Los ecosistemas de agua dulce son un subconjunto de los ecosistemas acuáticos de la Tierra . Incluyen lagos , estanques , ríos , arroyos , manantiales , pantanos y humedales . [1] Se pueden contrastar con los ecosistemas marinos , que tienen un mayor contenido de sal . Los hábitats de agua dulce se pueden clasificar por diferentes factores, que incluyen temperatura, penetración de luz, nutrientes y vegetación. Hay tres tipos básicos de ecosistemas de agua dulce: lénticos (agua de movimiento lento, que incluyen charcas , estanques y lagos ), lóticos (agua de movimiento más rápido, por ejemplo arroyos y ríos ) y humedales (áreas donde el suelo está saturado o inundado durante al menos parte del tiempo). [2] [1] Los ecosistemas de agua dulce contienen el 41% de las especies de peces conocidas del mundo. [3]
Los ecosistemas de agua dulce han sufrido transformaciones sustanciales a lo largo del tiempo, lo que ha afectado a varias características de los ecosistemas. [4] Los intentos originales de comprender y monitorear los ecosistemas de agua dulce fueron impulsados por amenazas a la salud humana (por ejemplo, brotes de cólera debido a la contaminación de las aguas residuales ). [5] El monitoreo inicial se centró en indicadores químicos, luego bacterias y finalmente algas, hongos y protozoos. Un nuevo tipo de monitoreo implica cuantificar diferentes grupos de organismos ( macroinvertebrados , macrófitos y peces ) y medir las condiciones de los arroyos asociados con ellos. [6]
Las amenazas a la biodiversidad de agua dulce incluyen la sobreexplotación , la contaminación del agua , la modificación del flujo, la destrucción o degradación del hábitat y la invasión de especies exóticas . [7] El cambio climático está ejerciendo más presión sobre estos ecosistemas porque las temperaturas del agua ya han aumentado alrededor de 1 °C y ha habido disminuciones significativas en la cobertura de hielo que han causado tensiones posteriores en los ecosistemas. [8]
Existen tres tipos básicos de ecosistemas de agua dulce: lénticos (aguas de movimiento lento, incluyendo charcas , estanques y lagos ), lóticos (aguas de movimiento más rápido, por ejemplo arroyos y ríos ) y humedales (áreas donde el suelo está saturado o inundado durante al menos parte del tiempo). La limnología (y su rama, la biología de agua dulce ) es el estudio de los ecosistemas de agua dulce. [1]
Un ecosistema lacustre o ecosistema lacustre incluye plantas , animales y microorganismos bióticos (vivos) , así como interacciones físicas y químicas abióticas (no vivos). [9] Los ecosistemas lacustres son un excelente ejemplo de ecosistemas lénticos ( léntico se refiere a agua dulce estacionaria o relativamente quieta , del latín lentus , que significa "lento"), que incluyen estanques , lagos y humedales , y gran parte de este artículo se aplica a los ecosistemas lénticos en general. Los ecosistemas lénticos se pueden comparar con los ecosistemas lóticos , que involucran aguas terrestres fluidas como ríos y arroyos . Juntos, estos dos ecosistemas son ejemplos de ecosistemas de agua dulce.
Los sistemas lénticos son diversos, y van desde una pequeña piscina temporal de agua de lluvia de unos pocos centímetros de profundidad hasta el lago Baikal , que tiene una profundidad máxima de 1642 m. [10] La distinción general entre piscinas/estanques y lagos es vaga, pero Brown [9] afirma que los estanques y piscinas tienen toda su superficie inferior expuesta a la luz, mientras que los lagos no. Además, algunos lagos se estratifican estacionalmente. Los estanques y piscinas tienen dos regiones: la zona de aguas abiertas pelágicas y la zona bentónica , que comprende las regiones del fondo y la orilla. Dado que los lagos tienen regiones de fondo profundas no expuestas a la luz, estos sistemas tienen una zona adicional, la profundal . [11] Estas tres áreas pueden tener condiciones abióticas muy diferentes y, por lo tanto, especies hospedadoras que están específicamente adaptadas para vivir allí. [9]
Los ecosistemas fluviales son aguas que fluyen y drenan el paisaje, e incluyen las interacciones bióticas (vivas) entre plantas, animales y microorganismos, así como las interacciones físicas y químicas abióticas (no vivas) de sus muchas partes. [12] [13] Los ecosistemas fluviales son parte de redes de cuencas hidrográficas o cuencas hidrográficas más grandes, donde las corrientes de cabecera más pequeñas drenan en corrientes de tamaño mediano, que progresivamente drenan en redes fluviales más grandes. Las zonas principales en los ecosistemas fluviales están determinadas por el gradiente del lecho del río o por la velocidad de la corriente. El agua turbulenta de movimiento más rápido generalmente contiene mayores concentraciones de oxígeno disuelto , lo que sustenta una mayor biodiversidad que el agua de movimiento lento de las pozas. Estas distinciones forman la base para la división de los ríos en ríos de tierras altas y ríos de tierras bajas.
La base alimentaria de los arroyos dentro de los bosques riparios se deriva principalmente de los árboles, pero los arroyos más anchos y aquellos que carecen de un dosel obtienen la mayor parte de su base alimentaria de las algas. Los peces anádromos también son una fuente importante de nutrientes. Las amenazas ambientales para los ríos incluyen la pérdida de agua, las represas, la contaminación química y las especies introducidas . [14] Una represa produce efectos negativos que continúan a lo largo de la cuenca hidrográfica. Los efectos negativos más importantes son la reducción de las inundaciones primaverales, que dañan los humedales, y la retención de sedimentos, que conduce a la pérdida de humedales deltaicos. [15]
Los ecosistemas fluviales son ejemplos principales de ecosistemas lóticos. Lótico se refiere al agua que fluye, del latín lotus , que significa lavado. Las aguas lóticas varían desde manantiales de solo unos pocos centímetros de ancho hasta grandes ríos de kilómetros de ancho. [16] Gran parte de este artículo se aplica a los ecosistemas lóticos en general, incluidos los sistemas lóticos relacionados, como arroyos y manantiales . Los ecosistemas lóticos pueden contrastarse con los ecosistemas lénticos , que involucran aguas terrestres relativamente quietas, como lagos, estanques y humedales . Juntos, estos dos ecosistemas forman el área de estudio más general de la ecología de agua dulce o acuática .Un humedal es un ecosistema semiacuático distinto cuyas cubiertas vegetales están inundadas o saturadas de agua , ya sea de forma permanente, durante años o décadas, o solo estacionalmente durante períodos más cortos. Las inundaciones dan lugar a procesos pobres en oxígeno ( anóxicos ), especialmente en los suelos . [17] Los humedales forman una zona de transición entre los cuerpos de agua y las tierras secas , y se diferencian de otros ecosistemas terrestres o acuáticos debido a que las raíces de su vegetación se han adaptado a suelos anegados pobres en oxígeno . [18] Se consideran entre los ecosistemas con mayor diversidad biológica de todos, y sirven de hábitat a una amplia gama de plantas y animales acuáticos y semiacuáticos , y a menudo la calidad del agua mejora gracias a que las plantas eliminan el exceso de nutrientes, como nitratos y fosfatos .
Los humedales existen en todos los continentes , excepto en la Antártida . [19] El agua en los humedales es dulce , salobre o salada . [18] Los principales tipos de humedales se definen en función de las plantas dominantes y la fuente de agua. Por ejemplo, las marismas son humedales dominados por vegetación herbácea emergente como juncos , espadañas y juncos . Los pantanos están dominados por vegetación leñosa como árboles y arbustos (aunque los pantanos de juncos en Europa están dominados por juncos, no árboles). Los bosques de manglares son humedales con manglares , plantas leñosas halófitas que han evolucionado para tolerar el agua salada .
Ejemplos de humedales clasificados por las fuentes de agua incluyen humedales de marea , donde la fuente de agua son las mareas del océano ); estuarios , la fuente de agua es aguas mixtas de mareas y ríos; llanuras de inundación , la fuente de agua es el exceso de agua de ríos o lagos desbordados; y pantanos y estanques primaverales , la fuente de agua es la lluvia o el agua de deshielo . [17] [20] Los humedales más grandes del mundo incluyen la cuenca del río Amazonas , la llanura siberiana occidental , [21] el Pantanal en América del Sur, [22] y los Sundarbans en el delta del Ganges - Brahmaputra . [23]Cinco grandes amenazas a la biodiversidad de agua dulce incluyen la sobreexplotación , la contaminación del agua , la modificación del flujo, la destrucción o degradación del hábitat y la invasión de especies exóticas . [7] Las tendencias de extinción recientes pueden atribuirse en gran medida a la sedimentación, la fragmentación de los arroyos, los contaminantes químicos y orgánicos, las represas y las especies invasoras. [24] Los estreses químicos comunes sobre la salud de los ecosistemas de agua dulce incluyen la acidificación, la eutrofización y la contaminación por cobre y pesticidas. [25]
La biodiversidad de agua dulce enfrenta muchas amenazas. [26] El Índice Planeta Vivo del Fondo Mundial para la Naturaleza observó una disminución del 83% en las poblaciones de vertebrados de agua dulce entre 1970 y 2014. [27] Estas disminuciones siguen superando las disminuciones contemporáneas en los sistemas marinos o terrestres. Las causas de estas disminuciones están relacionadas con: [28] [26]
Las plantas y animales invasores son un problema importante para los ecosistemas de agua dulce, [29] en muchos casos, desplazando a las especies nativas y alterando las condiciones del agua. Las especies introducidas son especialmente devastadoras para los ecosistemas que albergan especies en peligro de extinción . Un ejemplo de esto es la carpa asiática que compite con el pez espátula en el río Mississippi . [30] Las causas comunes de las especies invasoras en los ecosistemas de agua dulce incluyen las liberaciones en acuarios , la introducción para la pesca deportiva y la introducción para su uso como pez comestible. [31]
Más de 123 especies de fauna de agua dulce se han extinguido en América del Norte desde 1900. De las especies de agua dulce de América del Norte, se estima que el 48,5% de los mejillones, el 22,8% de los gasterópodos , el 32,7% de los cangrejos de río, el 25,9% de los anfibios y el 21,2% de los peces están en peligro o amenazados. [24] Las tasas de extinción de muchas especies pueden aumentar gravemente en el próximo siglo debido a las especies invasoras, la pérdida de especies clave y las especies que ya están funcionalmente extintas (por ejemplo, especies que no se reproducen). [24] Incluso utilizando estimaciones conservadoras, las tasas de extinción de peces de agua dulce en América del Norte son 877 veces más altas que las tasas de extinción de fondo (1 en 3.000.000 de años). [32] Las tasas de extinción proyectadas para los animales de agua dulce son alrededor de cinco veces mayores que para los animales terrestres, y son comparables a las tasas de las comunidades de la selva tropical. [24] Dado el lamentable estado de la biodiversidad de agua dulce, un equipo de científicos y profesionales de todo el mundo recientemente elaboró un plan de acción de emergencia para tratar de restaurar la biodiversidad de agua dulce. [33]
Las técnicas actuales de biomonitoreo de agua dulce se centran principalmente en la estructura de la comunidad, pero algunos programas miden indicadores funcionales como la demanda de oxígeno bioquímico (o biológico), la demanda de oxígeno en sedimentos y el oxígeno disuelto. [6] La estructura de la comunidad de macroinvertebrados se monitorea comúnmente debido a la diversa taxonomía, la facilidad de recolección, la sensibilidad a una variedad de factores estresantes y el valor general para el ecosistema. [34] Además, la estructura de la comunidad de algas (a menudo utilizando diatomeas) se mide en programas de biomonitoreo. Las algas también son taxonómicamente diversas, se recolectan fácilmente, son sensibles a una variedad de factores estresantes y, en general, son valiosas para el ecosistema. [35] Las algas crecen muy rápidamente y las comunidades pueden representar cambios rápidos en las condiciones ambientales. [35]
Además de la estructura de la comunidad, las respuestas a los factores estresantes del agua dulce se investigan mediante estudios experimentales que miden los cambios en el comportamiento de los organismos, las tasas alteradas de crecimiento, reproducción o mortalidad. [6] Los resultados experimentales sobre especies individuales en condiciones controladas pueden no siempre reflejar las condiciones naturales y las comunidades de múltiples especies. [6]
El uso de sitios de referencia es común cuando se define la " salud" idealizada de un ecosistema de agua dulce. Los sitios de referencia se pueden seleccionar espacialmente eligiendo sitios con impactos mínimos de perturbaciones e influencias humanas. [6] Sin embargo, las condiciones de referencia también se pueden establecer temporalmente mediante el uso de indicadores preservados, como valvas de diatomeas , polen de macrófitos, quitina de insectos y escamas de peces, que se pueden utilizar para determinar las condiciones previas a la perturbación humana a gran escala. [6] Estas condiciones de referencia temporales suelen ser más fáciles de reconstruir en agua estancada que en agua en movimiento porque los sedimentos estables pueden preservar mejor los materiales indicadores biológicos.
Los efectos del cambio climático complican enormemente y con frecuencia exacerban los impactos de otros factores de estrés que amenazan a muchos peces, [36] invertebrados, [37] fitoplancton, [38] y otros organismos. El cambio climático está aumentando la temperatura promedio de los cuerpos de agua y empeorando otros problemas, como los cambios en la composición del sustrato , la concentración de oxígeno y otros cambios del sistema que tienen efectos en cadena sobre la biología del sistema. [8] Las temperaturas del agua ya han aumentado alrededor de 1 °C, y las disminuciones significativas en la cobertura de hielo han causado tensiones posteriores en el ecosistema. [8]
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