Uzun pantolonlar, ısıtma odaları ve insanların soğuğa dayanıklı hileleri bitkiler tarafından bırakılıyor
Kış gündönümünden sonra daha da soğuktu Bir iki ay. Neyse ki, editör soğuğa direnmek için kalın bir yağı biriktirmek için bütün bir yıl yiyecek kullandı.Sobanın etrafında küçük bir ateş pişirebilir, tatlı bir patates yakabilir ve bir fincan sıcak çay yapabilirseniz, sadece kışın mevcuttur. Rahat.
İnsanlık tarihinde soğukla yüzleşmek başlangıçta o kadar rahat değildir. Milyonlarca yıllık evrimde, insan cildinin ısı yayılımı için ağır kıl sistemini çıkarması gerekir, ancak yer ve yiyecek elde etmek için çeşitli hayvan derileri giymek ve soğuk yerlerde daha kuzeyde veya daha yüksekte savaşmak zorundadır. Tam teşekküllü insanlığın Kuzey ve Güney kutuplarında ve tüm kıtalarda dağların tepesine gerçekten ayak basması, çeşitli teknolojilerin lütfu ile yaklaşık yüz yıl öncesine kadar değildi.
Gentiana depressa ve kar dağı (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Soğukla yüzleşmek insanlar için hala zordur, ancak bitkiler için bu kolay değildir! Güneş ışığı ve besinler için rekabet edebilmek için, birçok bitki yüz milyonlarca yıl önce soğuk bölgelere, Kuzey Kutbu ve Antarktika Halkalarına veya dağlara doğru bir yolculuğa çıktı.
Yeryüzündeki Kuzey ve Güney kutuplarının ve kıtaların birçok dağlık bölgesinde, sıcaklık ve nem koşulları nedeniyle neredeyse pek çok ağaç yaşayamaz.Bunun yerine, çeşitli alçak çalı ve otlardan ve çok sayıda liken ve yosundan oluşan bitki örtüsü, tundra olarak da adlandırılır. Dünya yüzeyinin yaklaşık 25 milyon km²'si, gerçekten dünyanın en soğuk yeri olan kutup tundrası ile kaplıdır.
Kuzey Kutup Dairesi Bitki Örtüsü (Resim kaynağı: https://daac.ornl.gov)
Kutup kıtasının hayatta kalmasına doğru ilerleme sürecinde aşılması gereken ilk zorluk, Düşük sıcaklık, bir taraftan Düşük sıcaklık bitkilerin dokularını dondurur, Öte yandan Bitki fizyolojik metabolizması sürecini engelleyecektir.
Kutup bitkileri için korktukları şey kışın buz ve soğuk değil, yazın düşük sıcaklığın getirdiği unutulmaz duygudur.
Kışın don döneminde bitkiler vücuttaki su içeriğini azaltacak, antifriz proteinini artıracak ve uykuya dalacak ve kış geçecek.
Bahar onların büyüme mevsimi ve hayatta kalma mücadelelerinin başlangıcıdır. Kutup bölgelerindeki günlük ortalama sıcaklık nadiren 13-18 ° C'yi aşar ve genellikle 5-8 ° C arasında gezinir. Örneğin Grönland'ın en sıcak bölgesinde, en sıcak ayın ortalama sıcaklığı hala 10 ° C'nin altındayken, bir yılda sadece 2-6 aylık ortalama sıcaklık 0 ° C'nin üzerindedir. Sık sık ziyaret ettiğimiz soğuk havayla da yüzleşmek zorundayız Bu nedenle, kutup bitkileri için ısınmak ve ısıyı artırmak için her önlem çok önemlidir.Küçük bir sıcaklık artışı bile bitkilerin büyüme mevsimi için zamana karşı yarışta kilit rol oynayabilir. Hayatta kalma ve gelişme canlılığını elde etmek için. Düşük sıcaklığa direnmek için kutup bitkileri bir dizi ilginç ve pratik strateji geliştirdi.
Burada uzarsan hayatta kalamayabilirsin
Çoğu tundra bitkisinin boyu en fazla 6-8 cm'dir ve başlarının üzerindeki soğuk rüzgarın içeri girmesi kolay değildir. Nispeten düşük yüzey mikro habitat, büyüme sürecinin hızlı gelişimini sağlayan nispeten yüksek ve sabit bir sıcaklığa sahiptir.
Bilim adamları Norveç saksafonunu keşfetti xi Fraga oppositifolia'nın hava sıcaklığı 2 metrenin sadece 0,5 üzerindeyken, yüzey sıcaklığı 1 cm'de 3,5'a ulaşabilir. Birkaç çiçeğin tomurcukları arasında sıcaklık 6 ° C'ye ulaşabilir. Bazı araştırmalar, bazı bitkilerin çalılıklarda veya kaya çatlaklarında saklanma gibi çevresel koşulları kullandıklarını ve bu da yerel sıcaklık farklılıklarının yaklaşık 22 ° C'ye ulaşmasına neden olabileceğini bulmuştur.
Norveç saxifrage (Resim kaynağı: Wikipedia)
Alçak yüzeyde Bir yorganın nasıl kapatılacağını bilmek de önemli bir beceridir.
Birçok bitki, çimlenme sırasında uzun yıllar düşmüş eski yapraklarda saklanır, bu da soğuğun bitki büyümesi üzerindeki olumsuz etkilerini büyük ölçüde azaltır. Bazen ani düşük sıcaklıktaki soğuk akıntılarla karşı karşıya kalan buz ve kardan oluşan doğal buz kabuğu, aynı Arctic Eskimoların igloları gibi, aşırı düşük sıcaklıkların etkilerini büyük ölçüde izole edebilen önemli bir yalıtım katmanıdır.
Uzun pantolonlar iyidir, aşırı soğuk bölgelerdeki bitkiler bilir
Pek çok hayvan gibi, pek çok kişi bir araya toplanmışsa, tüyler ve uzun tüylerle kaplıysa, sıcak tutmak şüphesiz iyi bir stratejidir. Bu, kutup bitkilerinde çok yaygındır. Bu tüyler bitkileri sadece soğuk kış boyunca korumakla kalmaz, aynı zamanda çiçek ve meyve gibi önemli üreme organlarının olgunlaşmayı hızlandırmasını ve donarak zarar görmemesini sağlayarak çiçeklenme ve meyve verme döneminde önemli bir rol oynar.
Mat Lithospermum Chionocharis hookeri (Resim kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Saussurea quercifolia (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Bitkiler güneşten sonra koşar, Gibi görünmek
Güneyde, "küçük güneşe" yakın olmak istersiniz
Kutup bitkilerinin çiçeklenme sıcaklığı genellikle büyüme ve gelişme için gerekenden daha yüksektir Bazı türler çiçeklenme için minimum 3-8 ° C sıcaklığa ihtiyaç duyarken, çok sayıda çiçeklenme 5-12 ° C sıcaklık gerektirir. Sıcak güneş ışığını takip edebilmek için bazı bitki yaprakları, çiçeğin yönünü her gün gökyüzünde güneşin konumu ile döndüren bir güneş ocağı gibi ayna şeklini alır.Bu, kutup bitkilerindeki meşhur "güneş ocak" bitkisidir. Çalışmalar, bu yöntemin sıcaklığı yaklaşık 10 ° C kadar etkili bir şekilde artırabildiğini göstermiştir.Daha ünlü Arctic bitkileri arasında Dryas integrifolia ve Papaver radicatum bulunur.
Dağ perisi ve Kutup gelinciği (Resim kaynağı: nargs.org www .dreamstime .com )
Renk kullanmak ayrıca kutup bitkilerinin kaçırmayacağı bir numaradır. Renk koyulaştıkça bazı çiçeklerin sıcaklığı artacaktır.Açık renkli çiçeklerle karşılaştırıldığında bazı koyu renkli çiçekler sıcaklığı 4,2 ° C artıracaktır. Sıcaklıktaki artış, çiçeklerin büyümesini ve gelişmesini hızlandırabilir ve ayrıca tozlaşmanın verimini önemli ölçüde artırabilir ve sıcaklık arayan böcekleri onları tozlaştırmaya teşvik edebilir. Yüksek dağ ortamında, her türlü karanlık ve hatta neredeyse siyaha yakın çiçekler nadir değildir.
Eşsiz lezzet Lamiophlomis rotata Mor Çiçek Yabani Cassia Thermopsis barbata (Resim kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Serada büyüyecek hayatınız yoksa, kendiniz bir sera inşa edin
Sıcaklığı artırmak için renk kullanmanın yanı sıra, sıcaklığı artırmak için petal yapıyı kullanmanın da mükemmel bir yoludur. Kongming fenerleri veya sıcak hava balonları prensibine benzer şekilde, birçok kutuplu alpin bitkisinin yaprakları çan şeklinde bir yapı oluşturur ve ısı, böcekleri ziyarete çekmek için ılık bir fener gibi çiçekte etkin bir şekilde toplanır.
Lilium lophophorum (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Fritillaria delavayi (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
"Gündüz kavurucu sıcaktır ve gece şiddetli kıştır", alçak enlem ve yüksek irtifa kutup ortamının çevresel bir tasviridir.Burada, güneş ışığı radyasyonu abartılı değildir, bu nedenle birçok sera bitkisi yetiştirilir. Sera ortamında doğmayı başaramazsanız, kendiniz bir tane "yaratın".
En ünlü Tahuang Rheum nobile, ortalama 1,5 m yüksekliğiyle sera bitkilerinin bir temsilcisidir. Sarımsı açık sarı yarı saydam tellerle kaplı salkım, seranın yalıtımında rol oynar.İç çiçeklenme sıcaklığı dışarıdakinden yaklaşık 10 ° C daha yüksek olabilir.Bazı böcekleri çekmek, yemek ve hatta aileye geçmek için önemli bir yerdir. Tozlaşması için de geri verdik.
Ta Huang (Resim kaynağı: Xiang Jianying tarafından çekilmiş fotoğraf)
Fedakarlık kısmı, genel durumu koru, Soğukta hayatta kalmak daha önemli
Doğada, rozet benzeri yapı yalnızca geometrik bir güzellik değildir, aynı zamanda bitkilerin çevreyle başa çıkma bilgeliğini de gizler; bu, özellikle bazı xerophytic succulents ve alpin kutup bitkilerinde yaygındır.
Afrika'nın yüksek dağlarında yetişen Senecio Dendrosenecio ve Lobelia Lobelia, büyük rozetlerin ünlü temsilcileridir ve uzun vadeli evrim altında Afrika'nın yüksek dağlarının soğuk iklimine uyum sağlamışlardır. Kuzey Kutbu ve Antarktika'daki alçak tundralı bitkilerden farklı olarak, aşırı düşük sıcaklık ve donmuş toprak gibi faktörlerden rahatsız olmazlar, bitkiler birkaç metre yüksekliğe ulaşabilir.
Geceleri keskin bir şekilde düşen düşük sıcaklık, bu bitkilerin karşılaştığı başlıca sorundur. Devasa rozet yaprakları, lahanaya benzer bir şekil oluşturacak şekilde katlanabilir, bu da kıvrılmış yapraklardaki çiçek tomurcuklarını geceleri düşük sıcaklıktan korur ve hatta bazı türler soğuk havayı daha da izole etmek için geceden sonra yaprakları içe doğru kıvırır. Ayrıca lahananın yapısı bitkinin dış yapısı bozulmuş olsa bile iç sap ve yaprakların dondan korunmasını sağlar. Bu alpin bitki yapraklarından bazıları, düşük sıcaklığa çok duyarlı olan çiçek tomurcuklarını korumak için sıvının özgül ısısının havanınkinden daha yüksek olması ve ısı dağılımının daha yavaş olması özelliğini kullanan viskoz sıvı da salgılar. Bu koruyucu önlemler kapsamında, dış sıcaklık sıfırın altında olsa bile, tesisin iç sıcaklığının 2 ° C'nin üzerine çıkması garanti edilebilir.
Dilsiz Senecio Dendrosenecio keniodendron ve Kenya Lobelia Lobelia keniensis (resim kaynağı www .thenational.ae it.wikipedia.org)
Çevreyi kullanabilmek güzel ama soğuktan kurtulmak için iyi yaşayabilir misin?
Kutup harikalar diyarının güzelliğinde yaşayabilen bitkiler için, yüksek mukavemetli "harici güç" setlerine ek olarak, sade, pratik ve etkili "iç güce" de ihtiyaçları vardır.
Androsace spinulifera (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Kutup bitkileri vücuttaki yüksek ozmotik basıncı ayarlarlar ve kalsiyum iyonları hızlı soğuma sırasında düşük sıcaklığın neden olduğu hasara direnmek için hızlı bir şekilde hücre özsuyuna karışır.Örneğin, söğüt orkide Epilobium latifolium çiçeklenme döneminde aniden eksi 3 temperature gibi düşük bir sıcaklıkla karşılaşacak, ancak olmayacak Daha sonra güvenli ve sağlamdı. Bazı arktik çalı türleri, büyüme döneminde eksi 8 ° C'lik düşük sıcaklığı tolere edebilir.
Liken bitkileri, vücuttaki antifriz proteini ve ozmotik basınç kontrolünü düzenleyerek düşük sıcaklıklarda soğuktan korunma ve fizyolojik ve biyokimyasal aktiviteleri çözebilir. Örneğin, yaprak şeklindeki bazı likenler% 50'ye kadar dehidre edilebilir ve yine de verimli bir şekilde solunumu gerçekleştirebilir ve bazıları düşük ışık koşullarında fotosentez yapabilir.
Kutup tundra bölgesinde, birkaç yıllık bitki vardır ve daha çok yıllık çok yıllık otlar ve düşük çalılar vardır. Yıllık bitkiler ay ışığı kabilesinin yaşam tarzına benzer, aşırı zorlu yerlere uygun değildir.Enerji ve kaynakların depolanması ve birikmesi yoktur.Çiçek ve meyvelerin birkaç ay içinde bitirilmesi gerekir ki bu da yıllık bitkiler için çok zor.
Çok yıllık bitkiler rizomlarda nasıl enerji depolayacaklarını ve biriktireceklerini bilirler ve büyük enerji depolama organizasyonları oluştururlar.Besinlerin birikme döngüsü birkaç yıl kadar uzun olabilir, bu da çiçeklenme ve meyve verme ve uzun kış günleri için yeterli kaynak sağlar.
Cassiope selaginoides, hayatın yüksek dağlık alanlarında yaprak dökmeyen bir cüce çalı (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Likenler aynı zamanda alçak enlem yüksek dağlarda da öncü ve öncüdür.Yüksek irtifa soğuk, kuru ve kuvvetli radyasyon ortamlarında Squamarina, Lecanora, Gypsoplaca gibi bazı likenler, Kırmızı tabak, Thamnolia ve Lethariella'nın Ophioparma'sı hala 6000 metreden daha yüksek bir rakımda görülebilir.
Kırmızı göbek pulu Rhizoplaca chrysoleuca (Resim kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Aşırı soğuk ve kurak ortama uyum sağlamak için büyüme hızı çok yavaştır, biraz daha hızlı olan Cladonia stellaris yılda 3,4 mm büyür ve daha yavaş olanlar Kuzey Kanada'daki Büyük Köle Gölü'nde büyüyen Rhizocarpon'dur. Geographicum'un yıllık ortalama büyüme oranı sadece 0.15 mm.Kutup bölgelerinde vahşi doğada avuç içi büyüklüğünde bir liken görürseniz, bu binlerce yıllık olabilir.
Cladonia stellaris (Resim kaynağı: https://mapio.net)
Rhizocarpon geographicum Chrysothrix (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
5.000 metre yükseklikte Red Snow Tea-Lethariella flexuosa (Resim kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Kuzey Kutup Dairesi'nde büyüyen bitkiler, yetersiz güneş ışığı radyasyonu zorluğuyla yüzleşmek zorundadır. 75 derece kuzey enleminin üzerindeki bölgelerde, neredeyse hiç güneş almayan 3 ayı vardır. Bu tesisleri çeşitli daha verimli kaynak kullanım tekniklerini geliştirmeye zorlamak. Örneğin, bazı Arktik bitkileri, benzer alp bitkilerinden daha yüksek bir klorofil oranına sahiptir ve büyüme döneminde daha yüksek solunum ve fotosentez oranları gerçekleştirebilir ve depolamak için enerjiyi hızla şeker ve yağa dönüştürebilir. Bazı pamuk otları, bir kısmı fotosenteze katılmak için yeniden kullanılabilen içi boş saplar aracılığıyla büyük miktarda karbondioksit depolayabilir, bu da enerji kullanım verimliliğini artırır ve bazı otların tundrada hızla büyümesine ve avantaj elde etmesine olanak tanır. (Not: Antarktika'dan bahsetmiyorum çünkü Antarktika'da sadece iki damarlı bitki var)
Antarktika turuncu liken manzarası (Resim kaynağı: www .westarctica.wiki)
Çiçekler neden bu kadar güzel? Çiçek bir zevktir
Kutup bitkilerinin kendileri ne kadar uyumlu olurlarsa olsunlar ve kutup bölgelerinde ne kadar harika yaşarlarsa yaşasınlar, yalnızca gelişme yeteneğine sahip olanlar gerçekten bir yer edinebilirler.
Kısa yaz sadece 4-6 aydır, büyüme, çiçeklenme ve meyve misyonunu tamamlamaları gerekir. Çiçek açmaları için kalan süre kısa ve meşgul ve ayrıca herkesin aynı anda çiçek açması ve sınırlı tozlayıcılar için rekabet etmesi sorunuyla da karşılaşabilirler. Sadece birkaç ay içinde bu böceklerin dikkatini ve beğenisini kazanmak için ayı zirveleri, güveler, kelebekler, sivrisinekler ve sinekler gibi az sayıdaki tozlayıcı için yarıştık ve birçok bitki kendi lehine böcekler gibi parlak renklerle güzelliği oluşturdu. Muhteşem çiçek denizi, bu fenomen özellikle zengin su ve gübre koşullarının olduğu ıslak ortamda belirgindir.
Alp sulak alanında bir çuha çiçeği denizi (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Tozlaşan böcek savaşında, böceklerin dikkatini çekmek için çiçeklerin genellikle daha uzun ve daha büyük olması gerekir.Bu nedenle, birçok kutup bitkisi çiçeklenmeye aşırı bir şekilde harcar ve çiçek desenleri genellikle çok uzaktadır. Kendi fabrikasının büyüklüğünü aşıyor. Her bir çiçeğin tozlayıcıların beğenisini çekip çekemeyeceğini bilmiyoruz, ancak bu bir doğa mucizesi ve insanlığa bırakılan en güzel doğal armağanlardan biridir.
Primula bella ve Meconopsis racemose (fotoğraf kaynağı: Shangguan Fazhi'nin fotoğrafı)
Sıcak ve nemli tropikal ve subtropikal bölgeler, bitkilerin hayatta kalması ve üremesi için bir cennet gibi görünse de, aynı zamanda son derece rekabetçi hayatta kalma savaş alanlarıdır.Bazı bitkiler, son derece soğuk yerler gibi pek de dostça olmayan yaşam alanlarına göz atmak zorundadır. En azından çok fazla rakip yok, sadece soğuk ve zorlu yaşam koşullarıyla yüzleşmek için bir strateji bulun.
Hayat asla kolay değildir, ancak şartlar yaratmanın koşulları yoktur, hayat böyle bir cesarete sahiptir.
(Çin Bilimler Akademisi, Kunming Botanik Enstitüsü'nden Wang Lisong ve Wang Xinyu'ya likenler hakkındaki tespitleri ve danışmaları için özel teşekkürler)
Referanslar:
Yang Yang, Sun Hang Alpin ve kutup bitkilerinin fonksiyonel ekolojisindeki araştırma ilerlemesi Bitki Taksonomisi ve Kaynakları Dergisi, 2006, 28 (1): 43-53.
L.C. Bliss. Arktik ve Alp Bitkilerinin Çevre Koşullarına Uyarlamaları. Arctic, 1962, 15 (2): 117- 144 .
Bliss, C L. Arktik ve Alpin Bitki Yaşam Döngüleri.Ekoloji ve Sistematiğin Yıllık İncelemesi, 1971, 2 (1): 405-438.
Johnson P L. Arktik Bitkiler, Ekosistemler ve Stratejiler.Arctic, 1969, 22 (3): 341-355.
Weiser C J. Odunsu Bitkilerde Soğuk Direnci ve Yaralanma Science, 1970, 169 (3952): 1269-78.
Kevan P G. Yüksek Arktik Çiçeklerinde Böcek Tozlaşması.Ekoloji Dergisi, 1972, 60 (3): 831-847.
Pearce R S. Soğuğa alışmanın moleküler analizi Bitki Büyüme Yönetmeliği, 199 9, 29 (1-2): 47-76.
Archibold O W. Dünya Bitki Örtüsünün Ekolojisi .. 199 5, 83 (4): 73 5.
Kaynak: Bilimler Akademisi
Düzenleme: fengyao
