A eutrofização é um problema ambiental que afeta os ecossistemas de água doce por todo o mundo, como lagos e albufeiras. Este processo provém do enriquecimento em nutrientes no meio aquático (especialmente compostos de azoto e fósforo), que resulta essencialmente de lixiviados de solos agrícolas, descargas urbanas e industriais ou da criação de gado. Consequentemente, há uma tendência para a formação de blooms (crescimento exacerbado) de microalgas que aumentam a turbidez da água, depleção da concentração de oxigénio e reduzem a biodiversidade. A solução mais óbvia é reduzir a entrada de nutrientes nos lagos. No entanto, muitos lagos eutrofizados possuem entradas incontroláveis de nutrientes, de fontes difusas, e os seus sedimentos podem estar eles próprios carregados de nutrientes.

Baseada em princípios de interações e cascatas tróficas, surgiu nos anos 70 uma abordagem que pode ser usada quando as possibilidades de redução da carga de nutrientes, da bacia forem todas esgotadas. Esta nova técnica, denominada biomanipulação, como o nome indica, é a manipulação das comunidades do ecossistema, recorrendo à adição ou remoção de grupos de organismos, com o intuito de desencadear uma cascata trófica. Estas cascatas resultam de alterações provocadas nos níveis tróficos mais altos (comunidade piscícola), que atingem os níveis baixos (fitoplâncton) e, se bem sucedida, provoca uma mitigação da produtividade primária. Deste modo, a biomanipulação tipicamente incide na restruturação da comunidade piscícola (normalmente consumidores secundários das teias tróficas aquáticas), que se encontra nos elos mais elevados da teia alimentar (FIGURA 1). O aumento do stock de peixes piscívoros (p. ex., lucioperca e achigã, espécies muito abundantes nos ecossistemas lênticos portugueses) e/ou remoção de peixes planctívoros (p.ex., alburno e perca-sol) são as estratégias mais comuns, que provocam uma diminuição do controlo top-down sobre o zooplâncton (consumidores primários de ecossistemas lênticos) (FIGURA 2).

Por conseguinte, o zooplâncton de grandes dimensões, nomeadamente Daphnia, deixa de sofrer uma pressão seletiva dos peixes planctívoros, registando-se um aumento significativo da sua abundância. Este grupo de organismos é fulcral para o estabelecimento de condições oligotróficas e períodos de transparência em ecossistemas lênticos, uma vez que a sua dieta alimentar é constituída essencialmente por microalgas. Além disso, neste cenário é possível observar-se uma exclusão competitiva dos pequenos herbívoros. Daphnia destaca-se do restante zooplâncton, dada a sua elevada capacidade filtradora de fitoplâncton, e por ter a capacidade de controlar fitoplâncton “não-comestível” (p. ex., cianobactérias coloniais e filamentosas) antes de este atingir concentrações críticas, em que o seu controlo natural é impossível. Por outro lado, Daphnia apresenta uma constituição rica em fósforo comparativamente com outras espécies de zooplâncton e peixes, reduzindo a reciclagem deste nutriente essencial para o fitoplâncton e fomentando o seu controlo. Assim, alguns esforços de biomanipulação têm complementado a remoção de biomassa piscícola com a adição de Daphnia no ecossistema (FIGURA 2).

Em certos lagos pouco profundos, é necessário alargar essa restruturação para elementos fora da teia trófica clássica, e também reduzir drasticamente a densidade de peixes bentívoros (p. ex., carpa e a pardelha-dos-alpes) (FIGURA 2), uma vez que estes são muitas vezes responsáveis pelo estabelecimento de condições eutróficas. Ao procurar alimento no fundo do lago, estes ressuspendem o sedimento (rico em nutrientes, e que assim ficam biodisponíveis), aumentando a turbidez e a produtividade primária do ecossistema.

Além disso, ao ressuspender o sedimento, os peixes impedem que macrófitas se estabeleçam no substrato. As macrófitas são também essenciais para a manutenção da transparência da água, ao fixar o sedimento, competir com o fitoplâncton por nutrientes e servir de refúgio para os grandes cladóceros e larvas de peixes. Assim, e pelas razões mencionadas anteriormente, é também comum adicionar macrófitas em lagos temperados pouco profundos como estratégia de biomanipulação. Mehner e a sua equipa, em 2002, em estudos de restauração, defendem mesmo que a presença de macrófitas é um fator determinante no sucesso da restauração em lagos pouco profundos.

Apesar dos esforços para compreender as cascatas tróficas, a realidade é que é difícil prever se a biomanipulação terá o efeito pretendido no ecossistema, uma vez que podem existir diversos fatores de confusão (p. ex., existência de predadores invertebrados, influência do vento e tipo de sedimento) que num ecossistema natural são difíceis de controlar. Vários estudos demonstram que muitas vezes é necessário pôr em prática o processo de biomanipulação para aprender com os erros. Em Portugal, existem poucos casos de biomanipulação, infelizmente quase todos mal sucedidos. Bio e a sua equipa, em 2008, num estudo de biomanipulação para controlar um processo de eutrofização na Lagoa das Furnas (Açores), procederam à redução da fauna piscícola bentónica removendo cerca de 60% das carpas e 5% de pardelha-dos-alpes que existiam no ecossistema. No entanto, apesar deste esforço, a lagoa voltou às condições de elevada turbidez e eutróficas observadas pré-biomanipulação apenas dois anos após a remoção dos peixes.

Os autores especularam que a carga de nutrientes existente no sedimento, bem como o influxo do mesmo que ocorre naturalmente no ecossistema, seriam demasiado elevados para que a redução da biomassa de ictiofauna fosse suficiente para o sucesso no processo de biomanipulação. No mesmo estudo foi ainda apontada a necessidade de uma remoção rápida e elevada da ictiofauna bentívora e planctívora.

A mesma situação foi comprovada numa experiência de mesocosmos na Lagoa da Vela (Figueira da Foz), onde os autores verificaram que, mesmo com uma remoção total da ictiofauna, o influxo de nutrientes e a acumulação de matéria orgânica eram demasiado elevados para haver uma ação eficaz do zooplâncton de grandes dimensões (p. ex., Daphnia) como filtradores do ecossistema. Apesar do insucesso destes exemplos, os autores dos estudos apresentados defendem que a biomanipulação será uma boa estratégia para a conservação de lagos. No entanto, esta tem de estar sempre associada a uma redução suficiente da entrada de nutrientes no ecossistema aquático.