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Historia de la Limnología La invención del microscopio, en el siglo XVII, permitió el desarrollo del conocimiento de la vida en el agua. Leeuwenhoek observan protozoos y rotíferos, revolucionando el campo científico HISTORIA DE LA LIMNOLOGÍA Fundamentos de Limnología Saussure, en el siglo XVIII reportó las primeras mediciones de temperatura en los Alpes Suizos Simmony, en el siglo XIX, descubrió el fenómeno de estratificación térmica también en los Alpes Suizos Agassiz, en 1850, relacionó por primera vez los organismos acuáticos con las propiedades físicas y químicas del agua. Historia de la Limnología Haeckel, en 1866, el padre de la ecología, fue uno de los primeros en establecer que los principios ecológicos que rigen la vida en la tierra son los mismo que rigen la vida en el agua. Forbes, en 1877, publica el primer concepto limnológico del sistema acuático, en su publicación “El lago como un microcosmos” Sin embargo, son los trabajos de Forel publicados entre 1892-1904 los que marcan el comienzo de la Limnología como ciencia. Forel es llamado por algunas escuelas como el “Padre de la Limnología”. Ya en el siglo 20, por sus aportes a la Limnología desde la Ecología Teórica, Hutchinson es considerado uno de los limnólogos más prominentes. El primer laboratorio dedicado a estudios limnológico es el Instituto de Limnología de Plön, hoy llamado Instituto Max Planck de Limnología, fundado en Alemania, en 1981. ¿Qué es la Limnología? “En términos amplios, la Limnología es el estudio de las relaciones funcionales y de productividad de las comunidades de agua dulce y la manera como las afecta el ambiente físico, químico y biológico” (Wetzel, 1983). “Estudio de la oceanografía de las aguas continentales” (Cole, 1983) …basada en la definición de Forel (1892) ”Oceanografía de los lagos”. “La ciencia q trata de las interrelaciones de procesos y métodos donde quiera q haya transformación de materia y energía en el agua” (Baldi, 1949). “El estudio ecológico de todas las masas de aguas continentales” (Kiel, 1922). ¿Qué es la Limnología? Limnología: el estudio de los lagos …Keller (1961), define… Potamología: el estudio de los ríos Y ¿qué dice la RAE? http://lema.rae.es/drae/?val=limnolog%C3%ADa Limnología. (Del gr. λίμνη, laguna, y -logía). 1. f. Estudio científico de los lagos y lagunas. 2. f. Biología de las aguas dulces, en general, y estudio de los factores no bióticos de ellas. Río Grande, Tierra del Fuego http://lema.rae.es/drae/?val=limnolog%C3%ADa Entonces ¿Qué es la Limnología? “La ciencia que estudia la estructura y función de las aguas continentales” CIENCIA DESCRIPTIVA?? …ya que es una subdisciplina de la ecología, se crea el concepto de Limnoecología o Ecología Acuática (Lampert, 1997) “Ecología Acuática es el estudio de las relaciones entre organismos acuáticos y entre estos organismos y su ambiente” EVOLUCIÓN ECOLOGÍA DE POBLACIONES ECOLOGÍA DE COMUNIDADES ECOLOGÍA DE ECOSISTEMAS INTERACCIONES DINÁMICAS FLUJOS ¿ Que son las Aguas Continentales ? Todos los sistemas acuáticos NO MARINOS, sobre la plataforma continental o insular. Sistemas Lóticos: (latín lotus: participio de lavere, lavar): tienen un sentido definido, sus aguas están en movimiento continuo, son ambientes de escasa profundidad, son sistemas abiertos en donde se comunican con otros ambientes lóticos generando sistemas o redes fluviales. Ejemplos: ríos, arroyos, canales, manantiales. Sistemas lénticos o leníticos: sus aguas están estancadas y con poco o escaso movimiento, generalmente presentan grandes profundidades. Ejemplos: mares, océanos, lagos, lagunas, bofedales, ciénagas, charcas, embalses, pantanos. Humedales Se conocen unas 50 definiciones diferentes de humedales Según la convención RAMSAR “Extensiones de marismas, pantanos, turberas o aguas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancados o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluyendo las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda de 6 metros”. Humedales Naturales Artificiales: represas, tranques, canales de riego, arrozales , etc. Marinos y costeros Marinos: costas rocosas y playas Estuarinos: deltas, albúferas Continentales • Lacustres: lagos y lagunas • Ribereños: ríos y arroyos • Palustres: pantanos, ciénagas, (vegas y bofedales), turberas, bosques pantanosos Sistemas lénticos naturales Lagos Los lagos se caracterizan por ser cuerpos de agua relativamente profundos, con bajas tasas de renovación (aguas en movimiento lento). En general tienen un flujo unidireccional, a través de uno o varios afluentes y efluentes, pero pueden también ser sólo cubetas inundadas por precipitación. ESTRATIFICACIÓN TÉRMICA (gradiente vertical de temperatura genera diferencias en densidad que producen estratos térmicos que impiden la mezcla) Lago Blanco, Tierra del Fuego Sistemas lénticos naturales Afluente Afluente Efluente o desagüe Sistemas lénticos naturales Sistemas lénticos naturales Sistemas lénticos naturales Sistemas lénticos naturales “SHALLOW LAKES”, “PONDS” O…LAGUNAS?? “SHALLOW LAKES”, “PONDS” O…LAGUNAS?? Pequeños lagos, de cubeta con baja profundidad que permite que la luz penetre todo el cuerpo de agua y permita el desarrollo de macrófitas (plantas superiores, algas, musgos, etc, adaptados al medio acuático). Se caracterizan por una alta productividad. Generalmente eutróficos o mesotróficos (ricos en nutrientes) SIN ESTRATIFICACIÓN TÉRMICA. Temperatura uniforme en cuerpo de agua. Lagunas Depósito de agua, por lo general dulce, de menores dimensiones que un lago??...entonces es un shallow lake? Según el concepto geológico, una LAGUNA es Lago pequeño. Los geógrafos alemanes, al igual que los franceses e ingleses, reducen el término "laguna" al de "laguna litoral", entendiendo por ella una extensión de agua salada o salobre aislada del mar por una lengua de tierra estrecha. Laguna Las Mellizas. Parque Nacional Torres del Paine Laguna litoral o albufera: lagunas litorales en costas bajas, de agua salina o ligeramente salobre, separadas del mar por lenguas o cordones de arena. Pueden tener comunicación con el mar por acción de las corrientes de flujo y reflujo de las mareas, combinadas con la acción del viento. Al ser ecotonos son espacios llenos de vida con abundante vegetación acuática así como fauna ictícola que acude a desovar y utilizándolas muchas aves migratorias para hacer escala en sus viajes estacionales. Imagen de satélite de la laguna de los Patos en Brasil https://es.wikipedia.org/wiki/Ecotono https://es.wikipedia.org/wiki/Vida https://es.wikipedia.org/wiki/Fauna https://es.wikipedia.org/wiki/Ictiolog%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Ave_migratoria https://es.wikipedia.org/wiki/Laguna_de_los_Patos https://es.wikipedia.org/wiki/Brasil Panorámica de laguna el peral (El tabo) Laguna litoral o albufera Salares Sistemas lacustres sin efluentes que se forman a partir de una costra salina que puede o no estar inundada, alcanzando una elevada concentración de sales. Evaporación > pluviosidad Son alimentados por manantiales o vertientes provenientes de napas subterráneas (acuíferos). Principalmente en la Cordillera de Los Andes de la I a la III Región y sobre los 2000 msnm, alcanzando alturas superiores a los 4500 msnm. Salar de Surire (http://www.mayurutour.com/es/circuitos/19/8-dias-7-noches-tour-salares-de-chile-salar- de-surire-salar-del-huasco-salar-de-coposa-salar-de-atacama) ACUÍFEROS Unidad geológica del subsuelo, de permeabilidad variable, capaz de almacenar grandes volúmenes de agua y transmitir parte de ella a la superficie Aguas Subterráneas Agua de fondo. Agua llegada al subsuelo por infiltración (vadosa) o liberada de magmas pétreos ascendentes (juvenil) que llena los espacios vacíos de la tierra. Hay capas que conducen el agua de fondo (acuíferas) y otras inferiores que la almacenan (acuífugas, impermeables). Turberas Este ambiente se caracterizapor la formación de un tipo especial de sedimento formado por materia orgánica vegetal en un medio saturado que puede ser de agua dulce o de baja salinidad. Las turberas proporcionan importantes funciones y servicios ecosistémicos, incluyendo la regulación del agua, la conservación de una biodiversidad específica, y el secuestro y almacenamiento de carbono. Representan entre el 50 - 70% de los humedales del planeta. Imagen extraída del libro «Funciones y servicios ecosistémicos de las turberas en Magallanes» (Domínguez y Valdés (Eds.) 2015). Bofedales Bofedal es un humedal de altura y se considera una pradera nativa poco extensa con permanente humedad. Los vegetales o plantas que habitan el bofedal reciben el nombre de vegetales hidrofíticos. Los bofedales se forman en zonas como las de las mesetas andinas ubicadas sobre los 3800 metros de altura, en donde las planicies almacenan aguas provenientes de precipitaciones pluviales, deshielo de glaciares y principalmente afloramientos superficiales de aguas subterráneas Imagen: Bofedales del lago chungará https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCKvg74WOlccCFUkikAodlTYHU A&url=http%3A%2F%2Fwww.flickr.com%2Fservices%2Ffeeds%2Fgeo%2F%3Fformat%3Dkml%26tags%3Dbofedales%26lang%3Denus%26page%3 D1&ei=hqrDVauFA8nEwASV7ZyABQ&bvm=bv.99556055,d.Y2I&psig=AFQjCNFHET7krkWu1XNces-pUcYyEPEVag&ust=1438972924659673). https://es.wikipedia.org/wiki/Humedal https://es.wikipedia.org/wiki/Pradera https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vegetales_hidrof%C3%ADticos&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Puna Pantanos y ciénagas CIÉNAGAS Zona mal drenada en una llanura de inundación. Depósitos de aguas no corrientes, con algún grado de conexión con el río. Constituyen sitios de amortiguación de las crecientes, ya que almacenan agua de desborde y de lluvias durante la época de niveles máximos. PANTANOS Terreno cenagoso ocupado por una capa de agua estancada, generalmente superficial, e invadido por vegetación acuática. Se origina sobre suelos impermeables y sin pendiente o en depresiones con un nivel alto de aguas subterráneas. Río Serrano, sector Pueblito del Serrano PNTP. Sistemas lóticos naturales Ríos y Arroyos Río es un cuerpo de agua confinado en un canal y que se mueve pendiente abajo por acción de la gravedad. Proveen condiciones especiales para la vida y para la organización de las estructuras y procesos ecológicos básicos. Tienen estructura longitudinal y altitudinal, que determina diferencias entre las partes altas y bajas de un mismo cuerpo de agua, el cual puede verse como un continuo que varía a medida que desciende; más complejo y maduro en las partes bajas que en las altas. Mayor influencia del sistema terrestre adyacente, a lo largo de su recorrido. Ej: hojarasca que cae de los bosques ribereños e insectos acuáticos que pasan al bosque. Río Rassmusen, Tierra del Fuego. Ríos y corrientes de Montaña •Pendientes acentuadas •De carácter torrencial •Flujo turbulento de las aguas •Con cascadas y raudales, sobre sustratos rocosos. •Alta capacidad erosiva •Transporte de material particulado •Ambientes muy oxigenados. •Productividad primaria baja basada en plantas resistentes a las corrientes •Muy poco plancton •Invertebrados, larvas de insectos y peces adaptados a la corriente. Embalses Fines: • Hidroeléctricas • Agua potable • Control de inundaciones • Recreacionales Los embalses son cuerpos de agua artificiales formados por el represamiento de ríos. Sus características y dinámica difiere de los lagos naturales ya que se trata de ecosistemas intermedios entre aguas corrientes (ríos) y lentas (lagos). La tasa de renovación es intermedia también, mucho más lento que en los ríos y mucho más rápido que en los lagos. Imagen: Embalse la Paloma, Monte Patria – Coquimbo (http://www.turichile.cl/es/chile.asp?chile=embalse-la- paloma&serv=reportajes) Embalses Perfil longitudinal de un río Perfil longitudinal de un río Río anastomosado Waimakariri River, Canterbury, New Zealand. CUENCAS Cuenca hidrográfica: territorio cuyas aguas fluyen todas al mismo río, lago o mar; está delimitada por divisorias de aguas. Divisoria de agua: línea imaginaria que separa dos cuencas de drenaje, determinada por las altas cumbres Cuenca hidrológica: Las cuencas hidrológicas son unidades morfológicas integrales y además de incluir todo el concepto de cuenca hidrográfica, abarcan en su contenido, toda la estructura hidrogeológica subterránea del acuífero como un todo. CUENCAS CUENCAS Divisoria de aguas CUENCAS Cuencas TIPOS DE CUENCAS EXORREICAS •Escurrimiento superficial de las aguas que desembocan en el mar. •Cursos de agua permanentes. ENDORREICAS •área en la que el agua no tiene salida superficialmente, por ríos, hacia el mar. •Se alimentan por precipitaciones. •Pierden agua por infiltración o evaporación (ej: salares E>P). ARREICAS •Sin escurrimiento de aguas superficiales. •Áreas donde no se definen cursos fluviales, debido a la falta de agua o suelos muy permeables. •Regularmente a áreas desérticas en las que se produce excepcionalmente escurrimiento. •Las cuencas tienen un comportamiento violento y de corta duración. Evolución de los Sistemas acuáticos LOS SISTEMAS ACUÁTICOS SON DINÁMICOS !!! Ciclo de vida: •Natural •Perturbaciones Evolución de los Sistemas acuáticos Evolución de los Sistemas acuáticos Evolución de los Sistemas acuáticos El modelo del RCC, por ejemplo, asume que en las cabeceras de los ríos, de cauces estrechos y abundante vegetación de ribera, la producción primaria es escasa (baja incidencia solar) y la principal entrada de energía se produce por los aportes de la zona de ribera (en forma de hojarasca). Esta materia (CPOM) tras ser parcialmente procesada por los organismos acuáticos de estos tramos (principalmente trituradores) es exportada aguas abajo y constituye el sustrato energético básico para estas comunidades. De la misma manera, al ensancharse los cauces y permitir una mayor incidencia solar la producción primaria es mayor, aparecen macrófitos y las comunidades biológicas difieren de las de cabecera. Evolución de los Sistemas acuáticos Evolución de los Sistemas acuáticos Trituradores o shredders Depredadores o predators Colectores o collectors Pastoreadores o grazers Evolución de los Sistemas acuáticos Evolución de los Sistemas acuáticos Evolución de los Sistemas acuáticos Evolución de los Sistemas acuáticos Monitoreo Biológico Factores Forzantes y Favorables Químicos Biológicos Aguas Continentales Físicos • Salinidad • Conductividad • pH • Nutrientes • Gases disueltos • Metales • Microalgas • Macrófitas • Microfauna • Peces Vegetación terrestre • Geología del sustrato • Origen del sistema • Morfología de cuenca • Temperatura • Precipitación • Viento • Latitud • Altitud • Climáticos • Geográficos • Geológicos Factores Forzantes y Favorables Químicos Biológicos Aguas Continentales Físicos • Microalgas • Macrófitas • Microfauna • Peces Vegetación terrestre MICRO-MACRO INVERTEBRADOS • Invertebrados de tamaño microscópico con tamaño inferior a 2mm (<5mm otros autores) hasta varios centímetro de longitud. • Principal componente animal de los ecosistemas acuáticos • Fuente de alimentación de los peces. • Se alimentan de microalgas y materiales en suspensión. MICROALGAS • Algas de tamaño microscópico con tamaño entre 2 um y 200 um (500 um). • Principal componente vegetal de los ecosistemas acuáticos. • Se alimentan de luz y nutrientes • Fuente de alimentación de invertebrados principalmente Comunidades Acuáticas Comunidades Acuáticas Zona litoral. Comprende la zona de agua somera de la orilla y parte del fondo hasta donde penetra la luz solar. Macrófitas: plantas superiores, algas, musgos, etc., adaptados al medio acuático. Adheridas: Epilíticas: rocas Episámnicas: arena Epifíticas: vegetales Epizoicas: animales Perifiton: “Comunidad de microalgasbentónicas que crecen sobre un sustrato sumergido en agua, donde penetra suficiente luz para su desarrollo”. Bentos: organismos asociados al fondo. Fito/Zoo Libres: Epipélicas: sobre los sedimentos Endopélicas: entre los sedimentos Zona limnética = Zona pelágica Comunidades Acuáticas Clasificación de lagos En los sistemas leníticos, otro factor importante que incide sobre la heterogeneidad espacial de los mismos (distribución de organismos y procesos) es la existencia o no de un periodo de estratificación. Este viene condicionado por la formación o no, de una termoclina (gradiente vertical brusco de temperatura que se produce por la mezcla de aguas frías y calientes Periodos de estratificación y mezcla en un sistema lenítico. 3-4°C todo el lago Mezcla primaveral 10°C 15-20°C 3-10°C todo el lago Clasificación de lagos Lagos fríos monomícticos. La temperatura del agua profunda y superficial no sobrepasa nunca los 4º C. Cuando las aguas superficiales alcanzan en verano 4º C, puede producirse una circulación vertical que origina la mezcla de las aguas. Estos lagos se encuentran en las regiones polares. Lagos templados dimícticos. En los lagos de las zonas templadas sufcientemente profundos, se producen ciclos estacionales que alteran la estratificación de las aguas. Durante el verano, las aguas de las capas superiores se calientan más que las del fondo; este hecho da origen a que se produzca la circulación de las aguas superficiales, las cuales no se mezclan con las del fondo. La diferencia de temperatura entre las aguas superiores y las profundas da origen a una zona intermedia denominada termoclina que separa dos capas de agua bien diferenciadas: la que está por encima de la termoclina se denomina epilimnio, con aguas calientes y circulantes; la capa profunda por debajo de la termoclina recibe el nombre de hipolimnio y comprende las aguas frías, no circulantes. 3-4°C todo el lago Mezcla primaveral 10°C 15-20°C 3-10°C todo el lago Clasificación de lagos Lagos templados dimícticos. En el otoño, la temperatura baja en el epilimnio hasta igualar la del hipolimnio; este hecho provoca la circulación total de las aguas del lago, produciendo la mezcla de las aguas superficiales y profundas. Durante el invierno se produce una estratificación, debido a que las aguas de la superficie se congelan, mientras las aguas del fondo permanecen a 4º C. Esta temperatura corresponde al máximo de densidad del agua. La descomposición bacteriana se reduce a temperaturas bajas. Durante la primavera sube la temperatura de las aguas del epilimnio, el hielo se funde y, al hacerse el agua más pesada pues ha aumentado su densidad, desciende hacia el fondo provocando la subida de las aguas profundas; así se establece una circulación total de las aguas con la consiguiente fertilización de las capas superiores por el arrastre de nutrientes en suspensión. 3-4°C todo el lago Mezcla primaveral 10°C 15-20°C 3-10°C todo el lago Factores Forzantes y Favorables Químicos Biológicos Aguas Continentales Físicos • Salinidad • Conductividad • pH • Nutrientes • Gases disueltos • Metales pH Nutrientes EUTROFICACION Proceso natural (a escala geológica) que ocurre en todos los cuerpos de agua, debido a la acumulación gradual de nutrientes y biomasa orgánica producida por aumento de productividad y consecuente disminución de la profundidad por acumulación de sedimentos. En Chile nuestros sistemas están limitados por N La “eutroficación cultural” es la aceleración de este proceso por causa humana. Lampert, 1997 Nutrientes Algunas diferencias según trofía… Factores Forzantes y Favorables Químicos Biológicos Aguas Continentales Físicos • Salinidad • Conductividad • pH • Nutrientes • Gases disueltos • Metales • Microalgas • Macrófitas • Microfauna • Peces Vegetación terrestre • Geología del sustrato • Origen del sistema • Morfología de cuenca • Temperatura • Precipitación • Viento • Latitud • Altitud • Climáticos • Geográficos • Geológicos ANTRÓPICO!!! GRACIAS!! Sector Arco iris, Río Grande, Tierra del Fuego Fig. 12.24 in Graham et al. 2008 Cell Division: McDonald Pfitzer Rule • Es una diatomea pennada bentónica con un canal central denominado RAFE. • Se caracteriza por habitar principalmente sobre mantos Epilíticos o ser parte del Perifiton . • Pedúnculo de polisacáridos. • Gran tamaño (100-210 µm largo) • Alto potencial reproductivo, rápida expansión, no se puede erradicar. Rafe Eje Basal Estigmas Valva Eje Apical INTRODUCCION Zona producción Mucopolisacárido Vectores Impactos dentro de los ríos • Económicos: Baja cantidad de Turistas • Sociales: Pérdida de trabajo de operadores de turismo. • Estéticos: Daños sobre el paisaje (Papel Mojado) • Ambientales: Modificación de las cadenas tróficas. RESULTADOS PRINCIPALES Prospectar la presencia/ausencia de D. geminata en ríos y lagos de importancia recreativa y productiva para la región FAN: Floraciones algales nocivas Didymosphenia geminata (Didymo o Moco de Roca) RESULTADOS PRINCIPALES RESULTADOS PRINCIPALES Material Promocional de Difusión: Material Promocional de Difusión: Material Promocional de Difusión: Material Promocional de Difusión: Material Promocional de Difusión: • ¿Qué hacemos para preservar la biodiversidad? El impacto de las basura La mayoría de la basura marina es plástico (Foto: U.S. Fish and Wildlife Service Headquarters, Creative Commons) El turismo puede verse afectado negativamente por la basura marina (Foto: Zak Noyle) Río Citarum en Indonesia es el río más contaminado del mundo Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados Macroinvertebrados GRACIAS!! Sector Arco iris, Río Grande, Tierra del Fuego
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