תוֹכֶן
במקומות בהם האנרגיה והמשאבים נדירים, על האורגניזמים למצוא דרכים להתחרות או לשמר אנרגיה כדי לשרוד. אנרגיה במערכת אקולוגית קיימת במספר צורות, כולל אנרגיית חום ואור מהשמש; אנרגיה כימית במולקולות, כמו סוכרים, שומנים, חלבונים ופחמימות; חום המוענק על ידי אורגניזמים במהלך חילוף החומרים ואובד לסביבה; ואנרגית קינטית או תנועה. שמירת אנרגיה במערכת אקולוגית יכולה לכלול מגוון אסטרטגיות מצד האורגניזמים, כולל צמצום אובדן החום, אחסון אנרגיה כימית, מקסום איסוף האנרגיה הסולארית והגבלת התנועה.
גיאוגרפיה של טונדרה
הטונדרה הארקטית שוכנת באזורים ממש דרומית לקוטב הצפוני וצפונה ליערות הטייגה או הבוריאלית, לרוב בין קווי הרוחב של 55 ו 70 מעלות צפון. ישנם מקומות דמויי טונדרה קיימים גם ליד אנטארקטיקה, אם כי הם תמיד מכוסים שלג או קרח ולא טונדרה אמיתית. בגלל הטיה של כדור הארץ, השמש שוכבת נמוכה באופק, ועל קרנייה לעבור באווירה רבה יותר לפני שהיא מגיעה לטונדרה, ומפחיתה את אנרגיית השמש הכוללת. הקיצים בטונדרה הארקטית הם קצרים - רק 50 עד 60 יום - אך סביב הסיפון השמש זורחת 24 שעות או כמעט 24 שעות ביממה. באותה תקופה הטונדרה יכולה לקבל אנרגיה סולארית כמו באזורים טרופיים מסוימים. עם זאת, החורף גורר ארוך וכהה וימים חולפים כמעט ללא שמש, או שהשמש עולה ממש מעל האופק לכמה שעות.
אקלים טונדרה
בגלל קרינת השמש הגיאוגרפית הנמוכה, הטונדרה קר מאוד בחורף (ממוצע -30 מעלות F) ונוטה להיות קרירה יחסית (37 עד 54 מעלות) בקיץ. המשקעים הוא נמוך - רק 4 עד 10 סנטימטרים בשנה - ובדרך כלל נופל כשלג או כקרח. תת-קרקע קפוא לצמיתות של אדמה המכונה permafrost הופכת את הניקוז לקוי, והטמפרטורות הקרות מאטות את ההתאיידות והפירוק, כך שרוב מהאנרגיה הזמינה וחומרי הזנה בטונדרה קיימים בחומר אורגני מת. במהלך הפשרת הקיץ מופיעים ביצים, ושפע של צמחים פורחים, נחילי חרקים ומיליוני ציפורים מנצלים את תקופת החום החולפת כדי להצטייד באוכל. לפני שהחורף חוזר, כמה ציפורים ויונקים נודדים דרומה, אך אחרים נשארים לעמוד בחושך ובטמפרטורות הקפואות.
שימור אנרגיה בצמחיית טונדרה
צמחי טונדרה וצמחיה אחרת מחזיקים במספר התאמות לאנרגיה סולארית קרה, רוח ואנרגיה נמוכה. הם נוטים להיות קטנים ולגדול כדי לקבל חום מהאדמה, כמו חזזית וטחבים; הם כהים בצבעים - לפעמים אדומים - כדי לקלוט טוב יותר את אור השמש; הם מרכזים הרבה מהביומסה שלהם ואגירת המזון בשורשים מתחת לאדמה, שם הוא חם יותר; הם יכולים פוטוסנטיזציה, או לרתום את אנרגיית השמש, בטמפרטורות נמוכות ואור נמוך; לחלקם, כולל ערבה ארקטית, עלים מכוסים "שיער" כדי ללכוד בחום; והם עשויים לצמוח בגושים או מחצלות כדי להגן על עצמם מפני רוח וקור, כמו גרדת saxifrage. מרבית צמחי הטונדרה הם רב-שנתיים במקום שנתיים, ושומרים על העלים שלהם בחורף כדי לחסוך אנרגיה; ולחלקם פרחים בצורת צלחת ההולכים בדרך השמש, ומרכזים את האנרגיה הסולארית. צמחי טונדרה גם מזרזים את תהליך ההתרבות על ידי ניצני או חלוקה במקום להתרבות מינית, דבר הכרוך בייצור זרעים רב יותר זמן ואנרגיה. בנוסף, שלג טונדרה עוזר לבודד צמחים מהקור והרוח.
שימור אנרגיה בחיות טונדרה
בעלי חיים רבים של טונדרה חוסכים אנרגיית חום דרך צורת גופם. למינגים ודובים, למשל, הם קצרים ומלאי עם זנבות קצרים, אוזניים וגפיים; יחס שטח פנים-נפח נמוך פירושו שפחות חום בורח מהגוף. ביונקים של טונדרה וכמה ציפורים יש גם פרווה עבה או נוצות, שכבות פרווה מרובות, מעילים או נוצות אטומים למים ו / או נוצות או פרווה בחלק התחתון של כפות רגליהם בכדי לשמור על חום. השועל הארקטי עוטף את זנבו הערמומי סביב עצמו כמו שמיכה כשהוא ישן, ולדובי הגריזלי והקוטב יש שכבה עבה של שומן או שפיכה מתחת לעורם, אותם הם עובדים קשה לצבור על ידי גרגור במהלך הקיץ הקצר. בעלי חיים רבים של טונדרה הם בצבע כהה כדי לספוג את אנרגיית השמשות, אם כי חלקם הופכים לבנים בחורף כדי להתחמק טוב יותר מטורפים. מעניין לציין כי פרוות ועורות דובי קוטב אינן לבנות. הפרווה - שהיא חלולה ומבודדת היטב - צלולה, ומשקפת אור לבן אך מאפשרת את מרבית אור השמש, שנספג בעור השחור. בחורף דובי גריזלי וסנאים קרקעיים ארקטיים חוסכים אנרגיה על ידי סדירים בצפיפות עד שישה עד שמונה חודשים, קריבו מוריד את חילוף החומרים שלהם, שוורי מושק מגבילים את פעילותם ויתושים מחליפים את הנוזלים בגופם בסוג טבעי של נוזל לרדיאטור המכונה גליצרול. כדי לא להקפיא.