Inhalt
- Tundra-Geographie
- Tundra-Klima
- Energieeinsparung in der Tundra-Vegetation
- Energieerhaltung in Tundra-Tieren
An Orten, an denen Energie und Ressourcen knapp sind, müssen Organismen Wege finden, um miteinander zu konkurrieren oder Energie zu sparen, um zu überleben. Energie in einem Ökosystem existiert in verschiedenen Formen, einschließlich Wärme und Lichtenergie von der Sonne; chemische Energie in Molekülen wie Zucker, Fette, Proteine und Kohlenhydrate; Wärme, die Organismen während des Stoffwechsels abgeben und an die Umwelt abgeben; und kinetische oder Bewegungsenergie. Das Einsparen von Energie in einem Ökosystem kann eine Reihe von Strategien für Organismen beinhalten, darunter das Minimieren des Wärmeverlusts, das Speichern von chemischer Energie, das Maximieren der Sammlung von Sonnenenergie und das Einschränken der Bewegung.
Tundra-Geographie
Die arktische Tundra liegt in Regionen südlich des Nordpols und nördlich der Taiga oder borealen Wälder, meist zwischen den Breiten von 55 und 70 Grad nördlich. Einige tundraähnliche Orte existieren auch in der Nähe der Antarktis, obwohl sie immer schnee- oder eisbedeckt sind und keine echte Tundra. Aufgrund der Neigung der Erde steht die Sonne tief am Horizont, und ihre Strahlen müssen mehr Atmosphäre durchdringen, bevor sie die Tundra erreichen, wodurch die gesamte Sonnenenergie reduziert wird. Die Sommer in der arktischen Tundra sind kurz - nur 50 bis 60 Tage - aber um die Sonnenwende scheint die Sonne 24 Stunden oder fast 24 Stunden am Tag. Zu diesem Zeitpunkt kann die Tundra so viel Sonnenenergie aufnehmen wie einige tropische Gebiete. Der Winter ist jedoch lang und dunkel, und die Tage vergehen fast ohne Sonne, oder die Sonne geht für einige Stunden direkt über dem Horizont auf.
Tundra-Klima
Aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung und Geografie ist die Tundra im Winter extrem kalt (durchschnittlich -30 Grad Fahrenheit) und im Sommer relativ kalt (37 bis 54 Grad Fahrenheit). Die Niederschläge sind gering - nur 4 bis 10 Zoll pro Jahr - und fallen normalerweise als Schnee oder Eis. Eine permanent gefrorene Bodenschicht namens Permafrost führt zu einer schlechten Drainage, und kalte Temperaturen verlangsamen die Verdunstung und Zersetzung, sodass ein Großteil der verfügbaren Energie und Nährstoffe in der Tundra in toten organischen Stoffen vorhanden ist. Während des Sommertaus tauchen Moore auf und eine Fülle blühender Pflanzen, Insektenschwärme und Millionen von Vögeln nutzen die flüchtige Wärmeperiode, um sich mit Nahrungsmitteln zu versorgen. Bevor der Winter zurückkehrt, ziehen einige Vögel und Säugetiere nach Süden, andere bleiben, um die Dunkelheit und die eisigen Temperaturen zu ertragen.
Energieeinsparung in der Tundra-Vegetation
Tundra-Pflanzen und andere Vegetation besitzen eine Reihe von Anpassungen an Kälte, Wind und niedrige Sonnenenergie. Sie neigen dazu, klein und niedrig zu werden, um Wärme vom Boden zu bekommen, wie Flechten und Moose; Sie haben eine dunkle Farbe - manchmal rot -, um das Sonnenlicht besser absorbieren zu können. Sie konzentrieren einen Großteil ihrer Biomasse und Lebensmittel in Wurzeln unter der Erde, wo es wärmer ist. Sie können bei niedrigen Temperaturen und wenig Licht Photosynthese betreiben oder die Sonnenenergie nutzen. Einige, einschließlich der Polarweiden, haben mit "Haaren" bedeckte Blätter, um sich in der Hitze zu verfangen. und sie können in Klumpen oder Matten wachsen, um sich vor Wind und Kälte wie büscheligem Steinbrech zu schützen. Die meisten Tundra-Pflanzen sind mehrjährige Pflanzen anstatt einjähriger Pflanzen und behalten ihre Blätter über den Winter, um Energie zu sparen. und einige haben schalenförmige Blüten, die dem Weg der Sonne folgen und die Sonnenenergie konzentrieren. Tundra-Pflanzen beschleunigen auch den Fortpflanzungsprozess, indem sie sich vermehren, anstatt sich sexuell zu vermehren, was eine zeit- und energieintensivere Samenproduktion bedeuten würde. Darüber hinaus schützt Tundra-Schnee die Pflanzen vor Kälte und Wind.
Energieerhaltung in Tundra-Tieren
Viele Tundra-Tiere sparen durch ihre Körperform Wärmeenergie. Zum Beispiel sind Lemminge und Bären klein und stämmig mit kurzen Schwänzen, Ohren und Gliedmaßen. Ein geringes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bedeutet, dass dem Körper weniger Wärme entweicht. Tundra-Säugetiere und einige Vögel haben auch dickes Fell oder Federn, mehrere Fellschichten, wasserdichte Mäntel oder Federn und / oder Federn oder Fell an den Unterseiten ihrer Füße, um sich warm zu halten. Der Polarfuchs wickelt seinen buschigen Schwanz im Schlaf wie eine Decke um sich selbst, und Grizzlybären und Eisbären haben eine dicke Fett- oder Speckschicht unter der Haut, die sie während der kurzen Sommermonate schwer anhäufen können. Viele Tundra-Tiere haben eine dunkle Farbe, um die Sonnenenergie zu absorbieren, obwohl einige im Winter weiß werden, um Raubtieren besser auszuweichen. Interessanterweise sind Eisbärenfell und Haut nicht wirklich weiß. Das Fell - das hohl ist und gut isoliert - ist klar, reflektiert weißes Licht, lässt aber das meiste Sonnenlicht durch, das von der schwarzen Haut absorbiert wird. Im Winter sparen Grizzlybären und Erdhörnchen Energie, indem sie für bis zu sechs bis acht Monate in Höhlen ruhen, den Stoffwechsel von Karibu senken, die Aktivität von Moschusochsen einschränken und Mücken die Körperflüssigkeiten durch ein natürliches Frostschutzmittel namens Glycerin ersetzen vor dem Einfrieren bewahren.