Fauna pustyń

Liczba gatunków zwierząt pustynnych jest niewielka, co jest rezultatem trudnych warunków życia i niewielkiej liczby nisz ekologicznych. Czynniki ograniczające to z jednej strony warunki klimatyczne (brak wody, niska wilgotność powietrza, silne nasłonecznienie, bardzo wysoka temperatura i jej duże wahania), skąpa szata roślinna (mała ilość pokarmu i kryjówek). W wypadku całkowitego braku roślinności, nie występują też zwierzęta.
Zwierzęta pustyni są przeważnie nieduże, o jasnej barwie ciała; w dzień ukrywają się w norach, jamach i zagłębieniach skalnych lub zakopują się w piasku, gdzie panuje dużo niższa temperatura i większa wilgotność niż na powierzchni; nocą na pustyni panują niskie temperatury i może pojawiać się rosa, a zjadanie pokrytych nią roślin dostarcza roślinożercom wody. Rosę wykorzystują także nieliczne na pustyniach ślimaki. Tak różne zwierzęta, jak niektóre chrząszcze z rodziny na pustyni Namib oraz co najmniej dwa gatunki jaszczurek – australijski moloch kolczasty i azjatycka krągłogłówka uszasta– potrafią pobierać wodę spływającą z ich własnych ciał (odpowiednio rosę i wodę deszczową). Wiele gatunków zwierząt ma zdolność okresowej anabiozy. U tak różnych organizmów, jak wielbłądy, antylopa oryks arabski, skoczki pustynne, niektóre jaszczurki, a nawet niektóre chrząszcze, stopy są tak przystosowane, aby zapobiec zapadaniu się w sypkim piasku. Niektóre grupy zwierząt są jakby z góry przystosowane (preadaptowane) do życia w warunkach stałego niedoboru wody i wysokiej temperatury. Chitynowa okrywa ciała owadów oraz rogowe łuski gadów skutecznie chronią te zwierzęta przed utratą wody; także u obu tych grup wydzielanie produktów przemiany materii następuje w postaci stałej (kwas moczowy). Stosunkowo liczne są więc stawonogi, np. owady bezskrzydłe, szarańczaki, karaczany, pluskwiaki, mrówki, chrząszcze (np. charakterystyczne dla tych środowisk chrząszcze z rodziny czarnuchowatych), a także pajęczaki (pająki, skorpiony, solfugi). Termity, choć niewidoczne na powierzchni, stanową ważną grupę owadów na gorących pustyniach.
Wśród kręgowców wyraźnie dominującą grupą są gady – liczne gatunki jaszczurek (agam lub legwanów, waranów, gekonów, scynków), węży i żółwi. Ptaki, podobnie jak gady, prowadzą oszczędną gospodarką wodną (wydalają kwas moczowy), a poza tym mogą pokonywać długie trasy do wodopoju, ale ze względu na wysoki poziom przemiany materii wymagają dużych ilości pokarmu. Stąd ptaki takie jak stepówki, nbiałożytki, kuropatewka pustynna i skowronik piaskowy spotkać można raczej na półpustyniach; jedynie sępy zamieszkują najbardziej suche tereny pustynne. Ssaki nie są tak dobrze przystosowane do warunków życia na pustyni. Wśród ssaków pustynnych liczne są gryzonie, a także antylopy i gazele, góralki i wielbłądy; spotyka się także nietoperze, owadożerne i drapieżne (np. fenek na pustyniach Afryki Północnej i Półwyspu Arabskiego), a w Australii torbacze. Wiele gatunków prowadzi nocny tryb życia; dotyczy to zarówno kryjących się w norach gryzoni i tak dużych zwierząt, jak oryks arabski. Wiele gatunków obywa się całkowicie bez picia. Owady i nasiona, którymi żywią się ssaki pustyni, są dla nich nie tylko pożywieniem, ale również źródłem wody. Niektóre gryzonie przestawiły się na odżywianie pokarmem zwierzęcym, co pozwala im zdobyć dodatkową ilość wody. Zapotrzebowanie na wodę u gryzoni żywiących się nasionami zaspokajane jest częściowo lub całkowicie wodą pochodzącą z przemian metabolicznych pożywienia, nazywaną wodą metaboliczną. Zwierzęta te nie pocą się, ich kał jest silnie odwodniony, a ich nerki wytwarzają mocz 3-4 razy bardziej zagęszczony niż u człowieka. Takie zwierzęta jak wielbłądy i oryks arabski są fizjologicznie przystosowane do znoszenia wysokich temperatur (bez utraty wody na chłodzenie ciała poprzez proces pocenia się). Ich organizm ulega znacznemu przegrzaniu w dzień, natomiast w nocy znacznemu wychłodzeniu, co z kolei opóźnia kolejne przegrzanie. Typowe ssaki pustyni, skoczki pustynne, to grupa odlegle lub zupełnie niespokrewnionych zwierząt (kilka grup gryzoni, owadożerne, torbacze), które są charakterystycznym przykładem konwergencji: szczuroskoczki z obu Ameryk, myszoskoczka z Afryki, skoczkowate 27 gatunków z Azji i Afryki, niektóre ryjkonosy, np. ryjoskoczek z Afryki, workowate skoczki pustynne z Australii. Zwierzęta te wykazują duży stopień podobieństwa morfologicznego i zachowań.
Uprawę roślin i życie osiadłe umożliwiają na obszarach pustyń i półpustyń oazy, ale i tam w określonych porach roku występują dokuczliwe burze piaskowe oraz niska wilgotność powietrza. W wielu miejscach woda pitna jest wyłącznie słona lub gorzka. Wyjątkowe suche lata, zdarzające się coraz częściej, mogą zmuszać mieszkańców do opuszczania oaz. Pustynie, ze względu na żyzne częstokroć gleby oraz duże nasłonecznienie, były od starożytności sztucznie nawadniane i wykorzystywane rolniczo, dając bardzo wysokie plony. Wymaga to jednak ogromnych nakładów i grozi zasoleniem gleb na skutek szybkiego parowania dostarczanej wody (salinizacja). Ruiny dawnych cywilizacji wskazują, jak ryzykowne są takie działania. Pasterskie wykorzystanie terenów na obrzeżach pustyń sprawia, że w czasie suchych lat nomadzi nie mogąc przemieszczać się na bardziej wilgotne tereny zajęte obecnie pod uprawę, pozostają ze swoimi stadami na miejscu, co przyczynia się do całkowitego zniszczenia skąpej roślinności i do przyspieszenia pustynnienia tych terenów. Pustynie amerykańskie od dawna są niszczone przez człowieka; samochody terenowe mechanicznie niszczą roślinność pustynną, której regeneracja trwa wiele lat; kłusownicy i kolekcjonerzy kaktusów doprowadzili do zagłady wielu rzadkich gatunków zwierząt i roślin. Rezydencje budowane na pustyni zużywają ogromne ilości wody, pogłębiając jej deficyt. Z kolei w dorzeczu Syr-darii intensywna uprawa bawełny, wymagająca sztucznego nawadniania, spowodowała katastrofalny deficyt wody i obniżenie się poziomu Morza Aralskiego o 14 m w latach 1950 80, a w konsekwencji załamanie rybołówstwa, przekształcenie odsłoniętego dna w słoną pustynię i narażenie okolicznych terenów na nawiewanie soli oraz trucizn (insektycydy nanoszone są do jeziora przez rzeki). Pustyniom zawdzięczamy powstanie niezwykle urodzajnych gleb lessowych; na ich obrzeżach pył lessowy był nawiewany z obszarów pustynnych głównie w okresach glacjalnych plejstocenu (np. lessy Wyżyny Lessowej w Chinach pochodzą z pustyń Mongolii).

Flora pustyń

Niekorzystne dla roślin warunki klimatyczne powodują, że szata roślinna jest bardzo skąpa; istnieją nawet, choć nieliczne, pustynie całkowicie jej pozbawione (niektóre obszary afrykańskiej pustyni Namib i południowoamerykańskiej pustyni Atakama). Liczba gatunków jest niewielka i wykazują one specyficzne przystosowania do środowiska pustynnego. Zależnie od lokalnego klimatu występują różne gatunki roślin, u wszystkich jednak wykształciły się adaptacje fizjologiczne i morfologiczne sprzyjające oszczędnej gospodarce wodnej. Ograniczają one np. transpirację (parowanie wody) w ciągu dnia, a w nocy adsorbują możliwie duże ilości rosy; wytrzymują też długie okresy uśpienia. W skład flory pustynnej wchodzą rośliny jednoroczne, które pojawiają się w okresie opadów i wieloletnie. Rośliny jednoroczne cały cykl życiowy ograniczają do krótkotrwałego okresu opadów; rośliny wieloletnie charakteryzują się zazwyczaj silną redukcją wielkości liści lub nawet całkowitym ich brakiem, co zmniejsza tempo utraty wody. Mają też na ogół rozbudowane systemy korzeniowe, sięgające głęboko w glebę lub w szczeliny skalne.
Zagęszczenie roślin na pustyniach jest zawsze niewielkie, a poszczególne osobniki są zwykle rozmieszczone bardzo równomierne, jest to rezultat allelopatii, czyli hamowania wzrostu innych roślin przez wydzielanie do gleby substancji toksycznych. Jest to typowy przejaw osłabiania konkurencji, w tym wypadku o deficytową wodę. Rośliny pustynne znane są też z różnorodnych sposobów obrony przed roślinożercami; jest to bardzo istotne w środowisku, w którym wobec niedostatku wody i niskiej produkcji, bardzo trudno jest uzupełniać straty tkanek, powstałe na skutek spasania. Najbardziej rzuca się w oczy morfologiczna przebudowa liści w skutecznie chroniące roślinę kolce i ciernie. Bardzo rozpowszechnione, ale stosunkowo słabo jeszcze poznane są sposoby obrony chemicznej, które polegają na odkładaniu w komórkach i tkankach substancji toksycznych dla zwierząt. Wśród roślin pustynnych wyróżnia się rośliny efemeryczne (efemerydy i efemeroidy), suchorośla (kserofity), rośliny gruboszowate (sukulenty) oraz słonorośla (halofity).
Rośliny efemeryczne niekorzystny okres suszy spędzają w uśpieniu. Są to albo rośliny jednoroczne, spędzające okres suszy w postaci nasion, które po deszczu bardzo szybko kiełkują, przechodzą pełny cykl rozwojowy i wydają nasiona, które mogą przetrwać nadchodzący kolejny okres suszy (efemerydy), albo też rośliny trwałe (wieloletnie). Te ostatnie okres suszy spędzają w postaci znajdujących się pod ziemią organów przetrwalnych bulw, cebul, kłączy, z których po deszczu rozwijają się części nadziemne (efemeroidy). Kserofity to rośliny trwałe przeważnie krzewinki lub kolczaste, niskie krzewy oraz drzewa, ale także np. turzyce. Cechuje je szereg przystosowań przeciwdziałających nadmiernej transpiracji: drobne, zredukowane liście, kutynizacja epidermy, zagłębienie aparatów szparkowych, zrzucanie liści w okresie suszy. Rozległe systemy korzeniowe tych roślin sięgają głęboko w podłoże. Sukulenty to rośliny trwałe, dostosowane do środowisk ubogich w wodę, ale nie będące właściwymi kserofitami. Pobierają one podczas deszczu wodę, którą magazynują w specjalnej tkance miękiszowej znajdującej się w liściach (np. agawy, aloesy, rozchodniki) lub łodygach (np. kaktusy, wilczomlecze). Halofity to rośliny trwałe zasolonych środowisk, które mają pewne właściwości sukulentów (gromadzenie wody w tkankach) lub kserofitów. Poza tym na pustyniach mogą występować mchy, porosty, glony i sinice.

Pustynie

Pustynia – teren o znacznej powierzchni, pozbawiony zwartej szaty roślinnej na skutek małej ilości opadów i przynajmniej okresowo wysokich temperatur powietrza, co sprawia, że parowanie przewyższa ilość opadów. Na gorących pustyniach ekstremalne temperatury sięgają do 50 °C (najwyższa zanotowana temperatura to 57,8 °C), nocą zaś dochodzą do 0 °C, charakterystyczne są dla nich też znaczne amplitudy dobowe temperatury, stały deficyt wilgotności oraz silne nasłonecznienie. Czasem termin pustynia stosowany jest również do obszarów pozbawionych zwartej roślinności z innych powodów niż przewaga parowania nad opadami, np. do pustyń lodowych. Funkcjonują również określenia odległe znaczeniowo od podstawowego terminu, takie jak pustynia porostowa.
Ścisłe zdefiniowanie terminu "pustynia" napotyka na trudności, gdyż płynnie przechodzi ona w półpustynię, a następnie w step pustynny, suchy step i step. W efekcie istnieją w różnych źródłach rozbieżności co do łącznej powierzchni zajmowanej przez pustynie i półpustynie.
Roślinność na pustyniach jest uboga, ale wiele roślin przystosowało się do tak skrajnych warunków klimatycznych poprzez skrócenie okresu wegetacyjnego na okres pory deszczowej, gromadząc wodę (tzw. sukulenty i efemery), wydłużając system korzeniowy, tak by sięgał do zasobów wody podziemnej na znacznych głębokościach, czy wytwarzając kutykulę – cienką warstwę kutyny, która zabezpiecza przed nadmierną utratą wody. Roślinność taka nie zajmuje jednak więcej niż 10% powierzchni. Większe płaty roślinności występują w oazach.
Pustynie właściwe występują głównie w strefie zwrotnikowej: w Afryce północnej i południowej, na Bliskim Wschodzie, w Ameryce Południowej i centralnej Australii, a także w strefie podzwrotnikowej, np. w Azji Środkowej czy Ameryce Północnej. Wyróżnia się również pustynie lodowe w strefie polarnej (Antarktyda, Grenlandia, Arktyka).