Animalele și plantele care trăiesc în apă dulce se numesc viață acvatică. Apa în care acestea trăiesc este dulce, ceea ce înseamnă că este mai puțin sărată decât oceanul. Mediul terestru (uscat) care înconjoară mediul de apă dulce are un impact mare asupra animalelor și plantelor care trăiesc acolo. Printre factorii care influențează mediul de apă dulce se numără clima, compoziția solului și animalele și plantele terestre din zonă.
La fel ca pe uscat, plantele acvatice au nevoie de dioxid de carbon, nutrienți (substanțe precum fosfatul și azotul necesare pentru creștere) și lumină pentru fotosinteză, procesul prin care plantele își produc hrana din lumina soarelui, apă și dioxid de carbon. Animalele acvatice au nevoie să inhaleze oxigen și să consume hrană. Condițiile fizice care înconjoară corpul de apă sau zona umedă (terenuri care sunt acoperite de apă suficient de des pentru ca aceasta să controleze dezvoltarea solului) controlează disponibilitatea acestor resurse. De exemplu, concentrațiile de nutrienți, oxigen și dioxid de carbon din apă depind de cantitatea de aer care pătrunde în apă și de compoziția chimică a terenului din apropiere. Sedimentele (particule de nisip, pietriș și nămol) din apă influențează cantitatea de lumină care ajunge pe fundul lacului sau al râului. Temperatura apei afectează rapiditatea cu care cresc animalele și plantele. Caracteristicile fundului corpului de apă (nisip, noroi, roci) și viteza curenților (mișcarea orizontală a apei) controlează ce tipuri de plante și animale pot trăi și se pot reproduce într-o zonă.
În general, mediile de apă dulce sunt împărțite în două categorii majore: ape lenticulare și ape lotice. Apele lenticulare sunt cele care sunt în mișcare, ca în râuri și fluvii. Apele lotice sunt cele care sunt staționare, ca în lacuri și iazuri. Uneori, însă, râurile și fluviile se varsă în lacuri și iazuri, iar cele două habitate diferite se contopesc. Unele zone umede pot conține, de asemenea, multe caracteristici ale mediilor de apă dulce.
Viața în râuri și cursuri de apă
Râurile și cursurile de apă sunt caracterizate de mai multe caracteristici fizice. Ele sunt în general alcătuite din apă dulce care curge într-o singură direcție. Fluxul de apă este cel mai adesea dintr-o zonă de altitudine mare (cum ar fi un lanț muntos) către o zonă de altitudine mică (cum ar fi un ocean). De obicei, apa curge rapid la început și încetinește pe măsură ce se deplasează în aval. Cursurile de apă se unesc adesea cu râurile, astfel încât la capătul unui râu există mai multă apă decât la început. Pe măsură ce râurile curg, ele erodează (uzează) rocile și adună sedimente, ceea ce face ca râurile să fie adesea mai tulburi la sfârșit. Deoarece râurile și fluviile se schimbă atât de mult de la începuturi până la sfârșit, există multe tipuri diferite de habitate pentru animale. Ca urmare, numărul de specii de animale care trăiesc în râuri și fluvii este mai mare decât numărul de specii care trăiesc în lacuri și iazuri.
Viața plantelor în râuri și fluvii O provocare majoră cu care se confruntă plantele care trăiesc în râuri și fluvii este aceea de a rămâne pe loc, în special în curenții rapizi. Plantele dispun de mai multe tehnici diferite pentru a depăși rezistența (atracția) apei. Diatomeele sunt un tip de alge. Algele sunt organisme marine care variază ca mărime de la fitoplanctonul microscopic până la algele gigantice și care conțin clorofilă, același pigment folosit de plantele terestre pentru a efectua fotosinteza. Diatomeele evită curenții folosindu-se de dimensiunile lor mici. Ele cresc într-un singur strat pe suprafețele rocilor. Din cauza frecării dintre suprafața rocii și apă, curgerea apei încetinește aproape până la oprire la aproximativ o zecime de inch (un sfert de centimetru) de la suprafața rocii. Această regiune se numește strat limită și oferă diatomeelor protecție împotriva forțelor curentului care altfel le-ar trage în aval.
Plantele tipice de râu mari includ algele, mușchii și hepatozele. Aceste plante depășesc forța de tracțiune a apei folosind adaptări speciale pentru a se agăța de roci. Algele mari se atașează adesea de roci cu structuri asemănătoare unor rădăcini numite holdfasts. În plus, plantele se ancorează adesea în colțișoarele dintre stânci sau acolo unde apele se adună, pentru a evita târârea apei râului.
Plantele de râu care trăiesc în interiorul curenților au dezvoltat tehnici pentru a rezista forțelor apei. Aceste forțe ar rupe rapid orice plantă cu tulpini sau frunze rigide. Ca urmare, plantele care trăiesc în râuri sunt foarte flexibile, astfel încât se pot îndoi cu ușurință și se pot mișca odată cu curenții.
Viața animalelor în râuri și fluvii Animalele care trăiesc în râuri și fluvii se confruntă, de asemenea, cu provocarea de a rămâne acolo unde se află. Multe animale au cârlige și ventuze pe care le folosesc pentru a se agăța de stânci. Larvele de muște negre care trăiesc în cursurile de apă din nordul Statelor Unite și sudul Canadei au ventuze pe care le folosesc pentru a se lipi de rocile din cursurile de apă. Larvele de muște de mare au cârlige pe care le folosesc pentru a se prinde de algele care cresc pe stânci.
Alte animale au forme aerodinamice care minimizează rezistența prin faptul că prezintă puțină rezistență la apă. Păstrăvii, care sunt extrem de răspândiți în apele cu curgere rapidă bogate în oxigen, au formă de torpilă. Limpetele sunt moluște aplatizate care se agață de suprafețele rocilor. Forma lor plată diminuează rezistența curenților asupra lor.
Pești diadromi
Peștii diadromi sunt pești care trăiesc în două habitate acvatice diferite. În timpul unei părți a vieții lor, ei trăiesc în apă dulce, iar în altă parte a vieții lor trăiesc în apă sărată. Pentru a trece de la apă sărată la apă dulce (sau de la apă dulce la apă sărată), acești pești unici trebuie să treacă prin schimbări drastice care afectează modul în care branhiile lor colectează oxigenul din apă. Doar aproximativ 1% din toți peștii din lume sunt diadromi. Două tipuri de pești diadromi sunt anadromi și catadromi.
Peștii anadromi sunt pești care își petrec cea mai mare parte a vieții ca pești de apă sărată și apoi migrează (se deplasează periodic sau sezonier) în apă dulce pentru a se reproduce. Multe specii de somon, biban dungat, sturion și steelhead sunt toate anadrome. La cele mai multe dintre aceste specii, ouăle sunt depuse în apă dulce și, după ce eclozează, puietul migrează în oceane. La majoritatea speciilor de somon, adulții migrează înapoi în râurile în care s-au născut, unde își depun icrele și apoi mor. Alți pești anadromi migrează înapoi în apă dulce pentru a se reproduce de mai multe ori pe parcursul vieții lor, revenind în ocean între două reproduceri.
Peștii catadromi sunt pești care își trăiesc cea mai mare parte a vieții adulte în apă dulce și apoi migrează în apă sărată pentru a se reproduce. În Statele Unite, singura specie de pește care este catadromă este anghila americană. Aceasta trăiește în râuri de-a lungul coastei de est a Statelor Unite. Când este gata să se reproducă, migrează mii de mile (kilometri) până în Marea Sargaselor, în apropiere de Bermude. Odată ce părăsește apa dulce, nu mai mănâncă, astfel că, după ce își depune icrele, rezervele sale de energie se epuizează și moare.
Animalele care trăiesc în râuri și fluvii au dezvoltat modalități interesante de a aduna hrană în apele cu curgere rapidă. Melcii, lapiezurile și larvele de muște caddis răzuiesc algele de pe stânci cu ajutorul unor piese bucale speciale. Multe larve de insecte diferite, precum și scoici de apă dulce, filtrează apa pentru a găsi mici bucăți de hrană. Acestea au piese bucale specializate care arată ca niște perii sau piepteni pe care le folosesc pentru a strecura apa și a extrage planctonul comestibil (animale și plante care plutesc curenții) care plutește în raza lor de acțiune.
Fluviile și râurile sunt căminele unui număr mare de pești. Bibanul, bibanul cu gură mică, bibanul cu gură mare, bibanul cu gură mare, capra, crapul, știuca și peștele soarelui preferă părțile râurilor unde apele sunt mai lente. Acești pești au tendința de a fi prădători mari și vizuali (animal care vânează un alt animal pentru hrană) care vânează în bălți pești mai mici și nevertebrate (animale fără coloană vertebrală). Sculpinii și săgetătorii preferă secțiunile cu mișcare mai rapidă ale râurilor, unde apele sunt foarte oxigenate. Ei folosesc curentul rapid pentru a le aduce hrana, mai degrabă decât pentru a-și vâna prada. Păstrăvii se găsesc, de asemenea, în aceste părți mai rapide ale râului.
Viața în lacuri și iazuri
Lacurile mari sunt adesea împărțite în zone. Zona din apropierea țărmului se numește zonă litorală. Aceasta este partea lacului care este suficient de puțin adâncă pentru ca plantele acvatice să crească. Zona limnetică, numită și epilimnion, este apa de suprafață a lacului departe de țărm. (Prefixul epi înseamnă „la suprafață”, iar cuvântul rădăcină limn înseamnă „lac”.) Se întinde până la adâncimea la care pătrunde lumina soarelui. Cea mai mare parte a vieții vegetale din această zonă este reprezentată de fitoplancton (plante microscopice care plutesc în curenți). Partea adâncă a lacului se numește zona profundă sau hipolimnion. (Prefixul hypo înseamnă „sub.”) În această zonă nu există viață vegetală din cauza absenței luminii. Cea mai mare parte a activității biologice este cea a bacteriilor care descompun animalele și plantele moarte.
Schimbări sezoniere în lacuri Lacurile și iazurile sunt foarte mult influențate de schimbările de temperatură de-a lungul anotimpurilor. Descrierea de mai jos este tipică pentru un lac dintr-un climat temperat (moderat), care cunoaște schimbări sezoniere de temperatură. Lacurile tropicale (cele din zonele calde și umede) vor avea fluctuații mai puțin dramatice ale temperaturilor.
În timpul verii, Soarele încălzește epilimnionul. Apa mai caldă este mai puțin densă decât apa mai rece, așa că plutește deasupra apei mai reci din hipolimnion. Regiunea dintre apele calde de la suprafață și apele reci de la adâncime este o zonă de tranziție în care apa își schimbă temperatura foarte repede odată cu adâncimea. această regiune se numește termoclina. Termoclina acționează ca un fel de barieră între apele de suprafață și cele de adâncime. La începutul verii, epilimnionul este plin de viață. Fitoplanctonul se poate dezvolta rapid pentru că are multă lumină și nutrienți, iar temperatura apei este caldă. La rândul său, zooplanctonul (animale precum crustaceele și peștii mici care plutesc în ape) se hrănește cu fitoplanctonul. Acest zooplancton este hrană pentru peștii mai mari și pentru păsări.
Pe măsură ce vara avansează, fitoplanctonul consumă nutrienții din epilimnion. Ele încep să moară și se scufundă pe fundul lacului. Acolo, descompunătorii, cum ar fi ciupercile și bacteriile, descompun fitoplanctonul și animalele moarte și le transformă în nutrienții de care fitoplanctonul are nevoie pentru a se dezvolta. Deoarece termoclina acționează ca o barieră între fundul și partea superioară a lacului, acești nutrienți nu sunt disponibili pentru fitoplanctonul din epilimnion. Fitoplanctonul nu se poate dezvolta în hipolimnion, unde există nutrienți, deoarece nu există lumină.
Toamna, temperatura aerului se răcește, ceea ce răcește suprafața lacului. În cele din urmă, temperatura din epilimnion devine aceeași temperatură cu cea din hipolimnion. Termoclina dispare, iar apele bogate în nutrienți din hipolimnion se amestecă cu apele de la suprafața lacului. Acest lucru se numește rotația de toamnă. În acest moment, nutrienții de pe fundul lacului sunt amestecați în tot lacul. Cu toate acestea, deoarece cantitatea de lumină solară scade în toamnă și în timpul iernii, fitoplanctonul de la suprafață nu poate crește foarte repede.
În timpul iernii, suprafața lacului continuă să se răcească. Apa dulce este cea mai densă la 4°C (39°F). Gheața, cu o temperatură de 32°F (0°C), este mai puțin densă decât apele mai adânci și astfel se formează la suprafața lacului. Acest lucru oferă peștilor și altor nevertebrate spațiu pentru a trăi sub lacurile acoperite de gheață. De asemenea, gheața acționează ca o izolație asemănătoare unei pături care ajută ca apa de dedesubt să nu înghețe.
Primăvara, temperaturile se încălzesc, astfel că gheața se topește. În cele din urmă, întregul lac ajunge la 4°C (39°F) și astfel apele de la fund se amestecă cu cele de la suprafață. Acest lucru se numește rotația de primăvară. Pe măsură ce începe vara, apele de suprafață se încălzesc și termoclina separă din nou epilimnionul de hipolimnion. Datorită schimbărilor de toamnă și de primăvară, nutrienții de pe fundul lacului sunt disponibili pentru fitoplanctonul din apele de suprafață. Acest lucru pregătește lacul pentru creșterea rapidă din timpul verii a fitoplanctonului și a tuturor animalelor care depind de acesta.
Viața vegetală în lacuri și iazuri Unele dintre cele mai multe plante din lacuri și iazuri sunt cele mai mici. Aceste fitoplancton sunt, de obicei, plante unicelulare grupate cu algele. Uneori ele se leagă între ele în șiruri lungi numite colonii. Fitoplanctonul comun din lacuri și iazuri este format din diatomee, care au cochilii frumoase din silice (același material care alcătuiește nisipul); dinoflagelate, care se deplasează prin pocnirea flagelilor lor (prelungiri celulare lungi în formă de bici care pot propulsa un organism); și cianobacterii, care sunt bacterii care realizează fotosinteza.
Plantele mai mari din iazuri și lacuri includ alge mari și mușchi, coada-șoricelului, stufărișurile, nuferii, vezicuțele, sălciile și tufișurile. Aceste plante cresc adesea în noroi, unde gazele de care au nevoie pentru a crește – cum ar fi oxigenul și dioxidul de carbon – sunt rare. Multe plante mai mari au tulpini care sunt spongioase și trag gazele din aer în jos în rădăcinile lor.
Plantele de pe uscat își folosesc rădăcinile pentru a aduna apă și nutrienți, însă plantele acvatice sunt înconjurate de apă, iar nutrienții sunt dizolvați în apă. Unele plante acvatice au renunțat la rădăcinile lor. De exemplu, duckweed (sau linte de apă) și watermeal sunt plante mici, de mărimea unui bob de mazăre, care plutesc la suprafața lacurilor și iazurilor primăvara și vara. Ele absorb substanțele nutritive din apă și produc o mulțime de amidon. Până toamna, acestea sunt atât de încărcate cu nutrienți încât se scufundă pe fundul lacului. Își petrec iarna în noroiul de pe fundul lacului, trăind din rezervele lor de amidon. Până în primăvară, au consumat atât de mult amidon, încât sunt suficient de ușoare pentru a pluti din nou. Ies la suprafață exact la timp pentru a folosi lumina puternică a primăverii și verii pentru fotosinteză și încep să își folosească din nou rezervele de amidon. Alte plante mari, cum ar fi miriștea, soldățeii de apă și jacinturile de apă plutesc, de asemenea, la suprafața lacurilor și iazurilor.
Bordurile lacurilor sunt adesea împărțite în patru zone, pe baza mediului fizic și a tipurilor de plante care se găsesc acolo. Începând cel mai departe de apă, zona plantelor de mlaștină conține plante care au rădăcini în apa puțin adâncă. Uneori, apa se poate retrage din această zonă, lăsând rădăcinile plantelor expuse la aer. Plantele tipice din zona plantelor de mlaștină sunt stufărișurile și sedimentele (un tip de plantă care arată ca o iarbă rigidă). Următoarea zonă se numește zonă cu frunze plutitoare și zonă emergentă. Aici apa nu se usucă niciodată, dar lacul este suficient de puțin adânc pentru ca vârfurile plantelor să iasă din apă. O plantă tipică care trăiește în această zonă este nufărul de apă, care are în frunze camere speciale umplute cu gaz care îi permit să rămână la suprafața apei. În zona plantelor scufundate, plantele trăiesc în întregime sub apă. În această zonă trăiesc alge canadiene și multe tipuri de mușchi. Zona de plante care plutește liber ocupă centrul lacului. Aici plantele fără rădăcini, cum ar fi duckweed și soldații de apă, plutesc liber la suprafață.
Viața animală în lacuri și iazuri Zooplanctonul plutește în epilimnionul lacurilor și mănâncă fitoplanctonul și alt zooplancton. De obicei, aceste animale sunt aproape transparente, pentru a evita să fie văzute de prădătorii lor. Printre zooplanctonul tipic din lacuri se numără puricele de apă, Daphnia, care se poate reproduce fără împerechere. În condiții normale, toți puii săi sunt de sex feminin. Cu toate acestea, atunci când animalele sunt stresate, de exemplu din cauza lipsei de hrană, ele vor produce masculi. Acest lucru amestecă fondul genetic al populației și creează indivizi care au șanse să reziste la schimbările de mediu. Un alt zooplancton tipic de apă dulce este rotiferul, care are în vârful capului peri pe care îi învârte ca niște elice pentru a se deplasa prin apă și a captura prada.
Multe insecte au stadii juvenile care sunt acvatice. Muște de mai, muște caddis, țânțari și libelule, toate trăiesc pentru o anumită perioadă sub apă în lacuri și iazuri. Ele înoată printre rocile și plantele de pe fundul lacului pentru un sezon sau mai mulți ani. Apoi se metamorfozează (își schimbă aspectul) în forma lor adultă și zboară departe de apă. Pe fundul lacului trăiesc, de asemenea, mulți viermi, midii și crustacee diferite. Aceste animale se hrănesc cu rămășițele de plante și animale care cad pe fundul lacului de sus.
Trimituri de râu
În unele râuri, aproape tot materialul vegetal provine din frunze și alte părți de plante care cad în râu de pe uscat. De îndată ce frunza ajunge în apă, o armată de nevertebrate se ocupă de ruperea frunzelor în bucăți. Aceste animale, printre care se numără larvele de insecte și racii, se numesc mărunțitori și joacă un rol esențial în ecologia cursurilor de apă (relația dintre organisme și mediul lor). Părțile din frunze pe care nu le mănâncă tocătorii sunt consumate de viermi și melci, care, la rândul lor, devin hrană pentru pești, amfibieni și păsări. Ruperea frunzelor în bucăți mici este primul pas în descompunerea materialului vegetal. Bacteriile și ciupercile colonizează bucățile de plante și le descompun în nutrienți de care plantele care cresc în râu au nevoie pentru a se dezvolta.
Animalele mai mari trăiesc în lacuri și iazuri. În special, peștii, păsările și amfibienii se hrănesc cu nevertebratele care trăiesc în lacuri. Pești precum bluegills mănâncă insecte tinere care înoată pe fundul lacului, în timp ce crapii mănâncă zooplancton lângă suprafață. Păsările, cum ar fi zburătoarele și strigătoarele, zboară în apropierea suprafeței lacurilor, hrănindu-se cu insecte care eclozează din stadiul lor juvenil. De asemenea, broaștele vânează insecte care trăiesc în apropierea iazului. Tot alte păsări și pești se hrănesc cu pești mai mici. Bibanul, somonul, vulturul pescăresc, huhurezul și heronul vânează peștii folosindu-și vederea ascuțită. Castorii și șoarecii muscați sunt mamifere care depind de apă pentru locuințele lor. Ei construiesc baraje și adăposturi, care le oferă protecție împotriva prădătorilor.
Juli Berwald, Ph.D.
Pentru mai multe informații
Cărți
Cunningham, William P., și Barbara Woodworth Saigo. Știința mediului: A Global Concern. Boston: WCB/McGraw-Hill, 1999.
Llamas, Teresa. Vegetația râurilor, lacurilor și mlaștinilor. New York: Chelsea House, 1996.
Raven, Peter H., Linda R. Berg, și George B. Johnson. Environment. Ed. a 2-a. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Rowland-Entwistle, Theodore. Râuri și lacuri. Morristown, NJ: Silver Burdett Press, 1987.
Sayre, April Pulley. Lacuri și iazuri. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Sayre, April Pulley. Râu și pârâu. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Site-uri web
„Ecosisteme de apă dulce”. Missouri Botanical Gardens.http://mbgnet.mobot.org/fresh (accesat la 16 august 2004).
.