Biodiverzita společenstev kryoflóry a vliv pigmentů řas na albedo

Abstract

This bachelor's thesis examines the biodiversity of cryoflora and its active influence on the energy balance of the cryosphere through the reduction of albedo. Snow and ice represent extreme habitats inhabited by highly specialized psychrophiles that have adapted to low temperatures and high doses of UV radiation. The thesis summarizes how modern molecular methods (18S rRNA and ITS2 sequencing) have fundamentally revised the taxonomy of these communities, revealed high cryptic diversity, and led to the description of new genera, such as Sanguina. A key topic is the role of secondary pigments, particularly astaxanthin in snow algae and purpurogalin in glacial algae, which serve as photoprotection but simultaneously cause a significant biological reduction in surface albedo of 13-44%. The study highlights in particular the effectiveness of purpurogalin, which is 3-5 times more efficient at absorbing energy than other pigments and increases cellular energy absorption by up to 50-fold. This process creates a positive feedback loop (bio-albedo feedback), in which accelerated melting (in Greenland by up to 2 cm of water equivalent per day) stimulates further algae growth. The conclusion of the study emphasizes the necessity of integrating these biological factors into climate models, where the focus has...

Tato bakalářská práce se zabývá biodiverzitou kryoflóry a jejím aktivním vlivem na energetickou bilanci kryosféry prostřednictvím snižování albeda. Sníh a led představují extrémní habitaty obývané vysoce specializovanými psychrofily, kteří se adaptovali na nízké teploty a vysoké dávky UV záření. Práce shrnuje, jak moderní molekulární metody (sekvenování 18S rRNA a ITS2) zásadně revidovaly taxonomii těchto společenstev, odhalily vysokou kryptickou diverzitu a vedly k popisu nových rodů, jako je Sanguina. Klíčovým tématem je role sekundárních pigmentů, především astaxantinu u sněžných řas a purpurogalinu u řas ledovcových, které slouží jako fotoprotekce, ale zároveň způsobují výrazné biologické snižování odrazivosti (albeda) povrchu o 13-44 %. Práce vyzdvihuje zejména efektivitu purpurogalinu, který je v pohlcování energie 3-5× účinnější než jiné pigmenty a zvyšuje buněčnou absorpci energie až 50násobně. Tento proces vytváří pozitivní zpětnou vazbu (bio- albedo feedback), kdy urychlené tání (v Grónsku až o 2 cm vodního ekvivalentu denně) stimuluje další růst řas. V závěru práce je zdůrazněna nezbytnost integrace těchto biologických faktorů do klimatických modelů, kde doposud převládal důraz na anorganické nečistoty. Klíčová slova: kryoflóra, sněžné řasy, ledovcové řasy, biodiverzita, kryptická...