Chlamydomonas nivalis

Caratteristiche morfologiche

La Chlamydomonas nivalis è un alga verde fotosintetica unicellulare, caratterizzata da un colore rosso, unica nel suo genere.

Wonderful Things: Don't Eat the Pink Snow - Scientific American Blog Network - Chlamydomonas nivalis
Figura 1 – Chlamydomonas nivalis

Il nome è di origine latina, si traduce come “trovata nella neve” ed infatti queste alghe rendono caratteristici i paesaggi montuosi innevati in un virtuoso rosso acceso. Le prime documentazioni e ritrovamenti di questa specie vennero eseguite agli inizi del 1800 ma non essendoci microscopia il riconoscimento tassonomico non era semplice. Per diversi anni si è ipotizzato che questo fenomeno della neve rossa era dovuto a residui di polline, piante o microrganismi, fino all’anno 1968 dove alcuni ricercatori ne hanno definitivamente riconosciuto le caratteristiche algali.

Le cellule delle alghe della neve sono occupate principalmente da goccioline lipidiche citoplasmatiche di diverse dimensioni, che rappresentano l’accumulo di carotenoidi

Ultrastruttura cellulare di Chlamydomonas nivalis 1
Figura 2 – Ultrastruttura cellulare di Chlamydomonas nivalis

Il cloroplasto è situato nella parte centrale della cellula con una membrana a forma di lobo.

Le membrane tilacoidali si trovavano in pacchetti paralleli simili a grana

Le cellule di Chlamydomonas nivalis hanno il plastide situato centralmente e sono circondate da uno spesso strato di globuli carotenoidi con una piccola area citoplasmatica tra le due strutture.

La membrana dell’involucro del plastide è ondulata e contiene numerose piccole pile di grana.

Analisi HPLC hanno mostrato la presenza di clorofille a e b ed i carotenoidi primari, come di solito si trovano in tilacoidi di alghe verdi e piante superiori. Tuttavia, il pigmento responsabile del colore rosso delle cellule adulte di C. nivalis è il carotenoide secondario astaxantina, un potente antiossidante che grazie alle sue caratteristiche permette a questa specie di sopravvivere in determinate condizioni ambientali estreme. 

Ultrastruttura cellulare di Chlamydomonas nivalis 2
Figura 3 – Ultrastruttura cellulare di Chlamydomonas nivalis

Filogenesi

PhylumChlorophyta
ClasseChlorophyceae
OrdineChlamydomonadales
FamigliaChlamydomonadaceae
GenereChlamydomonas
SpecieChlamydomonas nivalis

Riproduzione

Il complesso stadio evolutivo di Chlamydomonas nivalis è divisibile in più fasi principali evidenziate dal suo colore, verde, arancione e rosso.

Il suo complesso ciclo vitale comprende cellule motili vegetative con flagelli e stadi di riposo che si alternano passivamente mentre la neve si scioglie, possono essere raggruppati insieme tramite guaine mucillaginose. Nelle varie fasi del ciclo vitale, vengono prodotti pigmenti schermanti nelle cellule per fornire protezione contro la luce eccessiva e raggi UV, pigmenti di colore arancione e rosso.

Chlamydomonas nivalis: caratteristiche strutturali, l'habitat
Figura 4 – Pigmenti e carotenoidi

Le cellule dello stadio verde sono prodotte in primavera o all’inizio dell’estate. Effettuano in questo periodo una meiosi andando a produrre zigoti in piccoli dotti di acqua. Le cellule sono biflagellate, e tendono a spostarsi nella colonna di ghiaccio fino a raggiungere condizioni ottimali. Successivamente lo zigote o ipnoblasto,  produce e accumula materiali di riserva come zuccheri e lipidi , nonché dalla formazione di carotenoidi secondari di colore arancione e rosso, inoltre la parete cellulare inizierà ad ispessirsi per aiutare la cellula a tollerare temperature di congelamento. Il colore di questi pigmenti riflette la luce solare, che andrà a sciogliere il ghiaccio limitrofo rendendo i nutrienti accessibili alle cellule.

Ecologia

Ampie aree nelle regioni polari e alpine sono stagionalmente o perennemente coperte di neve e possono quindi apparire abiotiche a prima vista ma, le alghe, possono svolgere un ruolo importante come produttori primari e quindi costituiscono la base della rete alimentare nella neve. Possono anche essere una fonte considerevole di materia organica per gli ecosistemi a valle. Chlamydomonas nivalis colonizza principalmente ambienti montuosi di alta quota in condizioni estreme.

Per la sopravvivenza è indispensabile la cooperatività e l’associazione a batteri e funghi.

Watermelon snow - Wikipedia
Figura 5 – Ecologia ed habitat

Tossicità

Le specie Chlamydomonas non presentando tossine, non sono dannose per l’uomo, ma aumentando l’albedo (ossia la superficie rifrangente dei raggi luminosi) influiscono negativamente sullo scioglimento dei ghiacciai, contribuendo al fenomeno del riscaldamento climatico.

We can all be scientists': Here's how | The Seattle Times
Figura 6 – Scioglimento dei ghiacci

Umberto Lazzaro

Fonti

  • EVIDENCE FOR A PHOTOPROTECTIVE FUNCTION FOR SECONDARY
    CAROTENOIDS OF SNOW ALGAE’ Robert R. Bidigare,2 Michael E. Ondrusek
  • Remias, Daniel, Ursula Lütz-Meindl, and Cornelius Lütz. “Photosynthesis, pigments and ultrastructure of the alpine snow alga Chlamydomonas nivalis.” European Journal of Phycology 40.3 (2005): 259-268.
  • Stibal, Marek, et al. “Seasonal and diel changes in photosynthetic activity of the snow alga Chlamydomonas nivalis (Chlorophyceae) from Svalbard determined by pulse amplitude modulation fluorometry.” FEMS Microbiology Ecology 59.2 (2007): 265-273.
  • Fotosintesi, pigmenti e ultrastruttura dell’alga delle nevi alpine Chlamydomonas nivalis Daniel Remias,Ursula Lütz-Meindl &Cornelius Lütz

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