La primera expedición que realizamos en el proyecto LIMNOPOLAR fue en el Ártico canadiense conel grupo que dirige el profesor Warwick Vincent de la Université Laval (http://www.ulaval.ca/cen/WVincent.html) . Esta expedición tuvo lugar desde el 15 de Julio de 2001 hasta el 10 de Agosto de 2001, visitamos el norte de Ellesmere Island, más concretamente Ward Hunt Island, y Taconite Inlet (alrededor de 83ºN).

El objetivo de la expedición fue describir varios sistemas lacustres y de tapetes de cianobacterias que apareciron en los alrededores de esta región, probablemente la más extrema en cuanto a condiciones ambientales del Hemisferio Norte.

2001-2002Antártida

La expedición Limnopolar de esta campaña comenzó a mediados del mes de noviembre con la instalación del campamento en la Península de Byers en la isla Livingston por los técnicos de la UTM. Los investigadores de la primera fase (Eugenio Rico, Manuel Toro, Manuel Bañón y Antonio Quesada) se incorporaron al campamento Byers el 5 de diciembre de 2001. Esta primera campaña pretendía fundamentalmente describir los ecosistemas de agua dulce desde puntos de vista fisicoquímicos y biológicos, dedicando el mayor esfuerzo a los lagos, ríos y lagunas costeras.

 La primera parte de este periodo se caracterizó por las enormes dificultades causadas por las condiciones meteorológicas que hicieron que parte de las instalaciones del campamento quedaran destruidas por ráfagas de viento extremadamente rápidas. Por otro lado las precipitaciones constantes hicieron muy difícil el trabajo de campo.

 Las primeras semanas de la expedición se dedicaron al reconocimiento del terreno, inspeccionando los ecosistemas de agua dulce para escoger aquellos considerados más interesantes. También durante este primer periodo se instaló una estación meteorológica, uno de los objetivos principales de esta primera campaña.

 Una vez elegidos los cuerpos de agua de interés se realizaron los muestreos detallados en los que se analizaron las características ambientales y biológicas. Entre los lagos y los ríos visitados se estudiaron con cierto detalle 6 lagos y 5 ríos, que fueron muestreados en diversas ocasiones a lo largo de la campaña, en los que se realizaron perfiles de penetración de luz, de turbidez y de variación térmica así como de las características químicas del agua, pH y conductividad . Entre los elegidos se escogió el Lago Limnopolar en el que se realizarían una serie de experimentos y muestreos con mayor detalle, y en el que se dejaría instalada una sonda multiparamétrica durante la duración de la campaña, que mediría varios parámetros relacionados con las características físicas y químicas del lago.

 Uno de los objetivos principales era el estudio de los tapetes microbianos presentes en los ecosistemas de agua dulce de ambientes polares. Se localizaron zonas ricas en tapetes y se realizaron trabajos de análisis fisiológico (fotosíntesis, adquisición de nutrientes y fijación de N₂) y taxonómico, incluyendo también trabajos de microperfiles de oxígeno, transmisión de la luz y pH con la ayuda de un micromanipulador y microsensores.

 También se realizó un estudio sobre la fauna de invertebrados que aparecían ligadas a las masas de agua, confirmándose los primeros trabajos que hablaban de la presencia de dos especies de quironómidos (dípteros) coexistiendo en la Península Byers, aunque encontramos que ambas especies ocupaban los mismos ambientes sólo en contadas ocasiones. También se encontró una distribución muy abundante de un crustáceo del grupo de los anostráceos. Es importante, por desconocida hasta el momento,la abundancia de oligoquetos en alguno de los ríos muestreados.

 Se instalaron una serie de termistores en diversos lagos con el objetivo de recoger los valores de temperatura durante todo el año, incluido el invierno antártico.

 En algunos lagos también se realizaron extracciones de cores sedimento para hacer un estudio del bentos profundo de estos lagos y para, si fuera posible, realizar un estudio de cronología datando las diferentes capas evidenciadas en los cores.

Además se realizó un análisis de la variación ambiental y biológica en un ciclo de 24 horas en el río Petreles, próximo al campamento. Con el objeto de conocer las variaciones ambientales diarias que sufre la comunidad de algas verdes presentes en el río en ese momento.

 El 9 de enero se incorporan tres investigadores más que sustituyen a parte del equipo: Eduardo Fernández Valiente, Warwick Vincent y Antonio Camacho por Manuel Toro y Antonio Quesada.

 Desde este momento hasta el fin de campaña, el grupo de investigación continúa con la labor anterior y comienza otros experimentos, en los que se hace variar las concentraciones de nutrientes en un tapete cianobacteriano, con el objetivo de estudiar la variación en su composición taxonómica y fisiológica ante un cambio ambiental. También se realizan medidas bioópticas en algunos lagos con el objeto de estudiar la penetración de diferentes bandas de radiación, incluida la ultravioleta, a través de la columna de agua, gracias al sofisticado equipo aportado por el profesor Warwick Vincent. 

 Por otro lado se decide realizar una recolección selectiva de los organismos que ocupan diferentes compartimentos en la red trófica de cara a determinar la abundancia natural de isótopos estables de nitrógeno y carbono, para así poder inferir las relaciones tróficasexistentes entre cada grupo de organismos en la red trófica.

El material que permaneció en la Península Byers durante el invierno 2002, fue convenientemente marcado y consistió en:

-Un igloo de fibra de vidrio de 6 x 3 m

-material logístico (comida, sacos de dormir, tiendas) sin combustible

-material científico (fundamentalmente material de laboratorio variado y botes para recoger muestras) sin reactivos

-una estación meteorológica, incluidas sondas subacuáticas asociadas al datalogger

-varios termistores distribuidos en diferentes lagos de la Península Byers

-Una línea de termistores enterrada en el permafrost para estudiar la variación de la capa activa, constituida por una unidad de memoria y 4 sensores.

 La campaña se cierra el 14 de febrero de 2002 cuando se recoge el campamento y se embarca en el Hespérides destino Ushuaia (Argentina).

2002-2003 Antártida

La expedición de la campaña 2002-2003 comenzó al final de diciembre de 2002, cuando un equipo de técnicos de la UTM se desplazaron desde la Base Antártica Española Juan Carlos I a la Península Byers, para instalar un segundo igloo de fibra de vidrio de las mismas dimensiones (6 x 3 metros) que el que se había dejado invernando desde la campaña anterior, y que contenía parte del material logístico y científico que se utilizaría en la presente campaña. Este segundo igloo haría las veces de laboratorio mientras que el primero haría funciones de cocina-comedor. Si las tiendas de campaña individuales soportaban los rigores del clima de Byers, continuaríamos utilizándolas como alojamiento.

Los objetivos de la presente campaña consistían en terminar el trabajo descriptivo de los distintos cuerpos de agua comenzado en la campaña anterior y realizar una serie de experimentos que nos permitieran entender los óptimos ecológicos de los organismos objeto de estudio en este proyecto (organismos de agua dulce).

El primer grupo de investigadores (Eduardo Fernández Valiente, Eugenio Rico, Antonio Camacho, Wolfgang Petz y Antonio Quesada) llegamos a Byers acompañados por el guía de montaña Alex Simó el 11 de enero de 2003. El desembarco fue muy difícil porque el mar estaba con marejada, nevaba de forma intensa y el viento era muy fuerte, lo que hizo que llegáramos a tierra totalmente mojados y con parte del equipo científico echado a perder por el agua marina. Fue un recibimiento estilo Península Byers.

Los primeros días los utilizamos para organizar el campamento y organizar los más de 1000 kg de material científico que llevábamos.

Dada la experiencia previa y la ayuda de Alex Simón y lo relativamente moderado del clima durante estos primero días de trabajo, se pudo comenzar con el trabajo científico en un plazo muy breve de tiempo, de manera que el 14 de enero ya pudimos subir a los lagos a hacer el primer reconocimiento. También se pudieron volcar los datos de los instrumentos que se habían quedado todo el invierno recogiendo información (estación meteorológica, línea de termistores instalada en el permafrost y varios instrumentos en diversos lagos).

La primera parte de la campaña consistió en muestrear todos los cuerpos de agua que se habían muestreado el año anterior para obtener información sobre la biota y sobre las características fisicoquímicas de los cuerpos de agua de interés y de su variabilidad interanual.

Otro de los objetivos científicos consistía en comparar los óptimos ecológicos y los tamaños poblacionales de las dos especies de quironómidos (dípteros) que habitan en la Península Byers, dado que es el único lugar descrito en la Antártida en que ambas especies conviven. Como parte de esta descripción se siguió la deriva de estos organismos en un arroyo, del que sabíamos desde el año anterior que convivían las dos especies, en una serie de ciclos de 24 horas.

También se comienza otro experimento a largo plazo en el que se pretende estudiar la sucesión ecológica de los microorganismos acuáticos que aparecen tras la retirada de la nieve. Este experimento requiere un seguimiento cada cierto número de días de las poblaciones que van colonizando y sucediéndose tras la fusión de la nieve.

El estudio de los tapetes microbianos que aparecen en las masas de agua dulce es otro de los objetivos prioritarios de este proyecto, por constituir la mayor parte de la biomasa de los ambientes acuáticos no marinos. Por esta razón nos dedicamos a su estudio en varias zonas distintas. Como parte de este trabajo realizamos experimentos que permitían estimar las actividades más importantes de estas comunidades, tales como la incorporación de biomasa (actividad fotosintética y toma de nutrientes) o la fijación del N₂ atmosférico por parte de los organismos procariotas de la comunidad, así como la cinética del ciclo del N en un tapete representativo de la zona. Por otro lado con instrumentos a la escala del tapete (microelectrodos, microfibras ópticas y con la ayuda de un micromanipulador) se realizó un estudio sobre las condiciones físicas y químicas a las que están sometidos los organismos que habitan en las distintas profundidades del tapete cianobacteriano. Estos estudios se completarán en los distintos laboratorios participantes en el proyecto, con el análisis de la microestructura de los tapetes, aislamiento de especies dominantes y el estudio taxonómico de las comunidades.

Otro de los objetivos principales del proyecto era realizar un estudio a nivel de ecosistema sobre la dinámica del ciclo del carbono. Para esto escogimos un lago (Lago Limnopolar), en el que se han desarrollado la mayoría de los trabajos la campaña anterior y la presente. Para estudiar el ciclo de C en este lago se han estudiado la mayor parte de los compartimentos y procesos relacionados con la entrada y salida de C en el lago: incorporaciones de C, entradas de C alóctono y salidas de C, por el flujo del agua o por respiración. Al desarrollar este trabajo hemos descubierto que probablemente la mayor incorporación de C en el sistema se deba a los organismos bénticos, ya que los primeros indicios indican que la mayor parte del fondo del lago (entre 4 y 5 m) está recubierto de musgos acuáticos. Como parte fundamental de este experimento se requería conocer la morfología del lago Limnopolar, para lo que fue necesario realizar la batimetría de dicho lago. Aunque supuso un gran esfuerzo, dadas las condiciones climatológicas, se realizó un estudio batimétrico de alta resolución con el que podremos estimar el volumen del lago, la cantidad de energía que entra en el lago en forma de radiación y por tanto la actividad biológica general en este.

A mitad de campaña dos nuevos investigadores se unen al grupo: Carlos Rochera y Ana Justel, que hacen que el grupo ya esté completo y se puedan desarrollar la mayor parte de las actividades programadas. Junto con los dos investigadores del proyecto Limnopolar, llegaron a la Peninsula Byers los investigadores Juan José Duran, Pedro Alfaro y José Antonio Cuchí. Los tres son geólogos y tiene como uno de sus puntos de estudio la Península Byers. Durante los diez días de su estancia en el campamento Byers se produjo una extraordinaria convivencia e interacción científica entre los dos equipos de investigadores. 

Datos preliminares del año anterior demostraron que las relaciones tróficas de los distintos organismos que habitan en los lagos están dominadas fundamentalmente por un bucle microbiano en el que los protozoos ciliados pueden representar un punto clave en el proceso. Por este motivo, este año se ha diseñado un experimento completo en el que se han alterado las concentraciones de nutrientes y las proporciones de zooplancton, para averiguar cómo se establecen las relaciones tróficas en el lago Limnopolar.Además, hemos contado con la colaboración del Dr. Wolfgang Petz, un experto de reconocido prestigio internacional en el estudio de los protozoos de zonas polares.

 Como estaba previsto, dentro del entorno de este proyecto dos investigadores (Eduardo Fernández Valiente y Antonio Quesada) se desplazaron durante 9 días a Isla Decepción con el objetivo de comparar las comunidades de ambas regiones próximas de la Antártida pero con un pasado histórico muy diferente debido a las erupciones recientes y la actividad geotermal de Isla Decepción.Gracias al amplio apoyo del personal de la Base Antártica Española Gabriel de Castilla se pudo realizar un muestro muy completo de los lagos y zonas húmedas de la isla. Incluso fue posible realizar una serie de experimentos con tapetes microbianos que permiten comparar las comunidades y su funcionamiento con las encontradas en la Península Byers. Se aprovechó para dejar instalados dos termistores en uno de los lagos de Decepción para comparar las temperaturas a lo largo de todo el año con aquellas de un lago de Byers.

 Se estudió por otro lado el efecto de la temperatura sobre las actividades biológicas de los invertebrados de agua dulce, con el objeto de conocer sus óptimos térmicos, y poder estimar su posible respuesta ante un cambio climático global, que incluya un cambio de temperaturas. Este tipo de experimentos se realizó a corto plazo, para estudiar su adaptación a bajas temperaturas, aunque en sucesivas campañas se intentará poner a punto un sistema más a largo plazo que nos muestre la potencialidad biológica de adaptación de las distintas comunidades ensayadas.

Finalmente, se realizó un estudio que pretende evaluar el impacto medioambiental ejercido sobre el sistema por los investigadores. Se estudió de forma cuantitativa y cualitativa el efecto del pisoteo en la zona del campamento y en los trayectos realizados por los investigadores camino a los lagos, ya que se siguieron las recomendaciones de SCAR de marcar los accesos y desplazarse siempre por los mismos caminos.

Las instalaciones que se han dejado durante el invierno de 2003 son las siguientes:

-dos igloos de 6 x 3 m

-material logístico (comida, sacos de dormir, tiendas) sin combustible

-material científico (fundamentalmente material de laboratorio variado y botes para recoger muestras) sin reactivos

-una estación meteorológica, incluidas sondas subacuáticas asociadas al datalogger

-varios termistores distribuidos en diferentes lagos de la Península Byers e Isla Decepción

-Una línea de termistores enterrada en el permafrost para estudiar la variación de la capa activa, constituida por dos unidades de memoria y 8 sensores.

-Algunas cañas de bambú que marcan lugares de diversos experimentos, para observar la recuperación de la zona de trabajo tras un año de reposo.

Terminamos la campaña en la Antártida el 19 de febrero de 2003, tras la recogida del material y las muestras que volvían a España y el embarque en el buque Las Palmas.