Limnología: historia, campo de estudio, ramas e investigaciones

La limnología es la ciencia que estudia los cuerpos de agua continentales como ecosistemas interrelacionados con los ecosistemas terrestres y con la atmósfera. Describe y analiza los factores físicos, químicos y biológicos de las aguas continentales para explicar su composición, estructura, energía y organismos vivos.

El término “limnología” proviene de las palabras limne (divinidad asociada con el agua) y logos (tratado o estudio). Fue empleado por primera vez por François Alphonse Forel, un científico suizo considerado el padre de esta disciplina por sus grandes aportes durante el siglo XIX.

Limnología, el estudio de las aguas continentales. Fuente: www.flickr.com

La limnología ha evolucionado notablemente a lo largo de su historia; inicialmente solo incluía el estudio de los lagos, que eran considerados como superorganismos, sin interconexión con el entorno. En la actualidad, el estudio de las aguas continentales considera las interacciones con el entorno y su importancia en los ciclos de la materia y la energía.

Historia

Limnología antigua

Los primeros aportes al conocimiento de los lagos surgen en la Europa antigua, con observaciones aisladas, sin interconexiones entre ellas.

Entre 1632 y 1723, A. van Leewenhoek realizó las primeras descripciones de microorganismos acuáticos, gracias a la aparición del microscopio, lo que significó un avance importante para el conocimiento de la vida acuática.

En 1786 se publicó la primera clasificación de organismos microscópicos acuáticos, realizada por el biólogo danés Otto Friedrich Müller, llamada Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

Con la aparición de las primeras estaciones biológicas, los conocimientos en limnobiología alcanzaron su plenitud. En 1888 se fundó la primera estación experimental en los bosques de Bohemia, en la República Checa. Posteriormente se multiplicó rápidamente el número de estaciones biológicas en Europa y Estados Unidos.

Los científicos de la época hicieron grandes aportes en conocimientos de la vida en cuerpos de agua dulce. Destacan estudios en taxonomía, mecanismos de alimentación, distribución, migraciones, entre otros.

Limnología moderna

La limnología moderna surge a finales del siglo XIX, con el descubrimiento de la comunidad planctónica dulceacuícola por P.E. Müller, en 1870.

En 1882 Ruttner establece que la limnología incluye las interacciones ecológicas, más allá del estudio descriptivo de las asociaciones bióticas que ocurren en el cuerpo de agua.

En 1887, S.A. Forbes publicó un ensayo llamado El lago como microcosmo, en el que analiza al lago como un sistema en equilibrio dinámico de materia y energía con los organismos vivos.

En 1892, F. A. Forel publica los resultados de su investigación en el lago Leman (Suiza), centrada en la geología, caracterización fisicoquímica y descripción de organismos vivos del lago.

En 1917 Cole incluye un segundo objetivo a la limnología; el estudio de los ciclos de la materia, haciendo un especial énfasis en los ciclos biogeoquímicos.

En 1935 Welch define la limnología como el estudio de la productividad biológica de las aguas continentales. En esta definición se incluye por primera vez en la limnología el enfoque de la productividad y el estudio de los sistemas lóticos (ríos y arroyos), además de los lénticos (lagos).

En 1975 Hutchinson y Golterman caracterizan a la limnología como una ciencia interdisciplinaria que depende de la geología, la meteorología, la física, la  química y la biología.

En 1986 Lehman describe dos campos de estudio vinculados a la limnología. Un primer campo enfocado en las propiedades fisicoquímicas (termodinámica) de los cuerpos de agua. Un segundo campo que estudia los procesos biológicos a nivel de poblaciones y comunidades, controlados por la selección natural.

Durante la década de los 90, frente a la creciente demanda de agua y a la amenaza mundial de su reducción en cantidad y calidad, surge una visión aplicada de la limnología que se enfoca en la gestión ambiental.

Limnología contemporánea

La limnología del siglo XXI mantiene la visión de la importancia del conocimiento de los sistemas lénticos y lóticos para favorecer una gestión ambiental de las aguas que permita a la humanidad poder disfrutar del recurso hídrico y de sus beneficios sociales, económicos y naturales.

Campo de estudio

La limnología es considerada una rama de la ecología que se enfoca en los ecosistemas acuáticos continentales, incluidos los lagos, lagunas, aguas subterráneas, estanques, arroyos y ríos.

Estudia tanto el flujo de la materia y la energía, como la composición, estructura y dinámica de los organismos vivos presentes en las aguas continentales a nivel de individuos, especies, poblaciones y comunidades.

La comprensión de todos los procesos y mecanismos que configuran la biodiversidad y las respuestas fisicoquímicas de los ambientes acuáticos continentales, requiere la integración de múltiples disciplinas científicas, como la química, física, biología, climatología, hidrología, geología, entre otras.

La limnología también integra los procesos propios de las aguas continentales con los ecosistemas terrestres. Considera los efectos del drenaje de las aguas y el aporte de materia y energía desde las cuencas. Así mismo, toma en cuenta los intercambios que ocurren entre los cuerpos de agua y la atmósfera.

El estudio de las aguas continentales también implica la identificación de las amenazas ambientales y la descripción de sus efectos sobre el ecosistema. Así mismo, implica la búsqueda de soluciones, como la mitigación del cambio climático, el control de especies exóticas y la restauración de ecosistemas.

Ramas

Las ramas de la limnología surgen según el tipo de cuerpo de agua continental bajo estudio.

Limnología de aguas estancadas

Esta rama de la limnología estudia los ecosistemas lénticos, mejor conocidos como lagos. Se incluyen tanto las aguas superficiales naturales como los reservorios, estanques o represas artificiales.

Lago tanganika, Zambia. Fuente: Worldtraveller [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Limnología de aguas corrientes

La limnología de aguas corrientes estudia los ecosistemas lóticos, como los ríos o arroyos, caracterizados por un flujo de agua predominantemente horizontal y unidireccional.

Río Amazonas. Fuente: Peter Angritt [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons

Limnología de aguas subterráneas

Esta rama estudia los procesos ocurridos en los reservorios subterráneos de agua. Se incluyen las investigaciones sobre los procesos biogeoquímicos que configuran las características químicas del agua subterránea.

Medición de aguas subterráneas. Fuente: www.pixabay.com

Limnología de lagos salinos

Esta rama estudia los lagos salinos, que constituyen el 45% de los lagos continentales del mundo. Sus investigaciones se centran en las características particulares de estos ecosistemas, incluidas las descripciones químicas, físicas y biológicas de los mismos.

Gran lago salado, Estados Unidos. Fuente: User Draxfelton on en.wikipedia [Public domain], from Wikimedia Commons.

Investigaciones recientes

Investigaciones en lagos tropicales

La mayoría de investigaciones en ambientes lénticos se han realizado en lagos de las regiones templadas del norte. Sin embargo, las dinámicas biogeoquímicas de los grandes lagos tropicales son distintas a las registradas para los lagos templados.

Li y colaboradores, publicaron un artículo en 2018  sobre la geoquímica de sedimentos y la contribución al ciclo del carbono y de nutrientes en un lago tropical ubicado en Malawi (África oriental).

Los resultados indican una contribución significativa de los sedimentos sobre los presupuestos biogeoquímicos del lago. Además, muestran que las tasas de sedimentación han incrementado de forma significativa en los últimos diez años.

Investigaciones en embalses o represas artificiales

El número de estanques y represas artificiales han incrementado aceleradamente en los últimos años.

Aun cuando una buena comprensión de los lagos naturales puede ayudar a la entender los ecosistemas artificiales, estos pueden presentar múltiples características que los diferencian de los ecosistemas naturales. Debido a esto, las investigaciones en ambientes artificiales son de gran importancia en la actualidad.

Znachor y colaboradores (2018) analizaron datos de 36 variables ambientales tomados durante 32 años en un pequeño embalse de la República Checa. El objetivo de la investigación fue detectar tendencias en las características climáticas y biogeoquímicas.

Casi todas las variables ambientales mostraron tendencias variables en el tiempo. También se identificaron reversiones de tendencias. Por ejemplo, el carbono orgánico disuelto mostró una tendencia a crecer linealmente de forma continua.

Este estudio también mostró un cambio en las tendencias a finales de los años 80 y durante los 90. Los autores interpretan este cambio como una respuesta a algunos cambios socioeconómicos ocurridos en la región.

Otro resultado importante de este estudio es un cambio en las condiciones hidráulicas de la represa ocurrido en 1999. Esto ocurrió después del aumento  del volumen de retención de la represa, como resultado de una decisión administrativa tomada tras un periodo de precipitaciones intensas.

Este ejemplo muestra como las investigaciones en limnología pueden mostrarnos los efectos de factores socioeconómicos y decisiones políticas sobre el funcionamiento de los ecosistemas artificiales. A su vez, estos pueden ayudarnos a comprender los efectos sobre ecosistemas naturales.

Investigaciones sobre paleolimnología

La paleolimnología es el estudio los sedimentos depositados en los lagos con el objetivo de reconstruir la historia natural o el cambio de variables ambientales de un lago o de su entorno en tiempos pasados. Para ello se recurre a distintas metodologías, como el análisis de microfósiles de diatomeas, polen u ostrácodos.

Novaes Nascimento y colaboradores publicaron un artículo en 2018 sobre una investigación paleobiológica en los Andes peruanos que reconstruye la historia del lago Miski, un pequeño refugio de agua salada ubicado a 3750 msnm.

Los resultados arrojados por la estratigrafía de carbonato y la comunidad de diatomeas fósiles mostraron una disminución en el nivel del lago durante el Holoceno medio, sin embargo este nunca se secó por completo.

La historia muestra que el lago Miski ha formado parte del paisaje desde hace 12.700 años, aun cuando muchos lagos andinos de poca profundidad se secaron.

Referencias

  1. Banderas, A.G y González, R. (1996). La limnología, una revisión del concepto. Ingeniería hidráulica en México, XI (1): 77-84.
  2. Basavarajappa, S.H., Raju, N.S. y Hosmani, S.P. (2014) Limnology: A Critical Review. Current World Environment, 9(3), 741-759.
  3. Li, J., Brown, E.T., Crowe, S.A. y Katsev, S. (2018). Sediment geochemistry and contributions to carbon and nutrient cycling in a deep meromictic tropical lake: Lake Malawi (East Africa). Journal of Great Lakes Research 44 (6): 1221-1234
  4. Novaes Nascimento, M., Laurenzi, A.G., Valencia, B.G., Van, R. y Bush, M. (2018). A 12,700-year history of paleolimnological change from an Andean microrefugium. The Holocene.
  5. Welsh, P.S. (1952). Limnology. McGraw Hill. London 538.
  6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D y Mrkvička T. (2018). Multiple long-term trends and trend reversals dominate environmental conditions in a man-made freshwater reservoir. Science of the Total Environment 624: 24-33.
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Licenciada en Biología. Mención Ecología. Universidad Central de Venezuela.

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