Pješačite li dovoljno visoko u francuskim Alpama tijekom kasnog proljeća i početkom ljeta, velika je vjerojatnost da ćete naići na prilično čudne snježne mrlje među sivim vapnencem i zakržljalim nakupinama vegetacije. Ovaj snijeg nije bijel, nego krvavo crven, piše BBC.
Krvavi snijeg
Ovaj specifičan fenomen, poznat i kao krvavi snijeg, rezultat je obrambenog mehanizma koji proizvode mikroskopske alge što rastu u alpskom snijegu. U pravilu ove mikroalge imaju zelenu boju jer sadrže klorofil, obitelj pigmenata koje proizvodi većina biljaka kako bi mogle apsorbirati energiju iz sunčeve svjetlosti. Međutim, kad snježne alge plodno porastu i budu izložene jakom sunčevom zračenju, one stvaraju molekule pigmenta crvene boje poznate kao karotenoidi, koji djeluju kao sunčani štit kako bi zaštitile svoj klorofil.
Iako su crvene snježne alge već dugo poznate, u knjizi iz 1819. spominje se da su otkrivene tijekom ekspedicije na Arktik 1818. godine, još se oko njih isprepliću misteriji koje znanstvenici pokušavaju odgonetnuti.
Prije dvije godine botaničari s Karlova sveučilišta u Pragu identificirali su potpuno novi rod mikroalgi, koji je odgovoran za pojavu crvenog i narančastog snijega u različitim dijelovima svijeta, a koji su nazvali Sanguina prema krvavocrvenoj boji koju proizvode. Znanstvenici su pronašli oblike algi Sanguina koji stvaraju crveni snijeg u Europi, Sjevernoj Americi, Južnoj Americi te na obje polarne regije. Vrsta Sanguina koja uzrokuje neobičan narančasti snijeg pronađena je i na Svalbardu.
To nije jedina vrsta mikroalgi odgovornih za crveni snijeg. Nekoliko drugih vrsta, poput alge Chlamydomonas nivalis i algi koje rastu u blizini kolonija antarktičkih pingvina, pod nazivom Chloromonas polyptera, također proizvode pigmente za stvaranje snijega obojenog crvenim i ružičastim.
Znakovi klimatskih promjena
No, bolje razumijevanje crvenih snježnih algi ima daleko veće značenje od jednostavnog objašnjavanja mrlja neobične boje u Alpama i blizu polova. Njegova pojava i nestanak važni su biljezi klimatskih promjena i toga kako one utječu na osjetljive ekosustave u kojima se nalaze alge.
Prema Liane Benning, profesorici geokemije sučelja u Njemačkom istraživačkom centru za geoznanosti u Potsdamu, crveni snijeg sve je češći zbog globalnog zagrijavanja. “Porast razine ugljikova dioksida u atmosferi povećava temperaturu, što dovodi do većeg topljenja snijega. Onog trenutka kad na snijegu bude tekuće vode, alge počinju rasti”, objašnjava Benning.
Sve veća količina crvenih snježnih algi također može pridonijeti klimatskim promjenama. Crveni pigment zatamnjuje površinu snijega, smanjujući količinu svjetlosti i topline koju reflektira natrag u svemir, što je poznato kao albedo efekt. Privukavši više sunčeve topline, snijeg se topi još brže, što omogućava algama da se šire dalje. “Alge tope svoja omiljena staništa, kao da uništavaju vlastitu kuću”, kaže Benning.
U širem opsegu dodatna toplina koju apsorbira zatamnjeni snijeg može promijeniti temperaturu u okruženju, ubrzavajući topljenje snježnih nanosa i ledenjaka. Jedno je istraživanje procijenilo da bi tijekom jedne sezone topljenja crvene pigmentirane alge mogle smanjiti albedo efekt snijega za 13 posto, što ukazuje na to da igraju važnu ulogu u tome kako se učinci klimatskih promjena mogu pojačati u planinskim okruženjima.
Studije su pokazale da se cvjetanje crvenih algi događa na ledenjacima diljem svijeta, od Antarktika do Himalaje i Arktika. Dakle, pitanje na koje znanstvenici poput Benning i Erica Maréchala, direktora Laboratorija za fiziologiju stanica i biljaka u Grenobleu u Francuskoj, žele odgovoriti glasi – je li cvjetanje crvenih snježnih algi sve raširenije i češće.
Jedan od načina bio bi korištenje satelitskih snimki za proučavanje albedo-reducirajućeg učinka crvenog snijega. Studija koja koristi satelitske snimke snježnih polja na poluotoku Fildes, na Otoku kralja Georgea uz obalu Antarktika, otkrila je da su u siječnju 2017. alge potamnile 26 posto snijega. Iako je malo podataka koji pokazuju da su crvene alge globalno sve raširenije, Benning i Maréchal vjeruju da će se pojavljivati češće kako se naš planet zagrijava. I to treba uzeti u obzir dok znanstvenici pokušavaju procijeniti kakve će biti posljedice.
Druge tajne crvenog snijega
No, čak i ostavljajući po strani njihovu ulogu u klimatskim promjenama, znanstvenici otkrivaju druge tajne crvenog snijega.
Maréchal i njegovi kolege nedavno su otkrili da crvene snježne alge rastu samo na nadmorskoj visini većoj od 2000 metara u francuskim Alpama, a osobito cvjetaju na oko 2400 metara. Prema Maréchalu, alge Sanguina nalaze se na visokim nadmorskim visinama zbog količine, kvalitete i trajnosti tamošnjih snježnih nanosa. Zanimljivo, znanstvenici dosad nisu uspjeli uzgojiti ove alge na pravom snijegu u laboratoriju. “Iz tog razloga istraživači trebaju prikupiti što više uzoraka za preciznije istraživanje”, kaže Maréchal za BBC.
Tijekom nedavne dvodnevne ekspedicije na prijevoj Lautaret u jugoistočnoj francuskoj pokrajini Hautes-Alpes u lipnju ove godine, Maréchal i njegovi kolege iz konzorcija ALPALGA pet francuskih instituta posvećenih proučavanju planinskih algi prikupili su svoje prve ovogodišnje uzorke. Za razliku od prethodnih godina, snijeg nije imao tipičnu crvenu nijansu. Umjesto toga, dominirala je oker žuta.
Vjeruju da je žuta nijansa nastala zbog prisutnosti pijeska na snijegu, koji je poremetio boju koju daju alge. Iako to nije neobična pojava, ova je godina bila iznimna jer su jaki vjetrovi nosili puno saharskog pijeska do alpskih visina.
“Ovo nam je pružilo izvrsnu priliku za procjenu odnosa između pijeska i rasta snježnih algi. Analizom ovih čestica pokušat ćemo utvrditi pruža li pijesak hranjive sastojke, metale ili bilo koje druge specifične elemente koji mogu pozitivno ili negativno ometati rast algi”, kaže Maréchal.
Njegovi se suradnici nadaju da će poboljšati razumijevanje algi tako što će istražiti kako razine željeza u snijegu i kiselost utječu na rast crvenih algi. Također proučavaju mogu li drugi mikroorganizmi i životinje koje žive uz snježne alge imati određenu ulogu.
Prema Maréchalu, prva ispitivanja novih uzoraka prikupljenih u lipnju otkrila su prisutnost jednoćelijskih životinja, zvanih zooplanktoni, uz stanice algi. Iako su obično povezani s oceanima i jezerima, gdje čine ključni element prehrambenog lanca, zooplanktoni također mogu preživjeti u otopljenim vodama ledenjaka i snježnih nanosa. Njihova istraživanja pomažu u stvaranju slike koja ukazuje na to da, iako se snijeg može činiti inertnim, zapravo vrvi životom.
Što se zapravo događa s crvenim algama tijekom zime?
“Dok snijeg pada, često zarobi minerale i elemente poput dušika i fosfora, što su antropogene i prirodne pojave”, kaže Benning. Snježne alge se tada mogu njima hraniti, dok bakterije u snijegu stvaraju trofični odnos s algama.
“U ovom su ekosustavu snježne alge primarni proizvođači. Kad cvjetaju, fotosintetiziraju, troše hranjive sastojke i proizvode otpadne proizvode poput šećera i drugih komponenata, koje služe kao moguća hrana za bakterije i druge mikroorganizme”, objasnila je Benning.
Prema Maréchalu, čini se da alge, kojima su potrebni samo ugljikov dioksid i svjetlost, čine osnovu složenijeg i zrelijeg ekosustava koji uključuje bakterije, gljivice i jednoćelijske životinjske stanice poput zooplanktona. No, iako u ovim mrljama obojenog snijega život cvjeta, one su također kratkog vijeka, pojavljuju se samo nekoliko tjedana u godini. Kad vrijeme ponovno zahladi, boja nestaje i snijeg se vraća u uobičajenu bijelu boju. Zato se postavlja intrigantno pitanje – što se zapravo događa s crvenim algama tijekom zime?
“Jedna je teorija da one miruju i postaju gotovo prozirne dok se smrzavaju. Kad više nije potrebna, gube pigmentaciju jer je to proces koji troši energiju”, zaključuje Benning za BBC.