Ecossistema de lago - Lake ecosystem

As três zonas principais de um lago

Um ecossistema lacustre ou lacustre inclui plantas bióticas (vivas) , animais e microrganismos , bem como interações físicas e químicas abióticas (não vivas). Os ecossistemas lacustres são um excelente exemplo de ecossistemas lênticos ( lêntico refere-se a água doce estacionária ou relativamente parada , do latim lentus , que significa "lento"), que incluem lagoas , lagos e pântanos , e muito deste artigo se aplica a ecossistemas lênticos em geral . Os ecossistemas lênticos podem ser comparados aos ecossistemas lóticos , que envolvem o fluxo de águas terrestres, como rios e riachos . Juntos, esses dois ecossistemas são exemplos de ecossistemas de água doce .

Os sistemas lênticos são diversos, desde uma pequena piscina temporária de água da chuva com alguns centímetros de profundidade até o Lago Baikal , que tem uma profundidade máxima de 1.642 m. A distinção geral entre piscinas / lagoas e lagos é vaga, mas Brown afirma que lagoas e piscinas têm toda a superfície do fundo exposta à luz, enquanto os lagos não. Além disso, alguns lagos tornam-se estratificados sazonalmente. Lagoas e piscinas têm duas regiões: a zona pelágica de águas abertas e a zona bentônica , que compreende as regiões do fundo e da costa. Como os lagos têm regiões profundas do fundo não expostas à luz, esses sistemas têm uma zona adicional, a profundidade . Essas três áreas podem ter condições abióticas muito diferentes e, portanto, espécies hospedeiras que são especificamente adaptadas para viver ali.

Duas subclasses importantes de lagos são lagoas , que normalmente são pequenos lagos que se integram com áreas úmidas, e reservatórios de água . Durante longos períodos de tempo, lagos ou baías dentro deles podem tornar-se gradualmente enriquecidos por nutrientes e lentamente preencher com sedimentos orgânicos, um processo chamado sucessão. Quando os humanos usam a bacia hidrográfica , os volumes de sedimentos que entram no lago podem acelerar esse processo. A adição de sedimentos e nutrientes a um lago é conhecida como eutrofização .

Zonas

Os ecossistemas lacustres podem ser divididos em zonas. Um sistema comum divide os lagos em três zonas. A primeira, a zona litorânea , é a zona rasa próxima à costa. É aqui que ocorrem as plantas pantanosas com raízes. O offshore é dividido em duas outras zonas, uma zona de águas abertas e uma zona de águas profundas. Na zona de água aberta (ou zona fótica), a luz solar sustenta algas fotossintéticas e as espécies que se alimentam delas. Na zona de águas profundas, a luz solar não está disponível e a teia alimentar é baseada nos detritos que entram nas zonas litorânea e fótica. Alguns sistemas usam outros nomes. As áreas da costa podem ser chamadas de zona pelágica , a zona fótica pode ser chamada de zona limnética e a zona afótica pode ser chamada de zona profundal . No interior da zona litorânea, também é possível identificar frequentemente uma zona ribeirinha que ainda possui plantas afetadas pela presença do lago - isso pode incluir efeitos de inesperados, inundações na primavera e danos causados ​​pelo gelo no inverno. A produção do lago como um todo é o resultado da produção de plantas que crescem na zona litorânea, combinada com a produção de plâncton que cresce em águas abertas.

As zonas húmidas podem fazer parte do sistema lêntico, visto que se formam naturalmente ao longo da maioria das margens dos lagos, a largura da zona húmida e da zona litorânea dependendo da inclinação da linha da costa e da quantidade de mudança natural nos níveis da água, dentro e ao longo dos anos. Freqüentemente, as árvores mortas se acumulam nesta zona, seja por caídas inesperadas na costa ou por toras transportadas para o local durante as enchentes. Esses detritos lenhosos fornecem habitat importante para peixes e pássaros em nidificação, além de proteger as linhas costeiras da erosão.

Componentes abióticos

Luz

A luz fornece a energia solar necessária para conduzir o processo de fotossíntese , a principal fonte de energia dos sistemas lênticos. A quantidade de luz recebida depende de uma combinação de vários fatores. Pequenos lagos podem sofrer sombra por árvores circundantes, enquanto a cobertura de nuvens pode afetar a disponibilidade de luz em todos os sistemas, independentemente do tamanho. Considerações sazonais e diurnas também desempenham um papel na disponibilidade de luz porque quanto mais raso o ângulo em que a luz atinge a água, mais luz é perdida por reflexão. Isso é conhecido como lei da cerveja . Uma vez que a luz tenha penetrado na superfície, ela também pode ser espalhada por partículas suspensas na coluna de água. Esse espalhamento diminui a quantidade total de luz à medida que a profundidade aumenta. Lagos são divididos em fóticas e aphotic regiões, a luz solar antes de recepção e sendo este último abaixo as profundidades de penetração de luz, tornando-se nula da capacidade fotossintética. Em relação ao zoneamento do lago, as zonas pelágica e bentônica são consideradas dentro da região fótica, enquanto a zona profunda está na região afótica.

Temperatura

A temperatura é um fator abiótico importante em ecossistemas lênticos porque a maior parte da biota é poiquilotérmica , onde as temperaturas corporais internas são definidas pelo sistema circundante. A água pode ser aquecida ou resfriada por meio de radiação na superfície e condução de ou para o ar e o substrato circundante. Lagoas rasas costumam ter um gradiente de temperatura contínuo de águas mais quentes na superfície para águas mais frias no fundo. Além disso, as flutuações de temperatura podem variar muito nesses sistemas, tanto diurna quanto sazonalmente.

Os regimes de temperatura são muito diferentes em grandes lagos. Em regiões temperadas, por exemplo, à medida que a temperatura do ar aumenta, a camada de gelo formada na superfície do lago se quebra, deixando a água a aproximadamente 4 ° C. Esta é a temperatura em que a água tem a maior densidade. Conforme a temporada avança, as temperaturas mais altas do ar aquecem as águas superficiais, tornando-as menos densas. As águas mais profundas permanecem frias e densas devido à penetração reduzida da luz. Quando o verão começa, duas camadas distintas se estabelecem, com uma diferença de temperatura tão grande entre elas que permanecem estratificadas. A zona mais baixa do lago é a mais fria e é chamada de hipolímnion . A zona superior quente é chamada de epilimnion . Entre essas zonas está uma faixa de rápida mudança de temperatura chamada termoclina . Durante a estação mais fria do outono, o calor é perdido na superfície e o epilímnio esfria. Quando as temperaturas das duas zonas estão próximas o suficiente, as águas começam a se misturar novamente para criar uma temperatura uniforme, um evento denominado renovação do lago . No inverno, a estratificação inversa ocorre quando a água perto da superfície esfria e congela, enquanto a água mais quente, mas a mais densa permanece perto do fundo. Uma termoclina é estabelecida e o ciclo se repete.

Estratificação sazonal em lagos temperados

Vento

Ilustração das rotações de Langmuir; círculos abertos = partículas com flutuabilidade positiva, círculos fechados = partículas com flutuabilidade negativa

Em sistemas expostos, o vento pode criar correntes superficiais em espiral turbulentas chamadas circulações de Langmuir . Exatamente como essas correntes se estabelecem ainda não é bem compreendido, mas é evidente que envolve alguma interação entre as correntes de superfície horizontais e as ondas de gravidade da superfície. O resultado visível dessas rotações, que podem ser vistas em qualquer lago, são as linhas de espuma da superfície que correm paralelas à direção do vento. Partículas com flutuabilidade positiva e pequenos organismos concentram-se na linha de espuma na superfície e objetos com flutuabilidade negativa são encontrados na corrente de ressurgência entre as duas rotações. Objetos com flutuabilidade neutra tendem a ser uniformemente distribuídos na coluna d'água. Essa turbulência circula nutrientes na coluna d'água, tornando-a crucial para muitas espécies pelágicas, porém seu efeito nos organismos bentônicos e profundos é mínimo ou inexistente, respectivamente. O grau de circulação de nutrientes é específico do sistema, pois depende de fatores como a intensidade e a duração do vento, bem como a profundidade e a produtividade do lago ou piscina.

Química

O oxigênio é essencial para a respiração do organismo . A quantidade de oxigênio presente em águas paradas depende: 1) da área de água transparente exposta ao ar, 2) da circulação da água dentro do sistema e 3) da quantidade de oxigênio gerada e usada pelos organismos presentes. Em piscinas rasas e ricas em plantas, pode haver grandes flutuações de oxigênio, com concentrações extremamente altas ocorrendo durante o dia devido à fotossíntese e valores muito baixos à noite, quando a respiração é o processo dominante dos produtores primários. A estratificação térmica em sistemas maiores também pode afetar a quantidade de oxigênio presente em diferentes zonas. O epilimnion é rico em oxigênio porque circula rapidamente, ganhando oxigênio por meio do contato com o ar. O hipolimnião, entretanto, circula muito lentamente e não tem contato atmosférico. Além disso, existem menos plantas verdes no hipolímnion, portanto, há menos oxigênio liberado pela fotossíntese. Na primavera e no outono, quando o epilimnion e o hipolimnion se misturam, o oxigênio torna-se mais uniformemente distribuído no sistema. Os baixos níveis de oxigênio são característicos da zona profunda devido ao acúmulo de vegetação em decomposição e matéria animal que “chove” das zonas pelágicas e bentônicas e a incapacidade de sustentar os produtores primários.

O fósforo é importante para todos os organismos porque é um componente do DNA e do RNA e está envolvido no metabolismo celular como um componente do ATP e do ADP. Além disso, o fósforo não é encontrado em grandes quantidades nos sistemas de água doce, limitando a fotossíntese nos produtores primários, tornando-se o principal determinante da produção do sistema lêntico. O ciclo do fósforo é complexo, mas o modelo descrito abaixo descreve as vias básicas. O fósforo entra principalmente em uma lagoa ou lago através do escoamento da bacia hidrográfica ou por deposição atmosférica. Ao entrar no sistema, uma forma reativa de fósforo é geralmente absorvida por algas e macrófitas, que liberam um composto de fósforo não reativo como subproduto da fotossíntese. Este fósforo pode derivar para baixo e se tornar parte do sedimento bentônico ou profundo, ou pode ser remineralizado para a forma reativa por micróbios da coluna de água. Da mesma forma, o fósforo não reativo no sedimento pode ser remineralizado na forma reativa. Os sedimentos são geralmente mais ricos em fósforo do que a água do lago, no entanto, indicando que esse nutriente pode ter um longo tempo de residência ali antes de ser remineralizado e reintroduzido no sistema.

Componentes bióticos

Rede de co-ocorrência de uma comunidade bacteriana em um lago

Bactérias

As bactérias estão presentes em todas as regiões de águas lênticas. As formas de vida livre estão associadas à decomposição de matéria orgânica, biofilme nas superfícies de rochas e plantas, suspensas na coluna de água, e nos sedimentos das zonas bentônica e profunda. Outras formas também estão associadas aos intestinos de animais lênticos como parasitas ou em relações comensais . As bactérias desempenham um papel importante no metabolismo do sistema por meio da reciclagem de nutrientes, que é discutida na seção Relações tróficas.

Produtores primários

Nelumbo nucifera , uma planta aquática.

As algas, incluindo o fitoplâncton e o perifíton , são os principais fotossintetizadores em lagoas e lagos. O fitoplâncton é encontrado à deriva na coluna de água da zona pelágica. Muitas espécies têm uma densidade maior do que a água, o que deve fazer com que elas afundem inadvertidamente no bentos. Para combater isso, o fitoplâncton desenvolveu mecanismos de mudança de densidade, formando vacúolos e vesículas de gás , ou mudando suas formas para induzir o arrasto, retardando assim sua descida. Uma adaptação muito sofisticada utilizada por um pequeno número de espécies é um flagelo semelhante a uma cauda que pode ajustar a posição vertical e permitir o movimento em qualquer direção. O fitoplâncton também pode manter sua presença na coluna d'água por ser circulado em rotações de Langmuir . As algas perifíticas, por outro lado, estão presas a um substrato. Em lagos e lagoas, eles podem cobrir todas as superfícies bentônicas. Ambos os tipos de plâncton são importantes como fontes de alimento e como provedores de oxigênio.

As plantas aquáticas vivem nas zonas bentônica e pelágica e podem ser agrupadas de acordo com sua maneira de crescimento: ⑴ emergente = enraizado no substrato, mas com folhas e flores se estendendo para o ar; ⑵ com folhas flutuantes = enraizado no substrato, mas com folhas flutuantes; ⑶ submerso = crescendo abaixo da superfície; ⑷ macrófitas flutuantes = não enraizadas no substrato e flutuando na superfície. Essas várias formas de macrófitas geralmente ocorrem em diferentes áreas da zona bentônica, com vegetação emergente próxima ao litoral, depois macrófitas com folhas flutuantes, seguidas por vegetação submersa. Macrófitas de flutuação livre podem ocorrer em qualquer lugar da superfície do sistema.

As plantas aquáticas são mais flutuantes do que as terrestres porque a água doce tem uma densidade maior do que o ar. Isso torna a rigidez estrutural sem importância em lagos e lagoas (exceto nas hastes aéreas e folhas). Assim, as folhas e caules da maioria das plantas aquáticas usam menos energia para construir e manter o tecido lenhoso, investindo essa energia em um crescimento rápido. Para enfrentar o estresse induzido pelo vento e pelas ondas, as plantas devem ser flexíveis e resistentes. Luz, profundidade da água e tipos de substrato são os fatores mais importantes que controlam a distribuição de plantas aquáticas submersas. As macrófitas são fontes de alimento, oxigênio e estrutura de habitat na zona bentônica, mas não podem penetrar nas profundezas da zona eufótica e, portanto, não são encontradas lá.

Invertebrados

Os striders aquáticos são insetos predadores que dependem da tensão superficial para caminhar sobre a água. Eles vivem na superfície de lagoas, pântanos e outras águas calmas. Eles podem se mover muito rapidamente, até 1,5  m / s .

O zooplâncton são pequenos animais suspensos na coluna d'água. Como o fitoplâncton, essas espécies desenvolveram mecanismos que as impedem de afundar em águas mais profundas, incluindo formas corporais que induzem o arrasto e o movimento ativo de apêndices (como antenas ou espinhos). Permanecer na coluna de água pode ter suas vantagens em termos de alimentação, mas a falta de refúgio nesta zona deixa o zooplâncton vulnerável à predação. Em resposta, algumas espécies, especialmente Daphnia sp., Fazem migrações verticais diárias na coluna de água afundando passivamente para as profundezas mais escuras durante o dia e movendo-se ativamente em direção à superfície durante a noite. Além disso, como as condições em um sistema lêntico podem ser bastante variáveis ​​ao longo das estações, o zooplâncton tem a capacidade de mudar de postura normal para ovos em repouso quando há falta de comida, as temperaturas caem abaixo de 2 ° C ou se a abundância de predadores for alta. Esses ovos em repouso têm uma diapausa , ou período de dormência, que deve permitir que o zooplâncton encontre condições mais favoráveis ​​à sobrevivência quando finalmente eclodirem. Os invertebrados que habitam a zona bentônica são numericamente dominados por espécies pequenas e são ricos em espécies em comparação com o zooplâncton de águas abertas. Eles incluem: Crustáceos (por exemplo , caranguejos , lagostins e camarões ), moluscos (por exemplo, mariscos e caracóis ) e vários tipos de insetos. Esses organismos são encontrados principalmente nas áreas de crescimento de macrófitas, onde se encontram os recursos mais ricos, a água altamente oxigenada e a parte mais quente do ecossistema. Os leitos de macrófitas estruturalmente diversos são locais importantes para o acúmulo de matéria orgânica e fornecem uma área ideal para colonização. Os sedimentos e plantas também oferecem uma grande proteção contra peixes predadores.

Muito poucos invertebrados são capazes de habitar a zona profunda fria, escura e pobre em oxigênio . Aquelas que podem ser geralmente vermelhas, devido à presença de grandes quantidades de hemoglobina , o que aumenta muito a quantidade de oxigênio transportado para as células. Como a concentração de oxigênio nesta zona é baixa, a maioria das espécies constrói túneis ou tocas nas quais podem se esconder e utilizam a quantidade mínima de movimentos necessários para fazer a água circular, atraindo oxigênio para eles sem gastar muita energia.

Peixes e outros vertebrados

Os peixes têm uma gama de tolerâncias fisiológicas que dependem da espécie a que pertencem. Eles têm diferentes temperaturas letais, necessidades de oxigênio dissolvido e necessidades de desova que são baseadas em seus níveis de atividade e comportamentos. Como os peixes são altamente móveis, eles são capazes de lidar com fatores abióticos inadequados em uma zona simplesmente mudando-se para outra. Um alimentador detrítico na zona profunda, por exemplo, que descobre que a concentração de oxigênio caiu muito, pode alimentar-se mais perto da zona bentônica. Um peixe também pode alterar sua residência durante diferentes partes de sua história de vida: eclodindo em um ninho de sedimentos, em seguida, movendo-se para a zona bentônica com ervas daninhas para se desenvolver em um ambiente protegido com recursos alimentares e, finalmente, para a zona pelágica quando adulto.

Outros taxa de vertebrados também habitam sistemas lênticos. Isso inclui anfíbios (por exemplo, salamandras e sapos ), répteis (por exemplo , cobras , tartarugas e crocodilos ) e um grande número de espécies de aves aquáticas . A maioria desses vertebrados passa parte de seu tempo em habitats terrestres e, portanto, não são afetados diretamente por fatores abióticos no lago ou lagoa. Muitas espécies de peixes são importantes tanto como consumidores quanto como presas para os vertebrados maiores mencionados acima.

Relações tróficas

Produtores primários

Os sistemas lênticos obtêm a maior parte de sua energia da fotossíntese realizada por plantas aquáticas e algas. Esse processo autóctone envolve a combinação de dióxido de carbono, água e energia solar para produzir carboidratos e oxigênio dissolvido. Dentro de um lago ou lagoa, a taxa potencial de fotossíntese geralmente diminui com a profundidade devido à atenuação da luz. A fotossíntese, no entanto, costuma ser baixa nos primeiros milímetros da superfície, provavelmente devido à inibição pela luz ultravioleta. A profundidade exata e as medições da taxa fotossintética desta curva são específicas do sistema e dependem: 1) da biomassa total das células fotossintetizantes, 2) da quantidade de materiais atenuantes de luz e 3) da abundância e faixa de frequência de pigmentos que absorvem luz (ou seja, clorofilas ) dentro das células fotossintetizantes. A energia gerada por esses produtores primários é importante para a comunidade porque é transferida para níveis tróficos mais elevados por meio do consumo.

Bactérias

A grande maioria das bactérias em lagos e lagoas obtém sua energia decompondo a vegetação e a matéria animal. Na zona pelágica, peixes mortos e a ocasional entrada alóctone de serapilheira são exemplos de matéria orgânica particulada grossa (CPOM> 1 mm). As bactérias degradam estes em matéria orgânica particulada fina (FPOM <1 mm) e depois em nutrientes utilizáveis. Organismos pequenos, como o plâncton, também são caracterizados como FPOM. Concentrações muito baixas de nutrientes são liberadas durante a decomposição porque as bactérias os utilizam para construir sua própria biomassa. As bactérias, no entanto, são consumidas pelos protozoários , que por sua vez são consumidos pelo zooplâncton e, em seguida, sobem nos níveis tróficos . Nutrientes, incluindo aqueles que contêm carbono e fósforo, são reintroduzidos na coluna de água em qualquer número de pontos ao longo da cadeia alimentar por meio de excreção ou morte de organismo, tornando-os novamente disponíveis para bactérias. Este ciclo de regeneração é conhecido como ciclo microbiano e é um componente chave das teias alimentares lênticas.

A decomposição de materiais orgânicos pode continuar nas zonas bentônica e profunda se a matéria cair pela coluna d'água antes de ser completamente digerida pelas bactérias pelágicas. As bactérias são encontradas em maior abundância aqui nos sedimentos, onde são tipicamente 2-1000 vezes mais prevalentes do que na coluna de água.

Invertebrados Bentônicos

Os invertebrados bentônicos, devido ao seu alto nível de riqueza de espécies, possuem diversos métodos de captura de presas. Os alimentadores de filtro criam correntes por meio de sifões ou cílios pulsantes, para puxar a água e seu conteúdo nutricional em direção a eles para coar. Os pastores usam adaptações de raspagem, raspagem e trituração para se alimentar de algas perifíticas e macrófitas. Membros da guilda de coletores vasculham os sedimentos, escolhendo partículas específicas com apêndices raptoriais. Os invertebrados que se alimentam de depósitos consomem sedimentos indiscriminadamente, digerindo qualquer matéria orgânica que eles contenham. Finalmente, alguns invertebrados pertencem à guilda de predadores , capturando e consumindo animais vivos. A zona profunda é o lar de um grupo único de alimentadores de filtro que usam pequenos movimentos corporais para puxar uma corrente através de tocas que eles criaram no sedimento. Este modo de alimentação requer o mínimo de movimento, permitindo que essas espécies conservem energia. Um pequeno número de taxa de invertebrados são predadores na zona profunda. Essas espécies provavelmente são de outras regiões e só vêm a essas profundezas para se alimentar. A grande maioria dos invertebrados nesta zona são alimentadores de depósitos, obtendo sua energia dos sedimentos circundantes.

Peixe

O tamanho, a mobilidade e as capacidades sensoriais dos peixes permitem que explorem uma ampla base de presas, cobrindo várias regiões de zoneamento. Como os invertebrados, os hábitos alimentares dos peixes podem ser categorizados em guildas. Na zona pelágica, os herbívoros pastam no perifíton e nas macrófitas ou retiram o fitoplâncton da coluna de água. Carnívoros incluem peixes que se alimentam de zooplâncton na coluna d'água (zooplanctívoros), insetos na superfície da água, em estruturas bentônicas ou no sedimento ( insetívoros ) e aqueles que se alimentam de outros peixes ( piscívoros ). Os peixes que consomem detritos e ganham energia processando sua matéria orgânica são chamados de detritívoros . Os onívoros ingerem uma grande variedade de presas, abrangendo material floral, faunístico e detrítico. Finalmente, os membros da guilda parasitária adquirem nutrição de uma espécie hospedeira, geralmente outro peixe ou grande vertebrado. Os táxons de peixes são flexíveis em seus papéis alimentares, variando suas dietas com as condições ambientais e a disponibilidade de presas. Muitas espécies também passam por mudanças na dieta à medida que se desenvolvem. Portanto, é provável que qualquer único peixe ocupe várias guildas de alimentação durante sua vida.

Teias alimentares lentic

Conforme observado nas seções anteriores, a biota lêntica está ligada em uma complexa teia de relações tróficas. Esses organismos podem ser considerados vagamente associados a grupos tróficos específicos (por exemplo, produtores primários, herbívoros, carnívoros primários, carnívoros secundários, etc.). Os cientistas desenvolveram várias teorias para entender os mecanismos que controlam a abundância e a diversidade dentro desses grupos. Muito geralmente, os processos de cima para baixo determinam que a abundância de taxa de presas depende das ações dos consumidores de níveis tróficos superiores . Normalmente, esses processos operam apenas entre dois níveis tróficos, sem efeito sobre os outros. Em alguns casos, entretanto, os sistemas aquáticos experimentam uma cascata trófica ; por exemplo, isso pode ocorrer se os produtores primários experimentarem menos pastoreio por herbívoros porque esses herbívoros são suprimidos por carnívoros. Os processos ascendentes funcionam quando a abundância ou diversidade de membros de níveis tróficos superiores depende da disponibilidade ou qualidade dos recursos de níveis inferiores. Finalmente, uma teoria reguladora combinada, de baixo para cima: de cima para baixo, combina as influências previstas dos consumidores e a disponibilidade de recursos. Ele prevê que os níveis tróficos próximos aos níveis tróficos mais baixos serão mais influenciados pelas forças de baixo para cima, enquanto os efeitos de cima para baixo devem ser mais fortes nos níveis superiores.

Padrões e diversidade da comunidade

Riqueza de espécies locais

A biodiversidade de um sistema lêntico aumenta com a área de superfície do lago ou lagoa. Isso se deve à maior probabilidade de espécies parcialmente terrestres de encontrar um sistema maior. Além disso, como sistemas maiores geralmente têm populações maiores, a chance de extinção é reduzida. Fatores adicionais, incluindo regime de temperatura, pH, disponibilidade de nutrientes, complexidade do habitat, taxas de especiação, competição e predação, foram associados ao número de espécies presentes nos sistemas.

Padrões de sucessão em comunidades de plâncton - o modelo PEG

As comunidades de fitoplâncton e zooplâncton em sistemas de lagos sofrem sucessão sazonal em relação à disponibilidade de nutrientes, predação e competição. Sommer et al. descreveu esses padrões como parte do modelo Plankton Ecology Group ( PEG ), com 24 declarações construídas a partir da análise de vários sistemas. O seguinte inclui um subconjunto dessas declarações, conforme explicado por Brönmark e Hansson ilustrando a sucessão através de um único ciclo sazonal:

Inverno
1. O aumento da disponibilidade de nutrientes e luz resulta no rápido crescimento do fitoplâncton no final do inverno. As espécies dominantes, como as diatomáceas, são pequenas e têm capacidade de crescimento rápido. 2. Este plâncton é consumido pelo zooplâncton, que se torna o taxa dominante do plâncton.

Primavera
3. Ocorre uma fase de água límpida , à medida que as populações de fitoplâncton se esgotam devido ao aumento da predação por um número crescente de zooplâncton.

Verão
4. A abundância do zooplâncton diminui como resultado da diminuição da presa do fitoplâncton e do aumento da predação por peixes jovens.
5. Com o aumento da disponibilidade de nutrientes e diminuição da predação do zooplâncton, uma comunidade fitoplanctônica diversa se desenvolve.
6. À medida que o verão continua, os nutrientes se esgotam em uma ordem previsível: fósforo, sílica e nitrogênio . A abundância de várias espécies de fitoplâncton varia em relação à necessidade biológica desses nutrientes.
7. O zooplâncton de pequeno porte se torna o tipo dominante de zooplâncton porque é menos vulnerável à predação de peixes.

Outono
8. A predação por peixes é reduzida devido a temperaturas mais baixas e o zooplâncton de todos os tamanhos aumenta em número.

Inverno
9. As baixas temperaturas e a diminuição da disponibilidade de luz resultam em taxas mais baixas de produção primária e diminuição das populações de fitoplâncton. 10. A reprodução no zooplâncton diminui devido a temperaturas mais baixas e menos presas.

O modelo PEG apresenta uma versão idealizada desse padrão de sucessão, enquanto os sistemas naturais são conhecidos por sua variação.

Padrões latitudinais

Há um padrão global bem documentado que correlaciona a diminuição da diversidade de plantas e animais com o aumento da latitude, ou seja, há menos espécies à medida que nos movemos em direção aos pólos. A causa desse padrão é um dos maiores quebra-cabeças para os ecologistas hoje. Teorias para sua explicação incluem disponibilidade de energia, variabilidade climática, perturbação, competição, etc. Apesar desse gradiente de diversidade global, esse padrão pode ser fraco para sistemas de água doce em comparação com sistemas marinhos e terrestres globais. Isso pode estar relacionado ao tamanho, pois Hillebrand e Azovsky descobriram que organismos menores (protozoários e plâncton) não seguiram fortemente a tendência esperada, enquanto espécies maiores (vertebrados) seguiram. Eles atribuíram isso à melhor capacidade de dispersão por organismos menores, o que pode resultar em altas distribuições globalmente.

Ciclos de vida naturais do lago

Criação de lago

Os lagos podem ser formados de várias maneiras, mas as mais comuns são discutidas brevemente a seguir. Os sistemas mais antigos e maiores são o resultado de atividades tectônicas . Os lagos rifte na África, por exemplo, são o resultado da atividade sísmica ao longo do local de separação de duas placas tectônicas. Lagos formados por gelo são criados quando as geleiras recuam, deixando para trás anormalidades na forma da paisagem que são então preenchidas com água. Finalmente, os oxbow lagos são de origem fluvial , resultando quando uma curva sinuosa de um rio é afastada do canal principal.

Extinção natural

Todos os lagos e lagoas recebem entradas de sedimentos. Uma vez que esses sistemas não estão realmente se expandindo, é lógico supor que eles se tornarão cada vez mais rasos em profundidade, eventualmente se tornando pântanos ou vegetação terrestre. A duração deste processo deve depender de uma combinação de profundidade e taxa de sedimentação. Moss dá o exemplo do Lago Tanganica , que atinge uma profundidade de 1.500 me tem uma taxa de sedimentação de 0,5 mm / ano. Supondo que a sedimentação não seja influenciada por fatores antropogênicos, esse sistema deve ser extinto em aproximadamente 3 milhões de anos. Sistemas lênticos rasos também podem ser preenchidos à medida que os pântanos invadem o interior a partir das bordas. Esses processos operam em uma escala de tempo muito mais curta, levando centenas a milhares de anos para completar o processo de extinção.

Impactos humanos

Acidificação

Dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio são naturalmente liberados de vulcões, compostos orgânicos no solo, pântanos e sistemas marinhos, mas a maioria desses compostos vem da combustão de carvão, petróleo, gasolina e fundição de minérios contendo enxofre. Essas substâncias se dissolvem na umidade atmosférica e entram nos sistemas lênticos como chuva ácida . Lagos e lagoas que contêm rochas que são ricas em carbonatos têm um buffer natural, resultando em nenhuma alteração do pH. Os sistemas sem essa rocha, entretanto, são muito sensíveis às entradas de ácido porque têm uma baixa capacidade de neutralização, resultando em quedas de pH mesmo com pequenas entradas de ácido. A um pH de 5–6 espécies de algas, a diversidade e a biomassa diminuem consideravelmente, levando a um aumento na transparência da água - uma característica dos lagos acidificados. À medida que o pH continua mais baixo, toda a fauna se torna menos diversa. A característica mais significativa é a interrupção da reprodução dos peixes. Assim, a população acaba sendo composta de poucos indivíduos velhos que eventualmente morrem e deixam os sistemas sem peixes. A chuva ácida tem sido especialmente prejudicial para lagos na Escandinávia , oeste da Escócia , oeste do País de Gales e nordeste dos Estados Unidos.

Eutrofização

Os sistemas eutróficos contêm uma alta concentração de fósforo (~ 30 µg / L), nitrogênio (~ 1500 µg / L) ou ambos. O fósforo entra nas águas lênticas dos efluentes do tratamento de esgoto , da descarga de esgoto bruto ou do escoamento de terras agrícolas. O nitrogênio vem principalmente de fertilizantes agrícolas, do escoamento ou lixiviação e subsequente fluxo de água subterrânea. Esse aumento nos nutrientes necessários para os produtores primários resulta em um aumento maciço do crescimento do fitoplâncton, denominado " florescimento de plâncton ". Essa floração diminui a transparência da água, levando à perda de plantas submersas. A redução resultante na estrutura do habitat tem impactos negativos sobre as espécies que o utilizam para desova, maturação e sobrevivência geral. Além disso, o grande número de fitoplâncton de vida curta resulta em uma grande quantidade de biomassa morta que se deposita no sedimento. As bactérias precisam de grandes quantidades de oxigênio para decompor esse material, reduzindo assim a concentração de oxigênio na água. Isso é especialmente pronunciado em lagos estratificados , quando a termoclina impede que a água rica em oxigênio da superfície se misture com níveis mais baixos. Condições baixas ou anóxicas impedem a existência de muitos taxa que não são fisiologicamente tolerantes a essas condições.

Espécies invasivas

As espécies invasivas foram introduzidas nos sistemas lênticos tanto por meio de eventos propositais (por exemplo, animais de caça e espécies alimentares) quanto por eventos não intencionais (por exemplo, na água de lastro ). Esses organismos podem afetar os nativos por meio da competição por presas ou habitat, predação, alteração do habitat, hibridização ou introdução de doenças e parasitas prejudiciais. No que diz respeito às espécies nativas, os invasores podem causar mudanças no tamanho e estrutura etária, distribuição, densidade, crescimento populacional e podem até levar as populações à extinção. Exemplos de invasores proeminentes de sistemas lênticos incluem o mexilhão zebra e a lampreia marinha nos Grandes Lagos.

Veja também

Referências

Origens