Limnología

La limnología es la rama de la ecología que estudia los ecosistemas acuáticos continentales (lagos, lagunas, ríos, charcas, marismas y estuarios), las interacciones entre los organismos acuáticos y su ambiente, que determinan su distribución y abundancia en dichos ecosistemas.

La limnología no fue considerada como ciencia hasta la publicación de El origen de las especies, de Charles Darwin, a mediados del siglo XIX.

El principio energético del funcionamiento de los ecosistemas responde a las leyes de la Termodinámica.

Todo lo que ocurre dentro del ambiente acuático responde a estas leyes que se cumplen inaplazable e invariablemente. El hecho de que los niveles de calor determinen las estaciones y las zonas geográficas, y estas a su vez alteren el nivel de presión atmosférica que, con sus desplazamientos nubosos y tipo de precipitaciones, incide directamente en los ambientes acuáticos fluyentes y estancados.

Ríos y embalses lacustres contienen masas de agua fluyente que, de acuerdo a caudal y pendiente, tienen mayor o menor cantidad de energía que transferir conforme a factores climáticos estacionales. Y uno de los grandes temas físicos de las aguas corrientes concernido con la actividad humana dentro de las cuencas hidrolacustres, se trata del ingenio aplicado sea al aprovechamiento como a la disipación de esa energía excedente durante crecidas.

El fluir físico de las aguas produce sinnúmero de fenómenos relacionados con la pendiente,
la forma de los cauces que las portan, su permeabilidad, los materiales y su granulometría, los factores climáticos, las velocidades de acumulación , el volumen fluyente y sus tazas de recurrencia correspondientes (de estiaje y crecida).

Estos fenómenos son estudiados por la Ingeniería Hidráulica y la Hidrología, a partir de las cuales se llega e entender su funcionamiento, a punto tal de poder proyectar modelos a escala para su aprovechamiento y control racional. 

Desde la construcción de enormes represas y canales, hasta el manejo y conducción mínimas de un riego por goteo; desde la comprensión de su dinámica hasta la capacidad de sistematización de riberas, la Hidráulica y la Hidrología son las ciencias aplicadas al uso del agua, estudiando la física de los fenómenos que ella produce en su fluir.

Sin embargo, no todo termina en el ámbito de la física para el tema de las aguas, ya que en sus modalidades, tanto salada como dulce, el agua es el medio de existencia de millones de especies animadas, todas imprescindibles para el equilibrio metabólico del planeta, muchas de las cuales nos sirven de alimento, o son la base del alimento que ingieren las especies que comemos.

Del mismo modo, en el ámbito químico y biológico, todos los organismos para vivir, cumplen con trabajo cuando dan con vertientes energéticas que puedan ser utilizadas. Estas vertientes están constituídas por la energía química.

Las diversas asociaciones atómicas que constituyen la materia, es retroalimentada por los mismos átomos, entrando en combinaciones y asociaciones nuevas que pueden liberar energía.

En la dinámica de la existencia, los mismos átomos sólos atraviezan trasmutaciones nucleares como la del Hidrógeno en Helio, liberando la energía que viene transmitida a la tierra en forma de ondas electromagnéticas de longitudes variables entre el infrarrojo y el ultravioleta; y de ello depende la vida sobre la tierra.

El proceso clave por medio del cual se logra la producción de material orgánico es representado por una reacción química que ocurre en las plantas verdes: la fotosíntesis.

El anhidrido carbónico, el agua y la energía luminosa, en presencia de la clorofila asociada a un complejo sistema enzimático, se transforman en glucosa que conforma los cuerpos y oxígeno que liberan al ambiente.

La energía ingresa al ecosistema con la conversión de la energía lumínica en energía química, o para usar un término más afín, en "energía alimentaria", la que es retransferida de especie a especie a través de la "red de cadenas alimentarias". 

La eficiencia de esta conversión para un área cubierta por plantas en estado vegetativo pleno es del orden del 1%, teniendo en cuenta que la energía luminosa visible utilizada por el pigmento clorofiliano se encuentra en el rango de entre los 400 y 700 nanómetros. Se ha calculado a escala mundial que la pequeña fracción utilizada de energía lumínica produce entre 150 y 200 millones de toneladas en peso seco de material orgánico.

Para mantener la existencia, las plantas que producen materia orgánica generan sus cuerpos consumiendo energía y, al igual que animales y humanos, respiran. La respiración, desde el punto de vista estrictamente biológico, es la reacción química inversa a la fotosíntesis. De hecho, la glucosa ingresada en los alimentos reacciona con el oxígeno liberando anhídrido carbónico y calor. Mucha de la energía acumulada y fijada con la fotosíntesis, es inmediatamente consumida por la planta con la respiración. La parte remanente es utilizada para el crecimiento y la reproducción, quedando un cierto resto de energía potencial alimentaria a disposición de los organismos consumidores.