Если вы находитесь в данный момент в горах Сьерра-Невада в штате Калифорния (США), то вы увидите самый настоящий арбузный снег, имеющий не только структуру и запах, но и цвет и даже вкус арбуза! Здесь, на высоте трех тысяч метров наблюдается это удивительное чудо природы.
На протяжении тысячелетий загадка арбузного снега (watermelon snow) удивляла ученых всего мира.
Столь непривычный цвет объясняется продуктами жизнедеятельности распространенных там одноклеточных водорослей под названием Сhlamydomonas nivalis (хламидомонада снежная), в ее клетках содержится красный пигмент астаксантин. Аборигены еще называют их "арбузный снег", так как по вкусу они очень похожи на эту ягоду.
Снег и эти водоросли безопасны к употреблению в пищу, по крайней мере в разумных количествах. Эта оговорка актуальна, поскольку некоторые водоросли токсичны, и их употребление может привести к диарее с кровью.
Существует свыше 350 видов водорослей, которые могут жить при очень низких температурах. Эти водоросли, попадая в атмосферу при испарении воды, окрашивают снег в черный, бурый или желтый оттенок. Водоросль Chlamydomonas nivalis, которая может развиваться на поверхности воды, снега и льда, зацветает, когда вода чуть нагревается после самого темного и холодного периода зимы.
Сначала она становится зеленой, затем по мере того, как погода проясняется, ее цвет меняется на розовый или красноватый оттенок. Погибает от "жары" уже при температуре +4С. Клетки водоросли защищены от ультрафиолетового излучения солнца, что позволяет им размножаться на высоте до 3,7 км над уровнем моря.
Каждый сантиметр снега содержит миллионы микроскопических частичек, глубина залегания которых может достигать 25 сантиметров.
Именно этот снег привлекает на склоны местных гор альпинистов со всего света. Огромные просторы розового снега открываются к концу весны.
Если вам посчастливится попасть на склоны этих гор, то имейте ввиду, что желтый снег не пахнет лимоном, и пробовать на вкус его тоже не следует:)
Пожалуй, найдется не так много людей, ищущих, как бы "перезимовать лето". Разве что речь идет об альпинистах, которые даже в теплое время года не прочь подняться высоко в горы, где все еще лежит снег. На самом деле, именно таким путникам может открыться уникальное зрелище - красный снег, пахнущий свежим арбузом...
Из-за его цвета и специфического запаха красный снег так и называют - арбузным. Он появляется только весной и летом, когда солнышко немного пригревает толстый слой снега на вершинах гор, так что тот немного "подмокает". И чем снег становится мокрее, тем интенсивнее становится красный цвет, как если бы это была кровь, которая проступала изнутри.
Впервые об арбузном снеге упомянул Аристотель. С тех пор упоминания об этом феномене время от времени еще несколько раз всплывали, однако никто не давал более-менее внятного ему объяснения. Дело сдвинулось с мертвой точки в мае 1818 году, когда капитан английского корабля Джон Росс увидел розовые реки в снегах Гренландии. Росс дал команду взять снег на пробу и привез это чудо природы к себе на родину. К тому момент снег, конечно, уже растаял и превратился в равномерную красноватую жидкость.
Красную воду подвергли всевозможным опытам, но добиться четкого объяснения такого цвета не смогли: все их выводы все равно основывались исключительно на предположениях. Так, одни специалисты были уверены, что красный цвет является мелкими частичками горной породы, на которой лежал снег, другие - что это часть почвы в тех местах. Были даже такие, которые были уверены, что красным снег стал из-за падения метеорита.
В итоге капитан Росс опубликовал собственную работу о своей экспедиции, в которой также нашлось место рассуждениям о красном снеге. В приложении к этому отчету было также заключение шотландского ботаника Роберта Брауна, который предположил, что красный цвет может быть вызван каким-то особенным видом водорослей. Но водоросли, которые бы жили в снегу - эта теория звучала настолько же неправдоподобно, как и версия о метеорите.
И тем не менее, именно эта версия оказалась в итоге правильной. Почти столетие спустя ученым удалось с помощью микроскопа выяснить, что красный цвет действительно вызывали микроскопические водоросли. Их назвали «Снежной хламидомонадой» (лат. Chlamydomonas nivalis). И эта одноклеточная водоросль действительно живет - и отлично себя чувствует - при низких температурах. Во время зимы она впадает в спячку, а весной, когда солнце начинает светить дольше и ярче, водоросль начинает активно размножаться, постепенно поднимаясь из толщи снега на поверхность.
Красный цвет позволяет этому микроскопическому растению лучше притягивать солнечный свет и как следствие - растапливать вокруг себя воду. Именно в таких условиях - в холодной воде до +4С - снежная хламидомонада чувствует себя прекрасно. При контакте с воздухом водоросль также начинает испускать едва уловимый аромат, который очень похож на арбузный.
Некоторые альпинисты утверждают, что если попробовать красный снег на вкус, то и вкус будет слегка похож на арбуз, но специалисты все же не советуют это делать. Возможно, сама водоросль и не ядовита, но вместе с ней нередко процветают различные бактерии, которые могут привести к сильному расстройству желудка.
Куда нужно поехать, чтобы увидеть красный снег? Чаще всего его наблюдают в снегах Гренландии и Сьерра Невады. Хотя на отдельные участки с арбузными водорослями можно также встретить и в Альпах, и в Арктике, и на Кавказе, и на Северном Урале. Главное - выбрать для этого правильное время.
Прямую противоположность теплолюбивым (термофильным) водорослям составляет группировка развивающихся на поверхности снега и льда холодолюбивых, или криофильных, водорослей. В этих, 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».
Главным организмом, вызывающим окраску снега, является один из видов хламидомонады, названный хламидомонадой снежной. 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.
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. Все же чаще других встречается зеленое «цветение» снега, вызываемое различными видами зеленых 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 грязно-бурый 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.
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, превращаясь в каналы, насквозь пронизывающие лед.
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°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.
к 90-летию кафедры гидробиологии МГУ
Водоросли горячих источников
Водоросли способны жить и размножаться в таких условиях, которые на первый взгляд кажутся совершенно непригодными для жизни: в горячих источниках, температура которых достигает иногда почти точки кипения, в арктических водах с минусовой температурой, а также на снегу и льду.
Водоросли способны жить при довольно широких температурных границах – от 3 о С до 85 о С, тогда как большинство организмов обитает в более узком температурном диапазоне.
Выносливость к экстремальным условиям чаще всего свойственно синезеленым водорослям (цианобактериям), многие виды которых являются типичными термофильными водорослями (от греч. «термо » – тепло, «филос » – люблю). Эти водоросли могут жить при температуре 75-80 о С и даже при 85 о С.
В термальных источниках большая часть видов представлены нитчатыми формами и значительно меньшей степени – одноклеточными. Нередко нитчатки разрастаются большими матами, выстилающими стенки водоемов или плавающими на поверхности водоемов.
В значительных количествах в горячих источниках встречаются диатомовые и зеленые водоросли, однако они менее термофильны, и обитают по окраинам водоемов в более холодных участках. Температурный предел, при котором живут диатомовые и зеленые не превышает 50 о С.
Общее количество видов водорослей, обнаруженных в горячих водах, более 2000. Преобладающее число видов относится к синезеленым, далее идут диатомовые и зеленые. Так, например, в горячих источниках Камчатки, температура которых достигает 75,5 о С, было обнаружено 52 вида водорослей, из которых 28 относятся к синезеленым, 17 – к диатомовым и только 7 – к зеленым. Однако наиболее специфичными для горячей воды оказались опять-таки синезеленые (20 видов из 28), тогда как большая часть диатомовых и зеленых обитала на Камчатке, как в теплых, так и в холодных водах.
Число видов водорослей в разных горячих источниках варьирует в широких пределах, от десятка видов до сотен и более. Так, например, в горячих источниках Йелоустонского национального парка США одних только синезеленых было обнаружено 166 видов, а в горячих источниках Греции – 128 видов. Значительная часть синезеленых водорослей относится к порядку осциллаториевых и ностоковых.
С повышением температуры источника число видов резко снижается. Больше всего видов обнаружено при температуре 35-40 о С, тогда как при 85-90 о С – отмечено всего 2 вида.
Специфических термофилов, не способных существовать при температуре ниже 30 о С, очень немного. Самые широко распространенные из них – мастигокладус и формидиум. Оптимум их температурного развития лежит в пределах 45-50 о С.
Большая часть водорослевого населения горячих источников состоит из эвритермных водорослей, живущих и при более низких температурах.
Водоросли снега и льда
Температурные границы, в которых возможна жизнь водорослей, очень широкие. На ледниках, снежниках и льдах иногда поселяются криофильные (от греч. «криос » – холод, «филлос » – люблю) водоросли, которые приспособлены к жизни в условиях низких температур. Находясь на поверхности снега и льда, они подвергаются сильному охлаждению в зимние стужи, а в летнее время живут и размножаются в талой воде при температуре около нуля градусов. Они размножаются на поверхности снега и льда, и в период интенсивного развития придают субстрату (т.е., снегу, льду) ту или иную окраску.
В этих, казалось бы, крайне неблагоприятных условиях, могут жить многие виды водорослей, причем они размножаются столь интенсивно, что окрашивают поверхность снега и льда в самые разнообразные цвета – красный, малиновый, зеленый, синий, голубой, фиолетовый, бурый и даже черный, в зависимости от преобладания в нем тех или иных видов водорослей. Толщина окрашенного слоя снега измеряется несколькими сантиметрами, т.е. на глубину проникновения света.
Снег в красный цвет окрашивает хламидомонада снежная, в зеленый – нитчатая водоросль рафидонема снежная, в коричневый – диатомовые водоросли, а также десмидиевая водоросль анцилонема Норденшельда, названная в честь шведского (финского) полярного исследователя А.-Э.Норденшельда.
Снежные водоросли большую часть времени находятся в состоянии покоя. Весной, как только ослабевают морозы, водоросли начинают интенсивно размножаться. Снежные водоросли развиваются, как правило, на старом снегу оставшемся лежать в холодных ущельях или снежных полях высоко в горах. Водоросли начинают развиваться в талой воде, образующейся под лучами солнца в трещинах льда и пустотах снега. Днем организмы, так называемого, криопланктона ведут активный образ жизни, а ночью смерзают в лед.
Снежные водоросли относятся к группе криопланктона – населения талой воды.
Снежные водоросли встречаются во многих местах земного шара, преимущественно в высокогорных областях на склонах гор. «Цветение» ледников и снежников жители гор отмечали давно, однако их изучение началось только в начале ХХ века. Периодически наблюдения за снежными водорослями были проведены и в ХIХ веке.
«Цветение» ледников хламидомонадой снежной наблюдал в 1903 г. на Земле Франца-Иосифа русский ботаник В.И.Палибин. Большой вклад в изучение ледниковой флоры внесла Э.Коль из Венгрии. В 30-40-х годах она обследовала ледниковый покров Гренландии, ледники Североамериканских Скалистых гор, Карпат, Альп и др. Она впервые обнаружила и описала снежные синезеленые водоросли. Большую работу по сбору снежной флоры проводил в 1928 г. на Кавказе Г.С.Филиппов, который показал, что развитие водорослей в горах – довольно распространенное явление.
В России обитателей льда и снега находили на Кавказе, Тянь-Шане, Камчатке, Северном Урале, Сибири, Шпицбергене, на Новой Земле, Земле Франца-Иосифа и многих других местах. Установлено, что «цветение» снега является повсеместным явлением.
В настоящее время «снежных» водорослей насчитывают свыше 100 видов. Среди них наиболее распространены зеленые, диатомовые, синезеленые водоросли. Наибольшим числом видов представлены желто-зеленые, золотистые, динофитовые. В горах Кавказа даже обнаружена водоросль, относящаяся к багрянкам.
Исследования, проведенные на Кавказе, показали, что с высотой видовой состав водорослей сильно меняется. Чем выше в горы, тем он становится менее разнообразным: постепенно выпадают диатомовые, десмидиевые и другие зеленые водоросли. Ведущая роль переходит к ранее незаметным в общей массе синезеленым. На высоте около 5000 м они становятся единственными обитателями ледников, образуя «границу» жизни в высокогорье.
Не мене интенсивное развитие водорослей наблюдается и во льдах арктических и антарктических бассейнов, в которых наиболее интенсивно развиваются диатомовые. Развиваясь в больших количествах они окрашивают лед и воду в бурый и желто-коричневый цвета.
Первая большая коллекция водорослей, обитающих на поверхности дрейфующих льдов, была собрана во время исторического плавания в Северном Ледовитом океане Адольфа Эрика Норденшёльда на «Веге». Альгологи обнаружили в этих пробах сотни видов диатомовых водорослей. И.В.Полибин, изучая микроводоросли льдов во время плавания «Ермака» под командой С.О.Макарова в 1901-1902 годах, установил, что они разрушающе действуют на лед.
«Цветение» льда в отличие от «цветения» снега, происходит главным образом за счет массового развития водорослей не на поверхности льда, а на нижней части – в углублениях и выступах, погруженных в воду. Первоначально она развиваются на нижней поверхности льда, а затем с наступлением зимы вмерзают в лед. Далее по мере летнего оттаивания льда с поверхности, вмерзшие диатомовые выходят на поверхность льдов. В лужах опресненной воды на поверхности льдов эти водоросли постепенно отмирают. Темные пленки отмерших водорослей, как и все темные предметы, поглощают больше тепловых лучей, чем окружающая их белая поверхность, способствуют более быстрому таянию льда. «Ледовых» диатомей в арктических и антарктических морях обнаружено уже более 80 видов.
Все эти водоросли получили общее название «криобионты» (от греч. «криос » – холод, «биос » – жизнь).
В условиях низких температур обитают не только микроскопические водоросли, но и крупные – бурые (ламинариевые и фукусовые). Например, у ламинариевых водорослей прорастание листовых талломов начинается при январской стуже. Особенно быстро слоевища ламинариевых растут в конце зимы и весной, когда температура воды держится в пределах нуля градусов. Отмечали даже вегетацию водорослей в морях при температуре минус 3,3 о С. Биомасса таких водорослей может достигать до 30 кг/м 2 (в сырой массе), а микроскопических диатомей до 1 кг с кубического метра льда.
При реализации проекта использованы средства государственной поддержки, выделенные в качестве гранта в соответствии c распоряжением Президента Российской Федерации от 29.03.2013 № 115-рп») и на основании конкурса, проведенного Обществом «Знание» России.
А.П.Садчиков,
вице-президент Московского общества
испытателей природы
(http://www.moip.msu.ru)
ВАМ ПОНРАВИЛСЯ МАТЕРИАЛ? ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШУ EMAIL-РАССЫЛКУ:
Каждый понедельник, среду и пятницу мы будем присылать вам на email дайджест самых интересных материалов нашего сайта.
