lipiec 21, 2021
jak rośliny radzą sobie z klimatem pustynnym
rośliny pustynne wyglądają bardzo różnie od roślin pochodzących z innych regionów. Często są spuchnięte, kolczaste i mają małe liście, które rzadko są jasnozielone. Ich dziwny wygląd jest wynikiem ich niezwykłych adaptacji do wyzwań klimatu pustynnego. Suchość jest jedynym czynnikiem, który definiuje pustynię i jest podstawowym ograniczeniem, do którego organizmy pustynne muszą się przystosować.
małe liście na tym różowym Fairy duster są przykładami zmniejszonej powierzchni liści, dzięki czemu roślina jest bardziej wydajna pod względem wody.
rośliny pustynne opracowały trzy główne strategie adaptacyjne: soczystość, tolerancja na suszę i unikanie suszy. Każda z nich jest innym, ale skutecznym zestawem adaptacji do prosperowania w warunkach, które zabiłyby rośliny z innych regionów.
Sukulencja
soczyste rośliny przechowują wodę w mięsistych liściach, łodygach lub korzeniach. Wszystkie kaktusy są sukulentami, podobnie jak mieszkańcy pustynnych bez kaktusów, jak agawa, aloes, drzewa słoni i wiele euforii. Kilka innych adaptacji jest niezbędnych, aby nawyk przechowywania wody był skuteczny.
soczyste rośliny takie jak ta Agawa victoriae-reginae przechowują wodę w swoich łopatkach liściowych. Mają również woskowe skórki i są roślinami CAM (patrz poniżej), dzięki czemu są bardzo wydajne pod wodą.
sukulent musi być w stanie wchłonąć duże ilości wody w krótkim czasie. Deszcze pustynne są często lekkie i krótkie, a gleba wysycha szybko pod intensywnym słońcem. Aby poradzić sobie z tymi Warunkami, prawie wszystkie sukulenty mają rozległe, płytkie systemy korzeniowe. Korzenie saguaro rozciągają się poziomo tak daleko, jak roślina jest wysoka, ale rzadko mają więcej niż cztery cale (10 cm) głębokości. Korzenie absorbujące wodę znajdują się głównie w górnej połowie cala (1,3 cm).
Sukulenty muszą być w stanie utrzymać swoje zapasy wody w środowisku osuszającym i wykorzystywać ją jak najefektywniej. Łodygi i liście większości gatunków mają woskowe skórki, które sprawiają, że są prawie wodoodporne, gdy żołądki są zamknięte. Większość sukulentów ma niewiele liści (agawy), nie ma liści (większość kaktusów) lub liści, które są liściaste w porze suchej (drzewa słoni, ocotillos, boojums).
wiele sukulentów, a także półproduktów, takich jak większość jukków, storczyki epifityczne i bromeliady kserofityczne, posiada wodooszczędny wariant fotosyntezy zwany CAM, akronim dla metabolizmu kwasu Krassulacowego. Rośliny CAM otwierają swoje żołądki do wymiany gazowej w nocy i magazynują dwutlenek węgla. W ciągu dnia, podczas gdy stomaty są zamknięte, fotosynteza jest prowadzona przy użyciu zmagazynowanego dwutlenku węgla. Ze względu na niższe temperatury i wyższą wilgotność w nocy rośliny CAM tracą jedną dziesiątą tyle wody na jednostkę węglowodanów syntetyzowanych jak standardowe rośliny C3.
ten kaktus opuncji nie tylko przechowuje wodę w swoich soczystych poduszkach (łodygach), ale także chroni się przed głodnymi drapieżnikami za pomocą kolców. Kolce pomagają również zacienić roślinę oraz wychwytywać i kierować wilgoć.
kolejnym cennym atrybutem roślin CAM jest ich zdolność do metabolizmu na biegu jałowym podczas suszy. Gdy rośliny CAM stają się obciążone wodą, stomaty pozostają zamknięte zarówno w dzień, jak iw nocy; wymiana gazowa i utrata wody prawie ustają. Roślina utrzymuje jednak niski poziom metabolizmu w jeszcze wilgotnych tkankach. Tak jak silnik na biegu jałowym może obracać się do pełnej prędkości szybciej niż zimny, instalacja krzywkowa na biegu jałowym może wznowić pełny wzrost w ciągu 24 do 48 godzin po deszczu. Dlatego Sukulenty mogą szybko wykorzystać ulotną wilgoć powierzchniową.
przechowywana woda w suchym środowisku wymaga ochrony przed spragnionymi zwierzętami. Większość soczystych roślin jest kolczasta lub toksyczna, często obie. Niektóre chronią się, rosnąc tylko w niedostępnych miejscach. Inni jednak polegają na kamuflażu. Arizona noc kwitnący cereus, na przykład, bardzo przypomina suche łodygi krzewów, w których rośnie.
tolerancja na suszę
tolerancja na suszę (lub uśpienie suszy) odnosi się do zdolności rośliny do wytrzymania osuszania bez umierania. Rośliny z tej kategorii często zrzucają liście w okresach suchych i wchodzą w głęboki sen. Większość strat wody wynika z transpiracji przez powierzchnie liści, więc zrzucanie liści oszczędza wodę w łodygach. Niektóre rośliny, które zwykle nie zrzucają liści, mają żywiczne powłoki, które opóźniają utratę wody (np. krzew kreozotu).
liście kreozotu mają żywiczną powłokę, która opóźnia utratę wody. Liście te przystosowały się do oszczędzania wody i przetrwania wysokich temperatur.
korzenie krzewów i drzew odpornych na suszę są rozległe w porównaniu z roślinami w wilgotniejszym klimacie, pokrywając obszar do dwukrotnej średnicy korony drzew. Eksploatują glebę na większej głębokości niż korzenie sukulentów; czasami rozciągają się na skrajne głębokości (np. mesquite). Większość korzeni mesquite ’ a znajduje się jednak w odległości trzech stóp (0,9 m) od powierzchni.
głębokość zakorzenienia kontroluje możliwości cykli wzrostu. W przeciwieństwie do strategii płytko zakorzenionych sukulentów, do zwilżenia głębszej strefy korzeniowej Krzewów i drzew wymagany jest znaczny deszcz. Po opadnięciu ulewnego deszczu krzewy takie jak brittlebush i kreozot po kilku tygodniach wznawiają pełny wzrost z głębokiego spoczynku. Kompromis między tą strategią a strategią sukulentów polega na tym, że gdy głębsza gleba jest zwilżona przez kilka deszczów, pozostaje wilgotna znacznie dłużej niż warstwa powierzchniowa, wspierając kilka tygodni wzrostu.
Sukulenty mogą wchłaniać wodę tylko wtedy, gdy gleba jest prawie nasycona. W przeciwieństwie do tego, rośliny odporne na suszę mogą absorbować wodę z gleby, która jest znacznie bardziej sucha. Podobnie rośliny te mogą fotosyntetyzować przy niskiej zawartości wilgoci w liściach, co byłoby śmiertelne dla większości roślin.
Brittlebush ma szare liście, które odbijają światło słoneczne i pozostają nieco chłodniejsze. Łatwo zrzucają liście również w okresach suchych i szybko opadają po deszczu.
unikanie suszy
rośliny jednoroczne unikają niekorzystnych warunków przez nieistniejące. Dojrzewają w jednym sezonie, a następnie umierają po skierowaniu całej swojej energii życiowej do produkcji nasion, zamiast rezerwować część na dalsze przetrwanie.
Większość jednorocznych roślin pustynnych Sonora kiełkuje tylko podczas wąskiego okna jesienią, po zaniku letnich upałów i przed nadejściem zimy. W tym oknie możliwości, nie musi być moczenie deszcz co najmniej jeden cal dla większości gatunków. Ta kombinacja wymagań to ubezpieczenie przetrwania: cal deszczu przy łagodnej pogodzie jesieni zapewni wystarczającą wilgotność gleby, że kiełkujące nasiona prawdopodobnie dojrzeją i wyprodukują nasiona, nawet jeśli w tym sezonie prawie nie spadnie więcej deszczu. Jest jeszcze inne ubezpieczenie: nawet w najlepszych warunkach nie wszystkie nasiona kiełkują; niektóre pozostają w stanie uśpienia. Chociaż mechanizmy nie są znane, procent rocznej uprawy nasion łubinu pustynnego nie kiełkuje, dopóki nie osiągną wieku dziesięciu lat.
Polne kwiaty jak te Arizońskie Maki i łubiny czekają na odpowiednie warunki. Wiosenne kwitnienie kiełkuje podczas jesienno-zimowych deszczy. Zakwitną wiosną, a następnie pójdą do nasion i obumierają, zanim nadejdzie upał i sucha pogoda.
sadzonki szybko wytwarzają rozety liści podczas łagodnej jesiennej pogody, pozostają płaskie przy ziemi, gdy rosną wolniej przez zimę,a wiosną kwitną. Ponieważ rośliny są niepozorne, dopóki nie zaczną wiosennego śruba, Wiele osób błędnie myśli, że wiosenne deszcze produkują nasze pokazy kwiatów.
jednoroczne są powszechne tylko w społecznościach, które mają pory suche, gdzie odstępy między roślinami wieloletnimi są określone przez przestrzeń ukorzenienia wymaganą do uzyskania wystarczającej ilości wilgoci, aby przetrwać najsuchsze lata. W sporadycznych wilgotniejszych latach zarówno Otwarta przestrzeń, jak i wilgoć są dostępne do wykorzystania przez populację szybko rosnących roślin jednorocznych. Im bardziej suche siedlisko, tym większy odsetek gatunków rocznych. Połowa flory Pustyni Sonora składa się z gatunków rocznych. W najsuchszych siedliskach do 90% roślin to rośliny jednoroczne.
pustynne środowisko może wydawać się wrogie, ale jest to czysto outsiderski punkt widzenia. Adaptacje pozwalają rodzimym roślinom i zwierzętom nie tylko przetrwać, ale przez większość czasu rozwijać się.
– – – – –
Czy wiesz, że do 70% wody zużywa się na zewnątrz? Dlatego uwielbiamy rośliny pustynne i prezentujemy je co miesiąc. Odwiedź naszą stronę na temat wyboru i sadzenia roślin o niskim zużyciu wody, aby uzyskać wskazówki dotyczące wyboru roślin i prawidłowego sadzenia. Koniecznie przeczytajcie też wszystkie nasze polecane blogi roślin miesiąca!
ten artykuł jest przedrukowywany za zgodą. Oryginalny artykuł można przeczytać tutaj. Od czasu do czasu Water – Use it Wisely zawiera blogerów gości, którzy piszą o tematach związanych z wodą i ochroną wody. Autor tego posta na blogu, Mark A. Dimmitt, jest byłym dyrektorem Historii Naturalnej w Arizona-Sonoran Desert Museum. Misją Muzeum pustyni Arizona-Sonoran jest inspirowanie ludzi do życia w harmonii ze światem przyrody poprzez promowanie miłości, uznania i zrozumienia pustyni Sonoran. Muzeum jest doświadczeniem fuzji: zoo, Ogród Botaniczny, Sztuka, Galeria, Muzeum Historii Naturalnej i akwarium.
Zdjęcia Donny DiFrancesco