Арбузный снег
Арбузный снег , также называемый снежными водорослями , розовым снегом , красным снегом или кровавым снегом , представляет собой явление, вызванное Chlamydomonas nivalis , разновидностью зеленых водорослей вторичный красный каротиноидный пигмент ( астаксантин , содержащих в дополнение к хлорофиллу ) . В отличие от большинства видов пресноводных водорослей, этот вид криофилен ( холодолюбив) и хорошо себя чувствует в ледяной воде. [ 1 ]
Этот тип снега распространен летом в альпийских и прибрежных полярных регионах по всему миру, таких как Сьерра-Невада в Калифорнии . Здесь, на высоте от 10 000 до 12 000 футов (3 000–3 600 м), температура низкая в течение всего года, поэтому снег остается после зимних штормов. Если сжать снег, наступив на него или слепив снежки, он станет красным. Прогулка по арбузному снегу часто приводит к появлению ярко-красных подошв и розовых манжет брюк.
Снежные водоросли доминируют в ледниковой биомассе сразу после начала таяния, а их пигментация может существенно затемнить поверхность ледника. Это играет существенную роль в таянии ледников. [ 2 ]
История
[ редактировать ]Самые ранние описания арбузного снега содержатся в трудах Аристотеля . [ 3 ] [ 4 ] озадачивал альпинистов, исследователей и натуралистов Арбузный снег на протяжении тысячелетий , причем некоторые предполагали, что он был вызван отложениями полезных ископаемых или продуктами окисления, выщелоченными из горных пород.
В мае 1818 года четыре корабля отплыли из Англии, чтобы найти Северо-Западный проход и нанести на карту арктическое побережье Северной Америки. Суровая погода заставила их наконец повернуть корабли назад, но экспедиция внесла ценный вклад в науку. Капитан Джон Росс заметил малиновый снег, который стекал по белым скалам, как потоки крови, когда они огибали мыс Йорк на северо-западном побережье Гренландии . Десантный отряд остановился и привез образцы в Англию. «Таймс» написала об этом открытии 4 декабря 1818 года: [ 5 ]
Капитан сэр Джон Росс привез из Баффинова залива некоторое количество красного снега или, вернее, снежной воды, которая была подвергнута химическому анализу в этой стране, чтобы выяснить природу ее красящего вещества. В этом случае наша доверчивость подвергается серьезному испытанию, но мы не можем понять, есть ли какая-либо причина сомневаться в заявленном факте. Сэр Джон Росс не видел, чтобы падал красный снег; но он увидел большие участки, разбросанные по нему. Цвет снежных полей был неоднороден; но, напротив, были пятна или полосы, более или менее красные и разной глубины оттенка. Ликер, или растворенный снег, имеет настолько темно-красный цвет, что напоминает красный портвейн. Утверждается, что жидкость оставляет осадок; и что не дан ответ на вопрос, имеет ли этот осадок животную или растительную природу. Предполагается, что цвет обусловлен почвой, на которую выпадает снег: в этом случае на льду не было видно красного снега.
В последующей статье три дня спустя был ошибочно сделан вывод, что окраска была вызвана метеоритными отложениями железа: [ 6 ]
Некоторые сомнения были высказаны относительно красного снега, наблюдаемого сэром Джоном Россом и его коллегами в недавно открытом арктическом регионе; но когда станет известно, что железо, которое также было найдено там, лежащее на поверхности в кучах и в значительных количествах, было целиком метеоритным, сомнения отпадут, и этот факт позволит найти легкое решение. Сэр Джон Росс привез домой небольшие образцы этого железа, которое г-н профессор Бранде подверг обычным испытаниям, и выяснилось, что оно принадлежит именно к типу метеоритных камней, которые иногда падают в более южных широтах. Он пропитан никелем, которого никогда не встречается в земном железе. Следовательно, то, что наполняет атмосферу жидкостью, составляющей это метеоритное железо, служит для окраски снега; Установлено, что железо является красителем всех металлических, а также растительных веществ.
Когда Росс опубликовал свой отчет о путешествии в 1818 году, он содержал ботаническое приложение Роберта Брауна . В нем Браун предварительно приписал красный снег водорослям. [ 7 ]
Об этом явлении также сообщалось в Шотландском нагорье в девятнадцатом веке, а затем оно было зарегистрировано научно на снежнике в горах Кэрнгорм в 1967 году. [ 8 ]
Chlamydomonas nivalis и ее новый род Sanguina
[ редактировать ]Название Chlamydomonas nivalis ассоциировалось с явлением красного снега в течение последних 200 лет, однако последнее исследование показывает, что водоросль, ответственная за большинство красных снежных полей на нашей земле, не принадлежит к роду Chlamydomonas , а должна была быть помещены в отдельный новый род Sanguina . Этот род включает два вида: S. nivaloides, дающий красный снег, и S. aurantia, дающий оранжевый снег. [ 9 ] Все снежные водоросли, производящие красный или оранжевый снег, на самом деле являются зелеными водорослями , которые своим красным цветом обязаны ярко-красному каротиноидному пигменту , который защищает хлоропласты от интенсивного видимого, а также ультрафиолетового излучения , а также поглощает тепло, что обеспечивает водоросли жидкой водой в виде воды. снег тает вокруг него. Цветение водорослей может распространяться на глубину до 25 см (10 дюймов), при этом каждая клетка имеет диаметр от 20 до 30 микрометров , что примерно в четыре раза превышает диаметр эритроцита человека . Подсчитано, что чайная ложка талого снега содержит миллион и более клеток. Иногда водоросли скапливаются в «солнечных чашах» — неглубоких углублениях в снегу. Каротиноидный пигмент поглощает тепло, в результате чего углубляет солнечные чашечки и ускоряет скорость таяния ледников и сугробов.
В зимние месяцы, когда их покрывает снег, водоросли переходят в состояние покоя. Весной питательные вещества, повышенный уровень света и талая вода стимулируют прорастание. Как только они прорастают, покоящиеся клетки выделяют более мелкие зеленые жгутиковые клетки, которые направляются к поверхности снега. Как только жгутиковые клетки достигают поверхности, они могут потерять свои жгутики и сформировать апланоспоры или толстостенные покоящиеся клетки, или они могут функционировать как гаметы , сливаясь попарно, образуя зиготы .
Многие виды питаются C. nivalis / Sanguina spp., включая простейших, таких как инфузории , коловратки , нематоды , ледяные черви и коллемболы .
См. также
[ редактировать ]- Кровавый дождь
- Ледяные водоросли : водорослевые сообщества, встречающиеся в однолетних и многолетних морских льдах.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Уильям Э. Уильямс; Холли Л. Гортон и Томас К. Фогельманн (21 января 2003 г.). «Поверхностные газообменные процессы снежных водорослей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (2): 562–566. Бибкод : 2003PNAS..100..562W . дои : 10.1073/pnas.0235560100 . ПМК 141035 . ПМИД 12518048 .
- ^ Лутц С., Анесио AM, Рэйсуэлл Р. и др. Биогеография микробиомов красного снега и их роль в таянии арктических ледников. Природные коммуникации. Июнь 2016 г.;7:11968. DOI: 10.1038/ncomms11968.
- ^ Аристотель. «История животных V» . Чикагский университет . п. 19 . Проверено 13 августа 2018 г.
- ^ Вернер, Петра (2007). Красный снег или поиск принципа окраски (PDF) . Akademie Verlag Berlin. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2016 г.
- ^ «Красный снег из Арктики». Таймс . 4 декабря 1818 г. с. 2.
- ^ «Здоровье короля». Таймс . 7 декабря 1818 г. с. 2.
- ^ Браун, Роберт (1818). .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Снежная микрофлора в горах Кэрнгорм, Шотландия http://pdfserve.informaworld.com/370009__780343798.pdf
- ^ Прохазкова, Ленка; Лея, Томас; Кржижкова, Хеда; Недбалова, Линда (2019). «Sanguina nivaloides и Sanguina aurantia gen. et spp. nov. (Chlorophyta): таксономия, филогения, биогеография и экология двух недавно обнаруженных водорослей, вызывающих красный и оранжевый снег» . ФЭМС Микробиология Экология . 95 (6):физ064. дои : 10.1093/femsec/fiz064 . ПМК 6545352 . ПМИД 31074825 .
Ссылки
[ редактировать ]- Армстронг, WP 1999. «Арбузный снег: странный феномен, вызванный клетками водорослей Chlorophyta». Архивировано 12 апреля 2006 г. в Wayback Machine. Примечательные растения Wayne's Word: август 1998 г. (24 апреля 2006 г.).
Внешние ссылки
[ редактировать ]