Άλγη του πάγου
Τα άλγη του πάγου και τα άλγη του χιονιού είναι άλγη και κυανοβακτήρια που αναπτύσσονται στο χιόνι και στα πεδία πάγου μακράς διάρκειας, όπως οι παγετώνες. Όταν υπάρχει υγρό νερό μεταξύ των κρυστάλλων του χιονιού και του πάγου, μπορεί να χρωματίσουν την επιφάνεια πράσινη, κίτρινη ή κόκκινη κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Η κόκκινη χρωστική ουσία ορισμένων ειδών είναι μια ενδοκυτταρική προστασία από το υπερβολικό οπτικό φως και την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου, η οποία διαφορετικά μπορεί να προκαλέσει φωτοαναστολή της φωτοσύνθεσης ή μεταλλάξεις. Χωρίς αυτήν, τα φύκια στην επιφάνεια θα υπέφεραν από σπασίματα χρωμοσωμάτων και μεταλλάξεις του DNA.
Υπάρχουν επίσης κοινότητες παγωμένων φυκιών στον θαλάσσιο πάγο. Αυτά τα φύκη (κυρίως διάτομα) είναι σημαντικά στα πολικά οικοσυστήματα (ιδίως στην Ανταρκτική) επειδή παρέχουν τροφή για το κριλ. Τα κριλ ξύνουν τα φύκια από την κάτω πλευρά του πάγου, η οποία χρωματίζεται καφέ από τα φύκια. Τα φύκια μπορεί να βρίσκονται μεταξύ των κρυστάλλων πάγου ή προσκολλημένα σε αυτούς, στο νερό ή σε κανάλια αλμυρού νερού μεταξύ των κρυστάλλων πάγου.
Φύκια χιονιού.
Chlamydomonas nivalis Φωτογραφία λεπτής τομής σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο- το χρώμα προστέθηκε τεχνητά.
Chlamydomonas nivalis
Το Chlamydomonas nivalis είναι ένα πράσινο μικροφύκος που προκαλεί, εκτός από άλλα στενά συγγενικά είδη, το χιόνι καρπουζιού.
Το χιόνι καρπούζι είναι χιόνι που έχει κοκκινωπό ή ροζ χρώμα και μπορεί να έχει μυρωδιά παρόμοια με φρέσκο καρπούζι. Αυτός ο τύπος χιονιού είναι κοινός κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού σε αλπικές και παράκτιες πολικές περιοχές, όπως η Σιέρα Νεβάδα της Καλιφόρνια. Εδώ, σε υψόμετρο 10.000 έως 12.000 ποδών (3.000-3.600 μ.), η θερμοκρασία είναι ψυχρή καθ' όλη τη διάρκεια του έτους και έτσι το χιόνι παραμένει από τις χειμερινές καταιγίδες. Όταν κάποιος πατάει στο χιόνι με άλγη, οι πατημασιές φαίνονται κόκκινες.
Το Chlamydomonas nivalis είναι ένα πράσινο φύκος που οφείλει το κόκκινο χρώμα του σε μια φωτεινή κόκκινη καροτενοειδή χρωστική ουσία (ασταξανθίνη). Αυτή προστατεύει τον χλωροπλάστη και τον πυρήνα του κυττάρου από την ισχυρή ορατή και υπεριώδη ακτινοβολία. Οι πράσινες και κόκκινες χρωστικές απορροφούν φως και θερμότητα, γεγονός που δίνει στο φύκος υγρό νερό καθώς το χιόνι λιώνει γύρω του. Οι ανθίσεις φυκιών μπορεί να φτάσουν σε βάθος 25 εκατοστών (10 ίντσες). Δεδομένου ότι κάθε κύτταρο έχει διάμετρο 20 έως 30 μικρόμετρα, ένα κουταλάκι του γλυκού λιωμένο χιόνι περιέχει ένα εκατομμύριο ή περισσότερα κύτταρα. Τα φύκια συσσωρεύονται σε "κύπελλα ήλιου", τα οποία είναι ρηχές κοιλότητες στο χιόνι. Η καροτενοειδής χρωστική ουσία απορροφά θερμότητα, η οποία βαθαίνει τα ηλιακά κύπελλα και κάνει τους παγετώνες και τις χιονοστιβάδες να λιώνουν γρηγορότερα.
Κατά τη διάρκεια των χειμερινών μηνών, όταν το λευκό χιόνι τα καλύπτει, τα φύκια αδρανοποιούνται. Την άνοιξη, τα θρεπτικά συστατικά, τα αυξημένα επίπεδα φωτός και το λιωμένο νερό, διεγείρουν τη βλάστηση. Μόλις βλαστήσουν, τα κύτταρα που βρίσκονται σε ηρεμία απελευθερώνουν μικρότερα πράσινα κύτταρα με σημαδούρα, τα οποία ταξιδεύουν προς την επιφάνεια του χιονιού. Μόλις τα σημαιοφόρα φτάσουν κοντά στην επιφάνεια, μπορεί να χάσουν τις σημαιάδες τους και να σχηματίσουν παχύτοιχα κύτταρα ηρεμίας ή μπορεί να λειτουργήσουν ως γαμέτες, ενώνοντας κατά ζεύγη για να σχηματίσουν ζυγωτά.
Ορισμένα εξειδικευμένα είδη τρέφονται με το C. nivalis, συμπεριλαμβανομένων πρωτοζώων, όπως τα ακτινόζωα, τα σκουλήκια, οι νηματώδεις, τα παγοσκώληκες και οι αλεπουδίνες.
Ιστορία
Οι πρώτες αναφορές για το χιόνι καρπούζι βρίσκονται στα γραπτά του Αριστοτέλη. Το χιόνι καρπούζι έχει προβληματίσει τους ορειβάτες, τους εξερευνητές και τους φυσιοδίφες εδώ και χιλιάδες χρόνια.
Τον Μάιο του 1818, τέσσερα πλοία απέπλευσαν από την Αγγλία για να αναζητήσουν το Βορειοδυτικό Πέρασμα και να χαρτογραφήσουν την αρκτική ακτογραμμή της Βόρειας Αμερικής. Οι κακές καιρικές συνθήκες τους ανάγκασαν τελικά να γυρίσουν τα πλοία πίσω, αλλά η αποστολή συνέβαλε σημαντικά στην επιστήμη. Ο καπετάνιος Τζον Ρος παρατήρησε το βυσσινί χιόνι που έτρεχε στους λευκούς βράχους σαν ρυάκια αίματος καθώς περνούσαν το ακρωτήριο Γιορκ στη βορειοδυτική ακτή της Γροιλανδίας. Μια ομάδα αποβίβασης σταμάτησε και έφερε δείγματα στην Αγγλία. Οι Times έγραψαν για την ανακάλυψη αυτή στις 4 Δεκεμβρίου 1818:
| “ | Ο καπετάνιος Sir John Ross έφερε από τον κόλπο Baffin's Bay μια ποσότητα κόκκινου χιονιού, ή μάλλον νερού από χιόνι, το οποίο υποβλήθηκε σε χημική ανάλυση στη χώρα αυτή, προκειμένου να ανακαλυφθεί η φύση της χρωστικής του ουσίας. Η ευπιστία μας υποβάλλεται σε μια ακραία δοκιμασία σε αυτή την περίπτωση, αλλά δεν μπορούμε να μάθουμε ότι υπάρχει κανένας λόγος να αμφισβητήσουμε το γεγονός όπως αναφέρεται. Ο σερ Τζον Ρος δεν είδε να πέφτει κόκκινο χιόνι, αλλά είδε μεγάλες εκτάσεις να είναι καλυμμένες με αυτό. Το χρώμα των πεδίων του χιονιού δεν ήταν ομοιόμορφο, αλλά, αντίθετα, υπήρχαν κηλίδες ή ραβδώσεις περισσότερο ή λιγότερο κόκκινες και με διάφορα βάθη απόχρωσης. Το υγρό, ή το διαλυμένο χιόνι, είναι τόσο σκούρο κόκκινο που μοιάζει με κόκκινο κρασί πόρτο. Αναφέρεται ότι το υγρό εναποθέτει ένα ίζημα- και ότι δεν απαντάται το ερώτημα αν αυτό το ίζημα είναι ζωικής ή φυτικής φύσης. Προτείνεται ότι το χρώμα προέρχεται από το έδαφος στο οποίο πέφτει το χιόνι: σε αυτή την περίπτωση, δεν μπορεί να έχει παρατηρηθεί κόκκινο χιόνι στον πάγο. | ” |
Όταν ο Ρος δημοσίευσε την ιστορία του ταξιδιού του το 1818, η ιστορία είχε ένα παράρτημα με φυτά από τον Ρόμπερτ Μπράουν. Σε αυτό, ο Μπράουν συνέκρινε το κόκκινο χιόνι με ένα φύκι.
Ραβδώσεις χιονιού καρπουζιού.
Ασυνήθιστες καρπουζένιες λακκούβες χιονιού, που επικαλύπτονται από ένα πορτοκαλί αποτύπωμα μπότας.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι τα άλγη των πάγων και τα άλγη του χιονιού;
A: Τα άλγη πάγου και τα άλγη χιονιού είναι είδη φυκιών και κυανοβακτηρίων που αναπτύσσονται σε μακρόχρονα πεδία χιονιού και πάγου, όπως οι παγετώνες.
Ερ: Τι προκαλεί το χρωματισμό του πάγου και του χιονιού κατά τους καλοκαιρινούς μήνες;
Α: Όταν υπάρχει υγρό νερό μεταξύ του χιονιού και των παγοκρυστάλλων, ο πάγος και το χιόνι μπορεί να χρωματιστούν πράσινα, κίτρινα ή κόκκινα κατά τους καλοκαιρινούς μήνες λόγω της ανάπτυξης των άλγης του πάγου και του χιονιού.
Ερ: Ποιος είναι ο σκοπός της κόκκινης χρωστικής σε ορισμένα φύκια πάγου και χιονιού;
Α: Η κόκκινη χρωστική ουσία σε ορισμένα φύκη πάγου και χιονιού προστατεύει από το υπερβολικό οπτικό φως και την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου, που μπορεί να προκαλέσει φωτοαναστολή της φωτοσύνθεσης ή μεταλλάξεις. Χωρίς αυτήν, τα φύκη στην επιφάνεια θα υπέφεραν από σπασίματα χρωμοσωμάτων και μεταλλάξεις του DNA.
Ερ: Πού συναντώνται επίσης κοινότητες παγωμένων φυκών εκτός από τους παγετώνες;
Α: Υπάρχουν επίσης κοινότητες παγωμένων φυκιών στους θαλάσσιους πάγους.
Ερ: Γιατί οι κοινότητες παγωμένων φυκιών είναι σημαντικές στα πολικά οικοσυστήματα;
Α: Οι κοινότητες παγωμένων φυκιών (κυρίως διατόμων) είναι σημαντικές στα πολικά οικοσυστήματα (ιδίως στην Ανταρκτική) επειδή παρέχουν τροφή για το κριλ.
Ερ: Πώς το κριλ προμηθεύεται τροφή από τις κοινότητες παγωμένων φυκιών στους θαλάσσιους πάγους;
Α: Τα κριλ ξύνουν τα φύκια από την κάτω πλευρά του πάγου, η οποία έχει καφέ χρώμα από τα φύκια.
Ερ: Πού μπορούν να βρεθούν τα άλγη του πάγου σε σχέση με τους κρυστάλλους πάγου;
Α: Τα άλγη πάγου μπορούν να βρεθούν μεταξύ των παγοκρυστάλλων ή προσκολλημένα σε αυτούς, στο νερό ή στα κανάλια αλμυρού νερού μεταξύ των παγοκρυστάλλων.
