Группа альпийских и полярных пресноводных водорослей.
Пример снежных водорослей
Снежные водоросли — группа пресноводных микроводорослей , произрастающих в альпийских и полярных регионах Земли. [1] Снежные водоросли встречаются на всех континентах, но встречаются только в районах с температурой от 0°C до 10°C. [2] Снежные водоросли пигментированы хлорофиллом и каротиноидами и могут иметь различные цвета в зависимости от отдельного вида, стадии жизни и топографии/географии. [3] [4] Пигментация снежных водорослей снижает альбедо снега и льда , что может стимулировать таяние многолетнего снега и льда и усугублять последствия изменения климата . [5] Снежные водоросли являются первичными продуцентами , составляющими основу сообществ на снежных или ледяных щитах, включающих микробы, тихоходок и коловраток . [6] [7] Снежные водоросли также переносятся ветром на большие расстояния. [8]
Пигментация
Снежные водоросли производят два основных класса пигментных молекул: хлорофиллы и каротиноиды. [9] Каротиноиды далее делятся на две группы, известные как первичные и вторичные каротиноиды, и обычно помогают придавать клеткам снежных водорослей видимый цвет. Первичные каротиноиды, такие как желтый ксантофилл , обычно используются в низких концентрациях для фотосинтеза, но при этом обеспечивают некоторую защиту от ультрафиолета. [10] Вторичные каротиноиды, такие как красный астаксантин , используются клетками для защиты от УФ-излучения и могут находиться в высоких или низких концентрациях в зависимости от силы УФ-излучения. [11]
Различные таксоны снежных водорослей производят разное количество первичных и вторичных каротиноидов, а это означает, что цвет цветения снежных водорослей может дать некоторое представление о составе обнаруженных там водорослей. Водоросль Chlamydomonas nivalis является очень распространенным компонентом красных цветов из-за высоких концентраций астаксантина и его производных. [12] Многие виды Chloromonas ассоциируются с зеленым или оранжево-желтым снегом из-за вырабатываемых ими первичных каротиноидов. [13] Похожие цвета снега также могут различаться по составу в зависимости от региона, что свидетельствует о крупномасштабных биогеографических тенденциях в распространении снежных водорослей. [14]
Стадия жизни водорослей также может играть большую роль в цвете снега. Многие цветы содержат больше хлорофиллов и первичных каротиноидов на ранних стадиях цветения, из-за чего снег кажется зеленым или желтым. [15] Позже летом цветение может измениться на оранжевый или красный из-за высокого производства астаксантина в периоды с низким содержанием питательных веществ и более стабильной стадии цист снежных водорослей, которую они используют для зимовки. [16]
Роль в экосистеме
Снежные водоросли подвергаются кислородному фотосинтезу и являются основными продуцентами снега. Это позволяет другим организмам жить на снегу вместе с водорослями и питаться ими для получения энергии. Было показано, что тихоходки и коловратки предпочитают расти на зеленых цветках, но были обнаружены на многих различных цветках снежных водорослей по всему миру. [6]
Хотя трофические сети цветков снежных водорослей в целом не сложны, микробные сообщества, обнаруженные в этих цветках, могут играть важную роль в распределении питательных веществ в среде, в которой они обитают. Эти микробные и водорослевые сообщества перерабатывают глобально значительные количества углерода, азота, железа и серы. [7]
Влияние на альбедо снега и изменение климата
Пигментация снежных водорослей может значительно снизить альбедо снега, стимулируя таяние льда и снега на ледяных щитах. [5] Более крупные зерна снега позволяют свету проникать глубже в слой снега, что увеличивает поглощение света снежными водорослями и еще больше снижает альбедо снега. [5] Снежные водоросли вызывают большие изменения в альбедо снега позднее летом, когда водорослей становится больше. [17] Различное содержание пигментов, присутствующих в снежных водорослях, включая хлорофилл и каротиноиды, приводит к различиям в поглощении света и, следовательно, к изменениям альбедо в зависимости от состава водорослевого сообщества. [18] Присутствие примесей минеральных и органических частиц в снеге также снижает альбедо снега, что иногда может затмить влияние динамики сообщества снежных водорослей на альбедо. [18] В более теплых условиях снежные водоросли растут быстрее, что может еще больше снизить альбедо снега и ледяных щитов. Эта петля положительной обратной связи, аналогичная обратной связи альбедо льда , может усугубить таяние многолетнего снега и льда из-за изменения климата. [5]
Рекомендации
^ Лея, Томас (2013), Зекбах, Джозеф; Орен, Аарон; Стэн-Лоттер, Хельга (ред.), «Снежные водоросли: стратегии адаптации для выживания на снегу и льду» , Полиэкстремофилы: жизнь в условиях множественных форм стресса , клеточное происхождение, жизнь в экстремальных средах обитания и астробиология, том. 27, Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 401–423, doi : 10.1007/978-94-007-6488-0_17, ISBN 978-94-007-6488-0, получено 3 марта 2022 г.
^ Такаичи, Шиничи (июнь 2011 г.). «Каротиноиды в водорослях: распределение, биосинтез и функции». Морские наркотики . 9 (6): 1101–1118. дои : 10.3390/md9061101 . ISSN 1660-3397. ПМК 3131562 . ПМИД 21747749.
^ Танабэ, Юкико; Ситара, Томофуми; Кашино, Ясухиро; Хара, Ёсиаки; Кудо, Сакаэ (23 февраля 2011 г.). «Использование эффективного цикла ксантофилла для цветения Ochromonas smithii и O. itoi (Chrysophyceae) на поверхности снега». ПЛОС ОДИН . 6 (2): e14690. Бибкод : 2011PLoSO...614690T. дои : 10.1371/journal.pone.0014690 . ISSN 1932-6203. ПМК 3044130 . ПМИД 21373183.
^ Ремиас, Дэниел Лютц (1 июля 2007 г.). «Характеристика этерифицированных вторичных каротиноидов и их изомеров в зеленых водорослях: подход ВЭЖХ». Альгологические исследования . 124 : 85–94. дои : 10.1127/1864-1318/2007/0124-0085.
^ Academic.oup.com https://academic.oup.com/femsec/article/92/4/fiw030/2197696 . Проверено 4 апреля 2024 г.{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
^ Квидерова, Яна (2010). «Характеристика сообщества снежных водорослей и их фотохимических характеристик in situ в Крконоше, Чехия». Арктические, антарктические и альпийские исследования . 42 (2): 210–218. Бибкод : 2010AAAR...42..210K. дои : 10.1657/1938-4246-42.2.210. ISSN 1523-0430. JSTOR 40801691.
^ Лутц, Стефани; Анесио, Александр М.; Эдвардс, Арвин; Беннинг, Лиана Г. (февраль 2017 г.). «Связь микробного разнообразия и функциональности арктических ледниковых поверхностных сред обитания». Экологическая микробиология . 19 (2): 551–565. Бибкод : 2017EnvMi..19..551L. дои : 10.1111/1462-2920.13494. ISSN 1462-2912. ПМИД 27511455.
