Lacul Baikal, din sudul Siberiei, este cel mai vechi și cel mai adânc lac de apă dulce din lume și, datorită vârstei și izolării sale, este excepțional de biodivers – dar acest ecosistem remarcabil este amenințat de încălzirea globală. În acest extras din Lacurile noastre antice: o istorie naturală (MIT Press, 2023), Jeffrey McKinnon examinează schimbarea de regim care are loc acum la lac.
Fiind cel mai mare și mai adânc dintre lacurile de apă dulce, cu un volum vast care cuprinde 20% din apa dulce lichidă a planetei, ne-am putea aștepta lacul Baikal a fi rezistent la schimbare. Astfel, a existat mult interes atunci când în anii 2000 au început să apară analize cuprinzătoare ale seturilor de date de 60 de ani colectate de Mikhail Kozhov, Olga Kozhova și Lyubov Izmest’eva.
Aceste și alte date arată clar că Baikalul se încălzește și că durata anuală a gheții se micșorează. De asemenea, devine evident că aceste schimbări afectează organismele lacului indirect, prin efecte asupra altor procese fizice din lac, precum și direct. În unele cazuri, schimbările în procesele fizice afectează modul în care organismele interacționează între ele.
În primul raport major care prezintă analize cuprinzătoare ale datelor culese de familia Kozhov, Stephanie Hamptonde la Centrul Național de Analiză și Sinteză Ecologică din SUA (acum la Instituția Carnegie pentru Știință), Izmest’eva și o echipă de colaboratori din mai multe instituții au raportat despre schimbările biologice care au însoțit încălzirea Baikalului.
Ei au descoperit că masa algelor a crescut în general, la fel ca și numărul unui grup de zooplancton larg distribuit cunoscut sub numele de cladoceri, care se descurcă bine la temperaturi mai ridicate. În schimb, endemicul, iubitor de frig Epischurella (un tip de crustaceu mic) fie a scăzut ușor, fie este stabil. Datorită diferențelor fiziologice și a altor diferențe dintre diferitele tipuri de zooplancton, Hampton, Izmest’eva și colegii sugerează că, dacă aceste tendințe persistă sau se intensifică, modelele de ciclu al nutrienților din lac ar putea fi afectate în mod substanțial, cu consecințe ecologice ample.
Într-o analiză complementară a datelor din miezurile de sedimente de mică adâncime, o echipă internațională condusă de oameni de știință britanici George Swann (Universitatea din Nottingham) și Anson Mackay (University College London) a analizat modul în care schimbările naturale și provocate de om au afectat ciclul nutrițional și chimic și, în cele din urmă, modificările productivității algelor. Perioada lor de timp de 2.000 de ani a fost mai lungă, dar încă relativ recentă. Concluzia lor cea mai importantă este că de la mijlocul secolului al XIX-lea, aprovizionarea cu nutrienți cheie a crescut foarte mult, de la apele mai adânci bogate în nutrienți până la apele mai puțin adânci, limitate în nutrienți, unde lumina este mare și algele pot fi productive.
Ei sugerează că acesta este rezultatul creșterilor documentate ale forței vântului peste lac, care pot provoca „ventilație” mai extinsă a apelor adânci. Cauza creșterii forței vântului nu este încă cunoscută cu încredere, dar scăderea stratului de gheață împreună cu creșterea temperaturii aerului și apei de suprafață contribuie probabil.
Hampton și Izmest’eva s-au construit pe aceste și alte descoperiri într-un model matematic al ecosistemului de apă deschisă Baikal, dezvoltat cu mai mulți colaboratori suplimentari, inclusiv Sabine Wollrab de la Universitatea de Stat din Michigan și de la Institutul Leibniz de Ecologie a Apelor Dulci și Pescuit Interioară din Berlin. În model, ei caută să integreze interacțiunile biologice dintre organisme cu modificări ale mediului fizic. Scopul lor este de a înțelege mai bine cauzele modificărilor recente ale modelelor sezoniere ale abundenței algelor, în special în timpul iernii.
Baikal, cu lumina soarelui pătrunzând în gheața sa limpede de iarnă, a avut în mod tradițional un vârf de productivitate al algelor în timpul iernii și primăverii devreme – încă o caracteristică neobișnuită a acestui sistem. La sfârșitul secolului al XX-lea, aceste vârfuri au fost adesea întârziate, mai slabe sau pur și simplu absente. Datele familiei Kozhov au detectat aceste modele, care rareori pot fi evaluate în lacuri, datorită prelevării lor determinate în timpul iernii.
Modelul, care ia în considerare Epischurella abundența și pășunatul și ia în considerare populații separate de alge adaptate la rece și la apă caldă, sugerează că aceste modificări ale abundenței algelor pot fi în mare parte rezultatul reducerii acoperirii anuale de gheață și că, dacă acoperirea cu gheață continuă să scadă vârful algelor de iarnă poate dispărea cu totul. Modelul este oarecum complex, dar rezultatele sale prezise provin cel puțin parțial din capacitatea mai mare a Epischurella pentru a suprima creșterea populației de alge prin consumul de alge atunci când există mai puțină acoperire cu gheață.
Modelul descrie o „schimbare de regim”, o trecere în trepte de la o stare a unui sistem la o stare diferită care implică o gamă diferită de variație. Niciun model nu este definitiv, iar acesta poate evolua pe măsură ce înțelegerea noastră a interacțiunilor ecologice evoluează, dar contrastul dintre schimbarea de regim și schimbarea constantă, graduală este îngrijorător și chiar înfricoșător.
Indică faptul că încălzire globală și alte schimbări de mediu generate de om pot provoca uneori schimbări bruște în ecosisteme, care pot fi greu de anticipat și de inversat.
Lacul Baikal, cel mai mare și cel mai vechi dintre lacurile antice cu apă dulce, a început în vremea dinozaurilor și a început să ia forma sa modernă cu mult înainte de apariția propriei noastre filiații, Homininae.
Cu toate acestea, și-a asumat caracterul actual profund și complet oxigenat doar în Pleistocenul târziu (cu 2,6 milioane până la 11.700 de ani în urmă). Dintre fauna sa endemică diversă, amfipodele și sculpinele sale gammarid sunt deosebit de bine studiate. Speciile din ambele radiații sunt neobișnuit de importante în lanțurile trofice de apă deschisă și, de asemenea, ca pradă pentru singura specie de foci de apă dulce de pe planetă, nerpa (Pusa sibirica).
Alte specii de gammarid și sculpin sunt importante în comunitățile abisale și de scurgere extrem de distinctive din Baikal, care sunt energizate de metanul care se infiltrează în sedimentele și apele adânci ale lacului.
Fiind un lac antic cu biodiversitate de la cea mai înaltă latitudine, Baikal arată efectele directe și indirecte ale încălzirii globale asupra sistemelor și proceselor sale fizice și biologice. Lacul poate experimenta o schimbare a regimului ecologic care ar trebui să pună o pauză creaturilor care trăiesc într-un ecosistem mai mare, dar încă finit – unul care se încălzește și el rapid.
Extras din Lacurile noastre antice: O istorie naturală, de Jeffrey McKinnon. Publicat de The MIT Press. Copyright © 2023 MIT. Toate drepturile rezervate.