I en frusen sjö i Quebec, små röda varelser glider omkring under isen. Guillaume Grosbois och Milla Rautio, forskare vid Université du Québec à Chicoutimi, Saguenay, Québec, Kanada rapporterar upptäckten av aktivt liv i en vintersjö i dag i Ecological Society of Americas tidskrift Ekologi .

Grosbois och Rautio förväntade sig inte att hitta knallrött djurplankton surrande i det mörka vattnet under den frusna ytan när de besökte den snöiga Simoncouchesjön på vintern.

"Det mesta ekologiska arbetet görs på sommaren, eftersom det är lättare att gå i fält vid den tiden på året, men också för att alla trodde att ingenting händer på vintern, " sa Grosbois. "Vattenekologer trodde att allt antingen dör eller går in i dvala, och att livet är på is under hela säsongen."

Även om vinterforskningen vinner intresse, ekologiskt fältarbete saktar ner när vädret blir snöigt. Forskarna förväntade sig att hitta sjöns djurplankton, de nästan mikroskopiska djuren som matar fiskar

och andra större sjöinvånare, vilar nästan orörlig på sjöns botten, väntar ut de kalla hungriga månaderna tills solljuset och maten kommer tillbaka.

Men när de tittade på vattenprover under mikroskopet, de såg copepod-arten Leptodiaptomus minutus och Cyklop scutifer simma kraftigt omkring. De små kräftdjuren, som liknar mycket små räkor, stod för 63 och 22 procent av vinterns biomassa i sjön.

"Vi såg att de var väldigt aktiva! De var inte vilande alls. Jag blev väldigt förvånad, för på vintern finns det inget ljus, det finns inga alger att äta, sa Grosbois.

Återvänder för att prova sjön med några veckors mellanrum under hela året, Grosbois och Rautio blev ytterligare förvånade när de upptäckte att djurplanktonbiomassan faktiskt nådde en topp i december. Men den mest uppseendeväckande upptäckten var copepodernas livliga färg.

Rautio och Grosbois ville veta hur de små djuren lyckades förbli aktiva när deras primära födokällor dog, men också varför de var så färgglada. I sommar, djurplankton är nästan genomskinligt. Ljusröd färg skulle vara en ledstjärna, som Rudolphs röda näsa, ropar på rovfiskar. I mörkret, den klarröda färgen drar inte till sig farlig uppmärksamhet. Den röda färgen, dock, är dyrt för smådjuren att tillverka. Det kostar dem energi de behöver för att överleva. Så forskarna trodde att det måste tjäna ett syfte.

Färg ger ofta skydd mot skador från UV-strålning, som naturligt solskydd. Men väldigt lite solljus filtreras genom det tjocka istäcket. Högenergi ultraviolett ljus reflekteras från isytan. Istället, Grosbois och Rautio tror att det röda pigmentet kan fungera som ett konserveringsmedel för det extra kroppsfett som djurplanktonet samlas på för vintern.

"Länken var lipiderna, fetterna." sa Grosbois.

När ytan isar över, vattnet nedanför blir mörkt. Växtplankton, alger som, som växter, få energi från solljus att börja dö. Copepodarna får de flesta av sina kalorier från alger. De kan hålla sig aktiva hela vintern, Rautio och Grosbois avslutade, eftersom de ackumulerar fett när temperaturen sjunker under hösten, äter allt de kan hitta och frossar i döende alger när isen stängs. Men lagrat fett, särskilt värdefulla fettsyror, är känsliga för skador genom peroxidation orsakad av fria radikaler.

Fria radikaler är en följd av andning. Alla djur som andas syre måste klara av sin generation och den skada de kan orsaka. Liksom karotener och andra levande pigment i frukt och grönsaker, det röda pigmentet i copepoderna är en antioxidant. Det skyddar copepodernas celler genom att binda upp fria radikaler och hålla dem borta från viktig cellulär utrustning. Grosbois och Rautio tror att i mörkret under isen, copepoderna kan säkert dra fördel av skyddet från oxidativ stress som ljusa pigment erbjuder. De små copepoderna, som människor, behöver omega-3 och omega-6 fettsyror för att vara hälsosam.

"Vi kan bara få essentiella fettsyror från mat. En av de bästa källorna är fisk, eftersom fisk samlar dem från copepods, som samlar dem från algerna, som är huvudproducenterna, " sa Grosbois. Fettsyrabiokemi, och dess effekter på näringsväven, är ett ämne som intresserar honom för framtida forskning.

"Vi är många människor på planeten. Vi måste alla vara friska, så vi behöver mycket fettsyror. I takt med att klimatet förändras ser vi att istäckets tid blir kortare och kortare. Det är en väldigt viktig period för vattenorganismen att ackumulera fettsyror."

Grosbois undrar om en kortare frysningsperiod kommer att ge copepoderna tillräckligt med tid för att samla på sig de fettsyror de behöver för att reproducera framgångsrikt på våren. När copepoder får ont om fettsyror, det finns, i tur och ordning, vara mindre för fisken, och så vidare upp i näringsväven.

"Vintern är viktig, speciellt i den boreala zonen. Vi här är i en mycket nordlig stad i Kanada, där vintern kan bli väldigt lång, ", sa Grosbois. "Vi måste studera mer den här gången. Allt som händer på vintern kommer att påverka våren, sommar, och falla. Så om vi vill förstå vad som händer i ekosystemet, vi behöver veta mer om vintern."