Kuddväxt

Silene acaulis , mosscampion

En kuddväxt är en kompakt, lågväxande, mattbildande växt som finns i alpina , subalpina , arktiska eller subarktiska miljöer runt om i världen. Termen "kudde" används vanligtvis för vedartade växter som växer som spridningsmattor, är begränsade i höjd över marken (högst några tum), har relativt stora och djupa kranrötter och har en livshistoria anpassad för långsam tillväxt i en näringsfattig miljö med försenad reproduktivitet och reproduktionscykelanpassningar. Växtformen är ett exempel på parallell eller konvergent evolution med arter från många olika växtfamiljer på olika kontinenter som konvergerar på samma evolutionära anpassningar för att uthärda de hårda miljöförhållandena.

Beskrivning

Kuddväxter bildar stora, lågväxande mattor som kan bli upp till 3 m (10 fot) i diameter. Den typiska formen är en kompakt massa av tätt placerade stjälkar med minimal apikala dominans som slutar i individuella rosetter . Varje stjälk växer i jämn takt så att ingen rosett är mer exponerad än resten av kudden. Observationer om åldrande har dragit slutsatsen att kuddväxter vanligtvis dör i massa snarare än att enskilda rosetter dör vid olika tidpunkter. Under de levande rosetterna producerar växterna vanligtvis icke-fotosyntetiskt material eller låter tidigare löv dö, vilket skapar en isolerande effekt.

Kuddväxter växer mycket långsamt. I fallet med Silene acaulis har tillväxthastigheter uppmätts till 0,06 cm (0,02 tum) till 1,82 cm (0,72 tum) per år. Sammanfallande med denna hämmade tillväxt är ökad livslängd, med de största kuddarna av vissa arter som når upp till 350 år. En studie på Azorella compacta i södra Peru fastställde att, baserat på en tillväxthastighet på 1,4 mm per år, var enskilda plantor i studieområdet uppemot 850 år gamla med enstaka exemplar som närmade sig 3 000 år gamla.

Ekologi

Kuddväxter växer vanligtvis i snabbt dränerande steniga eller sandiga jordar i exponerade och torra subalpina, alpina, arktiska, subarktiska eller subantarktiska fältmarksmiljöer . I vissa livsmiljöer , såsom torvkärr eller myrar, kan kuddväxter också vara en nyckelart i ett klimaxsamhälle . Som sådan är växterna ofta kolonisatörer av kal livsmiljö med lite eller ingen jord . På grund av sin roll som initiatorer av primär succession i alpina livsmiljöer har växterna specifika anpassningar till uttorkningen och den mekaniskt hårda miljön i blåsiga alpina sluttningar.

En kuddväxt som växer på berget Ossa, Tasmanien .

Etableringen av en ny kuddanläggning på en blåsig sluttning eller nyexponerad arktisk tundra är inte en vanlig händelse. De etablerade växterna kan vara hundratals år gamla, även om de sträcker sig bara några centimeter över ytan. Växterna sprider sig och är bredare än de är höga, men de är inte omfattande ovan marken. Växten kommer att växa i många år innan den är redo att börja sin första reproduktionscykel. Växten växer aktivt endast under den begränsade period då tillräckligt med värme och solljus finns tillgängligt för fotosyntes, men kan börja denna cykel innan snön smälter. Växtens form är väl anpassad för att fånga varm sommarluft i kroppen för att förlänga den tid under vilken den kan fotosyntetisera . Kuddar på högre höjd är vanligtvis mindre och tätare.

Växter som växer i de alpina eller subalpina regionerna står inför utmaningen att skaffa och behålla vatten. En lösning för att få vatten är tillväxten av ett omfattande rotsystem. En liten alpin förgätmigej kan stå bara centimeter över marken, men dess pålrot kan sträcka sig ett par meter under jordytan. Den långa pålroten är nödvändig på grund av både den begränsade nederbörden i många alpina och arktiska miljöer, mest som snöfall, och på grund av den snabba dräneringen av en nybildad och grund jord. Förutom att få vatten måste växten också behålla fukt för att överleva i en torr och uttorkande miljö. Den kompakta tillväxtformen av kuddväxter minskar luftflödet över ytan av epidermis , vilket minskar hastigheten för vattenförlust. Dessutom har många kuddväxter små och köttiga blad som minskar växtens yta, vilket minskar transpirationen och sparar vatten. I alpina miljöer långt över trädgränsen är kyla en begränsande faktor för tillväxten. Så, genom att ha tätt packade stjälkar och bladverk, kan kuddväxter omvandla och fånga värme från solljus, vilket gör att de värms upp flera grader över den omgivande lufttemperaturen och förlänger sin korta växtsäsong. Många alpina kuddväxter har också tjocka toviga hårstrån som värmer upp och värmer luften som är instängd mellan hårstråna när solen skiner. Dessa hårstrån fungerar också som ett växthus genom att förhindra den varmare luften från att stiga bort från växten, och de fungerar också som vindavbrott, vilket hindrar vinden från att blåsa bort den instängda värmen.

Kuddväxten kan ha blommor som är stora och pråliga för en så liten perenn, eller ibland hundratals små blommor. Detta är nödvändigt för att locka pollinatörer över långa avstånd och under den korta tillväxtsäsongen.

Kuddväxter har beskrivits som ekosystemingenjörer på grund av deras förmåga att lokalt bibehålla ökad fuktighet och marktemperaturer under kudden ±15 °C (±27 °F) i förhållande till närliggande jordtemperaturer. Vissa, särskilt Mulinum leptacanthum och Oreopolus glacialis , har positivt identifierats som arter som förändrar makronäringsämneskoncentrationerna i marken. Dessa attribut gör att andra arter lättare kan kolonisera de tuffa miljöer som kuddväxter lever i. Artrikedomen är därför bevisligen ökad där kuddväxter har koloniserats.

Mångfald

Donatia novae-zelandiae

Kuddväxtformen är inte endemisk för något enskilt område eller växtfamilj. Omkring 338 arter världen över i 78 släkten i områden som sträcker sig från Tasmanien , Nya Zeeland och Tierra del Fuego till den arktiska tundran på Svalbard har konvergent utvecklat samma växtform som svar på liknande miljöförhållanden. Trettiofyra olika växtfamiljer, såsom Apiaceae , Asteraceae , Caryophyllaceae , Donatiaceae och Stylidiaceae , inkluderar kuddväxtarter.

externa länkar

TASMANISKA SKATTER-Kuddväxter