LIMNOLOGIE: ISTORIE, DOMENIU DE STUDIU, RAMURI, CERCETARE - BIOLOGIE - 2025

Limnologie este știința care studiază organismele interioare de apă , ca ecosisteme interdependente ecosisteme terestre și atmosferă. Descrieți și analizați factorii fizici, chimici și biologici ai apelor interioare pentru a explica compoziția, structura, energia și organismele vii.

Termenul „limnologie” provine din cuvintele limne (divinitate asociată cu apa) și logos (tratat sau studiu). A fost angajat pentru prima dată de François Alphonse Forel, un om de știință elvețian considerat părintele acestei discipline pentru marile sale contribuții din secolul al XIX-lea.

Limnologia, studiul apelor interioare. Sursa: www.flickr.com

Limnologia a evoluat remarcabil de-a lungul istoriei sale; inițial a inclus doar studiul lacurilor, care au fost considerate supraorganisme, fără interconexiune cu mediul înconjurător. În prezent, studiul apelor continentale are în vedere interacțiunile cu mediul și importanța acestora în ciclurile materiei și energiei.

Istorie

Limnologie antică

Primele contribuții la cunoașterea lacurilor apar în Europa antică, cu observații izolate, fără interconectări între ele.

Între 1632 și 1723, A. van Leewenhoek a făcut primele descrieri ale microorganismelor acvatice, datorită apariției microscopului, ceea ce a însemnat un avans important în cunoașterea vieții acvatice.

În 1786 a fost publicată prima clasificare a organismelor microscopice acvatice, realizată de biologul danez Otto Friedrich Müller, numită Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

Odată cu apariția primelor stații biologice, cunoștințele în limnobiologie au atins plinătatea. În 1888 a fost fondată prima stație experimentală în pădurile Boemiei din Cehia. Ulterior, numărul de stații biologice din Europa și Statele Unite s-a înmulțit rapid.

Oamenii de știință ai vremii au adus contribuții mari la cunoașterea vieții în corpurile de apă dulce. Studiile privind taxonomia, mecanismele de alimentare, distribuția, migrațiile, printre altele, ies în evidență.

Limnologie modernă

Limnologia modernă a apărut la sfârșitul secolului XIX, odată cu descoperirea comunității planctonice de apă dulce de către PE Müller în 1870.

În 1882, Ruttner stabilește că limnologia include interacțiuni ecologice, dincolo de studiul descriptiv al asociațiilor biotice care apar în corpul apei.

În 1887, SA Forbes a publicat un eseu numit Lacul ca microcosmos, în care a analizat lacul ca un sistem în echilibru dinamic al materiei și energiei cu organismele vii.

În 1892, FA Forel a publicat rezultatele cercetărilor sale în Lacul Leman (Elveția), axat pe geologia, caracterizarea fizico-chimică și descrierea organismelor vii din lac.

În 1917, Cole include un al doilea obiectiv pentru limnologie; studiul ciclurilor materiei, cu accent special pe ciclurile biogeochemice.

În 1935, Welch a definit limnologia drept studiul productivității biologice a apelor interioare. Această definiție include pentru prima dată în limnologie accentul pus pe productivitate și studiul sistemelor lotice (râuri și pâraie), pe lângă lentică (lacuri).

În 1975, Hutchinson și Golterman caracterizează limnologia drept o știință interdisciplinară care depinde de geologie, meteorologie, fizică, chimie și biologie.

În 1986, Lehman a descris două domenii de studiu legate de limnologie. Un prim câmp axat pe proprietățile fizico-chimice (termodinamice) ale corpurilor de apă. Un al doilea domeniu care studiază procesele biologice la nivel de populație și comunitate, controlat prin selecție naturală.

În decursul anilor 1990, față de cererea în creștere de apă și amenințarea globală a reducerii cantității și calității acesteia, a apărut o viziune aplicată a limnologiei care se concentrează pe gestionarea mediului.

Limnologie contemporană

Limnologia secolului XXI menține viziunea asupra importanței cunoașterii sistemelor lentice și lotice pentru a favoriza un management de mediu al apei care permite umanității să se bucure de resursele de apă și de beneficiile sale sociale, economice și naturale.

Domeniu de studiu

Limnologia este considerată o ramură a ecologiei care se concentrează pe ecosistemele acvatice interioare, inclusiv lacuri, bălți, ape subterane, iazuri, pârâuri și râuri.

Studiază atât fluxul de materie și energie, cât și compoziția, structura și dinamica organismelor vii prezente în apele continentale la nivelul indivizilor, speciilor, populațiilor și comunităților.

Înțelegerea tuturor proceselor și mecanismelor care alcătuiesc biodiversitatea și răspunsurile fizico-chimice ale mediilor acvatice continentale necesită integrarea mai multor discipline științifice, precum chimia, fizica, biologia, climatologia, hidrologia, geologia, printre altele.

Limnologia integrează, de asemenea, procesele apelor continentale cu ecosistemele terestre. Aceasta are în vedere efectele drenajului apei și contribuția materiei și a energiei din bazine. De asemenea, are în vedere schimburile care au loc între corpurile de apă și atmosferă.

Studiul apelor interioare implică, de asemenea, identificarea amenințărilor pentru mediu și descrierea efectelor acestora asupra ecosistemului. De asemenea, implică căutarea de soluții, cum ar fi atenuarea schimbărilor climatice, controlul speciilor exotice și restaurarea ecosistemelor.

Ramuri

Ramurile limnologiei apar în funcție de tipul de corp de apă continental studiat.

Limnologie stagnantă a apei

Această ramură a limnologiei studiază ecosistemele lentice, mai cunoscute sub numele de lacuri. Sunt incluse atât apele naturale de suprafață, cât și rezervoarele artificiale, iazurile sau barajele.

Lacul Tanganyika, Zambia. Sursa: Worldtraveller, prin Wikimedia Commons

Limnologia apelor curgătoare

Limnologia apei curgătoare studiază ecosistemele lotice, cum ar fi râurile sau pâraiele, caracterizate printr-un flux de apă predominant orizontal și unidirecțional.

Fluviul Amazon. Sursa: Peter Angritt, de la Wikimedia Commons

Limnologia apelor subterane

Această ramură studiază procesele care au loc în rezervoarele de apă subterane. Sunt incluse cercetări asupra proceselor bihochimice care conturează caracteristicile chimice ale apelor subterane.

Măsurarea apelor subterane Sursa: www.pixabay.com

Limnologia lacurilor saline

Această ramură studiază lacurile saline, care constituie 45% din lacurile interioare din lume. Cercetările sale se concentrează pe caracteristicile particulare ale acestor ecosisteme, inclusiv descrierile lor chimice, fizice și biologice.

Great Salt Lake, Statele Unite. Sursa: Utilizatorul Draxfelton pe en.wikipedia, de la Wikimedia Commons.

Cercetare recentă

Investigații în lacurile tropicale

Cele mai multe cercetări în medii lentice au fost efectuate în lacuri din regiunile temperate din nord. Cu toate acestea, dinamica biogeochimică a lacurilor tropicale mari este diferită de cea înregistrată pentru lacurile temperate.

Li și colab., Au publicat o lucrare în 2018 despre geochimia sedimentelor și contribuția la ciclul de carbon și nutrienți într-un lac tropical situat în Malawi (Africa de Est).

Rezultatele indică o contribuție semnificativă a sedimentelor la bugetele biogeochemice ale lacului. Mai mult, acestea arată că ratele de sedimentare au crescut semnificativ în ultimii zece ani.

Investigații în rezervoare sau baraje artificiale

Numărul iazurilor și barajelor artificiale a crescut rapid în ultimii ani.

Chiar dacă o bună înțelegere a lacurilor naturale poate ajuta la înțelegerea ecosistemelor artificiale, acestea pot prezenta multiple caracteristici care le diferențiază de ecosistemele naturale. Din această cauză, cercetarea în medii artificiale are o importanță deosebită astăzi.

Znachor și colab. (2018) au analizat datele din 36 de variabile de mediu luate în 32 de ani într-un mic rezervor din Republica Cehă. Obiectivul cercetării a fost detectarea tendințelor caracteristicilor climatice și biogeochimice.

Aproape toate variabilele de mediu au prezentat tendințe variabile în timp. De asemenea, au fost identificate inversările tendințelor. De exemplu, carbonul organic dizolvat a prezentat o tendință de a crește liniar continuu.

Acest studiu a arătat, de asemenea, o schimbare a tendințelor la sfârșitul anilor 1980 și în anii 90. Autorii interpretează această schimbare ca un răspuns la unele schimbări socioeconomice care au avut loc în regiune.

Un alt rezultat important al acestui studiu este modificarea condițiilor hidraulice ale barajului care a avut loc în 1999. Acest lucru a avut loc după creșterea volumului de retenție a barajului, ca urmare a unei decizii administrative luate după o perioadă de precipitații abundente.

Acest exemplu arată modul în care cercetarea în limnologie ne poate arăta efectele factorilor socioeconomici și deciziile politice asupra funcționării ecosistemelor artificiale. La rândul lor, acestea ne pot ajuta să înțelegem efectele asupra ecosistemelor naturale.

Cercetări privind paleolimnologia

Paleolimnologia este studiul sedimentelor depuse în lacuri cu scopul de a reconstrui istoria naturală sau schimbarea variabilelor de mediu ale unui lac sau împrejurimile sale în vremurile trecute. Pentru aceasta, sunt utilizate diferite metodologii, cum ar fi analiza microfosilelor diatomului, polenului sau ostracodurilor.

Novaes Nascimento și colaboratorii au publicat un articol în 2018 cu privire la o investigație paleobiologică din Anii Peruvieni care reconstruiește istoria Lacului Miski, un mic refugiu de apă sărată situat la 3.750 de metri deasupra nivelului mării.

Rezultatele stratigrafiei carbonatate și ale comunității fosilelor de diatome au arătat o scădere a nivelului lacului în timpul Holocenului mijlociu, cu toate acestea, nu s-a uscat complet.

Istoria arată că Lacul Miski a făcut parte din peisaj timp de 12.700 de ani, chiar și când multe lacuri andine superficiale s-au uscat.

Referințe

1. Banderas, AG și González, R. (1996). Limnologie, o revizuire a conceptului. Inginerie hidraulică în Mexic, XI (1): 77-84.
2. Basavarajappa, SH, Raju, NS și Hosmani, SP (2014) Limnologie: o recenzie critică. Mediul mondial actual, 9 (3), 741-759.
3. Li, J., Brown, ET, Crowe, SA și Katsev, S. (2018). Geochimia sedimentelor și contribuțiile la ciclul de carbon și de nutrienți într-un lac tropical meromictic profund: Lacul Malawi (Africa de Est). Journal of Great Lakes Research 44 (6): 1221-1234
4. Novaes Nascimento, M., Laurenzi, AG, Valencia, BG, Van, R. și Bush, M. (2018). O istorie de 12.700 de ani de schimbare paleolimnologică dintr-un microrefugiu andin. Holocenul.
5. Welsh, PS (1952). Limnologie. McGraw Hill. Londra 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D și Mrkvička T. (2018). Mai multe tendințe pe termen lung și inversări ale tendințelor domină condițiile de mediu într-un rezervor de apă dulce creată de om. Știința mediului total 624: 24-33.