Để thích nghi với môi trường khắc nghiệt thực vật sa mạc thích nghi bằng cách nào?

Thực vật phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng trong môi trường khô cằn. Vấn đề mà chúng cần phải giải quyết bao gồm việc làm thế nào để có được đủ nước, làm thế nào để tránh bị ăn và làm thế nào để sinh sản. Quang hợp là chìa khóa để tăng trưởng thực vật. Nó chỉ có thể diễn ra trong ngày khi mà năng lượng mặt trời là đủ cần thiết, nhưng vào ban ngày, nhiều sa mạc trở nên rất nóng. Việc mở khí khổng cho phép hút lượng carbon dioxide cần thiết cho quá trình này đồng thời gây ra sự bốc thoát hơi nước, và việc bảo tồn nguồn nước là một ưu tiên hàng đầu cho thực vật ở sa mạc. Một số thực vật đã giải quyết vấn đề này bằng cách áp dụng chuyển hóa axít crassulacean, cho phép chúng mở khí khổng vào ban đêm để cho phép hút CO2 vào, và đóng chúng vào ban ngày, hoặc dùng cách cố định cacbon C4.

Nhiều loài thực vật sa mạc đã làm giảm kích thước của lá hoặc bỏ chúng hoàn toàn. Xương rồng là "chuyên gia" sa mạc và trong hầu hết các loài lá đã bị thoái hóa thành gai và diệp lục di chuyển vào thân cây, cấu trúc tế bào trong đó đã được thay đổi để cho phép chúng lưu trữ nước. Khi mưa rơi, nước được hấp thu nhanh chóng bởi rễ nông và giữ lại để cho phép chúng tồn tại cho đến khi cơn mưa tiếp theo, có thể là vài tháng hoặc vài năm sau đó.[58] Loài xương rồng khổng lồ saguaro của hoang mạc Sonoran tạo thành "rừng", cung cấp bóng râm cho các loài thực vật khác và nơi làm tổ của các loài chim sa mạc. Saguaro phát triển rất chậm nhưng có thể sống lên đến hàng trăm năm. Bề mặt thân cây được gấp lại như một concertina, cho phép chúng giãn ra, và các tiêu bản lớn có thể giữ được 8 tấn nướcd sau khi các trận mưa lớn.

Cacti phân bố hạn chế ở Tân Thế giới nhưng các loài thực vật Xerophyta đã phát triển theo các kịch bản tương tự bởi quá trình tiến hóa hội tụ.[59] Họ hạn chế sự mất nước bằng cách giảm kích thước và số lượng lỗ khí, bởi có lớp phủ sáp và lá rậm hoặc nhỏ. Một số có lá rụng sớm, rụng lá vào mùa khô nhất, và những nhóm khác bị cong lá để giảm bớt bốc hơi. Những loài khác trữ nước trong lá mọng nước hoặc thân hoặc mọng nước. Các loài thực vật sa mạc tối đa hóa sự hấp thu nước bằng bằng cách có bộ rễ nông phát triển rộng, hoặc bằng cách phát triển dài rễ cọc đạt tới xuống tầng đất đá sâu để lấy nước ngầm. saltbush ở Australia có lá mọng nước và tiết ra các tinh thể muối, cho phép nó sống trong khu vực nhiễm mặn. Giống với xương rồng, nhiều loài đã phát triển gai để tránh các động vật ăn chúng.

Một số thực vật sa mạc sinh hạt nằm ngủ trong đất cho đến khi có điều kiện phát triển khi có mưa. Các loài cây hàng năm như vậy phát triển với tốc độ rất nhanh và có thể ra hoa và kết hạt chỉ trong vòng vài tuần, nhằm hoàn thành vòng đời phát triển của chúng trước khi nước bị khô cạn. Đối với các loài cây lâu năm, sự sinh sản có nhiều khả năng thành công hơn nếu hạt nảy mầm ở một vị trí bóng râm, nhưng không quá gần với cây mẹ vì có sự cạnh tranh với nó. Một số hạt sẽ không nảy mầm cho đến khi nó đã được thổi trên mặt sa mạc để làm tróc vỏ hạt. Hạt giống của cây bụi mọc trong sa mạc ở Mỹ cứng và không nảy mầm ngay cả khi trồng một cách cẩn thận. Khi nó đã đi qua ruột của Pronghorn thì nó nảy mầm dễ dàng, và đống phân nhỏ ẩm cung cấp một khởi đầu tốt đẹp cho cuộc sống tốt ra khỏi cây mẹ.[58] Thân và lá của một số cây nằm thấp hơn vận tốc bề mặt mà gió có thể mang hạt cát và bảo vệ đất khỏi bị xói mòn. Ngay cả nấm nhỏ và các thực vật cực nhỏ được tìm thấy trên bề mặt đất có thể là một liên kết quan trọng trong việc ngăn ngừa xói mòn và trợ cho các sinh vật sống khác sinh sống. Hoang mạc lạnh thường có nồng độ muối cao trong đất. Cỏ và cây bụi thấp là thảm thực vật chiếm ưu thế ở đây và mặt đất có thể được phủ bởi địa y. Hầu hết các bụi cây có lá gai và rụng lá vào thời kỳ lạnh nhất trong năm