49°41′17″N 93°41′24″O / 49.68806, -93.69000
El lago 227 es uno de los 58 lagos ubicados en el Área de Lagos Experimentales (ELA) en el Distrito de Kenora de Ontario, Canadá . [1] El lago 227 es uno de los únicos cinco lagos en el Área de Lagos Experimentales que actualmente participan en proyectos de investigación a largo plazo, y es de particular importancia por su importancia en los estudios de eutrofización de lagos a largo plazo. [1] [2] La relativa ausencia de actividad humana y contaminación hace que el lago 227 sea ideal para la investigación limnológica, y la naturaleza del ELA lo convierte en uno de los pocos lugares del mundo accesibles para experimentos de lagos completos. En su parte más profunda, el lago 227 tiene 10 metros (33 pies) de profundidad, [1] y el área del lago es de aproximadamente 5 hectáreas (12 acres). [1] La financiación y los permisos gubernamentales para el acceso al lago 227 han sido inestables en los últimos años, ya que el control del ELA fue entregado por el gobierno canadiense al Instituto Internacional para el Desarrollo Sostenible (IISD). [3] [1]
El lago 227 es un lago de agua dulce. La región ELA es el hogar de una variedad de peces nativos, muchos de los cuales son planctívoros. Los peces cabeza gorda, el pez escama fina y el pez perla son ejemplos de peces que se pueden encontrar en el lago. La presencia de peces planctívoros reduce la abundancia relativa de especies de zooplancton más grandes en el lago, ya que especies como el pez cabeza gorda se alimentan principalmente de ellos. Las poblaciones de peces en el lago 227 fueron eliminadas en la década de 1990, lo que resultó en un aumento notable en las poblaciones de Chaoborus y Daphnia , en ausencia de depredación. [2] La eliminación de peces del lago anula el efecto de arriba hacia abajo que reprimía las especies más grandes de zooplancton y larvas acuáticas. [4]
La investigación en el lago 227 se centra principalmente en los efectos de los nutrientes manipulados sobre las variables independientes interrelacionadas de la actividad de los microorganismos y la eutrofización . El lago 227 fue el hogar del experimento de mayor duración que se haya llevado a cabo en el ELA. [2]
El lago 227 se ha utilizado como modelo real para el estudio de la conexión entre el aporte de nutrientes y la eutrofización del lago. [2] Los resultados de estos experimentos tienen amplias implicaciones para la investigación limnológica futura en esta área y para el control de la eutrofización del lago.
Como resultado de un experimento que duró más de 37 años en el lago 227, el limnólogo estadounidense David W. Schindler sugirió que el nivel de fósforo es el factor dominante en el control de la eutrofización, y que el efecto de la disminución o el aumento del nitrógeno es insignificante en la eutrofización. [2] [5] No se encontró que el carbono fuera un factor de eutrofización significativo. [6]
Estas conclusiones tienen enormes implicaciones en el área de prevención y reducción de la eutrofización de lagos inducida por el hombre, ya que los investigadores pueden usar esta información al diseñar y proponer experimentos para investigar el tema aún controvertido de la limitación de P vs. la limitación de N y P en la eutrofización de lagos. [7] Estas conclusiones sugieren que los esfuerzos para reducir la eutrofización deben centrar los recursos en la eliminación de fósforo. [2]
La limitación exclusiva de P sugerida por el experimento de eutrofización de 37 años de Schindler fue desafiada por los limnólogos Thad Scott y Mark McCarthy en su artículo de 2010 que reanaliza los datos del experimento de Schindler. [8] Scott y McCarthy defienden la colimitación N:P de la biomasa del fitoplancton y la eutrofización. [8] Si bien Schindler encontró un aumento en las cianobacterias fijadoras de nitrógeno a medida que se redujo la relación N:P, Scott y McCarthy argumentan que la concentración de N continuó disminuyendo después de la interrupción de la fertilización con N y que el aumento de las cianobacterias no compensa la falta de efecto de la fertilización; en base a esto, sugieren que el lago 227 está limitado por N. [8] [2]
Se encontró que la disminución del nitrógeno tenía un efecto positivo en la abundancia de bacterias fijadoras de nitrógeno . [2] Y aunque el fósforo se considera el factor más significativo en la eutrofización, la limitación de nitrógeno todavía era un factor significativo en la ecología general del lago. [2] Se encontró que la fertilización con nitrógeno y fósforo aumentaba significativamente la abundancia de productores primarios ( fitoplancton ). [6] Además, como la relación N:P se alteró durante un período de 37 años, se encontró que la abundancia de heterocistos se desvió significativamente de los valores históricos (ver paleolimnología), probablemente debido a la ventaja inherente de los organismos fijadores de nitrógeno cuando la relación N:P es baja. [9] [2] Se observó un aumento rápido en las cianobacterias fijadoras de N después de la reducción inicial de la relación N:P. [2]
En un estudio realizado por O'Connell et al., se utilizaron muestras de sedimentos tomadas del lago 227 para determinar los niveles históricos de eutrofización. Estos niveles históricos se pueden comparar con los niveles recientes alterados experimentalmente para proporcionar un mayor contexto de control histórico para los datos actuales. Los núcleos de sedimentos tomados del lecho del lago revelaron mayores niveles de deposición de fósforo correlacionados con los experimentos de manipulación de nutrientes de la línea de tiempo realizados en el lago durante el último medio siglo (consulte Eutrofización del lago y factores de nutrientes más arriba). [10] [2] La recopilación de datos paleolimnológicos en el lago hace que el lago 227 sea aún más ideal para el estudio de la eutrofización del lago. Se descubrió que la eutrofización inducida por los científicos actuales era más significativa que cualquier otra indicada por el análisis de las muestras de sedimentos históricos. [10]
También se determinaron abundancias pasadas de zooplancton a partir de los depósitos de sedimentos, y estos datos se utilizaron para especular sobre el desarrollo de los niveles tróficos en lagos de agua dulce en relación con las especies de peces planctívoros. [11]
David W. Schindler (3 de agosto de 1940 - 4 de marzo de 2021) fue un miembro destacado de la comunidad limnológica desde la década de 1950 hasta la era contemporánea, conocido particularmente por su trabajo en el Área de Lagos Experimentales. [12] Schindler participó en la mayoría de los estudios relevantes en el lago 227 que se publicaron en las últimas décadas, incluidos muchos de los artículos analizados en la sección de investigación de este artículo. Junto con 227, Schindler participó en investigaciones sobre muchos otros lagos en el Área de Lagos Experimentales y fue director de proyectos en el Área de Lagos Experimentales de 1968 a 1989. [12] Busque en las referencias de casi cualquier artículo escrito sobre el tema de la ecología de agua dulce y probablemente encontrará el nombre de Schindler. Schindler fue una figura universalmente reverenciada en las comunidades académicas y de investigación, y sus contribuciones fueron clave para dar forma al campo de la limnología y la ecología de agua dulce en general.