在冰雪的生活
像在其他极地和高山地区南极,雪和冰包含适合微生物生长的栖息地。一般来说,南极雪深冷冻干燥,生活条件更有利的海冰比大陆。然而,补丁的色彩鲜艳的雪藻类可以开发以上或冰川表面熔洞在岛屿和温暖的沿海网站之类的南极半岛西部。微生物定殖淡水湖内也可能出现在水泡沫冰和很大的液体水系统形成每年夏天部分主要的冰架。殖民的网站通常或相邻的无冰的区域内,因为液态水在雪可以持续几个星期,因为风和鸟类可以携带这些区域的土壤颗粒和营养。土壤和沉积物颗粒对提高熔炼过程很重要(通过吸收太阳辐射)和可溶性离子的供应,以及菌剂。海洋气溶胶进一步硝酸盐的来源,铵为雪藻类和其他营养素。尽管相对罕见的温带地区以上相比,雪的藻类南奥克尼群岛研究了弗里奇在1912年和其他论文发表在1960年代(例如大草原1962;福格1967;Kol和燧石1968)和最近(如凌1996;Mataloni和Tesolin 1997;凌和Seppelt 1998)。南极雪中最普遍的颜色是红色的,通常由于绿藻类的孢子的存在如衣藻nivalis Chlorosphaera南极洲,积累photo-protective红astaxan-thin酯(Bidigare et al . 1993年)。绿色的颜色是由于丝状绿藻Hormidium微妙的,而黄色藻类社区由萎黄病的绿藻或金藻。冰川生态处于开拓阶段(Yoshimura et al . 1997;琼斯等人。2001),和很少的数据都可以在初级生产力和生物之间的相互作用。根据福格(1998),生产率很低(几毫克C m2普通人)甚至在有利的条件下。 Moreover, there is evidence that algae promote the development of heterotrophic snow bacteria through the extra-cellular release of about 10% of their photosynthetic production (Thomas and Duval 1995).
海藻需要光,营养和液态水,因此更常见的子任务南极岛屿南极半岛和那里的空气tem perature达到或接近0°C几个星期在夏天。Kol和弗林特(1968)做了一个详细描述的绿藻Balleny群岛(67°、163°E),但雪藻类很少被报道在高纬度地区沿海维多利亚地(Vincent 1988)。在这个地区,期间好几次Bargagli发现床上只有一块红雪撇号岛(73°32,167°25本部)在1996年1月。小岛上的夏天气温通常低于0°C,和生物经历频繁的冻融循环。红雪的存在可能是由于几个因素的相伴,如雪的消融它决定了藻细胞浓度,和无冰的存在区域(大约50米远),贼鸥筑巢。土壤尘和藻类色素可能吸收足够了太阳能允许液态水的生产,从而有一个低反照率和更高的热容比雪。
积极的反馈效应使藻类的生长在雪也促进冰(岩粉的发展被风吹的到冰)的社区。当地融化产生漏洞冰川消融区可能含有微生物垫和电影,增长与藻类(主要是硅藻和绿藻纲植物)和蓝细菌(特别是Phormidium frigidum和念珠藻属)的丰富的微生物区系。冰穴往往会达到一个相对稳定的深度,取决于当地的气候和环境条件。他们可以连接表面或地下溪流和可能形成池。
更广泛系统的湖泊、水池和溪流(几十公里)可能形成较大的冰架。消融的区域麦克默多冰架在夏季融化,持续1 - 2个月,冰架融化系统接地区域通常包含大量的沉积物来源于海底(凯洛格和凯洛格1984)。的物理化学性质融水也有很大差异(从淡水水比海水咸2 - 3次),并在有利条件下生物群落主要由底栖生物的蓝藻和硅藻(Vincent 1988)。
与海冰,上覆南极湖泊和水池缺乏盐水通道和其他结构允许液态水的栖息地的形成。水是地球上生命的关键,可以说在太阳系任何形式的生命。近年来大众媒体传播液态水存在的消息在太阳系的其他地方,加剧了人们的想象力。南极洲,大陆有许多极端环境,因此成为最重要的一个地方,寻找微生物蓬勃发展极端的栖息地(极端微生物;Macelroy 1974)。在南极极端微生物的发现,西伯利亚和其他极地地区(例如Abyzov 1993;Vorobyova et al . 1996;尼尔森1997;Priscu et al . 1998;Staley和Gosink 1999;Gilichinsky et al . 1999年)促使寻找的生活极地冰冠火星,木卫二,木卫四和其他太阳系的冰冷的卫星,以及可能有生源说(从一个星球到另一个生命的运输)。外空生物学和天体生物学的兴趣在过去十年中已经令人吃惊。南极细菌,茁壮成长低于冰最冷和干燥地球上的沙漠已成为主要感兴趣的研究项目(美国国家科学基金会和美国国家航空航天局)的生活极端环境中和欧盟的生物技术(Aguilar et al . 1998年)。
在南极湖泊被冰覆盖,气泡可能被困在冰和逐渐转移到表面的水的冰点下面上表面的冰的消融。这些气泡是相当常见的冰覆盖湖泊蓝藻与底栖生物垫社区。块垫支撑和气体分离的沉积物;他们向上浮动,积累在冰帽之下,这包含了它们在秋天。第二年春天,通过冰垫吸收辐射渗透,促进气泡的形成,水和生物的社区。
的麦克默多干谷网站是地球上最冷和干燥的无冰的地区之一。在这里大多数湖泊有一个永久的冰盖(厚3 - 6米),包含一层风载的土壤颗粒,使液态水在夏季夹杂物的形成。Priscu et al。(1998)研究了可行的微生物组合在冰样本6个湖泊,发现冰沉积物颗粒作为微生物的营养。的ice-embedded生物群落光合作用的能力,是固氮和分解;因此建议这个栖息地可能作为模型火星和木卫二上的生命。自养和异养生物组合相比,冰中描述的几个高山湖泊,那些干谷的永久冰川湖泊更极端的物理化学条件下生长和繁殖,只从大气中产生,而不是从湖水域或沉积物(Psenner和解决1998)。然而,居住在南极冰盖和冻土微生物满足甚至更极端的条件。这些可能是社区的“幸存者”(罗斯柴尔德和Mancinelli 2001;即他们被困在冰和比其他人更耐遭受同样的命运)。活跃的生物生活在水里的电影之间的冰粒和/或土壤,虽然可行但不活跃的形式被冻结(复苏)和许多人死亡。由于他们在冰的保护,然而,细胞膜、细胞器、蛋白质、DNA和RNA从后者形式对分子(古生物)研究很重要。通过微生物研究冰核心,在无菌条件下收集Vostok站Abyzov(1993)发现酵母,真菌、细菌和放线菌的新物种(Nocardiopsis antarcticus strain)能够合成melanoid色素、防紫外线的物质。沿着冰核微生物相当罕见,显示一个随机分布独立的采样深度。真菌孢子,尤其是细菌孢子,更耐药形式,一些能够复活后8000 - 12500年的复苏。
冰川,陆地和淡水生态系统
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