Las algas de nieve son un grupo de microalgas de agua dulce que crecen en las regiones alpinas y polares de la Tierra. [1] Las algas de nieve se han encontrado en todos los continentes, pero están restringidas a áreas con temperaturas entre 0 °C y 10 °C. [2] Las algas de nieve están pigmentadas por clorofila y carotenoides y pueden tener una variedad de colores según la especie individual, la etapa de vida y la topografía/geografía. [3] [4] La pigmentación de las algas de nieve reduce el albedo de la nieve y el hielo , lo que puede estimular el derretimiento de la nieve y el hielo perennes y exacerbar los efectos del cambio climático . [5] Las algas de nieve son productores primarios que forman la base de las comunidades en las capas de nieve o hielo que incluyen microbios, tardígrados y rotíferos . [6] [7] Las algas de nieve también han sido transportadas grandes distancias por los vientos. [8]
Pigmentación
Las algas de nieve producen dos clases principales de moléculas de pigmento: clorofilas y carotenoides. [9] Los carotenoides se dividen en dos grupos conocidos como carotenoides primarios y secundarios y normalmente ayudan a dar a las células de las algas de nieve sus colores visibles. Los carotenoides primarios, como la xantofila amarilla , se utilizan normalmente en bajas concentraciones para la fotosíntesis, al tiempo que ofrecen cierta protección UV. [10] Los carotenoides secundarios, como la astaxantina roja , se utilizan para la protección UV de las células y se pueden encontrar en concentraciones altas o bajas dependiendo de la intensidad de la luz UV. [11]
Los distintos taxones de algas de la nieve producen distintas cantidades de carotenoides primarios y secundarios, lo que significa que el color de una floración de algas de la nieve puede dar una indicación de la composición de las algas que se encuentran allí. El alga Chlamydomonas nivalis es un componente muy abundante de las floraciones rojas debido a sus altas concentraciones de astaxantina y sus derivados. [12] Muchas especies de Chloromonas están asociadas con la nieve verde o naranja-amarilla debido a los carotenoides primarios que producen. [13] Los colores similares de la nieve también pueden variar en composición según la región, lo que muestra tendencias biogeográficas a gran escala en la distribución de las algas de la nieve. [ 14]
La etapa de vida de las algas también puede desempeñar un papel importante en el color de la nieve. Muchas floraciones tienen un mayor contenido de clorofilas y carotenoides primarios durante las primeras etapas de la floración, lo que hace que la nieve se vea verde o amarilla. [15] Más adelante en el verano, la floración puede cambiar a naranja o rojo debido a la alta producción de astaxantina durante los períodos de bajos nutrientes y la etapa de quiste más estable de las algas de la nieve que utilizan para pasar el invierno. [16]
Papel en el ecosistema
Las algas de la nieve realizan la fotosíntesis oxigenada y son productores primarios en la nieve. Esto permite que otros organismos vivan en la nieve junto con las algas y se alimenten de ellas para obtener energía. Se ha demostrado que los tardígrados y los rotíferos crecen preferentemente en floraciones verdes, pero se han encontrado en muchas floraciones de algas de la nieve diferentes en todo el mundo. [6]
Aunque las redes tróficas de las floraciones de algas de la nieve no suelen ser complejas, las comunidades microbianas que se encuentran en ellas pueden desempeñar papeles importantes en la forma en que se distribuyen los nutrientes en los entornos en los que habitan. Estas comunidades microbianas y de algas reciclan cantidades significativas de carbono, nitrógeno, hierro y azufre a nivel mundial. [7]
Efectos sobre el albedo de la nieve y el cambio climático
La pigmentación de las algas de la nieve puede reducir significativamente el albedo de la nieve, estimulando el derretimiento del hielo y la nieve en las capas de hielo. [5] Los granos de nieve más grandes permiten que la luz penetre más profundamente en la capa de nieve, lo que aumenta la absorción de luz por parte de las algas de la nieve y reduce aún más el albedo de la nieve. [5] Las algas de la nieve impulsan mayores cambios en el albedo de la nieve más tarde en el verano, cuando las algas son más abundantes. [17] Las diferentes abundancias de pigmentos presentes en las algas de la nieve, incluida la clorofila y los carotenoides, conducen a diferencias en la absorción de la luz y, por lo tanto, a cambios en el albedo en función de la composición de la comunidad de algas. [18] La presencia de impurezas de partículas minerales y orgánicas en la nieve también reduce el albedo de la nieve, lo que a veces puede eclipsar los efectos de la dinámica de la comunidad de algas de la nieve en el albedo. [18] En condiciones más cálidas, las algas de la nieve experimentan un mayor crecimiento, lo que puede reducir aún más el albedo de la nieve y las capas de hielo. Este ciclo de retroalimentación positiva, similar a la retroalimentación del albedo del hielo , puede exacerbar el derretimiento de la nieve y el hielo perennes por el cambio climático. [5]
Referencias
^ Leya, Thomas (2013), Seckbach, Joseph; Oren, Aharon; Stan-Lotter, Helga (eds.), "Algas de nieve: estrategias de adaptación para sobrevivir en la nieve y el hielo" , Poliextremófilos: vida bajo múltiples formas de estrés , Origen celular, vida en hábitats extremos y astrobiología, vol. 27, Dordrecht: Springer Netherlands, págs. 401–423, doi :10.1007/978-94-007-6488-0_17, ISBN 978-94-007-6488-0, consultado el 3 de marzo de 2022
^ Hoham, Ronald W.; Remias, Daniel (abril de 2020). "Nieve y algas glaciales: una revisión 1". Revista de fisiología . 56 (2): 264–282. Código Bibliográfico :2020JPcgy..56..264H. doi :10.1111/jpy.12952. ISSN 0022-3646. PMC 7232433 . PMID 31825096.
^ Spijkerman, Elly; Wacker, Alexander; Weithoff, Guntram; Leya, Thomas (2012). "Composición elemental y de ácidos grasos de las algas de la nieve en hábitats del Ártico". Frontiers in Microbiology . 3 : 380. doi : 10.3389/fmicb.2012.00380 . ISSN 1664-302X. PMC 3482990 . PMID 23112797.
^ Thomas, William H.; Duval, Brian (noviembre de 1995). "Sierra Nevada, California, EE. UU., Algas de la nieve: cambios en el albedo de la nieve, interrelaciones entre algas y bacterias y efectos de la radiación ultravioleta" . Arctic and Alpine Research . 27 (4): 389. doi :10.2307/1552032. ISSN 0004-0851. JSTOR 1552032.
^ abcd Onuma, Yukihiko; Takeuchi, Nozomu; Tanaka, Sota; Nagatsuka, Naoko; Niwano, Masashi; Aoki, Teruo (29 de junio de 2020). "Modelo basado en la física de la contribución de las células de algas rojas de la nieve a los cambios temporales en el albedo en el noroeste de Groenlandia". La criosfera . 14 (6): 2087–2101. Bibcode :2020TCry...14.2087O. doi : 10.5194/tc-14-2087-2020 . ISSN 1994-0416.
^ ab Ono, Masato; Takeuchi, Nozomu; Zawierucha, Krzysztof (16 de marzo de 2021). "Las floraciones de algas de nieve son beneficiosas para los ensambles de microinvertebrados (Tardigrada y Rotifera) en parches de nieve estacionales en Japón". Scientific Reports . 11 (1): 5973. Bibcode :2021NatSR..11.5973O. doi :10.1038/s41598-021-85462-5. ISSN 2045-2322. PMC 7971028 . PMID 33727649.
^ ab Hotaling, Scott; Hood, Eran; Hamilton, Trinity L. (agosto de 2017). "Ecología microbiana de los ecosistemas glaciares de montaña: biodiversidad, conexiones ecológicas e implicaciones de un clima en calentamiento". Microbiología ambiental . 19 (8): 2935–2948. Bibcode :2017EnvMi..19.2935H. doi :10.1111/1462-2920.13766. ISSN 1462-2912. PMID 28419666.
^ Hoham, Ronald W.; Remias, Daniel (abril de 2020). "Nieve y algas glaciales: una revisión 1". Revista de fisiología . 56 (2): 264–282. Código Bibliográfico :2020JPcgy..56..264H. doi :10.1111/jpy.12952. ISSN 0022-3646. PMC 7232433 . PMID 31825096.
^ Takaichi, Shinichi (junio de 2011). "Carotenoides en algas: distribuciones, biosíntesis y funciones". Marine Drugs . 9 (6): 1101–1118. doi : 10.3390/md9061101 . ISSN 1660-3397. PMC 3131562 . PMID 21747749.
^ Tanabe, Yukiko; Shitara, Tomofumi; Kashino, Yasuhiro; Hara, Yoshiaki; Kudoh, Sakae (23 de febrero de 2011). "Utilización del ciclo eficaz de la xantofila para la floración de Ochromonas smithii y O. itoi (Chrysophyceae) en la superficie de la nieve". PLOS ONE . 6 (2): e14690. Bibcode :2011PLoSO...614690T. doi : 10.1371/journal.pone.0014690 . ISSN 1932-6203. PMC 3044130 . PMID 21373183.
^ Remias, Daniel Lütz (1 de julio de 2007). "Caracterización de carotenoides secundarios esterificados y de sus isómeros en algas verdes: un enfoque de HPLC". Estudios algológicos . 124 : 85–94. doi :10.1127/1864-1318/2007/0124-0085.
^ academic.oup.com https://academic.oup.com/femsec/article/92/4/fiw030/2197696 . Consultado el 4 de abril de 2024 .{{cite web}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )
^ Kvíderová, Jana (2010). "Caracterización de la comunidad de algas de nieve y su rendimiento fotoquímico in situ en las Montañas Gigantes, República Checa". Investigación ártica, antártica y alpina . 42 (2): 210–218. Bibcode :2010AAAR...42..210K. doi :10.1657/1938-4246-42.2.210. ISSN 1523-0430. JSTOR 40801691.
^ Lutz, Stefanie; Anesio, Alexandre M.; Edwards, Arwyn; Benning, Liane G. (febrero de 2017). "Vinculación de la diversidad microbiana y la funcionalidad de los hábitats de la superficie glacial del Ártico". Microbiología ambiental . 19 (2): 551–565. Bibcode :2017EnvMi..19..551L. doi :10.1111/1462-2920.13494. ISSN 1462-2912. PMID 27511455.
^ Remias, Daniel; Lütz-Meindl, Ursula; Lütz, Cornelius (agosto de 2005). "Fotosíntesis, pigmentos y ultraestructura del alga de nieve alpina Chlamydomonas nivalis". Revista Europea de Ficología . 40 (3): 259–268. Código Bibliográfico :2005EJPhy..40..259R. doi :10.1080/09670260500202148. ISSN 0967-0262.
^ Hoham, Ronald W.; Blinn, Dean W. (junio de 1979). "Distribución de algas criófilas en una región árida, el suroeste americano". Phycologia . 18 (2): 133–145. Bibcode :1979Phyco..18..133H. doi :10.2216/i0031-8884-18-2-133.1. ISSN 0031-8884.
^ Takeuchi, Nozomu (enero de 2009). "Variaciones temporales y espaciales en la reflectancia espectral y las características del polvo superficial en el glaciar Gulkana, cordillera de Alaska". Journal of Glaciology . 55 (192): 701–709. Bibcode :2009JGlac..55..701T. doi :10.3189/002214309789470914. ISSN 0022-1430.
^ ab Takeuchi, Nozomu (2013). "Variaciones estacionales y altitudinales en las comunidades de algas de nieve en un glaciar de Alaska (glaciar Gulkana en la cordillera de Alaska)". Environmental Research Letters . 8 (3): 035002. doi :10.1088/1748-9326/8/3/035002.
