Als im Jahr 1818 britische Seeleute auf der Suche nach einer Nord-West-Passage die Küsten der Baffins Bay auf Grönland entlangsegelten, staunten sie über Schneefelder in „dunkler Karmesinfarbe“. Wie Kapitän John Ross beschreibt, war der Schnee „den Fels herunter, an einigen Stellen bis zu einer Tiefe von 10 bis 12 Fuß von dem färbenden Stoff durchdrungen“. Die Schiffsoffiziere betrachteten Proben unter dem Mikroskop und fanden darin dunkelrote, samenkornartige Gebilde, „ein vegetabilisches Produkt“ wie sie vermuteten. Wie man heute weiß, wird die rote Farbe im Schnee durch die Alge Chlamydomonas nivalis hervorgerufen. Bei den mikroskopisch kleinen, roten Gebilden handelt es sich um photosynthetisch aktive Dauerstadien, sogenannte Sporen. „Die Chlamydomonas nivalis gehört zur Art der chlorophytische Grünalgen. Es handelt sich dabei um einzellige Mikroorganismen, die sich perfekt an ihren Lebensraum angepasst haben: Sie überstehen im Hochgebirge extreme Temperaturen, starke UV-Strahlung und Nährstoff-Mangel. Um sich zu vermehren, brauchen sie lediglich Licht, Wasser und Kohlendioxid aus der Atmosphäre“, erklärt Dr. Andreas Holzinger vom Institut für Botanik der Uni Innsbruck. Er beschäftigt sich bereits seit Jahren mit Überlebensstrategien von unterschiedlichsten Algengruppen und dabei auch mit Chlamydomonas nivalis, in diesem Fall als nationaler Forschungspartner eines FWF-Projektes von Dr. Daniel Remias an der FH Oberösterreich, das sich mit Schnee- und Eisalgen beschäftigt.
Roter UV-Schutz
Bereits im Frühjahr, wenn der Schnee zu schmelzen beginnt und flüssiges Wasser vorhanden ist, fangen die Algen der Art Chlamydomonas nivalis an zu keimen. Im begeißelten Stadium steigen sie als einzelne, grüne Zellen in der Schneedecke hoch, bis sie genügend Sonnenlicht für die Photosynthese und ihr Wachstum zur Verfügung haben. Mit zunehmender UV-Strahlung beginnen sie dann rote Sporen zu bilden – es kommt zur eigentlichen roten Schneealgenblüte. „Aufgrund des enthaltenen Chlorophyls müssten die Algen eigentlich grün sein – es gibt auch Schneealgen, die den Schnee grün färbt. Die Besonderheit an Chlamydomonas nivalis ist allerdings, dass sie einen lipidlöslichen Farbstoff aus der Gruppe der Carotinoide bilden, um sich vor der hohen UV-Strahlung im Hochgebirge zu schützen“, erklärt Andreas Holzinger. Diese Farbstoffe sind äußerst gute UV-Schutzsubstanzen und deshalb auch von industriellem Interesse. Da die Alge kryophil ist – über 10 Grad Celsius funktioniert ihr Stoffwechsel nicht mehr problemlos – gelang es bisher noch keinem Wissenschaftler sie im Labor zu kultivieren.
Naturphänomen aus ökologischer Sicht
Neben Andreas Holzinger beschäftigt sich an der Univeristät Innsbruck auch Dr. Birgit Sattler vom Institut für Ökologie mit dem Naturphänomen. Die Wissenschaftlerin untersucht derzeit mit ihrem Team den Einfluss der Schneealgenblüte auf das Abschmelzen der Gletscher. „Auf Grönland wird das Phänomen von Kollegen schon länger erforscht. Es zeigte sich, dass die Algen durch die großflächige Rot-Färbung das Rückstrahlvermögen des Schnees um bis zu 13 Prozent verringern können. In den Alpen sind die Forschungen noch sehr jung“, erklärt Birgit Sattler. „Unsere Untersuchungen am Jamtalferner legen aber nahe, dass der Effekt hier sicher die gleiche Größenordnung erreicht.“
Alge des Jahres
Die Sektion Phykologie der Deutschen Botanischen Gesellschaft kürt in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern jährlich eine Alge des Jahres. 2019 entschieden sich die Gesellschaft in Zusammenarbeit mit Schneealgenexperte Dr. Thomas Leya vom Potsdamer Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie anlässlich des 200jährigen Jubiläums der Entdeckung dieser Algenart für Chlamydomonas nivalis.