Ledene in snežne alge: rdeče sneženje, ekologija in pomen

Kaj so ledene in snežne alge?

Ledene in snežne alge so fotosintetski mikroorganizmi — predvsem različne vrste alge in cianobakterije, ki rastejo na dolgotrajnih snežnih in ledenih poljih, kot so visokogorski travniki, polarni led in ledeniki. Ko je med kristali snega in ledu na voljo tekoča voda (npr. v toplejših poletnih mesecih), se te alge množijo in lahko površino obarvajo zeleno, rumeno, oranžno ali rdeče. Pogosto omenjeno rdeče sneženje imenujemo tudi »watermelon snow« (»lubenčkov sneg«), ker včasih daje snegu vonj ali rahlo sadno aromo.

Zakaj je sneg rdeč?

Rdeča barva pri nekaterih vrstah je posledica vnelih, notranjih pigmentov (npr. karotenoidov, kot je astaksantin), ki delujejo kot zaščita pred prekomerno vidno svetlobo in ultravijoličnim sončnim sevanjem. Ti pigmenti zmanjšajo škodo, ki bi jo visoka svetlost in UV povzročila fotosintetskim aparatam ali genskim materialom — sicer bi lahko prišlo do fotoinhibicije fotosinteze ter do poškodb in mutacij v celici: brez takšne zaščite bi alge na površju utrpele prekinitve kromosomov in mutacije DNK.

Ekološka vloga in pomen

Na morskem ledu so prav tako pomembne združbe ledenih alg. Te alge (predvsem diatomejke) igrajo ključno vlogo v polarnih ekosistemih, še posebej na Antarktiki), kjer zagotavljajo osnovno prehrano številnim vrstam, na primer krilu. Kril in drugi organizmi strgajo alge s spodnje strani ledu; te alge se lahko nahajajo med kristali ledu, pritrjene nanje ali v vodnih in slanih kanalih med kristali. S tem tvorijo osnovo prehranjevalnih verig in prispevajo k pretoku energije ter ogljika v polarnih morjih.

Vpliv na taljenje in podnebje

Temnejše obarvan sneg in led (zaradi alg) zmanjšuje zmožnost površine, da odbija sončno sevanje (albedo), kar poveča absorpcijo toplote in pospeši taljenje. To je pomemben pozitivni povratni mehanizem v kontekstu segrevanja: več taljenja pomeni več temnih, izpostavljenih površin, kjer se lahko alge še lažje razmnožujejo, kar dodatno pospešuje spreminjanje ledenikov in ledenih plošč.

Zdravje, raziskave in spremljanje

Večina snežnih alg ni za ljudi nevarna, a v nekaterih sladkovodnih ali stoječih habitatih lahko cianobakterije proizvajajo toksine; zato je previdnost pri uživanju stopnic ali vode z močnim algnim cvetom na mestu. Raziskovalci alg uporablja kombinacijo terenskih vzorcev, mikroskopije, molekularnih tehnik in satelitskega opazovanja, da spremljajo razširjenost, sestavo skupnosti in vpliv na taljenje ledu. Sprehodi po ledenikih in dolgoročni monitoring pomagajo razumeti, kako se te skupnosti odzivajo na spreminjajoče se podnebne razmere.

Zaključek

Snežne in ledene alge so majhni, a ekološko pomembni organizmi, ki vplivajo na barvo, fizikalne lastnosti in biodiverziteto ledenih habitatov. Razumevanje njihove biologije, ekologije in odziva na podnebne spremembe je ključno za napovedovanje prihodnjega vedenja ledenikov, morskih ekosistemov in globalnega ogljikovega kroženja.

Chlamydomonas nivalis

Chlamydomonas nivalis je zelena mikroalga, ki poleg drugih sorodnih vrst povzroča lubenični sneg.

Melonin sneg je sneg rdečkaste ali rožnate barve, vonj pa je lahko podoben vonju sveže lubenice. Ta vrsta snega je poleti pogosta v alpskih in obalnih polarnih regijah, kot je Sierra Nevada v Kaliforniji. Tu je na nadmorski višini od 10 000 do 12 000 čevljev (3 000-3 600 m) temperatura vse leto nizka, zato se sneg zadržuje od zimskih neviht. Ko nekdo stopi na sneg z algami, so sledi nog videti rdeče.

Chlamydomonas nivalis je zelena alga, ki svojo rdečo barvo dolguje svetlo rdečemu karotenoidnemu pigmentu (astaksantinu). Ta ščiti kloroplast in celično jedro pred močnim vidnim in ultravijoličnim sevanjem. Zeleni in rdeči pigmenti absorbirajo svetlobo in toploto, zaradi česar alga dobi tekočo vodo, ko se okoli nje topi sneg. Cvetenje alg lahko sega do globine 25 cm. Ker ima vsaka celica v premeru 20 do 30 mikrometrov, vsebuje čajna žlička stopljenega snega milijon ali več celic. Alge se kopičijo v "sončnih skodelicah", ki so plitve vdolbine v snegu. Karotenoidni pigment absorbira toploto, ki poglablja sončne skodelice in pospešuje taljenje ledenikov in snežišč.

V zimskih mesecih, ko jih prekrije bel sneg, alge mirujejo. Spomladi hranila, povečana količina svetlobe in talilna voda spodbudijo kalitev. Ko vzklijejo, mirujoče celice sprostijo manjše zelene bičaste celice, ki potujejo proti površini snega. Ko se bički približajo površini, lahko izgubijo bičke in tvorijo debelostenske mirujoče celice ali pa delujejo kot gamete, ki se v parih združujejo v zigote.

Nekatere specializirane vrste se hranijo s C. nivalis, med drugim s praživali, kot so ciliati, rotififi, nematode, ledeni črvi in spomladanski repi.

Zgodovina

Prvi zapisi o lubeničnem snegu so v Aristotelovih spisih. Sneg iz lubenice že tisočletja vzbuja ugibanja alpinistov, raziskovalcev in naravoslovcev.

Maja 1818 so iz Anglije odplule štiri ladje, da bi poiskale severozahodni prehod in kartirale arktično obalo Severne Amerike. Zaradi slabega vremena so ladje na koncu obrnili nazaj, vendar je odprava pomembno prispevala k znanosti. Kapitan John Ross je opazil škrlatni sneg, ki je kot krvavi potoki razgrinjal bele skale, ko so se približali rtu York na severozahodni obali Grenlandije. Desantna skupina se je ustavila in prinesla vzorce v Anglijo. O tem odkritju je 4. decembra 1818 pisal Times:

“

Kapitan sir John Ross je iz Baffinovega zaliva prinesel količino rdečega snega ali bolje rečeno snežne vode, ki je bila v tej državi podvržena kemični analizi, da bi odkrili naravo njenega barvila. Naša verodostojnost je ob tej priložnosti na skrajni preizkušnji, vendar ne moremo ugotoviti, da obstaja kakršen koli razlog za dvom o navedenem dejstvu. Sir John Ross ni videl, da bi padel rdeč sneg, videl pa je velike površine, prekrite z njim. Barva snežnih polj ni bila enakomerna, temveč so se na njih pojavljale bolj ali manj rdeče lise ali proge z različno globokim odtenkom. Tekočina ali raztopljeni sneg je tako temno rdeče barve, da spominja na rdeče portovec. Navedeno je, da se v tekočini nahaja usedlina, pri čemer ni odgovorjeno na vprašanje, ali je ta usedlina živalske ali rastlinske narave. Domneva se, da barva izvira iz tal, na katera pade sneg: v tem primeru na ledu ni mogoče videti rdečega snega.

”

Ko je Ross leta 1818 objavil svojo zgodbo o potovanju, je bila opremljena z dodatkom o rastlinah, ki ga je napisal Robert Brown. V njem je Brown rdeči sneg primerjal z algo.

Snežne proge lubenice.


Nenavadne lubenične snežne luknje, ki se prekrivajo z oranžno-rumenim odtisom čevlja.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj so ledene in snežne alge?

V: Kaj povzroči, da se led in sneg v poletnih mesecih obarvata?

V: Kakšen je namen rdečega pigmenta v nekaterih ledenih in snežnih algah?

V: Kje poleg ledenikov najdemo še združbe ledenih alg?

V: Zakaj so združbe ledenih alg pomembne v polarnih ekosistemih?

V: Kako krili pridobivajo hrano iz združb ledenih alg na morskem ledu?

V: Kje lahko najdemo ledene alge glede na ledene kristale?

Išči po črki