Очување енергије у биомету Тундре

На местима где је енергије и ресурса мало, организми морају пронаћи начине да се такмиче или штеде енергију да би преживели. Енергија у екосистему постоји у неколико облика, укључујући топлотну и светлосну енергију сунца; хемијска енергија у молекулима, као што су шећери, масти, протеини и угљени хидрати; топлота коју организми дају током метаболизма и која се губи у животној средини; и кинетичка или енергија кретања. Очување енергије у екосистему може укључивати различите стратегије организама, укључујући минимизирање губитака топлоте, складиштење хемијске енергије, максимизирање сакупљања сунчеве енергије и ограничавање кретање.

Арктичка тундра лежи у регионима јужно од северног пола и северно од тајге или бореалних шума, углавном између географских ширина од 55 и 70 степени северно. Нека места слична тундри постоје и у близини Антарктика, мада су увек покривена снегом или ледом и нису права тундра. Због нагиба Земље, Сунце лежи ниско на хоризонту, а његови зраци морају путовати кроз више атмосфере пре него што дођу до тундре, смањујући укупну сунчеву енергију. Љета у арктичкој тундри су кратка - само 50 до 60 дана - али око солстиција сунце сија 24 сата или скоро 24 сата дневно. У то време тундра може примити толико сунчеве енергије колико и нека тропска подручја. Зима се, међутим, вуче дуго и мрачно, а дани пролазе готово без сунца или се сунце издиже мало изнад хоризонта неколико сати.

Због слабог сунчевог зрачења и географије, тундра је зими изузетно хладна (у просеку -30 степени Ф), а лети има тенденцију да буде релативно хладна (37 до 54 степени Ф). Падавина је мало - само 4 до 10 инча годишње - и обично пада као снег или лед. Трајно смрзнути подслој тла зван пермафрост чини дренажу лошом, а хладне температуре успореном испаравање и разлагање, толико расположиве енергије и хранљивих састојака у тундри постоји у мртвим органским материја. Током летњих отопљења појављују се мочваре, а богатство цветних биљака, ројева инсеката и милиона птица користи пролазни период топлине да би се опскрбио храном. Пре него што се зима врати, неке птице и сисари мигрирају на југ, али друге остају да издрже таму и хладне температуре.

Биљке тундре и друга вегетација поседују бројне адаптације на хладноћу, ветар и ниску сунчеву енергију. Они су обично мали и расту ниско како би добили топлину са земље, као што су лишајеви и маховине; тамне су боје - понекад црвене - да би боље упијале сунчеву светлост; концентришу већи део своје биомасе и складишта хране у коренима под земљом, где је топлије; могу фотосинтетизовати или искористити сунчеву енергију на ниским температурама и слабом осветљењу; неки, укључујући арктичку врбу, имају листове прекривене „длаком“ да би их заробили у топлоти; а могу расти у грудама или простиркама како би се заштитили од ветра и хладноће, као што је тафтана саксифрага. Већина биљака тундре су вишегодишње уместо једногодишњих биљака, а лишће држе преко зиме ради уштеде енергије; а неки имају цвеће у облику посуде које прати пут сунца концентришући сунчеву енергију. Биљке тундре такође убрзавају процес размножавања пупањем или дељењем, уместо сексуалним размножавањем, што би подразумевало продукцију семена која троши више времена и енергије. Поред тога, снег тундре помаже у изолацији биљака од хладноће и ветра.

Многе животиње из тундре чувају топлотну енергију кроз облик тела. На пример, леминги и медведи су кратки и здепасти, кратких репова, ушију и удова; Низак однос површине и запремине значи да мање топлоте излази из тела. Сисари тундре и неке птице такође имају густо крзно или перје, више слојева крзна, водоотпорне капуте или пера и / или перје или крзно на доњој страни стопала како би се загрејали. Арктичка лисица омотава свој чупави реп око себе попут ћебета када спава, а гризли и поларни медведи имају дебео слој масти или масти под кожом, коју напорно накупљају накупљањем током кратког времена љета. Многе животиње у тундри су тамне боје да би упиле сунчеву енергију, мада неке зими постану беле да би боље избегле предаторе. Занимљиво је да крзно и кожа поларних медведа заправо нису беле боје. Крзно - које је шупље и добро изолује - је бистро, одбија белу светлост, али пропушта већину сунчеве светлости коју апсорбује црна кожа. Зими, медведи гризли и арктичке веверице штеде енергију мирујући у јазбинама до шест до осам месеци, карибу метаболизма, мошусни волови ограничавају своју активност, а комарци течности у телу замењују природном врстом антифриза званом глицерол да не би смрзавање.