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雪藻は、地球の高山地帯や極地に生育する淡水微細藻類のグループです。 [1]雪藻はすべての大陸で発見されていますが、気温が0°C～10°Cの地域に限られています。[2]雪藻はクロロフィルとカロテノイドで着色されており、個々の種、ライフステージ、地形/地理に応じてさまざまな色になります。[3] [4]雪藻の色素は雪と氷のアルベドを低下させ、多年雪と氷の融解を刺激し、気候変動の影響を悪化させる可能性があります。[5]雪藻は一次生産者であり、微生物、クマムシ、ワムシを含む雪床または氷床上のコミュニティの基礎を形成します。[6] [7]雪藻は風によって長距離を運ばれることもあります。[8]
色素沈着
雪氷藻は、クロロフィルとカロテノイドという2つの主要な色素分子を生成します。 [9]カロテノイドはさらに一次カロテノイドと二次カロテノイドと呼ばれる2つのグループに分かれており、通常、雪氷藻の細胞に目に見える色を与えるのに役立ちます。黄色のキサントフィルなどの一次カロテノイドは、通常、低濃度で光合成に使用され、紫外線保護も提供します。[10]赤色のアスタキサンチンなどの二次カロテノイドは、細胞による紫外線保護に使用され、紫外線の強度に応じて高濃度または低濃度で存在します。[11]
雪藻の異なる分類群は、異なる量の一次カロテノイドと二次カロテノイドを生成するため、雪藻のブルームの色は、そこに見られる藻類の組成をある程度示すことができます。藻類のクラミドモナス・ニバリスは、アスタキサンチンとその誘導体の濃度が高いため、赤いブルームの非常に豊富な成分です。[12]多くのクロロモナス種は、生成する一次カロテノイドのため、緑またはオレンジがかった黄色の雪に関連付けられています。[13]同様の色の雪でも、地域によって組成が異なる場合があり、雪藻の分布における大規模な生物地理学的傾向を示しています。[14]
藻類のライフステージも雪の色に大きな役割を果たしている可能性がある。多くの藻類は、初期段階でクロロフィルと一次カロテノイドの含有量が高く、雪が緑や黄色に見える原因となっている。[15]夏の終わりには、栄養分の少ない時期にアスタキサンチンの生産量が多くなり、雪藻類が冬を越すために使用するシスト段階がより安定するため、藻類のブルームはオレンジ色や赤色に変わる可能性がある。[16]
エコシステムにおける役割
雪上藻は酸素発生型光合成を行い、雪上で一次生産者となる。これにより、他の生物が雪上で藻類とともに生息し、藻類を食べてエネルギーを得ることができる。クマムシやワムシは緑の藻類のブルームで優先的に生育することが分かっているが、世界中のさまざまな雪上藻類のブルームで発見されている。[6]
雪上藻類の栄養網は一般的に複雑ではありませんが、これらの藻類ブルームに見られる微生物群集は、それらが生息する環境における栄養素の分配に大きな役割を果たす可能性があります。これらの微生物と藻類の群集は、地球規模で大量の炭素、窒素、鉄、硫黄を循環させています。[7]
雪のアルベドと気候変動への影響
雪氷藻の色素沈着は雪のアルベドを大幅に低下させ、氷床上の氷と雪の融解を促進する可能性がある。[5]雪の粒子が大きいほど光が雪層のより深くまで浸透し、雪氷藻による光吸収が増加し、雪のアルベドがさらに低下する。[5]雪氷藻は、藻類がより豊富になる夏の後半に雪のアルベドに大きな変化をもたらす。[17]雪氷藻に存在するクロロフィルやカロテノイドなどの色素の量の違いは、光吸収の違いをもたらし、したがって藻類群集の構成に基づいてアルベドが変化する。[18]雪上の鉱物および有機粒子の不純物も雪のアルベドを低下させ、それが雪氷藻類群集の動態によるアルベドへの影響を覆い隠すことがある。[18]より暖かい条件では雪氷藻類がより成長し、雪と氷床のアルベドをさらに低下させる可能性がある。この正のフィードバックループは、氷アルベドフィードバックに似ており、気候変動による多年雪と氷の融解を悪化させる可能性があります。[5]
参考文献
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