Gli animali e le piante che vivono in acqua dolce sono chiamati vita acquatica. L’acqua in cui vivono è dolce, il che significa che è meno salata dell’oceano. L’ambiente terrestre (terra) che circonda l’ambiente d’acqua dolce ha un grande impatto sugli animali e le piante che ci vivono. Alcuni fattori che influenzano l’ambiente d’acqua dolce includono il clima, la composizione del suolo e gli animali e le piante terrestri della zona.
Proprio come sulla terraferma, le piante acquatiche richiedono anidride carbonica, nutrienti (sostanze come fosfato e azoto necessarie per la crescita) e luce per la fotosintesi, il processo in cui le piante si nutrono di luce solare, acqua e anidride carbonica. Gli animali acquatici hanno bisogno di respirare ossigeno e consumare cibo. Le condizioni fisiche che circondano il corpo d’acqua o la zona umida (terre che sono coperte dall’acqua abbastanza spesso da controllare lo sviluppo del suolo) controllano la disponibilità di queste risorse. Per esempio, le concentrazioni di nutrienti, ossigeno e anidride carbonica nell’acqua dipendono da quanta aria entra nell’acqua e dalla composizione chimica del terreno vicino. I sedimenti (particelle di sabbia, ghiaia e limo) nell’acqua influenzano la quantità di luce che raggiunge il fondo del lago o del fiume. La temperatura dell’acqua influenza la velocità di crescita di animali e piante. Le caratteristiche del fondo del corpo idrico (sabbia, fango, rocce) e la velocità delle correnti (movimento orizzontale dell’acqua) controllano quali tipi di piante e animali possono vivere e riprodursi in una zona.
In generale, gli ambienti di acqua dolce si dividono in due grandi categorie: acque lentiche e acque lotiche. Le acque lentiche sono quelle in movimento, come i fiumi e i torrenti. Le acque lentiche sono quelle stazionarie, come nei laghi e negli stagni. A volte, tuttavia, fiumi e torrenti confluiscono in laghi e stagni e i due diversi habitat si fondono insieme. Alcune zone umide possono anche contenere molte caratteristiche degli ambienti d’acqua dolce.
La vita nei fiumi e nei torrenti
Fiumi e torrenti sono caratterizzati da diverse caratteristiche fisiche. Sono generalmente composti da acqua dolce che scorre in una direzione. Il flusso d’acqua è più spesso da un’area di alta quota (come una catena montuosa) ad un’area di bassa quota (come un oceano). Di solito, l’acqua scorre velocemente all’inizio e rallenta man mano che si sposta a valle. I ruscelli spesso si uniscono ai fiumi, quindi c’è più acqua alla fine di un fiume che all’inizio. Mentre i fiumi scorrono, erodono (consumano) le rocce e raccolgono sedimenti, rendendo i fiumi spesso più torbidi alla fine. Poiché i fiumi e i torrenti cambiano così tanto dal loro inizio alla loro fine, ci sono molti tipi diversi di habitat per gli animali. Di conseguenza, il numero di specie animali che vivono nei fiumi e nei torrenti è maggiore del numero di specie che vivono nei laghi e negli stagni.
La vita delle piante nei fiumi e nei torrenti Una grande sfida per le piante che vivono nei fiumi e nei torrenti è rimanere sul posto, specialmente nelle correnti veloci. Le piante hanno diverse tecniche per superare il trascinamento dell’acqua. Le diatomee sono un tipo di alghe. Le alghe sono organismi marini che vanno dal microscopico fitoplancton al kelp gigante e che contengono clorofilla, lo stesso pigmento usato dalle piante terrestri per effettuare la fotosintesi. Le diatomee evitano le correnti sfruttando le loro piccole dimensioni. Crescono in un singolo strato sulla superficie delle rocce. A causa dell’attrito tra la superficie della roccia e l’acqua, il flusso dell’acqua rallenta quasi fino a fermarsi entro circa un decimo di pollice (un quarto di centimetro) dalla superficie della roccia. Questa regione è chiamata strato limite, e fornisce alle diatomee protezione dalle forze della corrente che altrimenti le trascinerebbe a valle.
Le grandi piante fluviali tipiche includono alghe, muschi ed epatiche. Queste piante superano la resistenza dell’acqua usando speciali adattamenti per afferrare le rocce. Le grandi alghe spesso si attaccano alle rocce con strutture simili a radici chiamate holdfast. Inoltre, le piante spesso si ancorano negli angoli tra le rocce o dove l’acqua si raccoglie, per evitare la resistenza dell’acqua del fiume.
Le piante di fiume che vivono all’interno delle correnti hanno sviluppato tecniche per resistere alle forze dell’acqua. Queste forze spezzerebbero rapidamente qualsiasi pianta con steli o foglie rigide. Di conseguenza, le piante che vivono nei fiumi sono molto flessibili in modo che possano facilmente piegarsi e muoversi con le correnti.
La vita degli animali nei fiumi e nei torrenti Gli animali che vivono nei fiumi e nei torrenti affrontano anche la sfida di rimanere dove sono. Molti animali hanno uncini e ventose che usano per attaccarsi alle rocce. Le larve di mosca nera che vivono nei ruscelli negli Stati Uniti settentrionali e nel Canada meridionale hanno ventose che usano per attaccarsi alle rocce nei ruscelli. Le larve di mayfly hanno uncini che usano per fissarsi alle alghe che crescono sulle rocce.
Altri animali hanno forme affusolate che minimizzano la resistenza presentando poca resistenza all’acqua. Le trote, che sono estremamente comuni nelle acque a scorrimento veloce ricche di ossigeno, hanno la forma di siluri. Le patelle sono molluschi appiattiti che si aggrappano alla superficie delle rocce. La loro forma piatta diminuisce l’attrazione delle correnti su di loro.
Pesce diadromi
I pesci diadromi sono pesci che vivono in due diversi habitat acquatici. Durante una parte della loro vita, vivono in acqua dolce e durante un’altra parte della loro vita vivono in acqua salata. Per passare dall’acqua salata all’acqua dolce (o dall’acqua dolce all’acqua salata), questi pesci unici devono subire drastici cambiamenti che influenzano il modo in cui le loro branchie raccolgono l’ossigeno dall’acqua. Solo l’1% circa di tutti i pesci del mondo sono diadromi. Due tipi di pesci diadromi sono anadromi e catadromi.
I pesci anadromi sono pesci che passano la maggior parte della loro vita come pesci d’acqua salata e poi migrano (si spostano periodicamente o stagionalmente) in acqua dolce per deporre le uova. Molte specie di salmone, spigola striata, storione e testa d’acciaio sono tutti anadromi. Nella maggior parte di queste specie, le uova vengono deposte in acqua dolce e dopo la schiusa i giovani migrano negli oceani. Nella maggior parte delle specie di salmone, gli adulti migrano di nuovo verso i fiumi dove sono nati, dove si riproducono e poi muoiono. Altri pesci anadromi migrano verso l’acqua dolce per deporre le uova più volte durante la loro vita, tornando all’oceano tra una deposizione e l’altra.
I pesci catadromi sono pesci che vivono la maggior parte della loro vita adulta in acqua dolce e poi migrano verso l’acqua salata per deporre le uova. Negli Stati Uniti, l’unica specie di pesce catadromo è l’anguilla americana. Vive nei fiumi lungo tutta la costa orientale degli Stati Uniti. Quando è pronta a deporre le uova, migra per migliaia di miglia (chilometri) verso il Mar dei Sargassi, vicino alle Bermuda. Una volta che lascia l’acqua dolce, non si nutre, e così dopo la deposizione delle uova le sue riserve di energia sono esaurite e muore.
Gli animali che vivono in ruscelli e fiumi hanno sviluppato modi interessanti per raccogliere il cibo nelle acque che scorrono veloci. Lumache, patelle e larve di mosca caddis raschiano le alghe dalle rocce usando speciali apparati boccali. Molte larve di insetti diversi, così come le vongole d’acqua dolce, filtrano l’acqua alla ricerca di piccoli pezzi di cibo. Hanno un apparato boccale specializzato che assomiglia a spazzole o pettini che usano per filtrare l’acqua ed estrarre il plancton commestibile (animali e piante che fluttuano con le correnti) che galleggia nella loro portata.
I fiumi e i torrenti ospitano un gran numero di pesci. Perch, smallmouth bass, largemouth bass, bullhead, carpa, luccio e pesce luna preferiscono le parti dei fiumi dove le acque rallentano. Questi pesci tendono ad essere grandi predatori visivi (animale che caccia un altro animale per il cibo) che cacciano nelle piscine per i pesci più piccoli e gli invertebrati (animali senza spina dorsale). Sculpins e darters preferiscono le sezioni più veloci del fiume dove le acque sono altamente ossigenate. Usano la corrente rapida per portare loro il cibo piuttosto che cacciare le loro prede. Anche le trote si trovano in queste parti più veloci del fiume.
La vita nei laghi e negli stagni
I grandi laghi sono spesso divisi in zone. L’area vicina alla riva è chiamata zona litorale. Questa è la parte del lago che è abbastanza superficiale per la crescita delle piante acquatiche. La zona limnetica, chiamata anche epilimnio, è l’acqua superficiale del lago lontano dalla riva. (Il prefisso epi significa “in superficie” e la radice della parola limn significa “lago”. La maggior parte della vita vegetale in questa zona è fitoplancton (piante microscopiche che galleggiano nelle correnti). La parte profonda del lago è chiamata zona profonda o ipolimnio. (Il prefisso hypo significa “sotto”.) Nessuna vita vegetale esiste in questa zona a causa dell’assenza di luce. La maggior parte dell’attività biologica è quella dei batteri che decompongono gli animali morti e le piante.
Cambiamenti stagionali nei laghi I laghi e gli stagni sono notevolmente influenzati dai cambiamenti di temperatura durante le stagioni. La descrizione che segue è tipica per un lago in un clima temperato (moderato), che sperimenta cambiamenti di temperatura stagionali. I laghi tropicali (quelli in aree calde e umide) avranno fluttuazioni meno drammatiche nelle temperature.
In estate, il sole riscalda l’epilimnio. L’acqua più calda è meno densa dell’acqua più fredda, quindi galleggia sopra l’acqua più fredda nell’ipolimnio. La regione tra le acque superficiali calde e le acque fredde più profonde è una zona di transizione in cui l’acqua cambia temperatura molto rapidamente con la profondità, questa regione è chiamata termoclino. Il termoclino agisce come una sorta di barriera tra la superficie e le acque profonde. All’inizio dell’estate, l’epilimnio è pieno di vita. Il fitoplancton può crescere rapidamente perché ha molta luce e nutrienti e la temperatura dell’acqua è calda. A sua volta, lo zooplancton (animali come crostacei e piccoli pesci che galleggiano nelle acque) si nutre del fitoplancton. Questi zooplancton sono cibo per pesci più grandi e uccelli.
Con il progredire dell’estate, il fitoplancton consuma i nutrienti nell’epilimnio. Cominciano a morire e affondano sul fondo del lago. Lì, i decompositori, come funghi e batteri, rompono il fitoplancton morto e gli animali e li convertono nei nutrienti di cui il fitoplancton ha bisogno per crescere. Poiché il termoclino agisce come una barriera tra il fondo e la parte superiore del lago, questi nutrienti non sono disponibili per il fitoplancton nell’epilimnio. Il fitoplancton non può crescere nell’ipolimnio, dove ci sono i nutrienti, perché non c’è luce.
In autunno, la temperatura dell’aria si raffredda, il che raffredda la superficie del lago. Alla fine la temperatura nell’epilimnio diventa la stessa temperatura dell’ipolimnio. Il termoclino scompare e le acque ricche di nutrienti dell’ipolimnio si mescolano con le acque della superficie del lago. Questo è chiamato il ricambio autunnale. In questo momento, i nutrienti dal fondo del lago sono mescolati in tutto il lago. Tuttavia, poiché la quantità di luce solare diminuisce in autunno e in inverno, il fitoplancton in superficie non può crescere molto rapidamente.
Durante l’inverno, la superficie del lago continua a raffreddarsi. L’acqua dolce è più densa a 39°F (4°C). Il ghiaccio, con una temperatura di 32°F (0°C), è meno denso delle acque più profonde e quindi si forma sulla superficie del lago. Questo permette ai pesci e ad altri invertebrati di vivere sotto i laghi coperti di ghiaccio. Il ghiaccio agisce anche come una coperta isolante che aiuta a mantenere l’acqua sottostante dal congelamento.
In primavera, le temperature si riscaldano e il ghiaccio si scioglie. Alla fine tutto il lago diventa di 39°F (4°C) e così le acque del fondo si mescolano con quelle della superficie. Questo è chiamato il ricambio primaverile. All’inizio dell’estate, le acque di superficie si riscaldano e il termoclino separa nuovamente l’epilimnio dall’ipolimnio. A causa del ricambio autunnale e primaverile, i nutrienti del fondo del lago sono disponibili per il fitoplancton nelle acque superficiali. Questo imposta il lago per la rapida crescita estiva del fitoplancton e di tutti gli animali che dipendono da loro.
La vita vegetale nei laghi e negli stagni Alcune delle piante più presenti nei laghi e negli stagni sono le più piccole. Questi fitoplancton sono di solito piante unicellulari raggruppate con le alghe. A volte si collegano tra loro in lunghe stringhe chiamate colonie. Il fitoplancton comune nei laghi e negli stagni sono le diatomee, che hanno bellissimi gusci fatti di silice (lo stesso materiale che comprende la sabbia); i dinoflagellati, che si muovono facendo schioccare i loro flagelli (lunghi prolungamenti cellulari simili a fruste che possono spingere un organismo; e i cianobatteri, che sono batteri che svolgono la fotosintesi.
Le piante più grandi negli stagni e nei laghi includono grandi alghe e muschi, code di gatto, canne, ninfee, vesciche, salici e cespugli. Queste piante spesso crescono nel fango dove i gas di cui hanno bisogno per crescere – come l’ossigeno e l’anidride carbonica – sono scarsi. Molte piante più grandi hanno steli che sono spugnosi e tirano i gas dall’aria giù nelle loro radici.
Le piante sulla terraferma usano le loro radici per raccogliere acqua e nutrienti, tuttavia le piante acquatiche sono circondate dall’acqua e i nutrienti sono dissolti nell’acqua. Alcune piante acquatiche hanno rinunciato alle loro radici. Per esempio, l’anatroccolo (o lenticchia d’acqua) e l’anguria sono piccole piante delle dimensioni di un pisello che galleggiano sulla superficie di laghi e stagni in primavera ed estate. Assorbono i nutrienti dall’acqua e producono molti amidi. In autunno, sono così carichi di nutrienti che affondano sul fondo del lago. Vivono l’inverno nel fango sul fondo del lago, esistendo sulle loro riserve di amido. In primavera, hanno consumato così tanto amido che sono abbastanza leggeri da galleggiare di nuovo. Salgono in superficie giusto in tempo per usare la forte luce della primavera e dell’estate per la fotosintesi e cominciano a usare le loro riserve di amido ancora una volta. Anche altre grandi piante, come il millefoglio, la soldanella d’acqua e i giacinti d’acqua galleggiano sulla superficie di laghi e stagni.
I bordi dei laghi sono spesso divisi in quattro zone in base all’ambiente fisico e ai tipi di piante che vi si trovano. Iniziando più lontano dall’acqua, la zona delle piante palustri contiene piante che hanno radici nell’acqua poco profonda. A volte l’acqua può ritirarsi da questa zona, lasciando le radici delle piante esposte all’aria. Le piante tipiche della zona delle piante di palude sono giunchi e carici (un tipo di pianta che sembra un’erba rigida). La zona successiva è chiamata zona a foglie galleggianti ed emergente. Qui l’acqua non si asciuga mai, ma il lago è abbastanza poco profondo che le cime delle piante emergono dall’acqua. Una tipica pianta che vive in questa zona è la ninfea, che ha speciali camere piene di gas nelle sue foglie che le permettono di rimanere a galla sulla superficie dell’acqua. Nella zona delle piante sommerse, le piante vivono interamente sott’acqua. In questa zona vivono le alghe canadesi e molti tipi di muschi. La zona delle piante galleggianti occupa il centro del lago. Qui le piante senza radici, come l’alga e la soldatessa d’acqua, galleggiano liberamente sulla superficie.
La vita animale nei laghi e negli stagni Lo zooplancton galleggia nell’epilimnio dei laghi e mangia il fitoplancton e altro zooplancton. Di solito, questi animali sono quasi trasparenti, per evitare di essere visti dai loro predatori. Lo zooplancton tipico dei laghi include la pulce d’acqua, Daphnia, che può riprodursi senza accoppiarsi. In condizioni normali tutta la sua prole è femmina. Tuttavia, quando gli animali sono stressati, per esempio per mancanza di cibo, producono maschi. Questo mescola il pool genetico della popolazione e crea individui che possono resistere ai cambiamenti ambientali. Un altro tipico zooplancton d’acqua dolce è il rotifero, che ha setole in cima alla testa che fa girare come eliche per muoversi nell’acqua e catturare la preda.
Molti insetti hanno stadi giovanili che sono acquatici. Le mosche di maggio, le mosche cadde, le zanzare e le libellule vivono tutte per un certo periodo sott’acqua in laghi e stagni. Nuotano tra le rocce e le piante del fondo del lago per una stagione o diversi anni. Poi si metamorfosano (cambiano aspetto) nella loro forma adulta e volano via dall’acqua. Il fondo del lago è anche la casa di molti vermi diversi, cozze e crostacei. Questi animali si nutrono dei resti di piante e animali che cadono sul fondo del lago dall’alto.
Stream Shredders
In alcuni fiumi, quasi tutto il materiale vegetale proviene da foglie e altre parti di piante che cadono nel fiume da terra. Non appena la foglia colpisce l’acqua, un esercito di invertebrati si occupa di fare a pezzi le foglie. Questi animali, che includono larve di insetti e gamberi, sono chiamati trituratori e giocano un ruolo chiave nell’ecologia del fiume (relazione tra gli organismi e il loro ambiente). Le parti delle foglie che i trituratori non mangiano sono consumate da vermi e lumache, che a loro volta diventano cibo per pesci, anfibi e uccelli. Rompere le foglie in piccoli pezzi è il primo passo nella decomposizione del materiale vegetale. I batteri e i funghi colonizzano i pezzi di pianta e li scompongono nei nutrienti di cui le piante che crescono nel fiume hanno bisogno per crescere.
Gli animali più grandi vivono nei laghi e negli stagni. In particolare, pesci, uccelli e anfibi predano gli invertebrati che vivono nei laghi. Pesci come i bluegills mangiano insetti giovanili che nuotano sul fondo del lago, mentre i crappies mangiano lo zooplancton vicino alla superficie. Gli uccelli come i pigliamosche e i warblers volano vicino alla superficie dei laghi, predando gli insetti che si stanno schiudendo dal loro stadio giovanile. Anche le rane cacciano gli insetti che vivono vicino allo stagno. Ancora altri uccelli e pesci predano i pesci più piccoli. Il branzino, il salmone, il falco pescatore, la loon e l’airone cacciano i pesci usando la loro vista acuta. I castori e i topi muschiati sono mammiferi che dipendono dall’acqua per le loro case. Costruiscono dighe e rifugi, che forniscono loro protezione dai predatori.
Juli Berwald, Ph.D.
Per maggiori informazioni
Libri
Cunningham, William P., e Barbara Woodworth Saigo. Scienza ambientale: Una preoccupazione globale. Boston: WCB/McGraw-Hill, 1999.
Llamas, Teresa. The Vegetation of Rivers, Lakes, and Swamps. New York: Chelsea House, 1996.
Raven, Peter H., Linda R. Berg, and George B. Johnson. Ambiente. 2a ed. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Rowland-Entwistle, Theodore. Fiumi e laghi. Morristown, NJ: Silver Burdett Press, 1987.
Sayre, April Pulley. Lago e stagno. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Sayre, April Pulley. Fiume e torrente. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Websites
“Ecosistemi d’acqua dolce.” Missouri Botanical Gardens.http://mbgnet.mobot.org/fresh (consultato il 16 agosto 2004).