Conceptos generales
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La limnología
La limnología es el estudio de las aguas continentales, dulces o saladas. Si bien la mayoría de los limnólogos son ecólogos de aguas dulces, otros profesionales como físicos, químicos e ingenieros ambientales participan, construyen y aplican esta rama de las ciencias.
La limnología abarca el estudio de lagos, estanques, embalses, arroyos, ríos, humedales, estuarios y aguas subterráneas, en tanto la oceanografía estudia el mar abierto. Entre la limnología y la oceanografía comprenden todos los ecosistemas acuáticos del planeta. La limnología evolucionó como ciencia independiente únicamente en los dos últimos siglos, cuando los avances en microscopía, la invención de las redes de plancton de seda y el mejoramiento en los termómetros se aunaron para mostrar que los lagos constituyen microcosmos de vida con una estructura distintiva.
Hoy en día la limnología juega un papel importante en el planeamiento del uso y la distribución del agua, así como en la protección de hábitats para la vida silvestre. Los limnólogos trabajan en la gestión y el manejo de lagos y embalses, el control de la polución en el agua, la protección de ríos y arroyos, la construcción de humedales artificiales y el mejoramiento de las pesquerías. Este campo de la ciencia es único por el hecho de que teoría y práctica van de la mano tanto en el ámbito académico como fuera de él. Las necesidades de aplicación de la limnología continuamente presionan y estimulan nuevos desarrollos experimentales y teóricos en la ciencia básica.
El ciclo hidrológico y los ecosistemas acuáticos
La distribución del agua sobre las masas continentales, depende del ciclo hidrológico planetario, en el cual la gran evaporación que ocurre en la superficie de los océanos se traduce en precipitación sobre mares y continentes. El ciclo hidrológico, la morfología del paisaje y la estructura de la superficie terrestre definen la distribución del agua en lagos y ríos.
El ciclo del agua comprende cuatro pasos principales: evaporación, transporte atmosférico, precipitación y escurrimiento. Cada uno de estos pasos involucra procesos de traslado, almacenamiento temporal y cambios en el estado físico del agua.
La evaporación del agua hacia la atmósfera se produce desde los océanos, lagos y cursos de agua, desde las gotas de lluvia durante su caída, desde el agua que moja las superficies de intercepción de la lluvia, desde el suelo y desde la transpiración de las plantas. El vapor de agua atmosférico se renueva rápidamente en la atmósfera (8 - 9 días en promedio) antes de regresar a la superficie como lluvia, nieve, granizo, rocío o escarcha, ya sea sobre la tierra o sobre el mar.
El agua caída puede ser interceptada por las plantas, infiltrar dentro del suelo o escurrir bajo la superficie. El agua infiltrada puede ser temporalmente almacenada por el suelo (tiempo medio de renovación: 30-60 días) como humedad edáfica, antes de ser evapotranspirada. Parte del agua que infiltra percola a zonas más profundas y alcanza la napa (tiempo medio de renovación: 100-200 años acuíferos someros, 10.000 años acuíferos profundos). El agua se mueve en el acuífero desde las zonas de recarga (por precipitación o por flujos desde ríos, lagos y humedales) hacia zonas de descarga (manantiales, aportes hacia el suelo donde es tomada por la vegetación, humedales).
La forma de la superficie y las características estructurales del suelo determinan cómo es contenida y escurre el agua sobre la tierra, tanto en su cantidad y velocidad, como en sus propiedades físicas y químicas.
Hasta tiempos recientes, el ciclo hidrológico global sufría sólo pequeñas variaciones. Con su gran capacidad de transformar el ambiente, el hombre ha provocado fluctuaciones de carácter regional al tomar agua para riego, uso industrial y consumo, al modificar los patrones de drenaje, al desecar tierras para expandir la frontera agropecuaria, al extraer depósitos de agua fósil. La actividad humana acelera la renovación en los reservorios continentales. En un contexto de creciente demanda de agua para uso industrial, agrícola y doméstico, debemos esperar intervenciones cada vez mayores en envergadura y en superficie involucrada. Esto provocará sin duda cambios irreversibles en el clima, irremediablemente entrelazados con las consecuencias del cambio global.
La cuenca de drenaje
La cuenca de drenaje es la superficie cuyas aguas escurren hacia un determinado sitio. Hablamos de cuenca de un lago o de un río refiriendonos a la porción del espacio que aporta aguas hacia ese elemento colector. Estrictamente, la cuenca se define para un punto, y puede hacerse para cualquier punto de la superficie terrestre.
Los límites de una cuenca están dados por la divisoria de aguas respecto de las cuencas vecinas, es decir que toda la tierra emergida está dividida en cuencas, y que todo punto de la superficie pertenece a una determinada cuenca. Las cuencas pueden ser:
- exorreicas, si desaguan en el mar
- endorreicas, si las aguas culminan en cuerpos de agua internos, sin salida al mar,
- arreicas, si las aguas se pierden por evaporación o infiltración y no llegan a ningún lago colector.
Las aguas caídas por precipitación sobre la tierra escurren superficial o subsuperficialmente, de manera encauzada o no, hacia abajo, movidas por la gravedad, buscando la pendiente. La forma del relieve superficial define el curso y la velocidad del movimiento y, por lo tanto, el poder erosivo del flujo. Las características geológicas y litológicas del terreno definen la friabilidad del suelo y de las rocas y, por lo tanto, el tipo y cantidad de materiales disueltos y en suspensión que arrastran las aguas consigo.
Así como definimos la cuenca "terrestre" de drenaje, también puede identificarse la cuenca aérea de drenaje como la porción de atmósfera cuyos elementos pueden precipitar en determinado cuerpo de agua. La cuenca aérea es variable de acuerdo con los cambios en la dirección e intensidad de los vientos y es muy difícil de delimitar con exactitud. Sin embargo, la llegada de elementos contaminantes por via aérea a lagos remotos advierte sobre su importancia.
La cuenca de drenaje constituye una unidad geográfica definida. Es un sistema y, como tal, una unidad de funcionamiento. El ordenamiento territorial se fundamenta sobre las cuencas como elementos.
Estructura y funcionamiento de ecosistemas tipo río, lago y embalse: diferencias y similitudes
Los lagos, los embalses, las aguas corrientes, los estuarios y los humedales tienen diferente estructuración espacial y temporal.
La estructura de los lagos y embalses está determinada por la morfometría del vaso o cubeta y por las interacciones físicas, químicas y biológicas. Estos elementos nos permiten una forma simple de inferir y describir muchas de las más importantes características de los lagos y de los embalses.
La morfología de un lago es fundamental en su estructuración; por ejemplo, los lagos profundos de paredes abruptas son bastante diferentes, prácticamente en todos sus aspectos, de los lagos poco profundos. La estructura física está determinada por la distribución de la luz, el calor, las ondas y las corrientes, y en general sufre variaciones diarias y estacionales. La estructura química es el resultado de la distribución desigual de las sustancias químicas tales como los nutrientes y el oxígeno disuelto. El cuarto elemento de importancia en la estructuración de un lago es el biológico. Esta estructura persiste a pesar del movimiento continuo del agua, que es característico de todos los ecosistemas acuáticos.
Las aguas relativamente inmóviles de los lagos ha conducido a que se los designe como ambientes lénticos, en contraste con los ambientes en los cuales el agua fluye, o ambientes lóticos, tal como los ríos y los arroyos.
En las aguas superficiales lénticas pueden considerarse dos grandes zonas: la zona litoral, desde la línea de costa hasta una profundidad donde las aguas se mezclan hasta el fondo, y la zona pelágica o limnética, que se caracteriza por la ausencia de contacto con el fondo del lago o con la costa. La zona profunda comprende el fondo no iluminado, y puede no existir.
La estructuración física de las aguas que fluyen es visualmente más notoria que la de los lagos. Cuando se observa el medio ambiente lótico desde la costa, uno se siente impresionado por la gran variedad de hábitats que existen dentro de una corta distancia. Costas socavadas, pequeñas barras de arena, árboles colgantes, viejos obstáculos y grandes rocas que forman islas en miniatura, todo distribuido en el flujo turbulento del agua. Un examen más riguroso nos revela una estructura determinada en gran parte por la velocidad del agua y la geología subyacente.
La característica dominante que estructura el medio ambiente lótico es el vivaz y unidireccional movimiento del agua. El agua golpea sobre los someros rápidos (riffles) cubiertos de grava que resplandecen bajo el sol, y que alternan con los pools quietos y profundos. El caudal o descarga (volumen por unidad de tiempo) y la velocidad (distancia por unidad de tiempo) interactuan con el sustrato determinando cuándo el lecho será rocoso o compuesto de barro y detritos. Los meandros horizontales ocurren en las porciones planas del curso de agua, no importa si este es grande o pequeño, de montaña o de tierras bajas. Los meandros se deben a la tendencia del agua a buscar el camino de menor energía produciendo flujos más rápidos y profundos cerca del lado de erosión externo y áreas más someras, de deposición, en la costa del lado opuesto. Aguas abajo, el río es generalmente más caudaloso y ancho. Puede ser difícil apreciar desde el exterior su estructuración espacial interna, pero existe una zonación que no temina en el canal principal y los canales secundarios, sino que comprende toda la llanura de inundación y los cuerpos de agua que hay en ella. La estratificación térmica o química generalmente no es de importancia en el turbulento medio ambiente lótico, y el plancton juega un rol menor en la estructura biótica.
Los seres vivos del medio acuático
Los organismos acuáticos se clasifican de acuerdo con su hábitat más común:
- El plancton está constituído por los organismos flotantes o con una natación muy débil, que se hallan a merced de las olas y las corrientes. Los animales de este grupo son denominados zooplancton y las algas fitoplancton. Las bacterias, hongos y virus planctónicos están asociados generalmente con las partículas en suspensión. Junto con los protistas no algas constituyen el denominado picoplancton.
- Los animales que controlan su posición en la columna de agua por ser fuertes nadadores, tal como los peces, son denominados necton.
- Los organismos asociados con el fondo del lago son denominados organismos bentónicos, y colectivamente son referidos como el bentos.
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| Ejemplar del zooplancton | Fitoplancton | Coleóptero |
No es raro que las plantas superiores, las macrófitas acuáticas, dominen las zonas litorales arenosas o barrosas de los lagos si la acción del viento no impide el arraigo de sus raíces. Entre la biota de la zona litoral, las algas arraigadas o perifiton son importantes en los sitios donde las rocas y la vegetación superior aportan un sustrato firme.
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| Macrófitas acuáticas | Algas arraigadas o perifiton | Larva de Díptero |
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Los anfibios necesitan del agua en sus primeros estadios de vida, y en el período adulto también se asocian con el medio acuático. Sapos, ranas y salamandras habitan en las orillas del agua y sus etapas juveniles son estricatamente acuáticas.
Si bien los reptiles se encuentran fisiológicamente independizados del agua para la reproducción, muchos de ellos han adoptado el ambiente acuático como hábitat. Varias especies de lagartijas viven en el ambiente supralitoral, en tanto que existen serpientes estrictamente acuáticas que predan sobre peces y anfibios nadando en las aguas abiertas. Los mayores reptiles vivientes, cocodrilos, caimanes y gaviales, son potentes piscívoros en lagos y ríos tropicales.
Los humedales son sitios tradicionales de anidación y alimentación de muchas especies de aves. Las aves acuáticas explotan los recursos que ofrecen diferentes nichos, actuando en todos los niveles tróficos de manera bastante específica. Para ello, exiben distintas adaptaciones en sus aparatos locomotores y en sus picos que van desde vadeadoras como las garzas hasta buceadoras como los biguás, pasando por águilas pescadoras, flamencos y mirlos acuáticos.
También entre los mamíferos encontramos muchas especies asociadas al agua. Algunas, como los varios antílopes acuáticos y el ciervo de los pantanos, son periféricas, prefiriendo las orillas de lagos y ríos para alimentarse y refugiarse en la vegetación circundante. Otros, como los hipopótamos, castores, carpinchos y nutrias, dependen del medio acuático para su alimentación, y su anatomía responde a este hábitat con adaptaciones como membranas interdigitales, esfínteres para las aberturas de nariz y oídos, pelo impermeable. Finalmente, los manatíes y los delfines de río son mamíferos completamente acuáticos, que ya no pueden desempeñarse en el medio terrestre al haber perdido las patas para la marcha.
Bibliografía: Dra. Boveri María y Dr. Renella Armando. Textos extraídos de la Guía de lectura de la asignatura Ecología Acuática, de la carrera de Ciencias Ambientales. Área de Sistemas de Producción Acuática, Departamento de Producción Animal, FAUBA.
Links de interés:
Área de Sistemas de Producción Acuática - FAUBA
Subsecretaría de Recursos Hídricos