Sự thích nghi của động vật và thực vật với yếu tố môi trường khắc nghiệt trong sa mạc vùng nhiệt đới

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ---o0o--- BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC SINH THÁI HỌC ĐỀ TÀI Sự thích nghi của động vật và thực vật với yếu tố môi trường khắc nghiệt tr

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o -

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC SINH THÁI HỌC

ĐỀ TÀI

Sự thích nghi của động vật và thực vật với yếu tố môi trường khắc nghiệt trong sa mạc vùng nhiệt đới

STT MSSV HỌ TÊN % BTL ĐIỂM BTL GHI CHÚ

MÔ TẢ CÔNG VIỆC THỰC HIỆN

1 1912442 Lê Quang Vinh Tổng hợp word và làm ppt 2 1914909 Châu Quang Sang Phần I: Giới thiệu đề tài

3 1927015 Cao Trường Đức Phần II: Yếu tố môi trường khắc nghiệt trong sa mạc vùng nhiệt đới

6 2011084 Nguyễn Phạm Hải Đăng Phần 5

7 2011735 La Hoàng Trọng Nhân Phần 6 và tổng hợp word

MỤC LỤC

NỘI DUNG 6

I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 6

1 Giới thiệu về sa mạc vùng nhiệt đới và đặc điểm của môi trường khắc nghiệt trong sa mạc 6 2 Giới thiệu về sự thích nghi của các loài động vật và thực vật với môi trường khắc nghiệt này 12

II MÔI TRƯỜNG KHẮC NGHIỆT TRONG SA MẠC VÙNG NHIỆT ĐỚI 14

1 Nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ 14

2 Các yếu tố phi sinh học (Abiotic Factors) trong sa mạc 16

III SỰ THÍCH NGHI CỦA ĐỘNG VẬT TRONG SA MẠC VÙNG NHIỆT ĐỚI 19

1 Các cách thích nghi của động vật ở sa mạc vùng nhiệt đới 20

2 Nguồn thức ăn và cách tìm cách kiếm thức ăn của động vật sa mạc vùng nhiệt đới 24 3 Hình thức và phương pháp sinh sản của động vật sa mạc vùng nhiệt đới 27

IV SỰ THÍCH NGHI CỦA THỰC VẬT TRONG SA MẠC VÙNG NHIỆT ĐỚI 29

1 Sự thích nghi bằng phương pháp điều chỉnh nhiệt độ của thực vật 29

2 Sự thích nghi bằng phương pháp điều chỉnh nước của thực vật 32

3 Sự thích nghi bằng phương pháp phân bố của thực vật 35

V CÁC NGHIÊN CỨU VÀ VÍ DỤ VỀ SỰ THÍCH NGHI CỦA ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT TRONG SA MẠC VÙNG NHIỆT ĐỚI 36

KẾT LUẬN 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

NỘI DUNG I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1 Giới thiệu về sa mạc vùng nhiệt đới và đặc điểm của môi trường khắc nghiệt trong sa mạc

Sa mạc là khu vực nhận được rất ít lượng mưa Người ta thường dùng các tính từ “nóng”, “khô” và “trống rỗng” để mô tả sa mạc, nhưng những từ khóa này không nói lên toàn bộ đặc điểm Mặc dù một số sa mạc rất nóng, với nhiệt độ ban ngày lên tới 54°C (130°F), các sa mạc khác có mùa đông lạnh hoặc lạnh quanh năm Và hầu hết các sa mạc, không hề trống rỗng và thiếu sự sống, là nơi sinh sống của nhiều loại thực vật, động vật và các sinh vật khác Con người đã thích nghi với cuộc sống ở sa mạc hàng ngàn năm

Death Valley, California, chụp bởi Steve Zappe

Một điểm chung của tất cả các sa mạc là chúng khô cằn Hầu hết các chuyên gia đều đồng ý rằng sa mạc là vùng đất nhận được lượng mưa không quá 25 cm (10 inch) mỗi năm Lượng bốc hơi ở sa mạc thường vượt xa lượng mưa hàng năm Ở tất cả các sa mạc, có rất ít nước dành cho thực vật và các sinh vật khác.Các sa mạc được tìm thấy trên mọi lục địa

và chiếm khoảng 1/5 diện tích đất liền trên Trái đất Đây là nơi sinh sống của khoảng 1 tỷ người—1/6 dân số Trái đất

Mặc dù từ “sa mạc” có thể khiến người ta liên tưởng đến một biển cát chuyển động nhưng các cồn cát chỉ chiếm khoảng 10% diện tích sa mạc trên thế giới Một số sa mạc có miền núi Những nơi khác là những vùng đất khô cằn bằng đá, cát hoặc muối

Ốc đảo Seba, gần Sabha, Libya, nằm giữa sa mạc Sahara, chụp bởi Akram Ben Shaban

Các loại sa mạc

Các sa mạc trên thế giới có thể được chia thành các loại này tùy theo nguyên nhân gây khô hạn

Sa mạc cận nhiệt đới (Subtropical desert)

Sa mạc nóng và khô còn được gọi là sa mạc khô cằn hoặc cận nhiệt đới (subtropical desert) Đúng như tên gọi, chúng có xu hướng rất nóng và khô quanh năm Nhiệt độ trung bình dao động trong khoảng 20-25 độ C, nhưng có thể lên tới 50 độ thiêu đốt Trên thực tế, bề mặt của những loại sa mạc này nhận được lượng bức xạ mặt trời gấp đôi so với những vùng ít khô cằn khác Bất chấp điều đó, vào ban đêm, nhiệt độ có thể giảm xuống dưới mức đóng băng

Mưa rất hiếm và thường được phân cách bằng những đợt khô hạn kéo dài Một số sa mạc nóng và khô chỉ nhận được ít hơn 1 inch mỗi năm, trong khi những sa mạc khác có thể tồn tại cả năm mà không có chút nào Do sức nóng dữ dội, mưa được biết là sẽ bốc hơi trước khi kịp chạm tới mặt đất Đất thô và nhiều sỏi, không hỗ trợ nhiều sự sống Điều mà rất ít loài thực vật tồn tại ở những vùng này có khả năng giữ độ ẩm trong lá để chịu được nhiệt độ thiêu đốt Hầu hết các loài động vật đều nhỏ và chỉ ra ngoài vào ban đêm khi

Trải dài ấn tượng với diện tích 3,5 triệu dặm vuông, Sahara ở Châu Phi là sa mạc khô và nóng lớn nhất thế giới Các sa mạc đáng chú ý khác bao gồm Ả Rập và Kalahari.trời mát hơn

Sahara là sa mạc nóng nhất trên Trái Đất, là hoang mạc lớn thứ 3 trên Trái Đất, với diện tích hơn 9.000.000 km², xấp xỉ diện tích của Hoa Kỳ và Trung Quốc Sahara ở phía bắc châu Phi và có tới 2,5 triệu năm tuổi

Hoang mạc Úc là tên gọi chung cho mười hoang mạc ở Úc Tổng diện tích của chúng là 2,7 triệu km vuông, chiếm 18% diện tích đất liền ở Úc Hoang mạc Kalahari là một khu vực lớn chứa cát bán khô cằn đến khô cằn ở miền nam châu Phi có diện tích khoảng 500.000 km² Nó chiếm 70% diện tích của Botswana, và một phần của Zimbabwe, Namibia và Nam Phi Hoang mạc Ả Rập là một vùng hoang vu rộng lớn tại Tây Á Nó trải dài từ Yemen đến vịnh Ba Tư và từ Oman đến Jordan và Iraq Hoang mạc này chiếm hầu hết bán đảo Ả Rập, có diện tích là 2,33 triệu km² Đây là hoang mạc lớn thứ tư trên thế giới, và lớn nhất tại châu Á

Sa mạc Ả Rập

Sa mạc bán khô cằn (Semiarid deserts)

Còn được gọi là sa mạc mùa đông lạnh giá Chúng khá giống với loại đầu tiên, nhưng thường không nóng bằng Sau mùa hè dài và khô cằn là vài tháng mùa đông Vào mùa hè, nhiệt độ nằm trong khoảng giữa 20 độ C Nó có thể nóng hơn nhiều, nhưng thường không tăng cao hơn 38 độ, thay vì 50 độ

Những loại sa mạc này thường chỉ nhận được lượng mưa 1,5 inch mỗi năm Nhiều người trong số họ nhận được rất ít vì hiệu ứng bóng mưa Điều này có nghĩa là các dãy núi cao ngăn cản lượng mưa đến các vùng khô hơn, chẳng hạn như Dãy núi Himalaya và Sa mạc Gobi Địa hình nhiều cát và đá thường rải rác xương rồng Hầu hết cư dân sống về đêm và đào hang dưới lòng đất vào ban ngày để tránh nóng

Các sa mạc bán khô cằn chủ yếu được tìm thấy ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á Sa mạc Gobi ở Mông Cổ và Trung Quốc là sa mạc lớn nhất thế giới với diện tích 0,5 triệu dặm vuông

Sa mạc ven biển (Coastal desert)

Không có gì đáng ngạc nhiên, các sa mạc ven biển nằm dọc theo bờ biển bên cạnh các vùng nước lớn, chẳng hạn như đại dương Họ trải qua những mùa hè ấm áp chưa bao giờ đạt đến nhiệt độ nóng như hai loại trên Nhiệt độ trung bình dao động trong khoảng 13-24 độ C và hiếm khi vượt quá 35 độ Mùa đông mát mẻ hơn, thường xuyên chao đảo ở mức đóng băng

Sa mạc Namib, Nam Phi

Các sa mạc ven biển thường bị bao phủ bởi sương mù dày đặc, nhưng ngay cả như vậy, lượng mưa cũng không phổ biến do gió ngăn cản hơi ẩm di chuyển vào đất liền Theo nguyên tắc chung, họ nhận được lượng mưa từ 3 đến 5 inch mỗi năm Tuy nhiên, đất có khả năng hấp thụ tốt hơn đáng kể và hỗ trợ đời sống thực vật tốt hơn, chẳng hạn như các

bụi muối, cỏ lúa và hoa cúc Động vật trong khu vực bao gồm chó sói, lửng, nhiều loại chim và bò sát

Hai trong số những sa mạc ven biển đáng chú ý nhất trên thế giới là sa mạc Atacama ở Nam Mỹ và sa mạc Namib ở Châu Phi

Sa mạc vùng cực (Polar desert):

Nam Cực và Bắc Cực đều được xếp vào loại sa mạc lạnh Do vị trí của chúng ở cực bắc và cực nam của hành tinh chúng ta nên chúng còn được gọi là sa mạc vùng cực Chúng là những sa mạc lớn nhất thế giới với diện tích lần lượt là 5,5 và 5,4 triệu dặm vuông Cái trước chiếm toàn bộ lục địa, trong khi cái sau trải dài qua nhiều quốc gia như Canada, Greenland, Na Uy, Thụy Điển, Phần Lan và Nga

Nam Cực

Chúng rất khô khan, nhưng không phải theo nghĩa truyền thống Không giống như ba loại sa mạc trước, chúng lạnh quanh năm với mùa đông băng giá Thay vì cát, bề mặt xung quanh được bao phủ bởi nhiều lớp băng và tuyết Nhiệt độ trung bình dao động quanh mức đóng băng, nhưng có thể giảm mạnh xuống -50 độ C

Trong những mùa ẩm ướt hơn, các sa mạc lạnh giá có thể nhận được lượng mưa tới 18 inch mỗi năm, nhưng trung bình chúng chỉ nhận được từ 6 đến 10 inch Một số chuyên gia thậm

chí còn cho rằng một số khu vực ở Nam Cực đã không thấy mưa trong 14 triệu năm qua Rất ít loài thực vật có thể sống sót trong điều kiện khắc nghiệt như vậy Nhiều loài động vật sống ở vùng cực này đã dễ dàng thích nghi với cái lạnh, chẳng hạn như gấu, chim cánh cụt và hải cẩu

2 Sự thích nghi của các loài động vật và thực vật với môi trường khắc nghiệt này

Thực vật và động vật thích nghi với môi trường sống sa mạc theo nhiều cách Thực vật sa mạc mọc cách xa nhau, cho phép chúng lấy được càng nhiều nước xung quanh càng tốt Khoảng cách này khiến một số vùng sa mạc có vẻ hoang vắng

Ở một số sa mạc, thực vật có cấu tạo lá độc đáo để thu ánh sáng mặt trời cho quang hợp Các lỗ nhỏ trên lá, gọi là khí khổng, hấp thụ carbon dioxide Khi mở ra, chúng cũng giải phóng hơi nước Ở sa mạc, tất cả những khí khổng này sẽ nhanh chóng làm cây khô héo Vì vậy thực vật sa mạc thường có lá sáp nhỏ

Một số loài thực vật sa mạc, chẳng hạn như xương rồng, có hệ thống rễ nông và lan rộng Cây hấp thụ nước nhanh chóng và lưu trữ nước trong tế bào của chúng Cây xương rồng Saguaro, sống ở sa mạc Sonoran của Arizona và miền bắc Mexico, nở ra như những chiếc đàn xếp để chứa nước trong các tế bào của thân và cành của chúng Saguaro lớn là một tháp lưu trữ sinh vật có thể chứa hàng trăm lít nước

Các loài thực vật sa mạc khác có rễ rất sâu Ví dụ, rễ của cây mesquite có thể chạm tới mặt nước ở độ sâu hơn 30 mét (100 feet) dưới lòng đất Mesquites, saguaros và nhiều loài thực vật sa mạc khác cũng có gai để bảo vệ chúng khỏi động vật ăn cỏ

Nhiều loài thực vật sa mạc là cây sống hàng năm, nghĩa là chúng chỉ sống được một mùa Hạt của chúng có thể nằm im trong nhiều năm trong thời gian khô hạn kéo dài Khi mưa cuối cùng đến, hạt giống nảy mầm nhanh chóng Cây phát triển, nở hoa, tạo hạt mới và chết, thường trong một khoảng thời gian ngắn Một cơn mưa dầm có thể biến sa mạc thành xứ sở thần tiên của hoa gần như chỉ sau một đêm

Động vật thích nghi với môi trường sa mạc được gọi là xerocoles Xerocoles bao gồm các loài côn trùng, bò sát, chim và động vật có vú Một số xerocoles tránh ánh nắng mặt trời

bằng cách nghỉ ngơi trong bóng râm khan hiếm Nhiều con trốn cái nóng trong những cái hang mát mẻ mà chúng đào dưới đất Ví dụ, cáo fennec có nguồn gốc từ sa mạc Sahara Cộng đồng cáo Fennec làm việc cùng nhau để đào hang lớn, một số hang rộng tới 93 mét vuông (1.000 feet vuông) Sương có thể tích tụ trong những hang này, cung cấp nước ngọt cho cáo Tuy nhiên, cáo fennec đã thích nghi nên chúng không cần phải uống nước nữa: Thận của chúng giữ đủ nước từ thức ăn chúng ăn

Hầu hết xerocoles đều sống về đêm Chúng ngủ qua những ngày nắng nóng và săn mồi và kiếm ăn vào ban đêm Những sa mạc tưởng chừng như hoang vắng vào ban ngày lại rất sôi động trong không khí ban đêm mát mẻ Cáo, chó sói, chuột và thỏ đều là động vật có vú sống về đêm trên sa mạc Rắn và thằn lằn là loài bò sát sa mạc quen thuộc Các loài côn trùng như bướm đêm và ruồi có rất nhiều ở sa mạc Hầu hết các loài chim sa mạc bị hạn chế ở những khu vực gần nước, chẳng hạn như bờ sông Tuy nhiên, một số loài chim, chẳng hạn như chim săn mồi, đã thích nghi với cuộc sống ở sa mạc Kẻ chạy đường, có nguồn gốc từ các sa mạc ở Bắc Mỹ, lấy nước từ thức ăn của nó

Một số xerocole có thân giúp chúng xử lý nhiệt Lớp mai dày của rùa sa mạc giúp bảo vệ động vật và giảm mất nước Thằn lằn cát, có nguồn gốc từ các sa mạc ở Châu Âu và Châu Á, được mệnh danh là “thằn lằn nhảy múa” vì cách chúng nhanh chóng nhấc từng chân một lên khỏi cát sa mạc nóng bỏng Đôi tai dài của thỏ rừng chứa các mạch máu giải phóng nhiệt Một số loài kền kền sa mạc đi tiểu lên chân của chúng, làm mát chúng bằng cách bốc hơi

Nhiều động vật sa mạc đã phát triển những cách khéo léo để lấy được lượng nước cần thiết Quỷ gai, loài thằn lằn sống ở vùng hẻo lánh của Úc, có một hệ thống các rãnh và kênh nhỏ trên cơ thể dẫn đến miệng Thằn lằn hứng mưa và sương ở những rãnh này rồi nuốt vào miệng

Lạc đà là loài sử dụng nước rất hiệu quả Các loài động vật không tích trữ nước trong bướu như mọi người từng tin tưởng Bướu lưu trữ chất béo Các phân tử hydro trong chất béo kết hợp với oxy hít vào để tạo thành nước Trong thời gian thiếu thức ăn hoặc nước uống, lạc đà sử dụng chất béo này để lấy dinh dưỡng và độ ẩm Lạc đà một bướu, có nguồn gốc từ sa mạc Ả Rập và Sahara, có thể giảm tới 30% trọng lượng cơ thể mà không gây hại Lạc

đà, có biệt danh là “con tàu của sa mạc”, được sử dụng rộng rãi để vận chuyển, lấy thịt và sữa ở Maghreb (một vùng ở Tây Bắc Châu Phi), Trung Đông và Tiểu lục địa Ấn Độ Nghiên cứu đề tài này có thể bao gồm các khía cạnh sau:

a) Yếu tố môi trường: Yếu tố môi trường quan trọng mà động vật và thực vật phải

đối mặt trong sa mạc vùng nhiệt đới bao gồm: khí hậu khắc nghiệt, thiếu nước, đất chua, bão cát, cạnh tranh và xung đột,… Những yếu tố môi trường này đặc biệt khắc nghiệt trong sa mạc vùng nhiệt đới đã thúc đẩy sự phát triển và tiến hóa của các loài, và nghiên cứu về cách chúng thích nghi với môi trường này có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu về sinh thái học và bảo tồn môi trường trong các khu vực tương tự trên khắp thế giới

b) Thích nghi của động vật: Nghiên cứu về cách các loài động vật sa mạc vùng nhiệt

đới, như thú rừng, bò sát và côn trùng, đã phát triển các chiến lược thích nghi để tìm kiếm thức ăn, điều chỉnh nhiệt độ cơ thể và tiết kiệm nước

c) Thích nghi của thực vật: Nghiên cứu về cách các loài thực vật, như cây cỏ và cây

bụi, đã thích nghi với môi trường sa mạc bằng cách sử dụng cơ chế tiết kiệm nước, tăng cường khả năng chịu đựng nhiệt độ cao và hạn chế thất thoát nước

II MÔI TRƯỜNG KHẮC NGHIỆT TRONG SA MẠC VÙNG NHIỆT ĐỚI 1 Nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ

Nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ là các yếu tố đặc trưng trong môi trường khắc nghiệt của sa mạc vùng nhiệt đới Vào ban ngày, nhiệt độ sa mạc tăng lên trung bình 38°C (hơn 100°F một chút) Còn vào ban đêm, nhiệt độ giảm xuống trung bình -3,9°C (khoảng 25°F)

Nhiệt độ tối đa toàn cầu giai đoạn 2003-2009

NASA đã vận hành Máy quang phổ hình ảnh có độ phân giải vừa phải (MODIS) để phát hiện bức xạ nhiệt phát ra từ bề mặt đất liền Những vệ tinh này quan sát toàn bộ bề mặt Trái đất và cung cấp nhiệt độ cho những điểm nóng biệt lập nhất trên Hành tinh của chúng ta Có th thấy rằng 3 mức nhiệt độ nóng nhất được ghi nhận trên toàn cầu là ở 3 nơi: Sa mạc Lut, Iran: 159,3°F (70,7°C)

Badlands của Úc: 157°F (69,3°C)

Lưu vực Turpan, Trung Quốc: 152°F (66,8°C)

Nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến sinh vật trong sa mạc vùng nhiệt đới Nhiệt độ cao gây ra sự mất nước nhanh chóng thông qua quá trình hô hấp và bốc hơi, gây khô hạn và căng thẳng nước cho cả thực vật và động vật Sự biến đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm cũng đòi hỏi sự thích nghi của sinh vật để chịu đựng sự thay đổi nhiệt độ đáng kể trong thời gian ngắn

Để thích nghi với nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ, sinh vật trong sa mạc vùng nhiệt đới đã phát triển các cơ chế đặc biệt Một số loài cây có thể chứa nước trong thân và lá để giữ lại nước và giảm lượng nước bốc hơi Động vật có thể điều chỉnh quá trình tiểu tiết và tìm

kiếm nguồn nước hiếm hoi Ngoài ra, một số loài cũng chọn hoạt động vào ban đêm để tránh nhiệt độ cao ban ngày

Tóm lại, nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ là các yếu tố quan trọng trong môi trường khắc nghiệt của sa mạc vùng nhiệt đới Sinh vật trong sa mạc đã phát triển các cơ chế thích nghi đặc biệt để chịu đựng nhiệt độ cao và biến đổi nhiệt độ để tồn tại trong môi trường khắc nghiệt này

2 Các yếu tố vô sinh (Abiotic Factors) trong sa mạc

Các yếu tố vô sinh là những vật không sống như đất, địa hình và khí hậu của một khu vực Đặc điểm của hệ sinh thái sa mạc là lượng mưa thấp nhất trong số tất cả các quần xã sinh vật khác và do đó khan hiếm nước Nhiệt độ chạm tới mức cao hơn và thấp hơn do thiếu độ ẩm trong không khí Những đặc điểm này khác nhau ở từng loại sa mạc.Ví dụ về các yếu tố phi sinh học ở sa mạc:

Các yếu tố vô sinh ở sa mạc cần xét tới:

Lượng mưa thấp: Yếu tố này phổ biến ở tất cả các sa mạc Lượng mưa trong hệ sinh thái

sa mạc ít hơn 10 inch mỗi năm Lượng mưa có tính chất thất thường hàng năm Một số năm có thể không có mưa, trong khi những năm khác có thể thấy lượng mưa nhiều hơn mức trung bình

Không khí khô: Không khí trong quần thể sinh vật sa mạc thiếu độ ẩm và cực kỳ khô vì

sa mạc nằm cách xa biển và đại dương, hoặc rơi vào vùng không mưa (shadow rain regions) hoặc sườn khuất gió của núi Không khí chứa đầy hơi ẩm ở phía đón gió của những ngọn núi bốc lên cao hơn và nguội đi Cuối cùng, các đám mây trở nên bão hòa và giảm phần lớn hơi ẩm về phía đó Vì vậy, không khí đi đến sườn khuất gió của núi sẽ trở nên khô

Nhiệt độ khắc nghiệt: Sa mạc được đặc trưng bởi nhiệt độ khắc nghiệt Không khí có thể

rất nóng ở các sa mạc nóng, tăng trên 1220F Ngay cả ở những sa mạc nóng, không khí có thể lạnh tới 220F do thiếu độ ẩm Trong khi các khía cạnh của địa hình có thể ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ cục bộ ở sa mạc thì bức xạ là yếu tố chính Bức xạ ở sa mạc có thể

lên tới 840GJ km-2 year-1 (Laity 2008), cao hơn gấp đôi so với ở các hệ sinh thái ôn đới Điều này là do hai lý do chính: (i) các sa mạc nằm ở vĩ độ tương đối gần xích đạo; và (ii) mức độ che phủ thấp của mây cho phép một lượng lớn bức xạ tới bề mặt Trái đất Sa mạc Sahara và Ả Rập là khu vực lớn nhất nhận được bức xạ ở cường độ này Các sa mạc nổi tiếng với sự dao động nhiệt độ ban ngày lớn; thảm thực vật thấp trong sa mạc có nghĩa là Mặt trời làm nóng khu vực này một cách nhanh chóng, nhưng vào ban đêm nhiệt độ tỏa ra nhanh chóng Trong khi nhiệt độ ban đêm mùa đông ở các sa mạc nóng có thể xuống dưới 0°C thì nhiệt độ không khí ban ngày có thể duy trì ở mức cao tới 40°C Nhiệt độ không khí cao nhất từng được ghi nhận là 57°C ở vùng Sahara thuộc Libya Tuy nhiên, nhiệt độ trên bề mặt đất có thể cao hơn đáng kể so với nhiệt độ không khí; cao tới 75-80°C (Ward 2009)

Ở loài linh dương Oryx gazella, máu lên não mát hơn hầu hết các phần còn lại của cơ thể do sự trao đổi nhiệt ngược dòng giữa tĩnh mạch và động mạch

Đất và địa hình: Sa mạc có các mảng đất khô cằn với bề mặt sỏi và đá có lớp phủ sẫm

màu Màu sẫm của đá là do hàm lượng oxit sắt cao Đất ở sa mạc rất ít và có lượng chất hữu cơ không đáng kể, độ giữ ẩm thấp, đất nhiều cát và khô Việc thiếu thảm thực vật gây

ra dòng chảy mặt (runoff) cao và gió giật không bị cản trở Nước di chuyển nhanh và gió dữ dội có thể gây ra đá rơi và lở đá, tạo thành những vết cắt sâu trên cao nguyên đá

Gió: Vì hầu hết các sa mạc nằm trong vùng áp suất cao cận nhiệt đới nên gió thổi nhanh

hơn, quét hơn nửa dặm mỗi phút Vì không có cây cối chắn gió cũng như không có rễ cây và chất hữu cơ nên gió chuyển động nhanh thổi cát và bụi đi một quãng đường dài Điều này gây ra sự xói mòn bề mặt đất bằng cách gây ra tình trạng giảm phát và dẫn đến sự hình thành các mặt đường sa mạc, là những vùng đồng bằng bị xói mòn bao gồm các mảnh đá thô Các sa mạc cận nhiệt đới nóng có nhiều cồn cát Gió có thể di chuyển cồn cát vài feet mỗi năm, nhưng bão cát có thể di chuyển cồn cát hơn 50 feet chỉ trong một ngày Những cơn bão này có thể mạnh mẽ, bao trùm các trang trại, cánh đồng và ảnh hưởng đến các thị trấn, thành phố Những cơn bão ở sa mạc Sahara đôi khi khiến bụi Châu Phi bay qua Đại Tây Dương

Nước: Nước là một tác nhân chính khác gây xói mòn hệ sinh thái sa mạc Mặc dù mưa

hiếm khi xảy ra nhưng một lượng mưa tích tụ trong tầng ngậm nước (aquifers) và tồn tại ở đó trong một thời gian dài Việc thiếu thảm thực vật khiến nước không được sử dụng và lượng nước dự trữ này trở thành nguồn nước cho cư dân sa mạc Đôi khi một cảnh quan

màu mỡ với thực vật sẽ hình thành xung quanh các tầng ngậm nước, trở thành khu vực sinh sống trung tâm của con người và động vật Một khu vực như vậy được gọi là ốc đảo Một số vùng sa mạc có mạch nước ngầm ở độ sâu hơn hàng trăm mét Một số con sông chảy

qua sa mạc, đóng góp một phần vào nguồn cung cấp nước

III SỰ THÍCH NGHI CỦA ĐỘNG VẬT TRONG SA MẠC VÙNG NHIỆT ĐỚI

Sa mạc nhiệt đới là môi trường sống khắc nghiệt với nhiệt độ cao, ánh nắng mặt trời gay gắt, lượng mưa ít và đất đai khô cằn Người ta ước tính khoảng 33% bề mặt Trái Đất là sa mạc và trong khi hầu hết nghĩ rằng sa mạc là đất hoang cằn cỗi, có thể tìm thấy nhiều loại động vật hoang dã thích nghi để sống ở những vùng khô hạn này Một trong những sa mạc nhiệt đới có nhiều động vật sinh sống nhất được biết đến hiện nay là Sahara Mặc dù là môi trường khắc nghiệt không phù hợp với con người, tuy nhiên đây là nơi sinh sống lý tưởng

của các loài động vật hoang dã như: linh dương, đà điểu, sư tử, côn trùng, động vật có vú nhỏ, các loài gặm nhắm và đa dạng rắn,

Sa mạc không phải là nơi dễ sống Nhiệt độ ban ngày có thể lên tới 50°C và "nướng chín" không ít sinh vật Ngược lại khi về đêm, nhiệt độ giảm mạnh Hầu hết các loài động vật lớn chưa thích nghi được với cuộc sống sa mạc Kích thước của chúng khiến chúng không thể tìm được nơi trú ẩn khỏi sức nóng của Mặt Trời và chúng không thể tích trữ nước để sử dụng trong tương lai Trước những thử thách khắc nghiệt của môi trường sống, những động vật ở đây phải thay đổi ngoại hình một cách đặc biệt Nhiều loài phát triển các lớp da, vảy với kết cấu lạ kỳ để giúp chúng có thể chống chịu thời tiết cực đoan và tích trữ được lượng nước ít ỏi trong cơ thể Một số đã tiến hóa các chi để có thể di chuyển nhanh chóng trên cát, đồng thời "nâng cấp" đôi mắt để dễ hoạt động cả ngày lẫn đêm

1 Các cách thích nghi của động vật ở sa mạc vùng nhiệt đới a) Thích nghi với nhiệt độ cao

Để tránh nhiệt độ cao, các loài động vật có vú nhỏ, bò sát hay côn trùng có thể tìm kiếm bóng râm của thực vật và đá hoặc đào hang để trú ẩn, một cái hang thậm chí chỉ sâu vài feet dưới lòng đất, cũng có thể làm giảm nhiệt vài độ, tránh được các tia trực tiếp của Mặt Trời

Ví dụ: Rùa sa mạc có thể đào hang để trú ẩn khỏi ánh nắng mặt trời và nhiệt độ cao cũng

như để dự trữ nước mưa uống dần và làm đầy bong bóng trữ nước nữa

Rùa sa mạc

Một hành vi thích nghi khác được động vật sa mạc sử dụng là không hoạt động trong những giờ nắng nóng Chúng săn mồi vào ban đêm khi nhiệt độ mát mẻ và khi cơ thể ít có nguy cơ bị mất lượng nước quý giá Động vật sử dụng sự thích nghi này được gọi là động vật sống về đêm

Ví dụ: Dơi, chuột đồng và động vật có vú lớn như cáo và chồn hôi là loài hoạt động về

đêm Ban ngày, chúng ngủ trong hang hoặc hốc mát mẻ Một số loài động vật có thể điều chỉnh nhiệt độ cơ thể của mình để phù hợp với môi trường xung quanh

Ví dụ: tắc kè hoa Chamaeleo namaquensis có thể điều chỉnh nhiệt độ cơ thể bằng cách thay

đổi màu da của chúng Chúng cũng sẽ cố gắng đảm bảo rằng diện tích cơ thể tiếp xúc với ánh mặt trời là ít nhất đồng thời chuyển màu trắng để phản lại ánh mặt trời Nó cũng là loài tắc kè hoa nhanh nhất hành tinh, đơn giản vì để nhanh chóng thoát khỏi bãi cát nóng

Tắc kè hoa Chamaeleo namaquensis

b) Thích nghi với lượng mưa ít, đất đai khô cằn

Các loài động vật sa mạc đã phát triển khả năng trữ nước trong cơ thể để đối phó với vấn đề thiếu mưa trong môi trường sống khắc nghiệt trên sa mạc

Ví dụ: lạc đà có thể trữ nước trong cơ thể lên đến 100 lít và điều đó cho phép chúng chịu

nhiệt độ lên tới 50°C Hoặc rùa sa mạc, mang trong mình bong bóng cỡ lớn có thể trữ

nước, u-rê, acid uric với dung tích tương đương 40% trọng lượng cơ thể Trong điều kiện

ẩm ướt thuận lợi, rùa sa mạc sẽ cố gắng thải ra nhiều chất độc và tiếp nhận càng nhiều nước càng tốt để làm đầy bong bóng của mình