Is- og snealger: Definition og betydning i polare økosystemer

Is- og snealger: hvordan farvede alger overlever polarområder, beskytter mod UV, driver næringskæden og påvirker klimaet — afgørende for krill og polare økosystemer.

Isalger og snealger er alger og cyanobakterier, der vokser på langvarige sne- og isfelter som f.eks. gletsjere. Når der er flydende vand til rådighed mellem sne- og iskrystallerne, kan de farve overfladen grøn, gul eller rød i sommermånederne. Det røde pigment hos nogle arter er en intracellulær beskyttelse mod overdrevent visuelt lys og ultraviolet stråling fra solen, som ellers kan forårsage fotoinhibering af fotosyntesen eller mutationer. Uden det ville algerne på overfladen få kromosombrud og DNA-mutationer.

Der findes også isalgesamfund på havisen. Disse alger (hovedsagelig kiselalger) er vigtige i polare økosystemer (især Antarktis), fordi de er føde for krill. Krill skraber algerne af fra undersiden af isen, som er brunfarvet af algerne. Algerne kan findes mellem iskrystaller eller fastgjort til dem, i vandet eller i saltvandskanaler mellem iskrystaller.

Hvorfor er is- og snealger vigtige?

Primærproduktion: Is- og snealger udfører fotosyntese i miljøer, hvor få andre organismer kan leve, og bidrager derfor til økosystemets primærproduktion. De er base i fødenettene i både alpine og polare områder.

Føde for andre organismer: Isalgens rolle som føde for smådyr som krill betyder, at de indirekte understøtter større dyr som fisk, sæler, hvaler og pingviner.

Albedo og klima: Når sne og is bliver farvet af alger, reduceres refleksiviteten (albedo). Mørkere overflader absorberer mere solenergi, hvilket kan øge lokal smeltning og give en positiv feedback på isafsmeltning.

Tilpasninger til ekstreme forhold

• Pigmenter (fx karotenoider som astaxanthin) beskytter mod stærkt lys og UV.
• Kryoprotektanter og opløste stoffer reducerer celleskader ved gentagen frost/tø.
• Tykkere cellevægge og ophobning af lipider hjælper med at overleve temperatur- og næringsstress.
• Hvilefaser eller sporer kan sikre overlevelse i lange perioder uden gunstige forhold.

Udbredelse og sæsonvariation

Is- og snealger findes i både Arktis, Antarktis og i højere alpine områder verden over. Deres aktivitet er sæsonbestemt: om sommeren, når smeltevand danner films eller lommer mellem krystaller, er vækst og synlige farver størst. Om vinteren går mange arter i en hviletilstand eller bliver dækket af ny sne.

Forskning og overvågning

Forskere bruger feltprøver, mikroskopi, molekylærbiologi og fjernmåling (satellit- og luftbårne sensorer) til at studere udbredelse, artssammensætning og effekter på albedo. Is- og snealger fungerer også som bioindikatorer for ændringer i temperatur, næringsstoffer og nedbørsmønstre.

Trusler og betydning i et varmere klima

Klimaforandringer ændrer udbredelsen og sæsonlængden for smeltevand, hvilket kan fremme vækst af is- og snealger. Det kan på kort sigt øge primærproduktion, men samtidig accelerere smeltning via reduceret albedo. Ændrede økosystemforhold kan påvirke hele fødenet og arter, der er afhængige af isbundne alger.

Praktisk betydning og formidling

Fænomener som "vandmelon-sne" (rød sne) er kendt blandt forskere, gletsjerguider og polarfarende. Udover at være visuelt markante kan disse algedannelser påvirke sikkerhed (hurtigere smeltning) og økosystemfunktioner. Formidling om is- og snealger øger forståelsen for, hvordan mikroorganismer kan påvirke større, synlige ændringer i polare og alpine landskaber.

Chlamydomonas nivalis

Chlamydomonas nivalis er en grøn mikroalge, som ud over andre nært beslægtede arter forårsager vandmelon-sne.

Vandmelonsne er sne, der er rødlig eller lyserød i farven, og som kan have en lugt, der ligner en frisk vandmelon. Denne type sne er almindelig om sommeren i alpine og kystnære polarområder, som f.eks. Sierra Nevada i Californien. Her, i højder på 3.000-3.600 m, er temperaturen kold hele året, og derfor bliver sneen hængende efter vinterstorme. Når nogen træder på sneen med alger, ser fodsporene røde ud.

Chlamydomonas nivalis er en grønalge, som har sin røde farve fra et knaldrødt carotenoidpigment (astaxanthin). Dette beskytter kloroplasten og cellekernen mod stærk synlig og ultraviolet stråling. De grønne og røde pigmenter absorberer lys og varme, hvilket giver algen flydende vand, når sneen smelter omkring den. Algeopblomstringer kan gå 25 cm (10 tommer) dybt. Da hver celle måler 20-30 mikrometer i diameter, indeholder en teskefuld smeltet sne en million eller flere celler. Algerne ophobes i "solkopper", som er lavvandede fordybninger i sneen. Karotenoidpigmentet absorberer varme, hvilket gør solkopperne dybere og får gletsjerne og snebjergene til at smelte hurtigere.

I vintermånederne, når hvid sne dækker dem, går algerne i dvale. Om foråret stimulerer næringsstoffer, øget lys og smeltevand spiringen. Når de spirer, frigiver de hvilende celler mindre grønne flagellater, som bevæger sig op mod sneens overflade. Når flagellerne kommer tæt på overfladen, kan de miste deres flageller og danne tykvæggede hvileceller, eller de kan fungere som kønsceller, der smelter sammen parvis og danner zygoter.

Nogle specialiserede arter lever af C. nivalis, herunder protozoer som ciliater, rotifere, nematoder, isorme og springhaler.

Historie

De første beretninger om vandmelonsne findes i Aristoteles' skrifter. Vandmelonsne har i tusindvis af år forundret bjergbestigere, opdagelsesrejsende og naturforskere.

I maj 1818 sejlede fire skibe ud fra England for at søge efter Nordvestpassagen og kortlægge Nordamerikas arktiske kystlinje. Dårligt vejr fik dem til sidst til at vende tilbage, men ekspeditionen leverede vigtige bidrag til videnskaben. Kaptajn John Ross bemærkede karminrød sne, der strejfede de hvide klipper som blodstrømme, da de rundede Kap York på Grønlands nordvestkyst. Et landgangshold standsede og bragte prøver med tilbage til England. The Times skrev om denne opdagelse den 4. december 1818:

"

Kaptajn Sir John Ross har fra Baffin's Bay bragt en mængde rød sne, eller rettere snevand, som er blevet underkastet kymiske analyser i dette land for at finde ud af, hvad farvestoffet er. Vores troværdighed bliver ved denne lejlighed sat på en ekstrem prøve, men vi kan ikke få at vide, at der er nogen grund til at betvivle den oplyste kendsgerning. Sir John Ross så ikke nogen rød sne falde; men han så store områder overdækket med den. Farven på snefelterne var ikke ensartet, men derimod var der pletter eller striber, der var mere eller mindre røde og af forskellig dybde i farven. Den opløste sne er så mørkerød, at den ligner rød portvin. Det er anført, at væsken aflejrer et sediment, og at spørgsmålet ikke er besvaret, om dette sediment er af animalsk eller vegetabilsk art. Det foreslås, at farven stammer fra den jordbund, som sneen falder på: i dette tilfælde kan der ikke være set nogen rød sne på isen.

"

Da Ross udgav sin historie om rejsen i 1818, indeholdt den et appendiks med planter af Robert Brown. I den sammenlignede Brown den røde sne med en alge.

Vandmelon-sneestriber.


Usædvanlige vandmelonsneegruber, overlejret med et orangefarvet støvleaftryk.

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er isalger og snealger?

Q: Hvad får is og sne til at blive farvet i sommermånederne?

Q: Hvad er formålet med det røde pigment i nogle is- og snealger?

Q: Hvor finder man også isalgesamfund ud over på gletsjere?

Q: Hvorfor er isalgesamfund vigtige i polare økosystemer?

Q: Hvordan får krill føde fra isalgesamfund på havisen?

Q: Hvor kan man finde isalger i forhold til iskrystaller?

Søg efter bogstav