Jäälevät ja lumilevät ovat leviä ja syanobakteereja, jotka kasvavat pitkäkestoisilla lumi- ja jääkentillä, kuten jäätiköillä. Ne esiintyvät erityisesti siellä, missä lumen ja jääkiteiden välissä on sulamisvettä tai suolapitoisia kanavia: silloin leväyhteisöt voivat muodostaa näkyviä laikkuja ja raidostoja. Kesäkuukausina nämä laikku- ja peiterekeskittymät voivat värjätä pinnan vihreäksi, keltaiseksi tai punaiseksi; tunnetuimpana ilmiönä on niin kutsuttu "vesimelonilumi" eli punertava lumi. Joidenkin lajien punainen tai oranssi pigmentti (usein karotenoideja, kuten astaksantiinia) toimii solunsisäisenä suojana voimakkaalta näkyvältä valolta ja auringon ultraviolettisäteilyltä. Ilman tätä suojaa pinnalla olevat levät ja syanobakteerit kärsisivät fotosynteesin vaurioitumisesta, lisääntyneistä DNA-vaurioista ja jopa kromosomikatkoksista ja mutaatioriskin kasvusta; pigmentit sekä reparointimekanismit auttavat välttämään näitä vaurioita.
Elinympäristöt ja levinneisyys
Myös merijäällä on jääleväyhteisöjä. Nämä levät (pääasiassa diatoms) ovat tärkeitä polaarisissa ekosysteemeissä (erityisesti Etelämantereella), koska ne tarjoavat ravintoa krilleille. Merijään alapuoliset diatomit voivat värjätä jään reunakerroksia ruskeaksi tai kellertäväksi, ja krillit raapivat näitä ravintopeitteitä jään pinnalta tai sen alapuolisista pintakerroksista. Levät voivat elää jääkiteiden välissä, kiinnittyneinä niiden pinnalle, vedessä tai jääkiteiden välissä olevissa suolavesikanavissa, ja ne muodostavat usein monilajisia yhteisöjä yhdessä bakteerien, arkeojen ja pieneliöiden kanssa.
Toiminta, sopeutuminen ja vaikutus jäähän
Jää- ja lumilevät sopeutuvat kylmiin olosuhteisiin monin tavoin: ne tuottavat pakkaselta suojaavia yhdisteitä, säätävät solujen sisältöä estääkseen jäätymistä ja tuottavat pigmenttejä, jotka vaimentavat haitallista säteilyä. Lisäksi monet lajit kykenevät siirtymään lepotilaan kuiva- ja talvikausiksi, jolloin niiden aineenvaihdunta hidastuu. Levämassojen väri muuttaa lumen tai jään albedoa eli takaisinheijastavuutta: tummemmat alueet sitovat enemmän lämpöä ja sulavat herkemmin, mikä voi lisätä sulamisvesien määrää ja nopeuttaa paikallista sulamista. Tämä on esimerkki positiivisesta palautteesta ilmaston ja jäätiköiden pinnan prosessien välillä.
Ekologinen merkitys
Jää- ja lumilevät toimivat paikallisina primaarituottajina, eli ne tuottavat orgaanista ainesta fotosynteesin avulla ja tukevat mikrobi- ja eläinravintoverkkoja. Polaarisilla alueilla merijään leväyhteisöt ovat erityisen tärkeitä koko vesiekosysteemille, koska ne ovat monien pieneläinten, kuten krillin, keskeinen ravinnonlähde. Maanpeitteiset lumialueiden levät vaikuttavat myös hiilen ja ravinteiden kiertoon sekä tarjoavat tutkimuskohteen mikrobiekologialle ja sopeutumisbiologialle.
Tutkimus, seuranta ja ilmastonmuutoksen vaikutukset
Jää- ja lumileväyhteisöjä tutkitaan kenttänäytteillä, laboratoriokulttuureilla, molekyylimenetelmillä ja kaukokartoituksella. Satelliittikuvat ja ilmakuvat auttavat havaitsemaan laajoja värimuutoksia lumen pinnalla, ja genetiikka antaa tietoa laji- ja yhteisörakenteesta. Ilmastonmuutos voi muuttaa näiden yhteisöjen esiintymistä ja runsaussuhteita: pidemmät sulamiskaudet ja lisääntynyt sulamisveden määrä voivat edistää leväbloomeja ja siten vahvistaa albedon vähenemistä ja sulamisen kiihtymistä. Toisaalta lajistokoostumus voi muuttua, ja uudet lajit tai mikrobit voivat levitä nopeasti muuttuville pinnoille.
Yhteenvetona jää- ja lumilevät ovat pieniä mutta ekologisesti merkittäviä toimijoita polaarisissa ja vuoristoympäristöissä. Ne vaikuttavat paikalliseen ravintoketjuun, kiertoon ja jäätiköiden pinnan fysikaalisiin ominaisuuksiin, ja niiden tutkimus tarjoaa tärkeää tietoa ilmastonmuutoksen vaikutuksista arktisiin ja antarktisiin alueisiin.
