Bevarande av energi i Tundra Biome

På platser där energi och resurser är knappa måste organismer hitta sätt att konkurrera eller spara energi för att överleva. Energi i ett ekosystem finns i flera former, inklusive värme och ljusenergi från solen; kemisk energi i molekyler, såsom sockerarter, fetter, proteiner och kolhydrater; värme som avges av organismer under ämnesomsättningen och förloras för miljön; och kinetisk energi eller rörelseenergi. Att spara energi i ett ekosystem kan involvera en mängd olika strategier från organismer, inklusive minimera värmeförlusten, lagra kemisk energi, maximera uppsamlingen av solenergi och begränsa rörelse.

Den arktiska tundran ligger i regioner strax söder om nordpolen och norr om taiga eller boreala skogar, mestadels mellan 55 och 70 grader norr. Några tundraliknande platser finns också nära Antarktis, även om de alltid är snö- eller istäckta och inte sanna tundra. På grund av jordens lutning ligger solen lågt i horisonten, och dess strålar måste färdas genom mer atmosfär innan de når tundran, vilket minskar den totala solenergin. Somrarna i den arktiska tundran är korta - bara 50 till 60 dagar - men runt solståndet skiner solen 24 timmar eller nästan 24 timmar om dygnet. Vid den tiden kan tundran ta emot så mycket solenergi som vissa tropiska områden. Vintern drar dock långt och mörkt, och dagarna går nästan utan sol, eller solen stiger strax ovanför horisonten i några timmar.

På grund av den låga solstrålningen och geografin är tundran extremt kall på vintern (i genomsnitt -30 grader F) och tenderar att vara relativt sval (37 till 54 grader F) på sommaren. Nederbörden är låg - bara 4 till 10 tum per år - och faller vanligtvis som snö eller is. Ett permanent fryst underlag av jord som kallas permafrost gör dräneringen dålig och kalla temperaturer långsamma avdunstning och sönderdelning, så mycket av den tillgängliga energin och näringsämnena i tundran finns i döda organiska materia. Under sommartiningar uppstår myrar och ett överflöd av blommande växter, insekter och miljontals fåglar utnyttjar den flyktiga värmeperioden för att fylla på mat. Innan vintern återvänder flyttar vissa fåglar och däggdjur söderut, men andra stannar för att uthärda mörkret och kalla temperaturer.

Tundraväxter och annan vegetation har ett antal anpassningar till kyla, vind och låg solenergi. De tenderar att vara små och växa lågt för att få värme från marken, såsom lavar och mossor; de har mörk färg - ibland röda - för att bättre absorbera solljus; de koncentrerar mycket av sin biomassa och matlagring i rötter under jord, där det är varmare; de kan fotosyntetisera eller utnyttja solens energi vid låga temperaturer och svagt ljus; vissa, inklusive arktisk pil, har "hår" täckta löv att fånga i värme; och de kan växa i klumpar eller mattor för att skydda sig från vind och kyla, såsom tuftad saxifrage. De flesta tundraväxter är fleråriga istället för ettåriga och håller sina löv över vintern för att spara energi. och vissa har skålformade blommor som följer solens väg och koncentrerar solenergin. Tundraplantor påskyndar också reproduktionsprocessen genom att spira eller dela i stället för att reproducera sexuellt, vilket skulle innebära mer tids- och energikrävande utsäde. Dessutom hjälper tundrasnö till att isolera växter från kyla och vind.

Många tundradjur sparar värmeenergi genom sin kroppsform. Lemmingar och björnar är till exempel korta och tjocka med korta svansar, öron och lemmar; ett lågt förhållande yta-till-volym innebär att mindre värme släpper ut i kroppen. Tundra däggdjur och vissa fåglar har också tjock päls eller fjädrar, flera lager päls, vattentäta rockar eller fjädrar och / eller fjädrar eller päls på undersidan av fötterna för att hålla sig varm. Fjällräven sveper sin buskiga svans runt sig själv som en filt när den sover, och grizzly- och isbjörnar har en tjockt lager fett eller späck under huden, som de jobbar hårt för att ackumulera genom att gorras under den korta tiden somrar. Många tundradjur är mörka för att absorbera solens energi, även om vissa blir vita på vintern för att bättre undvika rovdjur. Intressant är att isbjörnspäls och hud inte är faktiskt vita. Pälsen - som är ihålig och isolerar väl - är klar, reflekterar vitt ljus men tillåter i de flesta solljus, som absorberas av den svarta huden. På vintern sparar grizzlybjörnar och arktiska markekorrar energi genom att gå vilande i hål i upp till sex till åtta månader, kariborna sänker sina ämnesomsättning, myskoxar begränsar deras aktivitet och myggor ersätter vätskorna i deras kroppar med en naturlig typ av frostskyddsmedel som kallas glycerol att hålla från frysning.