, эрозии почвы, вымыванию питательных веществ и ухудшению качества почвы.

Крупные навесные растения могут блокировать солнечный свет на лесной подстилке, в то время как эти навесные растения должны выдерживать почти постоянный дневной солнечный свет в тропиках. У местных растений тропических лесов есть особые приспособления, адаптированные к их уникальной экосистеме.

Тропические леса являются средой обитания более двух третей всех видов растений на Земле. Тропический лес также является важным производителем кислорода и стоком для загрязнителей двуокиси углерода.

Растения также служат пищей и средой обитания для уникальных птиц, обезьян и хищников джунглей. Деревьям в тропических лесах не нужна изоляционная толстая кора, как у лиственных деревьев, чтобы оставаться в тепле и удерживать воду.

* Примеры адаптации растений*:

Плотоядныйрастения подобно ловушке для мух Венеры, они адаптировали способность ловить и переваривать насекомых, которых привлекают их красочные ароматные цветы. Гораздо более крупный кувшин может поедать даже маленьких грызунов или змей, которые подходят слишком близко. Эти растения также производят пищу посредством фотосинтеза, но не зависят от почвы в качестве питательных веществ, полагаясь вместо этого на потребляемые животные белки.

Корни контрфорса огромные древесные гряды у подножия больших деревьев, которые помогают держать эти деревья в вертикальном положении. Длинный подпорки или корни на ходулях на деревьях, таких как мангровые заросли или тропические пальмы, обеспечивают дополнительную поддержку, когда почва влажная. Мелкое образование корней также способствует усвоению питательных веществ.

Эпифитные орхидеи использовать другие растения и деревья в качестве растущей поверхности, не причиняя вреда. Они приспособлены к лазанию по другим растениям, чтобы достичь солнечного света в пологе тропического леса.

Многие деревья в тропических лесах имеют листья, кору и цветы, покрытые воском в качестве приспособления для выдерживания чрезмерных осадков, которые могут вызвать рост вредных бактерий и грибков. Структура листа имеет заостренный конец, называемый капельный наконечник это ускоряет сток, когда растение получает слишком много воды.

Кувшинки амазонки гигантские водные растения произрастают в Южной Америке. Адаптация включает нежные свободно плавающие листья с острыми колючками на нижней стороне для защиты. Цветение цветов кувшинки раскрывается ночью и длится всего пару дней.

Воздушные растения из семейства бромелиевых отлично справляются с удалением углекислого газа из атмосферы. Воздушные растения получают влагу и питательные вещества из воздуха с помощью адаптированной корневой системы, называемой воздушными корнями. Такая адаптация возможна только в теплом влажном климате.

Арктика и Альпы тундровые биомы самые холодные места на Земле. Арктическая тундра простирается через Канаду, Сибирь и северную Аляску. Альпийские тундры встречаются на высотах От 11000 до 11500 футов в таких местах, как Скалистые горы. В экстремальных климатических условиях Антарктиды живые организмы малочисленны.

Большинство месяцев в тундре очень холодные и ветреные. Зима сухая, а вегетационный период прохладных летних месяцев короток. Биомы тундры получают только 4-10 дюймов дождя в год.

Источниками питательных веществ в почве являются, в основном, азот, образующийся при разложении, а также фосфор из атмосферных осадков. Недостаток питательных веществ в почве еще больше ограничивает количество растений, которые могут прижиться в таких сухих и ветреных условиях.

Примеры приспособлений растений:

Арктические цветы и карликовые кустарники имеют неглубокую корневую систему для поглощения питательных веществ над линией вечной мерзлоты. Многие виды растут близко друг к другу, чтобы согреться. Их листья могут фотосинтезировать при низких температурах. Примеры арктической растительности включают: ивы, маки и камнеломка. В холодной ледяной Антарктиде мало что растет, кроме мха и лишайников.

Подушечные растения напоминают прилипшие к земле комки мха. Их длинные стержневые корни проникают в каменистую почву и служат якорем во время сильных ветров.

Мхи карибу прижаться к земле, чтобы избежать леденящего ветра. Они хорошо приспособлены к бедным питательными веществами субстратам.

Травы и осока Растут в местах, где тундровая почва хорошо дренирована и имеет достаточное количество питательных веществ.

В Старик горы это ярко-желтый полевой цветок, получивший свое название от своего очень волосатого вида. Шерстистые листья и стебли обеспечивают изоляцию и защищают от ветра.

Альпийские подсолнухи ярко-желтые, как настоящие подсолнухи семейства Helianthus. Альпийские цветочные головки в течение дня смотрят на восток, вместо того, чтобы следовать за солнцем, как это делают Helianthus, что является адаптацией после сильных послеобеденных гроз, катящихся с запада.

В таежный биом есть некоторые сходство с в тундровый биом. Тайга, которую еще называют бореальный лес, это некогда покрытая льдом территория в Евразии и Северной Америке, где сохранились участки вечная мерзлота. Подобно арктической тундре, растения таежного биома приспособились к суровым зимам и нескольким дням, не убивая морозов.

Игольчатые листья и восковой покров уменьшают потерю воды за счет транспирации. Темная листва - это приспособление, которое способствует поглощению тепла и фотосинтезу. Лиственничники выживают в местах, слишком холодных и бесплодных для хвойных пород.

Примеры приспособлений растений:

Ель, сосна, тамарак и пихта процветают при прохладных температурах и удерживают воду.

Арктическая хлопчатобумажная трава Растет на циновках из водного мха сфагнум.