Op plaatsen waar energie en hulpbronnen schaars zijn, moeten organismen manieren vinden om te concurreren of energie te behouden om te overleven. Energie in een ecosysteem bestaat in verschillende vormen, inclusief warmte- en lichtenergie van de zon; chemische energie in moleculen, zoals suikers, vetten, eiwitten en koolhydraten; warmte afgegeven door organismen tijdens het metabolisme en verloren aan het milieu; en kinetische of bewegingsenergie. Energie besparen in een ecosysteem kan een verscheidenheid aan strategieën van organismen omvatten, waaronder het minimaliseren van het verlies van warmte, het opslaan van chemische energie, het maximaliseren van de verzameling zonne-energie en het beperken van beweging.

Tundra Geografie

De arctische toendra ligt in gebieden net ten zuiden van de noordpool en ten noorden van de taiga of boreale bossen, meestal tussen de breedtegraden van 55 en 70 graden noord. Sommige toendra-achtige plaatsen bestaan ​​ook in de buurt van Antarctica, hoewel ze altijd met sneeuw of ijs bedekt zijn en geen echte toendra. Vanwege de kanteling van de aarde ligt de zon laag aan de horizon en moeten de stralen door meer atmosfeer reizen voordat ze de toendra bereiken, waardoor de totale zonne-energie wordt verminderd. De zomers in de Arctische toendra zijn kort - slechts 50 tot 60 dagen - maar rond de zonnewende schijnt de zon 24 uur of bijna 24 uur per dag. Op dat moment kan de toendra evenveel zonne-energie ontvangen als sommige tropische gebieden. De winter sleept echter lang en donker door, en dagen gaan voorbij met bijna geen zon, of de zon komt een paar uur net boven de horizon.

Toendra Klimaat

Vanwege de lage zonne-energie straling en aardrijkskunde, de toendra is extreem koud in de winter (gemiddeld -30 graden F) en heeft de neiging om relatief koel te zijn (37 tot 54 graden F) in de zomer. Neerslag is laag - slechts 4 tot 10 inches per jaar - en valt meestal als sneeuw of ijs. Een permanent bevroren sublaag van de bodem genaamd permafrost maakt drainage slecht, en koude temperaturen vertragen verdamping en ontbinding, dus veel van de beschikbare energie en voedingsstoffen in de toendra bestaan ​​in dode organische materie. Tijdens de zomer dooien, venen verschijnen, en een overvloed aan bloeiende planten, zwermen insecten en miljoenen vogels profiteren van de vluchtige periode van warmte om voedsel op te slaan. Voordat de winter terugkeert, trekken enkele vogels en zoogdieren naar het zuiden, maar anderen blijven de duisternis en ijskoude temperaturen overleven.

Behoud van energie in toendra-vegetatie

Toendraplanten en andere vegetatie hebben een aantal aanpassingen tegen de kou, wind en lage zonne-energie. Ze zijn meestal klein en groeien laag om warmte van de grond te krijgen, zoals korstmossen en mossen; ze zijn donker van kleur - soms rood - om beter zonlicht te absorberen; ze concentreren veel van hun biomassa en voedselopslag in ondergrondse wortels, waar het warmer is; ze kunnen fotosynthetiseren of de energie van de zon benutten bij lage temperaturen en weinig licht; sommigen, waaronder arctische wilgen, hebben bladeren die bedekt zijn met "haar" om in de val te lopen; en ze kunnen groeien in bosjes of matten om zichzelf te beschermen tegen wind en kou, zoals getufte steenbolk. De meeste toendraplanten zijn vaste planten in plaats van eenjarige planten en houden hun bladeren de winter in om energie te besparen; en sommigen hebben schotelvormige bloemen die het pad van de zon volgen en de zonne-energie concentreren. Toendra-planten versnellen ook het reproductieproces door te ontluiken of te delen in plaats van seksueel te reproduceren, wat meer tijd- en energieverbruikende zaadproductie zou inhouden. Bovendien helpt toendrasneeuw om planten te isoleren tegen de kou en de wind.

Behoud van energie in toendra-dieren

Veel toendra-dieren behouden hun lichaamsenergie door warmte te besparen. Lemmings en beren, bijvoorbeeld, zijn kort en gedrongen met korte staarten, oren en ledematen; een lage oppervlakte-volume verhouding betekent dat er minder warmte uit het lichaam ontsnapt. Toendra zoogdieren en sommige vogels hebben ook dikke pels of veren, meerdere lagen bont, waterdichte jassen of veren en /of veren of pels aan de onderkant van hun voeten om warm te blijven. De poolvos wikkelt zijn borstelige staart om zich heen als een deken wanneer hij slaapt, en grizzly en ijsberen hebben een dikke laag vet of blubber onder hun huid, die ze tijdens de korte zomers hard ophopen door zich op te hopen. Veel toendra-dieren zijn donker van kleur om de energie van de zon te absorberen, hoewel sommige in de winter wit kleuren om roofdieren beter te ontwijken. Interessant is dat ijsbeerbont en -huid eigenlijk niet wit zijn. De vacht - die hol is en goed isoleert - is helder, reflecteert wit licht maar laat in de meeste zonlicht, dat wordt geabsorbeerd door de zwarte huid. In de winter zorgen grizzlyberen en arctische grondeekhoorns voor energiebeheersing door tot zes tot acht maanden slapen in de holen, kariboes verlagen hun metabolisme, muskusossen beperken hun activiteit en muggen vervangen de vloeistoffen in hun lichaam met een natuurlijk soort antivries glycerol om te bevriezen.