Приспособленность растений арктических пустынь

как растения зоны арктических пустынь приспособились к недостатку тепла

Тундра — это безлесная природная зона с растительно­стью из мхов, лишайников и стелющихся кустарников. При­спосабливаясь к недостатку тепла и сильным ветрам, растения прижимаются к земле, на зиму прячась под снегом, а некото­рые растут в форме подушек. Большинство растений многолетние. Некоторые ягодные (черника, брусника, голубика) имеют блестящие кожистые листья, не опадающие на зиму. Весной, как только растает снег, они сразу начинают вегетировать. Немногочисленные виды цветковых растений имеют цветки яркой окраски. Общий запас растительной массы в тундре значительно больше, чем в арктических пус­тынях, поэтому и животный мир тундры богаче по числу особей, хотя и немногих видов. Постоянно здесь обитают хо­рошо приспособленные к природным условиям северный олень, песец, лемминг, а из птиц — белая куропатка и поляр­ная сова. Летом сюда прилетают выводить птенцов водопла­вающие птицы.

На большом протяжении с запада на восток и с севера на юг тундра неоднородна. Это ярко выражается на сочетаниях растительности. По карте растительности хорошо прослежи­вается, как арктическая тундра сменяется мохово-лишайниковой и дальше на юг кустарниковой.

Флора арктических пустынь практически лишена растительности: нет кустарников, лишайники и мхи не образуют сплошного покрова. Почвы, маломощные, с пятнистым (островным) распространением в основном только под растительностью, которая состоит главным образом из осок, некоторых злаков, лишайников и мхов. Крайне медленная восстанавливаемость растительности

Источник

Тундра: примеры адаптации растений и животных к холодному климату

Экосистема арктической тундры, расположенная на крайнем севере полярной области мира, характеризуется низкими температурами, мёрзлой почвой, оттаивающей только летом и только сверху, и суровыми условиями для жизни.

Микроорганизмы

Микробные сообщества тундры активны даже под снегом. Но и их состав резко меняется от зимы и весны к лету в ответ на изменения температуры почвы, влажности, доступа воздуха и углеродсодержащих субстратов. Микробы и грибы играют ключевую роль в биогеохимических процессах, таких как регенерация питательных веществ для растений и углеродный цикл.

Растения тундры: примеры адаптации

В арктических и альпийских тундровых экосистемах растительные сообщества находятся под влиянием не только сурового климата, но и его производных: вечной мерзлоты (затрудняющей дренаж почвы), толщины снежного покрова и времени его таяния, а также локальных микроклиматов, которые отличаются друг от друга температурой, интенсивностью ветра, влажностью почвы и плодородием почвы.

▶ На пологих склонах с развитым плодородным слоем почвы встречаются обширные луга. На продуваемых ветрами хребтах преобладают плотные и медленнорастущие растения-подушки, (например, смолёвка бесстебельная). Даже сильный ветер не ломает их короткие, густо растущие побеги. На скалистых склонах и вершинах умудряются расти лишайники и мхи. Сосудистые растения обычно остаются чуть ниже снеговой линии.

▶ Деревья лесной линии тундры – в основном хвойные, так как хвоя испаряет гораздо меньше влаги и позволяет деревьям переносить безводную зиму, не наращивая листья заново каждую весну. В основном здесь растут ели (Picea), пихты (Abies) и сосны (Pinus), разбавленные очень небольшим количеством лиственных (карликовая берёза, полярная ива). Невысокие (менее 60 см.) ивовые заросли распространены вдоль ручьев, с подветренной стороны скал, а также в бассейнах или на подветренной стороне хребтов, где сугробы защищают их от вымерзания зимой.

▶ Поскольку рост растений ограничен двумя-четырьмя месяцами в году, большинство из тундровых растений – многолетники.

▶ Из-за того, что лето очень короткое, растения приспособились размножаться очень быстро: зацветают в течение нескольких дней после того, как начинает таять снег, а семена созревают всего за 4-6 недель. четырех-шести недель. Некоторые растения, которые замерзают во время цветения при внезапных заморозках, продолжают развиваться и давать семена после оттаивания (например, ложечница арктическая).

▶ Приземистые растения выигрывают не только в защите от ветров. Они ещё и цветут первыми, потому что они находятся в более тёплых слоях воздуха вблизи поверхности почвы.

▶ Многие растения имеют небольшие восковые листья, чтобы предотвратить потерю воды в засушливых местностях.

▶ Такие растения, как арктический мак, имеют крупные чашевидные цветы, которые движутся вместе с солнцем. Чашка позволяет большему количеству солнечного света фокусироваться на середине цветка; и это тепло помогает ему развиваться быстрее.

▶ Опушённые цветоносы хлопчатника (Eriophorum), пустырника (Pedicularis), эдельвейса и ивы сохраняют теплый воздух, повышая температуру вблизи стеблей на 3-9 °C. Эта способность является важной адаптацией для цветения в районах, где температура воздуха может то и дело приближаться к точке замерзания.

▶ Многие растения дают мало семян, предпочитая размножаться более надёжным вегетативным способом (например, ряд арктических видов вересковых).

▶ Несколько видов производят луковицы, которые развивают корни и побеги, прежде чем отделятся от родительского растения. Кроме того, накопленный в луковице с осени запас питательных веществ позволяет очень быстро развиваться весной.

▶ Многие растения тундры окрашены в красноватые и коричневатые тона, что помогает им лучше прогреваться от солнца.

Животные тундры: примеры адаптации

Животные низинной тундры, по-видимому, жили в Европе уже миллион лет назад, в середине эпохи плейстоцена, а позже мигрировали в Северную Америку по Берингову Сухопутному мосту. В результате этой миграции многие из распространённых арктических животных стали циркумполярными, то есть их ареал обитания опоясывает земной шар в пределах полярной зоны. К таким животным относятся белый медведь (Ursus maritimus), песец (Alopex lagopus), арктический волк (Canis lupus), арктический заяц (Lepus arcticus), арктическая ласка (Mustela), снежная сова (Nyctea scandiaca), несколько видов леммингов (Arvicolinae) и куропаток (Lagopus), а также ряд видов водоплавающих птиц.

▶ Являясь основой рациона для большого количества хищников, мелкие млекопитающие арктической тундры вынуждены быть очень плодовитыми. Знамениты в этом отношении лемминги, численность которых в некоторых регионах достигает пика каждые три-пять лет. Эти зверьки остаются активными всю зиму, живя и размножаясь под снегом, где они питаются корнями трав и осоки.

Популяции хищников, таких как поморники, совы и лисы увеличиваются и уменьшаются вслед за колебанием численности леммингов. Снежные совы просто мигрируют в лесной пояс, когда грызунов становится мало, но популяция лисиц значительно сокращается. С другой стороны, когда наступает пик численности леммингов, и без того небогатая растительность становится скудной, и большое количество леммингов отправляется в миграцию. Вопреки распространённому стереотипу, грызуны вовсе не бегут к морю, желая покончить с собой, а просто ищут новую кормовую базу.

▶ Характерными травоядными животными арктической тундры являются северный олень (в Северной Америке известный как карибу) и овцебык. Эти животные довольно крупные, и размер их тела даёт преимущество: площадь поверхности меньше по сравнению с объемом и, следовательно, тепло рассеивается менее интенсивно. Интересно, что уши у этих животных в разы меньше, чем у других парнокопытных того же размера.

▶ Северные олени вооружены длинными острыми копытами, которые позволяют им не проваливаться в сугробы и копать снег, чтобы доставать из-под него лишайники и траву.

▶ Северный олень показывает необычный пример приспособленности к полярной зиме: каждый год цвет его глаз меняется от жёлтого к тёмно-синему. Длинной полярной ночью органы зрения оленя становятся в сотни раз более чувствительными. Хотя острота зрения снижается, рассеивание коротких волн синего спектра позволяет животным обнаружить движение хищника в почти полной темноте.

▶ Многие тундровые животные (лисы, зайцы, куропатки) зимой переодеваются в белые шубы. Камуфляж помогает как хищнику, так и жертве: хищники могут подкрасться незаметно, а добыча может легко спрятаться в снегу.

▶ Белый медведь носит белое круглый год, но под камуфлирующей шерстью скрывается абсолютно чёрная кожа, которая помогает ему максимально эффективно согреваться от солнца.

▶ Белые медведи обычно не засыпают на зиму, как их бурые родственники, потому что именно зимой у них наступает сытая жизнь: на льду им удобнее охотиться на ластоногих. Исключение – беременная самка, которой приходится жертвовать зимней охотой ради продолжения рода.

▶ Важная адаптация медведей – отложенная беременность или эмбриональная диапауза. Сразу после оплодотворения (это происходит весной) эмбрионы не развиваются. Только во время спячки начинается их активный рост. Медвежата обычно рождаются в ноябре-январе, а в берлоге остаются до февраля-марта.

Приспособленность животных альпийской (горной) тундры

▶ Многие млекопитающие и другие животные, обитающие в альпийских тундрах, не приспособлены к круглогодичной альпийской жизни. Вместо этого они следуют вертикальной миграции, спускаясь в лесную среду зимой и возвращаясь на высоты летом. Такая поведенческая адаптация свойственна для горных баранов (Ovis canadensis), козерогов, серн, многих птиц. За ними следуют хищники.

▶ В отличие от млекопитающих арктической тундры, некоторые обитатели горной тундры впадают в зимнюю спячку – сурки, суслики, грызуны семейства полутушканчиковых.

▶ Другие мелкие млекопитающие, такие как пищухи и полёвки, запасают в своих норах корм, чтобы питаться им зимой.

Адаптации птиц к условиям тундры

▶ Большинство птиц тундры сезонно мигрируют на юг, оставаясь в родных краях только для выведения потомства и линьки.

▶ Одним из исключений является куропатка, которая зимой переходит на вегетарианскую диету: питается почками ивы и другой растительностью, которую удастся отыскать. У куропаток лапки покрыты густыми перьями, которые обеспечивают некоторую изоляцию от зимнего снега и льда.

Насекомые в условиях тундры

Хотя количество видов насекомых в тундре невелико по сравнению с умеренными регионами, те, которые сумели приспособиться, процветают.

▶ Арктические насекомые научились в некоторой степени сопротивляться замерзанию. Некоторые из них, например, комары, накапливают глицерин, который действует как “антифриз” для снижения температуры замерзания.

▶ Многие тундровые насекомые и пауки имеют тёмный окрас, который поглощает больше солнечного света и позволяет этим животным поддерживать более высокую температуру тела.

▶ Некоторые из тундровых видов черных мух и комаров научились обходиться при размножении без крови млекопитающих, в отличие от их родичей из умеренного региона.

В арктических и альпийских тундрах число видов растений и животных обычно невелико по сравнению с другими регионами, при этом число особей одного вида значительно. Пищевые связи довольно просты, и они в большей степени подвержены нарушению, если критически важный вид исчезает или уменьшается в численности. Несмотря на суровость климата, тундра – хрупкая экосистема, и её сохранение является важной задачей для человечества.

Источник