Stwórz swój motyw
1
Jak przeżyć na pustyni?
Napisany przez Dark_Raptor
,
w
Flora
12 marca 2012
·
11 141 wyświetleń
,
w
Flora
12 marca 2012
·
11 141 wyświetleń
ekstremalne warunki klimat pustynia kaktusy kamienie
Pustynie stanowią poważne wyzwanie, zarówno dla życia roślin jak i zwierząt. Czynniki z którymi muszą się zmierzyć wszystkie rośliny to między innymi:
Komórki roślinne nie mogą prawidłowo funkcjonować w zmieniających się w bardzo szerokim zakresie warunkach środowiska. Dlatego każdy organizm posiada mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie względnie stałych warunków wewnętrznych wobec zmieniających się warunków zewnętrznych. Jest to tzw. homeostaza. Zakres zmienności warunków środowiska, w jakich organizm może żyć to zakres tolerancji, wyznaczony przez największe i najmniejsze wartości czynnika środowiska. Organizmy czują się najlepiej w optymalnych warunkach i na ogół ich rozmnażanie jest możliwe blisko tzw. optimum. Zależność wielkości populacji od czynników środowiska obejmuje strefę tolerancji, w której organizmy rozwijają się bujnie. Niektóre wyspecjalizowane gatunki rozwijają się lepiej w strefie stresu lub na obszarach marginalnych strefy tolerancji, ponieważ nie muszą konkurować tam o utrzymanie się przy życiu z innymi gatunkami „przeludnionej” strefy warunków optymalnych. Zarówno zwierzęta, jak i rośliny wykształciły szereg adaptacji - dziedzicznych cech przystosowawczych (behawioralnych, morfologicznych, anatomicznych, fizjologicznych) organizmów w danej populacji, w zmieniających się warunkach środowiska. W wyniku działania doboru naturalnego w procesie ewolucji wzrasta przystosowanie (adaptacja).
Wszystkie rośliny posiadają przystosowania, które pozwalają im na przetrwanie długich okresów suszy. Rośliny efemeryczne trwają wtedy w uśpieniu. Mogą być nimi rośliny jednoroczne, spędzające niesprzyjający czas w postaci nasion, które po deszczu bardzo szybko kiełkują, przechodzą pełny cykl rozwojowy i wydają nowe nasiona (efemerydy) albo też rośliny trwałe - wieloletnie. Te ostatnie przeżywają w postaci znajdujących się pod ziemią organów przetrwalnych: bulw, cebul, kłączy, z których po deszczu rozwijają się części nadziemne (efemeroidy). Kserofity to rośliny trwałe przeważnie krzewinki lub kolczaste, niskie krzewy oraz drzewa, ale także np. turzyce. Charakteryzuje je szereg przystosowań przeciwdziałających nadmiernej transpiracji: drobne, zredukowane liście, kutynizacja epidermy, zagłębienie aparatów szparkowych, zrzucanie liści w okresie suszy. Rozległe systemy korzeniowe tych roślin sięgają głęboko w podłoże. Sukulenty to rośliny trwałe, dostosowane do środowisk ubogich w wodę, ale nie będące właściwymi kserofitami. Pobierają one podczas deszczu wodę, którą magazynują w specjalnej tkance miękiszowej znajdującej się w liściach (np. agawy, aloesy, rozchodniki) lub łodygach (np. kaktusy, wilczomlecze). Halofity to rośliny trwałe zasolonych środowisk, które mają pewne właściwości sukulentów (gromadzenie wody w tkankach) lub kserofitów. Poza tym na pustyniach mogą występować mchy, porosty, glony i sinice. Brak wody jest przyczyną przerzedzania się okrywy roślinnej. Powolniejszy wzrost wymaga mniejszych nakładów energetycznych.
Welwitschia absorbuje wilgoć nocnych mgieł oraz pochłania krople rosy za pomocą liści osiągających nawet 18m długości. Woda jest przewodzona naczyniami do pnia i korzenia. Saksauł (Haloxylon sp.) posiada tylko pędy, zaś liście są zredukowane do łusek. Roślina ta potrafi również odrzucać część swoich młodych pędów, co ogranicza transpirację. Wilczomlecze zaś mają małe, krótko żyjące, grube liście zrzucane w porach największych susz.
Na Saharze występuje trawa Aristida pungens, której liście zwinięte są w rynienkę (swoista rynna deszczowa) skupiającą wodę w pobliżu korzeni. Podobną strategię stosuje rabarbar pustynny (Rheum palaestinum). Yukka posiada rozetę, która działa jak tunel kierujący wodę w okolice korzeni.
Rośliny nie mogą w celach obronnych schować liści, gdyż biorą one udział w fotosyntezie podczas której roślina musi mieć dostęp do światła. Żywe kamienie osiągają średnicę kilku centymetrów i rosną tuż przy ziemi upodabniając się kształtem i kolorem (zielone, niebieskie, żółte, pomarańczowe, brązowe, białe) do otaczających kamieni. Jest to forma zabezpieczenia ich przed wzrokiem roślinożerców. Czerwonawe obwódki otaczające czubek liścia zawierają ochronny pigment, który chroni roślinę przez nadmiernym promieniowaniem UV. Ich dwa liście są magazynem wody, a ich walcowaty kształt oraz niewielka powierzchnia w stosunku do objętości zmniejsza parowanie do minimum. Promienie słońca przenikają przez bezbarwne okienka na powierzchni liścia, a później przez warstwę przeźroczystych komórek do pokładów chlorofilu, który jest rozmieszczony po bokach i na spodzie liścia.
Niektóre rośliny chroniąc się przed bezpośrednim nasłonecznieniem wytworzyło kutner – gęste, poplątane włoski okrywające całą roślinę lub tylko niektóre jej części (liście, łodygę i owoce). Zadaniem kutneru jest także ochrona rośliny przed zimnem, nadmiernym parowaniem i wysuszającym wiatrem. Kutner silnie rozprasza światło, dlatego części roślin pokryte kutnerem są matowe, często przybierają srebrzyste lub szare zabarwienie, np. u Encelia farinosa. Z kolei Simmondsia ustawia liście krawędzią blaszki równolegle do padania promieni słonecznych, co zmniejsza ich ekspozycję i zapobiega przegrzaniu. Owalny kształt łodyg również nie sprzyja pochłanianiu promieni słonecznych, a harmonijkowata łodyga chroni roślinę przed rozerwaniem tkanek.
Kaktusy gromadzą wodę w miękiszu wodnym grubych łodyg. Kaktus kolumnowy z rodzaju Cereus, osiągający wysokość do 15m, może zmagazynować 3000 litrów wody. Rośliny wilczomleczowate (Euphorbia sp.) w łodygach posiadają lepki sok mleczny odporny na parowanie.
Drzewo kołczanowe (Aloe dichotoma) to gatunek aloesu posiadający grube, mięsiste liście ustawione w rozetach na grubych konarach na wysokości 7m nad ziemią. Jest to sposób na uniknięcie skwaru tuż przy powierzchni gleby. Konary są również pokryte białym „proszkiem”, który odbija promienie słoneczne i pomaga w obniżeniu temperatury. Kiedy jest zbyt gorąco roślina redukuje liczbę aparatów szparkowych – jedynej możliwej drogi transpiracji. Konar kurczy się u podstawy rozety, zrzuca liście i odpada. Rana po pewnym czasie zostaje zasklepiona, a amputowane konary nie wypuszczają nowych liści, gdyż utraciły pączki szczytowe. Pozostałe rozety zapewniają wystarczającą ilość wody by roślina mogła przeżyć.
Głównym źródłem wody dla roślin jest woda zawarta w glebie. Korzenie mogą pobierać wodę, która podsiąka kapilarnie lub docierając do wód gruntowych. Prosopis sp. posiada korzenie zagłębiające się nawet na 24m. Podobnie czynią niektóre akacje. Wiele roślin korzysta z krótkich i intensywnych opadów atmosferycznych przez płytki i rozległy system korzeniowy. Czynią tak trawy, turzyce, czy niektóre kaktusy.
Przystosowaniem roślin do życia na pustyni jest także nietypowy sposób kiełkowania nasion i wzrostu siewek. Najczęściej czynnikiem pobudzającym nasiona do skiełkowania jest przedłużone zawilgocenie. Zabezpiecza je to przed rozwijaniem się po krótkotrwałym deszczu, nie dającym szans na zamknięcie cyklu życiowego. Większość przypołudnikowatych nie rozsiewa nasion po okresie kwitnienia, ale pozostawia je w torebkach. Woda powoduje pęcznienie torebek i ich otwarcie. Lecz nawet w tym momencie nasiona nie kiełkują (czekają na kolejny deszcz). Niewielka natomiast część nasion znajduje się w zamkniętych torebkach nawet mimo intensywnych, długotrwałych opadów. Zostają one uwolnione po miesiącach, czy latach, gdy rozłoży się sama torebka. Wtedy mają takie same szanse przeżycia jak inne nasiona zagrzebane w piasku. Jest to forma „depozytu” pozwalająca roślinie na przetrwanie kilku niesprzyjających sezonów.
Wiesiołek czworokątny rośnie na piaszczystych wydmach, jednakże gdy wiatr wywiewa piasek spod korzeni roślina więdnie. Korzenie usychają i wyginają się ku górze, powstaje kula. Wiatr porywa ją i toczy po piasku przez wiele dni. Gdy trafia w miejsce osłonięte od wiatru z torebek nasiennych wysypują się nasiona, które mogą wykiełkować.
Na pustyniach trzeba stawić czoła nie tylko trudnym warunkom, ale i innym mieszkańcom tych rejonów. Najbardziej znaną obroną są kolce, które u wielu kaktusów tworzą grubą okrywę. Chroni ona roślinę nie tylko przed roślinożercami, ale również dzięki uwięzionemu pomiędzy kolcami powietrzu, stanowi warstwę izolacyjną przed niskimi temperaturami w nocy. Mleczko roślin wilczomleczowatych może być trujące, co również działa zniechęcająco na zwierzęta.
Wrogami roślin mogą być też inne rośliny. Równomierne rozmieszczenie krzewów Larrea mexicana oraz Chenopodium sp. jest wynikiem allelopatii (produkowania substancji toksycznych hamujących wzrost w ich bezpośrednim sąsiedztwie), która ogranicza konkurencję międzygatunkową i wewnątrzgatunkową. Rośliny pasożytnicze, nazywane także parazytofitami, to takie okrytonasienne rośliny kwiatowe, które za pomocą specjalnego organu absorpcyjnego (ssawki), przytwierdzają się do innej rośliny. Jest to zróżnicowana grupa roślin, których wzrost zależy całkowicie lub częściowo od składników pokarmowych dostarczanych przez ssawkę z rośliny gospodarza. Żyjąca w Australii nujcja (Nuytsia sp.) podkrada wodę sąsiadującym roślinom wnikając do tkanki przewodzącej żywiciela.
- skrajne dobowe amplitudy temperatury (na Saharze zanotowano rekordowe wahania temperatury: 550C w dzień i -3,30C w nocy).
- brak lub ograniczony dostęp do wody, gleba silnie przepuszczalna
- ograniczone zasoby mineralne
- silny wiatr
- promieniowanie UV, brak cienia
- działalność roślinożerców
- konkurencja ze strony innych organizmów
Komórki roślinne nie mogą prawidłowo funkcjonować w zmieniających się w bardzo szerokim zakresie warunkach środowiska. Dlatego każdy organizm posiada mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie względnie stałych warunków wewnętrznych wobec zmieniających się warunków zewnętrznych. Jest to tzw. homeostaza. Zakres zmienności warunków środowiska, w jakich organizm może żyć to zakres tolerancji, wyznaczony przez największe i najmniejsze wartości czynnika środowiska. Organizmy czują się najlepiej w optymalnych warunkach i na ogół ich rozmnażanie jest możliwe blisko tzw. optimum. Zależność wielkości populacji od czynników środowiska obejmuje strefę tolerancji, w której organizmy rozwijają się bujnie. Niektóre wyspecjalizowane gatunki rozwijają się lepiej w strefie stresu lub na obszarach marginalnych strefy tolerancji, ponieważ nie muszą konkurować tam o utrzymanie się przy życiu z innymi gatunkami „przeludnionej” strefy warunków optymalnych. Zarówno zwierzęta, jak i rośliny wykształciły szereg adaptacji - dziedzicznych cech przystosowawczych (behawioralnych, morfologicznych, anatomicznych, fizjologicznych) organizmów w danej populacji, w zmieniających się warunkach środowiska. W wyniku działania doboru naturalnego w procesie ewolucji wzrasta przystosowanie (adaptacja).
Wszystkie rośliny posiadają przystosowania, które pozwalają im na przetrwanie długich okresów suszy. Rośliny efemeryczne trwają wtedy w uśpieniu. Mogą być nimi rośliny jednoroczne, spędzające niesprzyjający czas w postaci nasion, które po deszczu bardzo szybko kiełkują, przechodzą pełny cykl rozwojowy i wydają nowe nasiona (efemerydy) albo też rośliny trwałe - wieloletnie. Te ostatnie przeżywają w postaci znajdujących się pod ziemią organów przetrwalnych: bulw, cebul, kłączy, z których po deszczu rozwijają się części nadziemne (efemeroidy). Kserofity to rośliny trwałe przeważnie krzewinki lub kolczaste, niskie krzewy oraz drzewa, ale także np. turzyce. Charakteryzuje je szereg przystosowań przeciwdziałających nadmiernej transpiracji: drobne, zredukowane liście, kutynizacja epidermy, zagłębienie aparatów szparkowych, zrzucanie liści w okresie suszy. Rozległe systemy korzeniowe tych roślin sięgają głęboko w podłoże. Sukulenty to rośliny trwałe, dostosowane do środowisk ubogich w wodę, ale nie będące właściwymi kserofitami. Pobierają one podczas deszczu wodę, którą magazynują w specjalnej tkance miękiszowej znajdującej się w liściach (np. agawy, aloesy, rozchodniki) lub łodygach (np. kaktusy, wilczomlecze). Halofity to rośliny trwałe zasolonych środowisk, które mają pewne właściwości sukulentów (gromadzenie wody w tkankach) lub kserofitów. Poza tym na pustyniach mogą występować mchy, porosty, glony i sinice. Brak wody jest przyczyną przerzedzania się okrywy roślinnej. Powolniejszy wzrost wymaga mniejszych nakładów energetycznych.
Welwitschia absorbuje wilgoć nocnych mgieł oraz pochłania krople rosy za pomocą liści osiągających nawet 18m długości. Woda jest przewodzona naczyniami do pnia i korzenia. Saksauł (Haloxylon sp.) posiada tylko pędy, zaś liście są zredukowane do łusek. Roślina ta potrafi również odrzucać część swoich młodych pędów, co ogranicza transpirację. Wilczomlecze zaś mają małe, krótko żyjące, grube liście zrzucane w porach największych susz.
Na Saharze występuje trawa Aristida pungens, której liście zwinięte są w rynienkę (swoista rynna deszczowa) skupiającą wodę w pobliżu korzeni. Podobną strategię stosuje rabarbar pustynny (Rheum palaestinum). Yukka posiada rozetę, która działa jak tunel kierujący wodę w okolice korzeni.
Rośliny nie mogą w celach obronnych schować liści, gdyż biorą one udział w fotosyntezie podczas której roślina musi mieć dostęp do światła. Żywe kamienie osiągają średnicę kilku centymetrów i rosną tuż przy ziemi upodabniając się kształtem i kolorem (zielone, niebieskie, żółte, pomarańczowe, brązowe, białe) do otaczających kamieni. Jest to forma zabezpieczenia ich przed wzrokiem roślinożerców. Czerwonawe obwódki otaczające czubek liścia zawierają ochronny pigment, który chroni roślinę przez nadmiernym promieniowaniem UV. Ich dwa liście są magazynem wody, a ich walcowaty kształt oraz niewielka powierzchnia w stosunku do objętości zmniejsza parowanie do minimum. Promienie słońca przenikają przez bezbarwne okienka na powierzchni liścia, a później przez warstwę przeźroczystych komórek do pokładów chlorofilu, który jest rozmieszczony po bokach i na spodzie liścia.
Niektóre rośliny chroniąc się przed bezpośrednim nasłonecznieniem wytworzyło kutner – gęste, poplątane włoski okrywające całą roślinę lub tylko niektóre jej części (liście, łodygę i owoce). Zadaniem kutneru jest także ochrona rośliny przed zimnem, nadmiernym parowaniem i wysuszającym wiatrem. Kutner silnie rozprasza światło, dlatego części roślin pokryte kutnerem są matowe, często przybierają srebrzyste lub szare zabarwienie, np. u Encelia farinosa. Z kolei Simmondsia ustawia liście krawędzią blaszki równolegle do padania promieni słonecznych, co zmniejsza ich ekspozycję i zapobiega przegrzaniu. Owalny kształt łodyg również nie sprzyja pochłanianiu promieni słonecznych, a harmonijkowata łodyga chroni roślinę przed rozerwaniem tkanek.
Kaktusy gromadzą wodę w miękiszu wodnym grubych łodyg. Kaktus kolumnowy z rodzaju Cereus, osiągający wysokość do 15m, może zmagazynować 3000 litrów wody. Rośliny wilczomleczowate (Euphorbia sp.) w łodygach posiadają lepki sok mleczny odporny na parowanie.
Drzewo kołczanowe (Aloe dichotoma) to gatunek aloesu posiadający grube, mięsiste liście ustawione w rozetach na grubych konarach na wysokości 7m nad ziemią. Jest to sposób na uniknięcie skwaru tuż przy powierzchni gleby. Konary są również pokryte białym „proszkiem”, który odbija promienie słoneczne i pomaga w obniżeniu temperatury. Kiedy jest zbyt gorąco roślina redukuje liczbę aparatów szparkowych – jedynej możliwej drogi transpiracji. Konar kurczy się u podstawy rozety, zrzuca liście i odpada. Rana po pewnym czasie zostaje zasklepiona, a amputowane konary nie wypuszczają nowych liści, gdyż utraciły pączki szczytowe. Pozostałe rozety zapewniają wystarczającą ilość wody by roślina mogła przeżyć.
Głównym źródłem wody dla roślin jest woda zawarta w glebie. Korzenie mogą pobierać wodę, która podsiąka kapilarnie lub docierając do wód gruntowych. Prosopis sp. posiada korzenie zagłębiające się nawet na 24m. Podobnie czynią niektóre akacje. Wiele roślin korzysta z krótkich i intensywnych opadów atmosferycznych przez płytki i rozległy system korzeniowy. Czynią tak trawy, turzyce, czy niektóre kaktusy.
Przystosowaniem roślin do życia na pustyni jest także nietypowy sposób kiełkowania nasion i wzrostu siewek. Najczęściej czynnikiem pobudzającym nasiona do skiełkowania jest przedłużone zawilgocenie. Zabezpiecza je to przed rozwijaniem się po krótkotrwałym deszczu, nie dającym szans na zamknięcie cyklu życiowego. Większość przypołudnikowatych nie rozsiewa nasion po okresie kwitnienia, ale pozostawia je w torebkach. Woda powoduje pęcznienie torebek i ich otwarcie. Lecz nawet w tym momencie nasiona nie kiełkują (czekają na kolejny deszcz). Niewielka natomiast część nasion znajduje się w zamkniętych torebkach nawet mimo intensywnych, długotrwałych opadów. Zostają one uwolnione po miesiącach, czy latach, gdy rozłoży się sama torebka. Wtedy mają takie same szanse przeżycia jak inne nasiona zagrzebane w piasku. Jest to forma „depozytu” pozwalająca roślinie na przetrwanie kilku niesprzyjających sezonów.
Wiesiołek czworokątny rośnie na piaszczystych wydmach, jednakże gdy wiatr wywiewa piasek spod korzeni roślina więdnie. Korzenie usychają i wyginają się ku górze, powstaje kula. Wiatr porywa ją i toczy po piasku przez wiele dni. Gdy trafia w miejsce osłonięte od wiatru z torebek nasiennych wysypują się nasiona, które mogą wykiełkować.
Na pustyniach trzeba stawić czoła nie tylko trudnym warunkom, ale i innym mieszkańcom tych rejonów. Najbardziej znaną obroną są kolce, które u wielu kaktusów tworzą grubą okrywę. Chroni ona roślinę nie tylko przed roślinożercami, ale również dzięki uwięzionemu pomiędzy kolcami powietrzu, stanowi warstwę izolacyjną przed niskimi temperaturami w nocy. Mleczko roślin wilczomleczowatych może być trujące, co również działa zniechęcająco na zwierzęta.
Wrogami roślin mogą być też inne rośliny. Równomierne rozmieszczenie krzewów Larrea mexicana oraz Chenopodium sp. jest wynikiem allelopatii (produkowania substancji toksycznych hamujących wzrost w ich bezpośrednim sąsiedztwie), która ogranicza konkurencję międzygatunkową i wewnątrzgatunkową. Rośliny pasożytnicze, nazywane także parazytofitami, to takie okrytonasienne rośliny kwiatowe, które za pomocą specjalnego organu absorpcyjnego (ssawki), przytwierdzają się do innej rośliny. Jest to zróżnicowana grupa roślin, których wzrost zależy całkowicie lub częściowo od składników pokarmowych dostarczanych przez ssawkę z rośliny gospodarza. Żyjąca w Australii nujcja (Nuytsia sp.) podkrada wodę sąsiadującym roślinom wnikając do tkanki przewodzącej żywiciela.
