Снежные водоросли
Снежные водоросли — группа пресноводных микроводорослей , произрастающих в альпийских и полярных регионах Земли. [1] Снежные водоросли встречаются на всех континентах, но их распространение ограничено областями 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 покровах, включающих микробов, тихоходок и коловраток . [6] [7] Снежные водоросли также переносятся ветром на большие расстояния. [8]
Пигментация
[ редактировать ]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 придать 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 клеткой 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
[ редактировать ]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 растут преимущественно 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
[ редактировать ]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 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]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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.
- ^ Хоэм, Рональд В.; Ремиас, Дэниел (апрель 2020 г.). «Снег и ледниковые водоросли: обзор 1» . Журнал психологии . 56 (2): 264–282. Бибкод : 2020JPcgy..56..264H . дои : 10.1111/jpy.12952 . ISSN 0022-3646 . ПМЦ 7232433 . ПМИД 31825096 .
- ^ Спейкерман, Элли; Вакер, Александр; Вейтхофф, Гунтрам; Лея, Томас (2012). «Элементный и жирнокислотный состав снежных водорослей арктических местообитаний» . Границы микробиологии . 3 : 380. дои : 10.3389/fmicb.2012.00380 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 3482990 . ПМИД 23112797 .
- ^ Томас, Уильям Х.; Дюваль, Брайан (ноябрь 1995 г.). «Сьерра-Невада, Калифорния, США, Снежные водоросли: изменения альбедо снега, водорослево-бактериальные взаимоотношения и эффекты ультрафиолетового излучения» . Арктические и альпийские исследования . 27 (4): 389. дои : 10.2307/1552032 . ISSN 0004-0851 . JSTOR 1552032 .
- ^ Jump up to: а б с д Онума, Юкихико; Такеучи, Нозому; Танака, Сота; Нагацука, Наоко; Нивано, Масаси; Аоки, Теруо (29 июня 2020 г.). «Физически обоснованная модель вклада клеток красных снежных водорослей во временные изменения альбедо на северо-западе Гренландии» . Криосфера . 14 (6): 2087–2101. Бибкод : 2020TCry... 14.2087O дои : 10.5194/tc-14-2087-2020 . ISSN 1994-0416 .
- ^ Jump up to: а б Оно, Масато; Такеучи, Нозому; Заверуха, Кшиштоф (16 марта 2021 г.). «Цветение снежных водорослей полезно для скоплений микробеспозвоночных (Tardigrada и Rotifera) на сезонных снежных участках в Японии» . Научные отчеты . 11 (1): 5973. Бибкод : 2021NatSR..11.5973O . дои : 10.1038/s41598-021-85462-5 . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 7971028 . ПМИД 33727649 .
- ^ Jump up to: а б Хоталинг, Скотт; Худ, Эран; Гамильтон, Тринити Л. (август 2017 г.). «Микробная экология горно-ледниковых экосистем: биоразнообразие, экологические связи и последствия потепления климата» . Экологическая микробиология . 19 (8): 2935–2948. Бибкод : 2017EnvMi..19.2935H . дои : 10.1111/1462-2920.13766 . ISSN 1462-2912 . ПМИД 28419666 .
- ^ Хоэм, Рональд В.; Ремиас, Дэниел (апрель 2020 г.). «Снег и ледниковые водоросли: обзор 1» . Журнал психологии . 56 (2): 264–282. Бибкод : 2020JPcgy..56..264H . дои : 10.1111/jpy.12952 . ISSN 0022-3646 . ПМЦ 7232433 . ПМИД 31825096 .
- ^ 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 Крконошах, 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 .
- ^ Ремиас, Дэниел; Лютц-Мейндл, Урсула; Лютц, Корнелиус (август 2005 г.). «Фотосинтез, пигменты и ультраструктура альпийской снежной водоросли Chlamydomonas nivalis» . Европейский журнал психологии . 40 (3): 259–268. Бибкод : 2005EJPhy..40..259R . дои : 10.1080/09670260500202148 . ISSN 0967-0262 .
- ^ Хоэм, Рональд В.; Блинн, Дин В. (июнь 1979 г.). «Распространение криофильных водорослей в засушливом регионе юго-запада Америки» . Психология . 18 (2): 133–145. Бибкод : 1979Phyco..18..133H . дои : 10.2216/i0031-8884-18-2-133.1 . ISSN 0031-8884 .
- ^ Такеучи, Нозому (январь 2009 г.). «Временные и пространственные изменения спектральной отражательной способности и характеристик поверхностной пыли на леднике Гулькана, Аляскинский хребет» . Журнал гляциологии . 55 (192): 701–709. Бибкод : 2009JGlac..55..701T . дои : 10.3189/002214309789470914 . ISSN 0022-1430 .
- ^ Jump up to: а б Такеучи, Нозому (2013). «Сезонные и высотные изменения в сообществах снежных водорослей на леднике Аляски (ледник Гулькана в хребте Аляски)» . Письма об экологических исследованиях . 8 (3): 035002. doi : 10.1088/1748-9326/8/3/035002 .
 | Эта водорослях статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |