Indhold
På steder, hvor energi og ressourcer er knappe, skal organismer finde måder at konkurrere eller spare energi for at overleve. Energi i et økosystem findes i flere former, herunder varme og lysenergi fra solen; kemisk energi i molekyler, såsom sukker, fedt, proteiner og kulhydrater; varme afgivet af organismer under stofskiftet og mistet for miljøet; og kinetisk energi eller bevægelsesenergi. At spare energi i et økosystem kan involvere en række strategier fra organismenes side, herunder minimere varmetabet, opbevaring af kemisk energi, maksimering af indsamlingen af solenergi og begrænsning af bevægelse.
Tundra Geografi
Den arktiske tundra ligger i regioner lige syd for nordpolen og nord for taiga eller boreale skove, mest mellem breddegradene 55 og 70 grader nord. Nogle tundralignende steder findes også i nærheden af Antarktis, selvom de altid er sne- eller isdækket og ikke ægte tundra. På grund af Jordens hældning ligger solen lavt i horisonten, og dens stråler skal bevæge sig gennem mere atmosfære, før de når tundraen, hvilket reducerer den samlede solenergi. Somre i den arktiske tundra er kort - kun 50 til 60 dage - men omkring solskin skinner solen 24 timer eller næsten 24 timer i døgnet. På det tidspunkt kan tundraen modtage lige så meget solenergi som nogle tropiske områder. Vinteren trækker sig imidlertid langt og mørkt, og dage går med næsten ingen sol, eller solen stiger lige over horisonten i et par timer.
Klima i Tundra
På grund af den lave solstråling og geografi er tundraen ekstremt kold om vinteren (gennemsnit -30 grader F) og har en tendens til at være relativt kølig (37 til 54 grader F) om sommeren. Udfældning er lav - kun 4 til 10 tommer om året - og falder normalt som sne eller is. Et permanent frosset underlag af jord kaldet permafrost gør dræning dårlig, og kolde temperaturer langsom fordampning og nedbrydning, så meget af den tilgængelige energi og næringsstoffer i tundraen findes i døde organiske stoffer. I løbet af sommeren optøer der sig myrer, og en overflod af blomstrende planter, sværme af insekter og millioner af fugle drager fordel af den flygtige periode med varme til at fylde mad. Før vinteren vender tilbage, vandrer nogle fugle og pattedyr sydpå, men andre bliver ved med at udholde mørke og frise temperaturer.
Energibesparelse i Tundra-vegetation
Tundraplanter og anden vegetation besidder en række tilpasninger til kulde, vind og lav solenergi. De har en tendens til at være små og vokse lave for at få varme fra jorden, såsom lav og mos; de er mørke i farve - nogle gange røde - for bedre at absorbere sollys; de koncentrerer meget af deres biomasse og madlagring i rødderne under jorden, hvor det er varmere; de kan fotosyntetisere eller udnytte solens energi ved lave temperaturer og svagt lys; nogle, inklusive arktisk pil, har "hår" -dækkede blade til at fælde i varmen; og de kan vokse i klumper eller måtter for at beskytte sig mod vind og kulde, såsom tuftet saxifrage. De fleste tundraplanter er stauder i stedet for etårige, og holder deres blade over vinteren for at spare energi; og nogle har skålformede blomster, der følger solens vej og koncentrerer solenergien. Tundraplanter fremskynder også reproduktionsprocessen ved at skrue eller dele i stedet for at reproducere seksuelt, hvilket vil kræve mere tidskrævende og energikrævende frøproduktion. Derudover hjælper tundra sne med at isolere planter fra kulde og vind.
Bevaring af energi i tundra-dyr
Mange tundra dyr sparer varmeenergi gennem deres kropsform. Lemminger og bjørne er for eksempel korte og holdige med korte haler, ører og lemmer; et lavt forhold mellem overflade og rumfang betyder mindre varme undslipper kroppen. Tundra-pattedyr og nogle fugle har også tyk pels eller fjer, flere lag med pels, vandtætte frakker eller fjer og / eller fjer eller pels på undersiden af deres fødder for at holde varmen. Den arktiske ræve vikler sin buskede hale omkring sig selv som et tæppe, når den sover, og grizzly og isbjørne har et tykt lag fedt eller spæk under deres hud, som de arbejder hårdt for at akkumulere ved at kløe i de korte somre. Mange tundra dyr har mørk farve for at absorbere solens energi, selvom nogle bliver hvide om vinteren for bedre at undgå rovdyr. Interessant nok er isbjørneskind og -hud faktisk ikke hvid. Pelsen - som er hul og isolerer godt - er klar og reflekterer hvidt lys, men giver mulighed for det meste sollys, som absorberes af den sorte hud. Om vinteren sparer grizzlybjørne og arktiske jordenekorn energier ved at gå i dvale i tæpper i op til seks til otte måneder, sænke karibuen deres stofskifte, moskusokser begrænser deres aktivitet, og myg erstatter væskerne i deres kroppe med en naturlig slags frostvæske kaldet glycerol for at forhindre frysning.