Schneealge
Eis- und Schneealgen sind Algen und Cyanobakterien, die auf langlebigen Schnee- und Eisfeldern wie Gletschern wachsen. Wenn flüssiges Wasser zwischen den Schnee- und Eiskristallen vorhanden ist, können sie während der Sommermonate die Oberfläche grün, gelb oder rot färben. Das rote Pigment einiger Arten ist ein intrazellulärer Schutz gegen übermäßiges visuelles Licht und die ultraviolette Strahlung der Sonne, die sonst eine Photoinhibition der Photosynthese oder Mutationen verursachen können. Ohne ihn würden die Algen an der Oberfläche Chromosomenbrüche und DNA-Mutationen erleiden.
Es gibt auch Eisalgengemeinschaften auf dem Meereis. Diese Algen (hauptsächlich Kieselalgen) sind in polaren Ökosystemen (vor allem in der Antarktis) wichtig, da sie Nahrung für den Krill liefern. Der Krill schabt die Algen von der Unterseite des Eises ab, die von den Algen braun gefärbt ist. Die Algen können sich zwischen Eiskristallen befinden oder an diesen befestigt sein, in den Wasser- oder Salzwasserkanälen zwischen Eiskristallen.
Chlamydomonas nivalis Dünnschliff-Elektronenmikroskop-Aufnahme; Farbe künstlich hinzugefügt.
Schnee-Algen.
Chlamydomonas nivalis
Chlamydomonas nivalis ist eine grüne Mikroalge, die neben anderen eng verwandten Arten Wassermelonenschnee verursacht.
Wassermelonenschnee ist Schnee, der rötlich oder rosa gefärbt ist und der einen Geruch ähnlich einer frischen Wassermelone haben kann. Diese Art von Schnee ist während des Sommers in alpinen und küstennahen Polarregionen, wie z.B. der Sierra Nevada in Kalifornien, weit verbreitet. Hier, in Höhen von 3.000 bis 3.600 m (10.000 bis 12.000 Fuß), ist es das ganze Jahr über kalt, und so bleibt der Schnee von Winterstürmen liegen. Wenn jemand mit Algen auf den Schnee tritt, sehen die Fußabdrücke rot aus.
Chlamydomonas nivalis ist eine Grünalge, die ihre rote Farbe einem leuchtend roten Carotinoid-Pigment (Astaxanthin) verdankt. Dieses schützt den Chloroplasten und den Zellkern vor starker sichtbarer und ultravioletter Strahlung. Die grünen und roten Pigmente absorbieren Licht und Wärme, wodurch die Alge flüssiges Wasser erhält, wenn der Schnee um sie herum schmilzt. Die Algenblüten können bis zu 25 cm (10 Zoll) tief gehen. Da jede Zelle einen Durchmesser von 20 bis 30 Mikrometern hat, enthält ein Teelöffel geschmolzener Schnee eine Million oder mehr Zellen. Die Algen sammeln sich in "Sonnenschalen", das sind flache Vertiefungen im Schnee. Das Carotinoid-Pigment absorbiert Wärme, was die Sonnenschalen vertieft und die Gletscher und Schneebänke schneller schmelzen lässt.
Während der Wintermonate, wenn weißer Schnee sie bedeckt, werden die Algen schlafend. Im Frühling stimulieren Nährstoffe, erhöhter Licht- und Schmelzwassergehalt die Keimung. Sobald sie keimen, setzen die ruhenden Zellen kleinere grüne Flagellatenzellen frei, die zur Oberfläche des Schnees wandern. Sobald die Flagellaten nahe an die Oberfläche kommen, können sie ihre Flagellen verlieren und dickwandige, ruhende Zellen bilden, oder sie können als Keimzellen fungieren und paarweise zu Zygoten verschmelzen.
Einige spezialisierte Arten ernähren sich von C. nivalis, darunter Protozoen wie Ciliaten, Rädertierchen, Nematoden, Eiswürmer und Springschwänze.
Geschichte
Die ersten Berichte über Wassermelonenschnee finden sich in den Schriften des Aristoteles. Wassermelonenschnee hat Bergsteiger, Entdecker und Naturforscher seit Tausenden von Jahren vor ein Rätsel gestellt.
Im Mai 1818 fuhren vier Schiffe von England aus los, um die Nordwestpassage zu suchen und die arktische Küstenlinie Nordamerikas zu kartografieren. Schlechtes Wetter veranlasste sie schließlich, die Schiffe zurückzudrehen, aber die Expedition leistete wichtige Beiträge zur Wissenschaft. Kapitän John Ross bemerkte purpurroten Schnee, der wie Blutströme über die weißen Klippen strich, als sie Cape York an der Nordwestküste Grönlands umrundeten. Ein Landungstrupp hielt an und brachte Proben nach England zurück. Die Times schrieb am 4. Dezember 1818 über diese Entdeckung:
| “ | Kapitän Sir John Ross hat aus der Baffin's Bay eine Menge roten Schnee, oder besser gesagt Schneewasser, mitgebracht, das in diesem Land einer chymischen Analyse unterzogen wurde, um die Natur seiner färbenden Materie zu entdecken. Unsere Leichtgläubigkeit wird bei dieser Gelegenheit auf eine harte Probe gestellt, aber wir können nicht erfahren, dass es irgendeinen Grund gibt, an der angegebenen Tatsache zu zweifeln. Sir John Ross hat keinen roten Schnee fallen sehen; aber er sah große Gebiete, die damit bedeckt waren. Die Farbe der Schneefelder war nicht einheitlich, sondern im Gegenteil, es gab mehr oder weniger rote Flecken oder Streifen von unterschiedlicher Farbtiefe. Der Likör, der gelöste Schnee, ist von einem so dunklen Rot, dass er an roten Portwein erinnert. Es wird festgestellt, dass der Likör ein Sediment ablagert und dass die Frage nicht beantwortet wird, ob dieses Sediment tierischer oder pflanzlicher Natur ist. Es wird angedeutet, dass die Farbe von dem Boden, auf den der Schnee fällt, abgeleitet ist: In diesem Fall kann auf dem Eis kein roter Schnee gesehen worden sein. | ” |
Als Ross 1818 seine Geschichte von der Reise veröffentlichte, enthielt die Geschichte einen Pflanzenanhang von Robert Brown. In ihr verglich Brown den roten Schnee mit einer Alge.
Ungewöhnliche Wassermelonen-Schneegruben, überlagert von einem orangefarbenen Stiefelabdruck.
Wassermelonen-Schneestreifen.
Fragen und Antworten
F: Was sind Eisalgen und Schneealgen?
A: Eis- und Schneealgen sind Arten von Algen und Cyanobakterien, die auf lang anhaltendem Schnee und Eisfeldern wie Gletschern wachsen.
F: Warum färben sich Eis und Schnee in den Sommermonaten?
A: Wenn zwischen den Schnee- und Eiskristallen flüssiges Wasser vorhanden ist, können sich Eis und Schnee in den Sommermonaten durch das Wachstum von Eis- und Schneealgen grün, gelb oder rot färben.
F: Wozu dient das rote Pigment in einigen Eis- und Schneealgen?
A: Das rote Pigment in einigen Eis- und Schneealgen schützt vor übermäßigem sichtbarem Licht und ultravioletter Strahlung der Sonne, die zu einer Hemmung der Photosynthese oder zu Mutationen führen kann. Ohne dieses Pigment würden die Algen an der Oberfläche Chromosomenbrüche und DNA-Mutationen erleiden.
F: Wo gibt es außer auf Gletschern noch Eisalgengemeinschaften?
A: Es gibt auch Eisalgengemeinschaften auf dem Meereis.
F: Warum sind Eisalgengemeinschaften in polaren Ökosystemen wichtig?
A: Eisalgengemeinschaften (hauptsächlich Kieselalgen) sind in polaren Ökosystemen (insbesondere in der Antarktis) wichtig, weil sie Nahrung für Krill bieten.
F: Wie gewinnt der Krill seine Nahrung aus den Eisalgengemeinschaften auf dem Meereis?
A: Der Krill kratzt die Algen von der Unterseite des Eises ab, das durch die Algen braun gefärbt ist.
F: Wo kann man Eisalgen in Verbindung mit Eiskristallen finden?
A: Eisalgen können zwischen Eiskristallen oder an ihnen haftend, im Wasser oder in Salzwasserkanälen zwischen Eiskristallen gefunden werden.
