Биологическая энциклопедия - водоросли снега и льда

Прямую противоположность теплолюбивым (термофильным) водорослям составляет группировка развивающихся на поверхности снега и льда холодолюбивых, или криофильных, водорослей. В зтих, казалось бы, крайне неблагоприятных условиях могут жить многие водоросли, причем они размножаются здесь столь интенсивно, что своей массой явственно окрашивают поверхность снега и льда.

Наибольшую известность с давних пор получило явление так называемого «красного снега».Красный снег встречается во многих местах земного шара, преимущественно в высокогорных областях по склонам гор. В пределах СССР он представляет довольно обычное явление на Кавказе, Северном Урале, широко распространен в зоне вечных снегов Камчатки, его находили также в Сибири (на Алданском хребте) и в Арктике у подошвы снеговых гор в юго-западной части Новой Земли, во многих местах на Земле Франца-Иосифа, в Карском море и т.

д. В зависимости от степени развития водорослей, вызывающих эту окраску, интенсивность красного цвета снега может меняться от бледнорозового до кровяно-красного и темно-малинового. Нередко красный снег покрывает огромные пространства. Так, например, в горах Карачая, на перевале Басса на высоте около 3000 м над уровнем моря, в 1929 г.

было найдено на снегу красное поле площадью в несколько квадратных километров. Толщина окрашенного слоя снега измерялась несколькими сантиметрами.Главным организмом, вызывающим окраску снега, является один из видов хламидомонады, названный хламидомонадой снежной (Chlamydomonas nivalis). Большую часть времени эта водоросль находится в состоянии неподвижных шаровидных клеточек, густозаполненных красным пигментом гематохромом, но при оттаивании верхних слоев снега она начинает очень быстро размножаться, образуя неподвижные мелкие клетки и типичные подвижные хламидомонады (рис.

43, 1-9).Известно много других случаев, когда водоросли вызывают «цветение» снега. Окраска снега при этом может быть зеленой, желтой, голубой, бурой и даже черной в зависимости от преобладания в нем тех или иных видов снежных водорослей и других организмов. Так, например, на Кавказе в окрашенном снеге было обнаружено 55 видов водорослей, из которых 18 видов относились к зеленым, 10 к сине-зеленым, 26 к диатомовым, а 1 вид даже к багрянкам.

Все же чаще других встречается зеленое «цветение» снега, вызываемое различными видами зеленых водорослей. В частности, в Йеллоустонском парке в США основным организмом зеленого снега была также хламидомонада, но, в отличие от вышеописанной, лишенная красного пигмента гематохрома. В Карском море наблюдали зеленый снег, вызванный развитием нитчатой водоросли рафидонемы (Rhaphidonema nivale, рис.

43, 10). Нередко такую окраску определяют и десмидиевые водоросли. Коричневую окраску снега вызывают обычно диатомовые, но в Гренландии известен случай, когда она была обусловлена массовым развитием десмидиевой водоросли анцилонемы (Ancylonema nordenskioldii, рис. 43, 11), и т. д. В общей сложности в настоящее время обнаружено уже свыше 100 видов таких «спежных» водорослей.

Не менее интенсивное развитие водорослей наблюдается и во льдах арктических и антарктических бассейнов. Это подлинная стихия диатомей, размножающихся здесь в огромных количествах и окрашивающих лед в грязнобурый или желто-коричневый цвет на таких больших пространствах, что в некоторых местах в летнее время лишь изредка удается встретить чисто-белую поверхность ледяных полей.

Однако такое «цветение» льда, как показали исследования, в отличие от «цветения» снега, происходит главным образом за счет массового развития водорослей не на поверхности льда, а на нижних частях его в углублениях и на выступах, погруженных в морскую воду. В этих условиях слизистые скопления диатомей достигали таких размеров, что с льдины размером 10-15 м3 снимали до 10-15 кг сырой биомассы их.

Интенсивное развитие диатомей продолжается в Арктике в течение всего светлого периода, а с наступлением зимы, когда лед снизу начинает нарастать, водоросли, естественно, вмерзают в его толщу. Далее, по мере летнего стаивания льда с поверхности вмерзшие диатомей вместе с детритом выходят на поверхность льдов, где и дают те бурые пленки, которые так часто можно наблюдать на льдах полярных бассейнов.

Однако здесь, в лужах опресненной воды, водоросли уже не могут размножаться и постепенно отмирают. И все же эти темные пленки имеют важное значение: они, как и все темные предметы, поглощают больше тепловых лучей, чем окружающая их белая поверхность, лед под ними тает быстрее, и в итоге образуются глубокие ямки с толстым слоем диатомей на дне.

Ямки могут протаивать и до конца, пре вращаясь в каналы, насквозь пронизывающие лед. «Ледовых» диатомей в арктических и антарктических морях обнаружено уже около 80 видов.Все эти водоросли приспособлены к жизни в крайне неблагоприятных условиях низких температур. Находясь в поверхностных слоях снега и льда, они подвергаются очень сильному охлаждению в зимние стужи, когда температура воздуха опускается на несколько десятков градусов ниже нуля, а в летнее время живут и размножаются в талой воде, т.

е. при температуре около 0 В°С. И если снежная хламидомонада имеет стадию покоя в виде округлых толстостенных клеток, то многие другие водоросли, в том числе и диатомей, лишены каких-либо специальных приспособлений для перенесения столь низких температур.Водоросли снега и льда составляют подавляющее большинство организмов, поселяющихся на замерзших субстратах.

Такие субстраты получили общее название криобиотопов (греч. «криос»холод, «топос»место), их поселенцы криобионтов, а отрасль науки, занимающаяся изучением этих организмов,криобиологии. По современным данным, общее число водорослей, обнаруженных на криобиотопах во всем мире, достигает 350, но истинных криобионтов, могущих активно вегетировать только в этих условиях, значительно меньше немногим более 100 видов.

Из них подавляющее большинство относится к зеленым водорослям (около 100 видов); несколькими видами представлены сине-зеленые, желто-зеленые, золотистые, пирофитовые и диатомовые водоросли. Все же остальные найденные здесь водоросли расцениваются либо как просто холодолюбивые формы (среди них наиболее многочисленны диатомовые и сине-зеленые), либо как случайные спутники, попавшие на снег и лед из соседних биотопов.