Alge und Lurch des Jahres

Rätselhafte blutrote Schneealge

Aus DER RABE RALF August/September 2019, S. 25

Beeindruckendes Naturphänomen: Blutrote Schneealgen. (Foto: Thomas Leya/IZI)

Als im Jahr 1818 britische Seeleute auf der Suche nach einer Nord-West-Passage die Küsten der Baffin Bay nahe Grönlands Westküste entlangsegelten, staunten sie über Schneefelder in „dunkler Karmesinfarbe“. Wie der Kapitän, der britische Konteradmiral und Polarforscher John Ross (1777 bis 1856), beschreibt, war der Schnee „den Fels herunter, an einigen Stellen bis zu einer Tiefe von 10 bis 12 Fuß, von dem färbenden Stoff durchdrungen“ – der Mythos von der blutroten Schneealge war geboren.

Natürlich wusste damals noch niemand, dass es sich bei der Erscheinung um eine Alge handelt. Immerhin, die Schiffsoffiziere der Expedition, die eine Probe des Schnees unter dem Mikroskop betrachteten, fanden darin dunkelrote, samenkornartige Gebilde, „ein vegetabilisches Produkt“ wie sie vermuteten. Ross faszinierte das Blutschnee-Phänomen so sehr, dass er es im Logbuch und später in seinen Expeditionserinnerungen „A voyage of discovery“ (Eine Reise der Entdeckungen) festhielt – zusammen mit einer Zeichnung der blutroten Klippen, die er „Crimson Cliffs“ (Purpur-Klippen) nannte.

Roter Schnee

Schneealgen sind photoautotrophe, also das Licht als Energiequelle nutzende Mikroorganismen und leben ausschließlich in langsam abtauenden Schneefeldern während des Sommers. Massenvorkommen dieser Zellen, also Algenblüten, führen zu lebhaften Verfärbungen des Schnees, wovon der rote Blutschnee aufgrund seiner Auffälligkeit und Häufigkeit am besten bekannt ist. Der tatsächliche Farbton und die Intensität hängen sowohl von der Zellkonzentration als auch der individuellen Pigmentierung der vorherrschenden Art ab.

So ist Roter Schnee meist auf stark sonnenexponierten Standorten oberhalb der Baumgrenze zu finden. In den Zellen findet sich das sekundäre Carotinoid Astaxanthin in hohen Konzentrationen. Die rote Pigmentierung mit ihren absorbierenden und antioxidativen Eigenschaften dient dem Schutz vor abiotischen Umwelteinflüssen, da die Algen durch die auf der Schneeoberfläche vorherrschende Sonnenstrahlung Schaden nehmen können. Bekanntester Vertreter von Blutschnee ist die Sammelart Chlamydomonas nivalis.

Bislang nicht kultivierbar

Auch 200 Jahre nach der Ross-Expedition gibt die Alge weiterhin Rätsel auf. Schneealgenexperte Thomas Leya vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI) erklärt, warum das so ist und wo der winzige Einzeller zu entdecken ist. Leya ist außerdem Mitglied der Algenforscher-Sektion der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG).

Wie man heute weiß, handelt es sich bei den mikroskopisch kleinen, roten Gebilden um beinahe leblose Dauerstadien, sogenannte Zysten. Sie sind von einer Substanz ummantelt, die auch Pollenkörnern ihre Widerstandskraft verleiht. „Bislang hat noch kein Wissenschaftler diesen zu den Grünalgen zählenden Organismus im Labor kultivieren können“, erklärt Leya, der an der Potsdamer IZI-Außenstelle für Bioanalytik und Bioprozesse eine der weltweit bedeutendsten Schneealgensammlungen namens CCCryo unterhält. „Die vermehrungsfähigen Stadien der blutroten Schneealge müssten aufgrund des enthaltenen Photosynthese-Farbstoffes, des Chlorophylls, eigentlich grün sein.“

Experten rätseln nun, warum das nicht der Fall ist und welche Umweltbedingungen sie im Labor nachstellen müssen, damit sich die rote Schneealge in Reinkultur züchten lässt.

Vermehrung nur im ewigen Schnee?

Die blutrote Schneealge kommt fast überall auf der Welt im ewigen Schnee vor – in der Arktis, der Antarktis und im Hochgebirge. Es ist zu vermuten, dass sie wie ihr Verwandter, der Grüne Schnee, an ihren kalten Lebensraum gebunden ist und bei höheren Temperaturen abstirbt, was aber bisher noch nicht belegt ist. Auch über den jährlichen Zyklus der Entwicklung der roten Schneealgenfelder ist wenig bekannt. „Wir wissen zwar, wie Roter Schnee aussieht, aber wir wissen nicht wirklich, wie diese mikroskopische Alge es schafft, im Frühsommer, wenn noch mehrere Meter Neuschnee liegen, solche Massen an Zellen hervorzubringen, die es für das Phänomen des Roten Schnees benötigt“, erklärt Leya.

Wie sich die blutrote Schneealge auf der ganzen Welt ausbreiten konnte, ob ihre Verbreitung nur lokal ist oder ob sie mit Winden weltweit verdriftet wird, ist ebenfalls ihr Geheimnis. Bislang ist auch ihre verwandtschaftliche Stellung innerhalb der Algen nicht vollständig geklärt. „Genetisch unterscheiden sich die blutroten Schneealgen Spitzbergens kaum von denen aus den Rocky Mountains oder den Alpen. Auch Zellen aus der Antarktis unterscheiden sich kaum von denen anderer Gebiete der Erde, so dass man wohl von einem weltweiten Genfluss ausgehen kann“, meint der Algenforscher. „Die Alge des Blutschnees wird auch einer anderen Algengattung als Chlamydomonas zugeordnet werden müssen, das gilt schon jetzt als sicher.“

Unterschätzte Algen

Seit 2007 vergibt die Sektion Phykologie der DBG den Titel Alge des Jahres. Die Algenforscherinnen und -forscher möchten damit möglichst viele Menschen für diese wichtige, faszinierende und formenreiche Organismengruppe begeistern.

Algen zählen zu den wichtigsten Sauerstoffproduzenten unserer Erde, gleichzeitig verbrauchen sie das Treibhausgas Kohlendioxid. Allein die Gruppe der Diatomeen, auch als Kieselalgen bekannt, ist für 25 Prozent der weltweiten Primärproduktion von Sauerstoff verantwortlich. Kieselalgen produzieren somit jedes vierte Sauerstoffmolekül unserer Atmosphäre. Darüber hinaus sind Algen von großer stammesgeschichtlicher Bedeutung, denn die Wiege aller Pflanzen und Tiere stand einst im Meer.

Jörg Parsiegla

Weitere Informationen: www.dbg-phykologie.de/alge-des-jahres


Farbenfroher Waldbewohner

Aus DER RABE RALF August/September 2019, S. 13

Der Bergmolch ist Lurch des Jahres 2019

Die Wassertracht von Männchen (oben) und Weibchen unterscheiden sich stark. (Foto oben: Kryp/​Wikimedia Commons, Foto unten: Christian R. Linder/​Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Der Bergmolch oder Alpenmolch (Ichthyosaura alpestris) ist hauptsächlich in Europa zuhause. Vor allem in waldreichen Gebirgen fühlt er sich wohl.  In Deutschland  gehört er noch zu den häufigsten Molchen und gilt nicht als gefährdet. Die Population sinkt aber stetig, ähnlich wie bei anderen Lurch-Arten. So steht er als Lurch des Jahres 2019 für den Schutz der Lurche.

Ausschlaggebend für die Wahl war sicher die sogenannte Wassertracht der Männchen, deren schillernde Farben die Weibchen beeindrucken sollen.  Zur Paarungszeit im Frühjahr ziehen die Tiere ins nächstgelegene Süßgewässer um. Ob Teich, Tümpel, Bachrand oder sogar Pfütze – der Bergmolch nimmt, was er kriegen kann.  Der Weg dorthin ist allerdings riskant: Viele Tiere werden von Autos überfahren.

 Eine Art mit vielen Gesichtern

Gleich nach dem Umzug beginnt der Bergmolch mit dem Hautwechsel. Das neun Zentimeter lange Männchen, das sich äußerlich sonst wenig vom etwa drei Zentimeter größeren Weibchen unterscheidet, krempelt sein Aussehen komplett um. Die raue, fast schwarze und recht unscheinbare Haut an den Flanken wird samtig-weich und weist nun zwei blaue Streifen auf schwarz-weiß gepunktetem Untergrund auf. Der Bauch beider Geschlechter leuchtet zu allen Jahreszeiten in knalligen Gelb-orange-Tönen. Davon abgesehen ist die Wassertracht des Weibchens mit seiner schwach grau bis dunkelbraun gemusterten Oberseite aber um einiges unscheinbarer.

Die Energie für den Hautwechsel und die Paarung frisst sich der Bergmolch durch tierische Nahrung an. Er ernährt sich von Anfang an rein räuberisch von Würmern, Wasserinsekten oder kleinen Krebsen. Der Bergmolch jagt auch an Land, doch unter Wasser fällt es ihm leichter: Hier kann er seine Beute einfach einsaugen. Interessanterweise variiert das Jagdverhalten an Land je nach Tracht: Wenn Bergmolche zur Paarungszeit doch mal ihren Teich verlassen, fangen sie ihre Beute mit dem Kiefer statt wie in der Landtracht mit der Zunge.

Hat sich seine neue Haut gebildet, beginnt das Männchen mit dem Balzen. Es ermuntert seine Auserwählte, ihm zu folgen, indem es ihr mit der Schwanz-Innenseite Wasser zufächelt, und legt dann das Spermatophore – eine Art Samenpaket – auf den Gewässergrund. Das Weibchen nimmt das Paket darauf mit seiner Kloake auf. Ungefähr einen Monat später schlüpfen die Larven aus den bis zu 350 Eiern, die das Weibchen an einem Wassergewächs abgelegt hat. Obwohl Bergmolche bis zu 20 Jahre alt werden können, sterben oft schon in diesem frühen Lebensabschnitt fast alle Tiere, weil das Wasser verschmutzt ist oder Fische eingesetzt wurden, die dort sonst nicht vorkommen.

Normalerweise beginnen die Jungtiere im dritten Lebensmonat mit der Metamorphose und kriechen an Land. Hin und wieder trifft man auf Tiere, die von Neotonie betroffen sind: Sie haben zwar die Geschlechtsreife erlangt, aber die Körpermerkmale der Larven behalten und verbringen ihr Leben im Wasser.

 Hilfe für den Bergmolch

Um das Überleben des Bergmolchs und anderer Lurch-Arten zu sichern, müssen artgerechte Lebensräume geschaffen werden. Ein Anfang kann der Erhalt wassergefüllter Fahrspuren sein. In gewässerarmen Wäldern sind sie ein beliebter Brutplatz und sollten daher nicht im Frühjahr befahren werden. Weil Waldstraßen zunehmend befestigt werden, müssen alternative Laichgewässer geschaffen werden. Langfristig muss die Forstwirtschaft zu naturnahen  Laub- und Mischwäldern zurückkehren. Nadelwälder, vor allem Fichtenforste, wachsen zwar schnell, haben aber wenig Bodenvegetation, wodurch es an Totholz mangelt und der Waldboden versauert.

Alena Schmidbauer

Weitere Informationen:  www.dght.de/reptil-lurch-des-jahres


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