Limnologia: história, campo de estudo, ramos, pesquisa - Ciência - 2023

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o limnologia é a ciência que estuda os corpos d'água continentais como ecossistemas inter-relacionados com os ecossistemas terrestres e com a atmosfera. Descreva e analise os fatores físicos, químicos e biológicos das águas interiores para explicar sua composição, estrutura, energia e organismos vivos.

O termo "limnologia" vem das palavras Limne (divindade associada à água) e logotipos (tratado ou estudo).Foi empregado pela primeira vez por François Alphonse Forel, um cientista suíço considerado o pai desta disciplina por suas grandes contribuições durante o século XIX.

A limnologia evoluiu notavelmente ao longo de sua história; inicialmente incluía apenas o estudo de lagos, que eram considerados superorganismos, sem interconexão com o meio ambiente. Atualmente, o estudo das águas continentais considera as interações com o meio ambiente e sua importância nos ciclos de matéria e energia.

História

Limnologia antiga

As primeiras contribuições para o conhecimento dos lagos aparecem na Europa antiga, com observações isoladas, sem interconexões entre eles.

Entre 1632 e 1723, A. van Leewenhoek fez as primeiras descrições de microrganismos aquáticos, graças ao aparecimento do microscópio, o que significou um importante avanço no conhecimento da vida aquática.

Em 1786 foi publicada a primeira classificação de organismos microscópicos aquáticos, realizada pelo biólogo dinamarquês Otto Friedrich Müller, chamada Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

Com o surgimento das primeiras estações biológicas, o conhecimento em limnobiologia atingiu sua plenitude. Em 1888, a primeira estação experimental foi fundada nas florestas da Boêmia na República Tcheca. Posteriormente, o número de estações biológicas na Europa e nos Estados Unidos se multiplicou rapidamente.

Os cientistas da época deram grandes contribuições ao conhecimento da vida em corpos de água doce. Destacam-se estudos em taxonomia, mecanismos de alimentação, distribuição, migrações, entre outros.

Limnologia moderna

A limnologia moderna surgiu no final do século 19, com a descoberta da comunidade planctônica de água doce por P.E. Müller, em 1870.

Em 1882 Ruttner estabelece que a limnologia inclui as interações ecológicas, além do estudo descritivo das associações bióticas que ocorrem no corpo d'água.

Em 1887, S.A. Forbes publicou um ensaio chamado O lago como um microcosmo, no qual ele analisa o lago como um sistema em equilíbrio dinâmico de matéria e energia com organismos vivos.

Em 1892, F. A. Forel publicou os resultados de sua pesquisa no Lago Leman (Suíça), com foco na geologia, caracterização físico-química e descrição de organismos vivos no lago.

Em 1917, Cole inclui um segundo objetivo para a limnologia; o estudo dos ciclos da matéria, com especial ênfase nos ciclos biogeoquímicos.

Em 1935, Welch definiu a limnologia como o estudo da produtividade biológica das águas interiores. Esta definição inclui pela primeira vez em limnologia o enfoque na produtividade e no estudo dos sistemas lóticos (rios e riachos), bem como dos sistemas lênticos (lagos).

Em 1975, Hutchinson e Golterman caracterizam a limnologia como uma ciência interdisciplinar que depende da geologia, meteorologia, física, química e biologia.

Em 1986, Lehman descreveu dois campos de estudo ligados à limnologia. Um primeiro campo focou nas propriedades físico-químicas (termodinâmicas) de corpos d'água. Um segundo campo que estuda os processos biológicos no nível da população e da comunidade, controlados pela seleção natural.

Durante a década de 1990, diante da crescente demanda por água e da ameaça global de sua redução em quantidade e qualidade, surgiu uma visão aplicada da limnologia com foco na gestão ambiental.

Limnologia contemporânea

A limnologia do século XXI mantém a visão da importância do conhecimento dos sistemas lênticos e lênticos para favorecer uma gestão ambiental da água que permita à humanidade usufruir do recurso hídrico e seus benefícios sociais, econômicos e naturais.

Campo de estudo

Limnologia é considerada um ramo da ecologia que se concentra nos ecossistemas aquáticos interiores, incluindo lagos, lagoas, águas subterrâneas, lagoas, riachos e rios.

Estuda tanto o fluxo de matéria e energia, como a composição, estrutura e dinâmica dos organismos vivos presentes nas águas continentais ao nível de indivíduos, espécies, populações e comunidades.

A compreensão de todos os processos e mecanismos que constituem a biodiversidade e as respostas físico-químicas dos ambientes aquáticos continentais requer a integração de múltiplas disciplinas científicas, como química, física, biologia, climatologia, hidrologia, geologia, entre outras.

A limnologia também integra os processos das águas continentais com os ecossistemas terrestres. Considera os efeitos da drenagem da água e a contribuição de matéria e energia das bacias. Da mesma forma, leva em consideração as trocas que ocorrem entre os corpos d'água e a atmosfera.

O estudo das águas interiores também envolve a identificação de ameaças ambientais e a descrição de seus efeitos no ecossistema. Da mesma forma, implica na busca de soluções, como a mitigação das mudanças climáticas, o controle de espécies exóticas e a restauração de ecossistemas.

Ramos

Os ramos da limnologia surgem de acordo com o tipo de corpo d'água continental em estudo.

Limnologia de água estagnada

Este ramo da limnologia estuda ecossistemas lênticos, mais conhecidos como lagos. As águas superficiais naturais e os reservatórios artificiais, lagoas ou represas estão incluídos.

Limnologia de águas correntes

A limnologia da água corrente estuda ecossistemas lóticos, como rios ou riachos, caracterizados por um fluxo de água predominantemente horizontal e unidirecional.

Limnologia de águas subterrâneas

Este ramo estuda os processos que ocorrem em reservatórios de água subterrâneos. Estão incluídas pesquisas sobre os processos biogeoquímicos que moldam as características químicas das águas subterrâneas.

Limnologia de lagos salinos

Este ramo estuda lagos salinos, que constituem 45% dos lagos interiores do mundo. Sua pesquisa se concentra nas características particulares desses ecossistemas, incluindo suas descrições químicas, físicas e biológicas.

Pesquisa recente

Investigações em lagos tropicais

A maioria das pesquisas em ambientes lênticos foi realizada em lagos nas regiões temperadas do norte. No entanto, a dinâmica biogeoquímica de grandes lagos tropicais é diferente daquela registrada para lagos temperados.

Li et al., Publicaram um artigo em 2018 sobre a geoquímica de sedimentos e a contribuição para a ciclagem de carbono e nutrientes em um lago tropical localizado no Malawi (África Oriental).

Os resultados indicam uma contribuição significativa dos sedimentos nos orçamentos biogeoquímicos do lago. Além disso, eles mostram que as taxas de sedimentação aumentaram significativamente nos últimos dez anos.

Investigações em represas ou reservatórios artificiais

O número de lagoas artificiais e represas aumentou rapidamente nos últimos anos.

Mesmo que um bom conhecimento dos lagos naturais possa ajudar a entender os ecossistemas artificiais, eles podem apresentar múltiplas características que os diferenciam dos ecossistemas naturais. Por isso, a pesquisa em ambientes artificiais é de grande importância hoje.

Znachor et al. (2018) analisaram dados de 36 variáveis ambientais obtidas ao longo de 32 anos em um pequeno reservatório na República Tcheca. O objetivo da pesquisa foi detectar tendências nas características climáticas e biogeoquímicas.

Quase todas as variáveis ambientais mostraram tendências variáveis ao longo do tempo. Reversões de tendência também foram identificadas. Por exemplo, o carbono orgânico dissolvido mostrou uma tendência de crescer linearmente continuamente.

Este estudo também mostrou uma mudança nas tendências no final da década de 1980 e durante a década de 1990. Os autores interpretam essa mudança como uma resposta a algumas mudanças socioeconômicas ocorridas na região.

Outro resultado importante deste estudo é uma mudança nas condições hidráulicas da barragem ocorrida em 1999. Isso ocorreu após o aumento do volume de retenção da barragem, em decorrência de uma decisão administrativa tomada após um período de fortes chuvas.

Este exemplo mostra como a pesquisa em limnologia pode nos mostrar os efeitos de fatores socioeconômicos e decisões políticas sobre o funcionamento de ecossistemas artificiais. Por sua vez, eles podem nos ajudar a entender os efeitos nos ecossistemas naturais.

Pesquisa em paleolimnologia

Paleolimnologia é o estudo dos sedimentos depositados em lagos com o objetivo de reconstruir a história natural ou a mudança nas variáveis ambientais de um lago ou seu entorno no passado. Para isso, são utilizadas diferentes metodologias, como a análise de microfósseis de diatomáceas, pólen ou ostracodes.

Novaes Nascimento e colaboradores publicaram um artigo em 2018 sobre uma investigação paleobiológica nos Andes peruanos que reconstrói a história do Lago Miski, um pequeno refúgio de água salgada localizado a 3.750 metros acima do nível do mar.

Os resultados da estratigrafia carbonática e da comunidade fóssil de diatomáceas mostraram uma diminuição do nível do lago durante o Holoceno Médio, porém nunca secou completamente.

A história mostra que o lago Miski faz parte da paisagem há 12.700 anos, embora muitos lagos andinos rasos tenham secado.

Referências

Banderas, A.G e González, R. (1996). Limnologia, uma revisão do conceito. Engenharia Hidráulica no México, XI (1): 77-84.
Basavarajappa, S.H., Raju, N.S. e Hosmani, S.P. (2014) Limnology: A Critical Review. Current World Environment, 9 (3), 741-759.
Li, J., Brown, E.T., Crowe, S.A. e Katsev, S. (2018). Geoquímica de sedimentos e contribuições para o ciclo de carbono e nutrientes em um lago tropical meromítico profundo: Lago Malawi (África Oriental). Journal of Great Lakes Research 44 (6): 1221-1234
Novaes Nascimento, M., Laurenzi, A.G., Valencia, B.G., Van, R. e Bush, M. (2018). Uma história de 12.700 anos de alteração paleolimnológica de um microrefúgio andino. O Holoceno.
Welsh, P.S. (1952). Limnologia. McGraw Hill. Londres 538.
Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D e Mrkvička T. (2018). Múltiplas tendências de longo prazo e reversões de tendência dominam as condições ambientais em um reservatório de água doce feito pelo homem. Ciência do Ambiente Total 624: 24-33.