Los lagos distróficos , también conocidos como lagos húmicos , son lagos que contienen altas cantidades de sustancias húmicas y ácidos orgánicos. La presencia de estas sustancias hace que el agua tenga un color marrón y un pH generalmente bajo , de alrededor de 4,0 a 6,0. Debido a estas condiciones ácidas, hay poca biodiversidad capaz de sobrevivir, compuesta principalmente por algas , fitoplancton , picoplancton y bacterias . [1] [2] Se han realizado amplias investigaciones sobre los numerosos lagos distróficos ubicados en el este de Polonia, pero se pueden encontrar lagos distróficos en muchas áreas del mundo. [3]
Los lagos se pueden clasificar según el aumento de su productividad en oligotróficos , mesotróficos, eutróficos e hipereutróficos. Los lagos distróficos solían clasificarse como oligotróficos debido a su baja productividad . Sin embargo, investigaciones más recientes muestran que la distrofia puede asociarse con cualquiera de los tipos tróficos. Esto se debe a un rango de pH más amplio posible (ácido 4,0 a más neutro 8,0 en ocasiones) y otras propiedades fluctuantes como la disponibilidad de nutrientes y la composición química. Por lo tanto, la distrofia puede clasificarse como una condición que afecta el estado trófico y no como un estado trófico en sí mismo. [4]
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Los lagos distróficos tienen un alto nivel de carbono orgánico disuelto. Éste consiste en ácidos carboxílicos y fenólicos orgánicos , que mantienen los niveles de pH del agua relativamente estables al actuar como un amortiguador natural . Por lo tanto, el pH naturalmente ácido del lago no se ve afectado en gran medida por las emisiones industriales. El carbono orgánico disuelto también reduce la entrada de radiación ultravioleta y puede reducir la biodisponibilidad de los metales pesados al unirlos. [5] Hay un contenido de calcio significativamente menor en el agua y los sedimentos de un lago distrófico en comparación con un lago normal. [1] Los ácidos grasos esenciales , como EPA [ se necesita aclaración ] y DHA [ se necesita aclaración ] , todavía están presentes en los organismos de los lagos húmicos, pero su calidad nutricional se degrada debido a este ambiente ácido, lo que resulta en una baja calidad nutricional de los productores de lagos distróficos . como el fitoplancton. [6] El índice de distrofia hidroquímica es una escala utilizada para evaluar el nivel de distrofia de los lagos. En 2016, Gorniak propuso un nuevo conjunto de reglas para evaluar este índice, utilizando propiedades como el pH del agua superficial, la conductividad eléctrica y las concentraciones de carbono inorgánico disuelto y carbono orgánico disuelto. [7] Debido al diferente estado trófico preexistente, los lagos afectados por distrofia pueden diferir mucho en su composición química de otros lagos distróficos. [4] Los estudios de la composición química de los lagos distróficos han demostrado niveles elevados de nitrógeno inorgánico disuelto y mayores actividades de lipasa y glucosidasa en los lagos polihúmicos en comparación con los lagos oligohúmicos. En los lagos oligohúmicos, las microcapas superficiales tienen niveles más altos de actividad fosfatasa que las microcapas subterráneas. Lo contrario ocurre cuando el lago es polihúmico. Tanto los lagos oligohúmicos como los polihúmicos muestran una mayor actividad aminopeptidasa en las microcapas del subsuelo que en las microcapas de la superficie. [3]
La zona de captación de un lago distrófico suele ser un bosque de coníferas rico en turba que se extiende a lo largo de la superficie del agua. [1] A pesar de la presencia de abundantes nutrientes, los lagos distróficos pueden considerarse pobres en nutrientes, porque sus nutrientes están atrapados en la materia orgánica y, por lo tanto, no están disponibles para los productores primarios. [8] La materia orgánica de los lagos distróficos es principalmente alóctona: procede de la tierra: la materia orgánica extraída en la zona de captación llena gradualmente este medio acuático. Debido a este ambiente rico en materia orgánica , es el bacterioplancton el que controla la tasa de flujo de nutrientes entre los ambientes acuático y terrestre. [9] Las bacterias se encuentran en grandes cantidades y tienen un gran potencial de crecimiento a pesar de las condiciones distróficas. Estas bacterias impulsan la red trófica de los lagos húmicos proporcionando energía y suministrando formas utilizables de carbono orgánico e inorgánico a otros organismos, principalmente a flagelados fagotróficos y mixotróficos . [10] La descomposición de la materia orgánica por parte de las bacterias convierte también el nitrógeno y el fósforo orgánicos en sus formas inorgánicas, que ahora están disponibles para ser absorbidas por los productores primarios, que incluyen fitoplancton grande y pequeño (algas y cianobacterias). [2] [1] Sin embargo, la actividad biológica de los lagos húmicos está dominada por el metabolismo bacteriano , que domina la red alimentaria . La química de los lagos húmicos dificulta el establecimiento de niveles tróficos superiores, como los peces planctívoros , dejando una red alimentaria simplificada que consta principalmente de plantas, plancton y bacterias. [9] El predominio de las bacterias significa que los lagos distróficos tienen una tasa de respiración más alta que la tasa de producción primaria . [1]
La formación de un lago húmico a través de la escorrentía orgánica tiene un efecto dramático en el ecosistema del lago . Los cambios en la composición química que aumentan la acidez del lago dificultan la proliferación de peces y otros organismos . La calidad del lago para su uso como agua potable también disminuye a medida que aumentan la concentración de carbono y la acidez. El pescado que sí se adapta al aumento de la acidez puede que tampoco sea apto para el consumo humano debido a los contaminantes orgánicos . Las concentraciones y la movilidad de los metales pesados también pueden verse alteradas como resultado de cambios en la composición química de un lago húmico. [11]
Se sabe comúnmente que los lagos son importantes sumideros en el ciclo del carbono . Debido a sus altos niveles de carbono orgánico disuelto, los lagos distróficos son sumideros de carbono significativamente más grandes que los lagos claros. [12] Los elevados niveles de concentración de carbono en los lagos húmicos se ven afectados por los patrones de vegetación en la zona de captación, cuya escorrentía es la principal fuente de materia orgánica. Sin embargo, los cambios en estos niveles también pueden atribuirse a cambios en las precipitaciones, modificaciones de las tasas de mineralización del suelo , reducción de la deposición de sulfatos y cambios de temperatura. Todos estos factores pueden verse afectados por los cambios en el clima . Se espera que el cambio climático contemporáneo aumente el suministro de carbono orgánico a los lagos y, por lo tanto, cambie el carácter de algunos a uno distrófico. [11]
Ejemplos de lagos distróficos que han sido estudiados por los científicos incluyen el lago Suchar II en Polonia, los lagos Allgjuttern, Fiolen y Brunnsjön en Suecia y el lago Matheson en Nueva Zelanda. [1] [7] [13]
