Разнолике морске, водене и копнене биљке еволуирале су много пре него што су диносауруси лутали Земљом. Од својих скромних почетака као једноћелијске алге, биљке су развиле паметне адаптације да би опстале и размножавале се чак и у најтежим окружењима.
Цхарлес Дарвин'с теорија еволуције помаже да се објасни како се адаптације биљака јављају као последица наследних физичких карактеристика и карактеристика понашања које се преносе са родитеља на потомство.
Можете пронаћи фасцинантно примери адаптација биљака када се упоређује вегетација у пустињи, тропским кишним шумама и биоманима тундре.
Шта су биоми?
Биомес су подручја сличне климе и температуре која имају препознатљиве биљке и животиње које су се прилагодиле условима у региону. Слични биоми се могу наћи у дисконтинуираним географским областима.
Биоми широм света подељени су у широке категорије попут биома пустиње, тундре и прашуме. Прилагођавања су начин на који природа помаже популацијама животиња и биљака да преживе у одређеном биому.
Примери биома:
- Пустиња: сукуленти који чувају воду, бодљикаво лишће, мало падавина, велико испаравање, екстремне температуре
- Тундра: ниско дрвеће и грмље, мале дрвенасте биљке, хладни, суви, ветровити услови већи део године
- Прашума: густа џунгла, бујна вегетација, јака киша, висока влажност, тропско земљиште са недостатком хранљивих састојака
- Таига: зимзелене шуме, снежне, хладне зиме, топлија и дужа сезона раста од тундре
- Листопадна шума: широколисно дрвеће које сезонски спушта лишће, хладне зиме и врућа лета
- Травњаци: равница без дрвећа са травама и дрвенастим биљкама, осушена, уобичајени природни пожари
- Цхапаррал: густа шума, дрвеће има густе, зимзелене листове, лети мало кише
- Саваннах: шуме и травњаци, оскудно дрвеће, лета су топла и влажна, циклуси ватре и суше
Шта су адаптације биљака?
Биљке садрже генетски материјал у језгру својих ћелија који се преноси генерацијама. У било којој биљној популацији биће случајне мутације током деобе ћелија полних ћелија, као и варијације у понашању, физиологији и другим посебним особинама које одређеним организмима дају еволуциону предност.
Цхарлес Дарвин је изјавио да овај процес доводи до еволуције структурних адаптација у популацији које побољшавају кондицију и одрживост.
Врсте воде такмичење за „преживљавање најспособнијих“, како су описали рани еволуционисти. На пример, прилагођавање понашања укључује успавање током неподношљиве врућине или подједнако тешких услова и повратак касније.
Слично томе, пустињске биљке са уским листовима погоднији су за задржавање воде у пустињи од биљака са широким лишћем које имају широку површину. Временом биљке које опстају и размножавају се природном селекцијом постају доминантне врсте.
Еволуција и адаптација биљака
Несваскуларне биљке једноставних структура попут маховине и јетре су прве биљке које су се прилагодиле копненом окружењу. Следећа еволуција је еволуирала, праћена рађањем семена голосјемењаче попут четинара и гинка.
Цветање критосеменке укључујући дрвеће тврдог дрвета, траве и грмље развило је способност стварања семена затвореног у заштитне јајне ћелије. Живот биљака се ширио након што су биљке развиле способност да производе семе који су у ветру превалили велике даљине.
Голосносме су убрзо надмашиле критосеменке које су стекле еволуцијску предност. Гоносперме зависе од ветра и воде за ширење семена; док се критосеменке ослањају на ветар и воду плус опрашиваче које привлаче цветови и нектар те биљке. Плод критосеменки пружа додатну исхрану и заштиту семенкама.
Данас, цветнице су свеприсутни широм света. Полен критосеменке је мањи од мушког полена голосеменице, па брже може доћи до јајашаца. Неке врсте семена преживљавају варење када животиње једу и излучују семе, што даље помаже њиховој широкој дистрибуцији и размножавању.
Адаптације биљака у пустињи
Пустиње су сушна земљишта која остају исушена дужи временски период. Без адаптација, биљке би увенуле и умрле. Температуре расту и падају до крајњих граница, а неки региони примају само 10 центиметара годишње кише. Семе може бити скривен годинама пре него што има довољно влаге да никне.
Пустињске биљке изгледају веома различито од биљака које се налазе у другим биомима захваљујући методама које су прилагодиле за добијање воде, складиштење воде и спречавање губитка воде. Такве специфичне прилагодљиве стратегије развиле су се како би се пустињским биљкама избориле са условима негостољубивим за већину живих организама.
Примери адаптација биљака:
Вечерњи першун има дугачак, густ корен који помаже овој биљци да досегне и ускладишти воду и хранљиве састојке. Попут неких кактуса, биљка першуна постаје активна ноћу, а цветови цветају када су температуре хладније.
Пињонски борови имају вертикални и хоризонтални систем корена који се пружају до 40 стопа у оба смера да би обезбедили воду. Обимни коријенски системи помажу дрвећу да расте и производи јестиве пињоле у смолама пресвученим шишаркама које спречавају губитак воде.
Смрека су голосјемењаче са оштрим шиљастим иглама или воштаним љускама прилагођене мањем губитку воде. Дуго коријење славина помаже овим дрвећима и грмљу да доспеју дубоко у темељне стијене и траже воду. Спора стопа раста троши мање енергије и помаже у очувању воде. Смреке се могу чак и само обрезивати одсецањем воде на грану у време суше како би спасили само дрво од умирања.
Иуцца имају дугачак корен славине за приступ изворима воде до којих конкурентске врсте не могу доћи. Јука такође има прилагодљиви репродуктивни процес са мољцем јуке који обострано користи животном циклусу обе врсте. Јука обезбеђује храну за гусенице које се излежу у мољце. Мољци се пребацују између цветова јуке полажући јаја у јајнике биљке јуке док у том процесу опрашују биљку домаћина.
Кактуси су сукуленти са воштаним премазом који помаже биљци да задржи воду. Кактуси ноћу отварају стомане како би смањили губитак воде транспирацијом. Плитки корени су способни да се брзо умножавају у присуству влаге. Кактуси имају бодљикаве бодље уместо лишћа како би спречили животиње да једу биљку да би добиле воду која је ускладиштена у деловима кактуса.
Сагебрусх имају лишће „длакавог“ изгледа које пружа изолацију од екстремних температура и пустињских ветрова. Листови се задржавају током целе године, што биљци омогућава фотосинтезу, чак и када температура нагло опадне.
Адаптације биљака у тропској прашуми
Тропске кишне шуме су топле и влажне током целе године. Тропске кишне шуме примају 80 до 400 инча кише годишње, што може довести до раста бактерија и гљивица, ерозије тла, испирања хранљивих састојака и лошег квалитета тла.
Велике крошње могу блокирати сунчеву светлост до дна шуме, док те биљке крошње морају да поднесу готово константну дневну сунчеву светлост у тропским пределима. Изворне биљке у тропским кишним шумама имају специфичне адаптације прилагођене њиховом јединственом екосистему.
Тропске кишне шуме пружају станиште за више од две трећине свих биљних врста на Земљи. Прашума је такође важан произвођач кисеоника и умиваоник за загађиваче угљен-диоксидом.
Биљке такође пружају храну и станиште јединственим птицама, мајмунима и предаторима џунгле. Дрвећу у прашуми није потребна изолована густа кора попут листопадног дрвећа да би било топло и држало се воде.
* Примери адаптација биљака*:
Месождербиљке попут Венерине замке за муве прилагодили су способност хватања и варења инсеката који су привучени њиховим живописним, мирисним цветовима. Много већа биљка врча може јести чак и мале глодаре или змије које се превише приближе. Ове биљке такође производе храну фотосинтезом, али не зависе од тла за хранљиве састојке, ослањајући се на конзумиране животињске протеине.
Корени контрафора су огромни дрвенасти гребени у основи великих стабала који помажу да се дрвеће усправи. Дуго подупирач или корење штула на дрвећу попут мангрова или тропских палми пружају додатну потпору када је земљиште влажно. Плитко формирање корена такође помаже у апсорпцији хранљивих састојака.
Епифитне орхидеје користите друге биљке и дрвеће као површину за раст без наношења штете. Они су прилагођени пењању уз друге биљке како би досегли сунчеву светлост у крошњама прашуме.
Многа стабла у прашуми имају лишће, кору и цветове који су обложени воском као прилагодбу за обраду прекомерних киша које могу довести до раста штетних бактерија и гљивица. Грађа листа има шиљасти крај назван а кап по кап то убрзава отицање када биљка добије превише воде.
Амазонски лопочи су џиновске водене биљке пореклом из Јужне Америке. Адаптације укључују нежне слободно плутајуће лишће са оштрим бодљама на доњој страни ради заштите. Цвеће лопоча отвара се ноћу и траје само неколико дана.
Ваздушне биљке у породици Бромелиад изврсно раде уклањајући атмосферски угљен-диоксид. Зрачне биљке влагу и хранљиве материје добијају из ваздуха помоћу прилагођеног кореновог система који се назива ваздушни корен. Такве адаптације су могуће само у топлој, влажној клими.
Адаптације биљака у Тундри
Арктика и Алпа биоми тундре су најхладнија места на Земљи. Арктичка тундра простире се преко Канаде, Сибира и северне Аљаске. Алпске тундре налазе се на узвишењима 11.000 до 11.500 стопа на местима попут Стеновитих планина. Живи организми су ретки у екстремној клими на Антарктику.
Већина месеци у тундри је изузетно хладна и ветровита. Зима је сува, а сезона раста хладних летњих месеци је кратка. Биоми тундре годишње приме само 4-10 центиметара кише.
Извори хранљивих састојака у земљи су углавном азот из распадајућих материја заједно са фосфором из падавина. Земљиште са недостатком хранљивих састојака даље ограничава врсту биљака које се тамо могу успоставити под тако сувим, ветровитим условима.
Примери адаптација биљака:
Арктичко цвеће и патуљасто грмље имају плитки коријенски систем за упијање хранљивих састојака изнад линије вечног леда. Многе врсте расту близу за топлину. Њихово лишће може фотосинтетизирати на ниским температурама. Примери арктичке вегетације укључују врбе, мак и љубичасти саксифраге. На хладној, леденој Антарктику не расте много, осим маховине и лишајева.
Јастучне биљке подсећају на накупине маховине прилепљене за земљу. Њихови дугачки корени продиру у каменито тло и пружају сидро током жестоких ветрова.
Карибу маховине расти ниско до земље како би се избегли ледени ветрови. Добро су прилагођени супстратима сиромашним храњивим састојцима.
Трава и шаш расту на местима где је тло тундре добро дренирано и има одговарајуће хранљиве састојке.
Тхе Старац-планине је јарко жуто дивље цвеће које је име добило по врло длакавом изгледу. Вунасти листови и стабљике пружају изолацију и спречавају ветар.
Алпски сунцокрет су жуто жуте попут правих сунцокрета из породице Хелиантхус. Алпске цветне главе окренуте су ка истоку током целог дана, уместо да прате сунце као што то чини Хелиантхус, као адаптацију од јаких поподневних олуја које се котрљају са запада.
Адаптације биљака у тајги
Тхе тајма биома има неке сличности са тхе биом тундре. Тајга, такође звана Бореал шума, је некад залеђено подручје унутар Евроазије и Северне Америке које је задржало мрље од пермафрост. Попут арктичке тундре, биљке у биому тајге прилагодиле су се тешким зимама и неколико дана без убијања мраза.
Листови попут игле и воштани слојеви смањују губитак воде транспирацијом. Лишће тамне боје је адаптација која помаже апсорпцији топлоте и фотосинтези. Шуме ариша опстају на местима прехладним и неплодним за четињаче.
Примери адаптација биљака:
Смрека, бор, тамарацк и јела успевају на хладним температурама и задржавају воду.
Арктичка памучна трава расте на простиркама водене маховине сфагнума.