Blutschnee – verborgene Lebenswelt im blühenden Schnee

Blutschnee in British Columbia

Wer sommerlichen Grün der Täler den Rücken kehrt und sich in eisige Schneefelder begibt, sieht manchmal plötzlich rot.

Nein, es ist nicht der beißende Schweiß, der beim Aufstieg in die Augen läuft und auch keine Spiegelung der Morgenröte am Horizont.

Es ist der Frühling selbst, der den Schnee farbenprächtig blühen lässt. Mikroskopisch kleine Schneealgen leuchten in allen Facetten der roten Farbpalette von Mutter Natur: dunkelorange, pink, rubinrot, blutrot. Der sogenannte Blutschnee oder Wassermelonenschnee.

Hinter diesem Naturschauspiel verbirgt sich ein atemberaubend schönes und überraschend komplexes Ökosystem.

Aber eins nach dem anderen.

Quick Links

    1. Algen
    2. Gefahren
    3. Überlebensstrategie
    4. Ökosystem
    5. Klimawandel
    6. Mysterien
    7. Mitwirken
    8. Tourenvorschlag

Algen

Seit 1903 kennt man die Überlebenskünstler unter dem wissenschaftlichen Namen Sanguina nivaloides  – früher Chlamydomonas nivalis –  im Schnee lebende Chlamydomonas-Algen. Diese rot gefärbten einzelligen Grünalgen fühlen sich auf Schneefeldern der ganzen Welt pudelwohl, sobald sich um die Gefriergrade die Schneekristalle zu flüssigem Wasser verwandeln. Allein von Wasser und Sonne leben: so schön es klingt, so brutal und gefährlich ist ihr Lebensraum.

Gefahren

I) Sobald die Schneeschmelze einsetzt, werden aus einzelnen Wassertropfen rasch reißende Bäche, die sie mit sich hinfort reißen können.

II) Liebliche Frühlingssonnenstrahlen bombardieren die Einzeller in dieser stark reflektierenden Umgebung mit extremer Sonnenenergie, so dass Zellschädigungen durch die Übersättigung mit freien Radikalen folgen würde.

III) Zudem verlangsamen photosynthetische Reaktionen ihre Geschwindigkeit mit abnehmender Temperatur. Das heißt, die Aufnahme von Kohlen- und Sauerstoff aus der Luft für den Aufbau von körpereigenen Kohlenstoffverbindungen geht viel langsamer von statten als in warmen Regionen.

Wie soll man da existieren?

Blutschnee in den Kanadischen Rocky Mountains
Blutschnee in den Kanadischen Rocky Mountains

Überlebensstrategie

Die roten Schneealgen sind gewappnet und gepanzert.

Vor der Flut schützt sie möglicherweise ein Biofilm, sogenannte eisbindende Proteine. Sobald diese Substanz abgesondert wird, bindet sie die Zellen am Schneegranulat fest. Innerhalb der Alge verhindert sie durch Herabsetzen des Gefrierpunktes das wachsen großer Eiskristalle. So zumindest die derzeitige Annahme der Forscher.

Gepanzert sind sie mit einer transparenten, sporopollenin-ähnlichen Hülle in Form von Kragen, Türmchen oder Spitzen. Dieser Schutzmantel macht beispielsweise Pollenkörner widerstandsfähiger.

Die Farbe Rot schütz und spendet Energie. Astaxanthin heißt der zu den Carotinoiden gehörende magische Wirkstoff. Von Lachsen, Krebsen und Läusen verzehrt, verleiht er auch ihnen diese kräftige Farbe. Aber eben nicht nur Farbe. Man geht davon aus, dass dieses rote Pigment die lichtempfindlichen Zellelemente und Reaktionen vor der heftigen Sonneneinstrahlung und damit UV-Belastung schützt: die perfekten Antioxidantien. Wäre ja sonst auch schädlich für die Vermehrung! Vielleicht dient der fetthaltige molekulare Farbstoff auch als Energiespender für die Frühlingssaison, als Entwickler-Boost sozusagen?

Nur der Style changiert innerhalb der Rotpalette. Die eigentlich grünen Einzeller präferieren Licht in verschiedener Wellenlänge, ergo zeigen sie unterschiedliche Pigmentierungen. Lediglich manche Arten bilden keine Sekundärpigmentierung aus und bleiben grün.

Doch das ist erst der Anfang.

Ökosystem

Der Beginn der Nahrungskette auf Schnee und Eis.

Molekulare und Mikroskopische Analysen zeigen ein komplexes Ökosystem. In Britisch Columbia in Kanada ist beispielsweise ein Bärtierchen (Wasserbär) gesichtet worden, dass sich den ganzen Bauch mit roten Schneealgen vollgeschlagen hat. Auch eine Reihe von Chytridpilzen machten nicht halt, sondern dockten sich an eine Algenzelle an, um mit ihren Hyphen das Pigment aus der Alge zu saugen.

Genaueres ist leider noch nicht bekannt, aber mit Sicherheit enthalten die eisigen Biome ein ganzes Netz aus Algen, Pilzen, Bakterien, aus Weidetieren wie Rädertieren, Wimpertierchen und Schneeflöhen, aus Archaeen (Urbakterien) und Viren. Wie überall auf der Welt gibt es Parasiten und Symbionten.

Ein lebendiger roter Schneeteppich – auf Zeit. Denn im Sommer ist dieses kurzlebige Ökosystem geschmolzen.

Klimawandel

Ein fragiles System, dessen Rolle auch beim Klimawandel debattiert wird. Dunkle Pigmente – schnellere Schneeschmelze. Ganz ehrlich?

Sind nicht alle biologischen Prozesse interdependent miteinander verbunden und stets im Fluss? Aus wissenschaftlicher Perspektive ist die Wirkung der Roten Schneealgen auf den Klimawandel bislang noch nicht umfassend untersucht worden. Doch sowohl Prof. Dr. Thomas Leya vom Frauenhofer IBMT als auch Casey Engstrom von Simon Fraser University bezweifeln einen signifikanten Einfluss.

Im Gegenteil. Laut Engstrom wird dieses Mikrobiom einer der ersten Opfer der globalen Erwärmung sein, wobei noch nicht einmal bekannt ist, welche Rolle es zur Aufrechterhaltung der ökologischen Balance in den vergangenen 10.000 Jahre spielte. Es sind noch so viele Fragen offen!

Blutschnee im Glacier Nationalpark
Blühender Schnee am Rande des Illecillewaet Icefield

Mysterien

Eines der ungeklärten Geheimnisse ist beispielsweise die Frage, wie die frischen Zellen den Neuschnee zur richtigen Zeit besiedeln. Man weiß, dass nach der Schneeschmelze knetartige Zellklumpen bestehend aus Schneealgenbiomen (Algen, Pilze, Bakterien) auf den Steinen zurückbleiben. Aber wie überleben sie die sommerliche Hitze und den frostigen Winter? „Schwimmen“ sie durch die dicke Schneeschicht nach oben? Werden Sie vom Wind an die Oberfläche getragen? Überleben sie überhaupt? Bislang wurde weder ein Reservoir identifiziert, noch konnte man sie kultivieren.

Nächste Frage: Wie schnell vermehren Sie sich? Ihre temperierten Verwandten schaffen es auf eine 16-fache Vermehrungsrate pro Tag, also ca. 65.500 Algen nach 4 Tagen aus einer Ursprungsalge. Rasant. Und im Schnee?

Zumindest können Sie riesige Teppiche bilden, die sogar auf Satellitenbildern zu erkennen sind. Respekt. In der weltweit größten Schneealgensammlung CCCryo in Potsdam lagern etwa 400 Stämme der einzigartigen Bio-Ressource aus den Hochgebirgs- und Polarregionen der Erde.

Oh ja. Blutschnee ist besonders. Sogar so außergewöhnlich, dass die blutrote Schneealge Anlass internationaler Konferenzen ist und  2019 von der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) zur Alge des Jahres gekürt wurde. Die Sektion Phytokologie (Algenkunde) macht damit auf die Bedeutung der Algen aufmerksam, die Kohlendioxid verbrauchen und global zu den wichtigsten Sauerstoff-Lieferanten der Erde zählen. Die Kehrseite in der Frage nach der Rolle beim Klimawandel.

Deine Mitwirkung

Lust selbst mitzumachen – zu demystifizieren?

Das Forscherteam unter Leitung der Professorin Dr. Lynne Quarmby an der Simon Fraser University gehen dem Ökosystem der Blutalgen auf den Grund. 2017 riefen sie das Citizen Science Projekt „Watermelon Snow Citizen Science” Snow Algae Report ins Leben. Dr. Quarmby’s Lab in British Columbia lädt jeden herzlich dazu sein, die eigenen Sichtungen in einer App zu dokumentieren. So kann eine breite Datenbasis über Orte und Zeitpunkte des roten Schneealgen-Vorkommens erhoben werden.

Tourenvorschlag

Prinzipiell dort, wo Schnee liegt – an Eisfeldern, Gletschern oder Pässen – und dann, wenn der Winter sich verabschiedet – in der beginnenden Wandersaison. Je nach Höhe, Klimaregion und Wetter: zu sehr unterschiedlichen Zeitpunkten.

Die Photos stammen vom Perley Rock im Glacier Nationalpark in British Columbia, Kanada. Tour 38 im Wanderführer Kanadische Rocky Mountains (Bergverlag Rother).