Introducción
La biología marina es la disciplina o rama de la biología que se encarga del estudio de las plantas, animales y otros organismos que viven en el océano. Existen muchas razones prácticas para estudiar biología marina. La vida marina representa amplios recursos para el ser humano, proveyendo a éste comida, medicinas y materias primas, además de servirle como zona de recreación y ocio a lo largo del mundo.
Además de esto, la vida marina ayuda a determinar la propia naturaleza de nuestro planeta. Los organismos marinos producen gran parte del oxígeno que respiramos y probablemente ayudan a regular el clima de nuestro planeta. Las costas han sido, en parte, formadas y protegidas por la vida marina, y algunos organismos han ayudado incluso a crear nuevas tierras.
Los océanos cubren el 71 por ciento de la corteza terrestre, contienen el 97% del agua de la Tierra y albergan casi un 50% de todas las especies del planeta.
Así como el ambiente terrestre tiene diferentes formas de vida, los océanos también. Cuando vas a la playa, generalmente no te fijas en todos los organismos que hay alrededor. Sin embargo, tan sólo es cuestión de caminar un poco por la orilla y fijarse en las diferentes formas de vida que a uno le rodean. Con sólo remover una piedra es posible que veas cangrejos, erizos de mar, algas marinas, estrellas de mar de todo tipo y color, etc; y levantando la vista hacia el cielo podrás observar gaviotas, pelícanos y toda clase de aves acuáticas del entorno donde te encuentres.
El mar como biotopo
Mar, nombre genérico que se utiliza para designar todas las aguas saladas que cubren una gran parte de la superficie de la Tierra. Este nombre se aplica, a menudo, a superficies marítimas que se extienden a orillas de los continentes, y a masas de agua salada que, como el mar Mediterráneo, parcialmente rodeado por tierra, son más pequeñas que un océano, al que generalmente están conectados.
Temperatura
La temperatura es un factor muy importante que influye en procesos químicos y fisiológicos. Junto con la salinidad determina la densidad que cambia longitudinalmente y en profundidad. También determina la concentración de gases, pues a menor temperatura hay mayor concentración de gases.
La temperatura depende de la radiación solar, pues el agua debido a su elevado calor específico acumula calor. Esta capacidad de acumular calor es la responsable de que con el fenómeno de la evaporación no se pierda mucha agua y, en cambio, sí se acumule calor (debido al calor latente de evaporación). El agua varía en un gradiente latitudinal según las temperaturas medias anuales. Así se clasifica en:
Aguas tropicales: con temperatura media de 25 ºC .
Aguas subtropicales: con temperatura media de 15 ºC .
Aguas templadas: con temperatura media entre 5 y 2 ºC .
Aguas polares: con temperatura media entre 0 y 2 ºC .
Según las adaptaciones a la temperatura, los animales se clasifican en:
Poiquilotermos: mantienen su temperatura corporal igual que la del medio.
Homeotermos: mantienen su temperatura corporal constante e independiente del medio.
Euritermos: soportan amplios rangos de temperatura.
Estenotermos: viven en estrechos márgenes de temperatura.
Salinidad
La salinidad se expresa como el número de gramos de sales inorgánicas disueltas por kilo de agua. Las sales se distribuyen desigualmente y son (en orden de mayor a menor cantidad): Cl, Na, sulfatos, Mg, Ca. Los sulfatos cumplen un papel importante en la diferenciación entre aguas marinas y continentales. Las aguas continentales tienen una mayor concentración de sulfatos que las marinas. El calcio también es muy importante porque los moluscos, corales. Lo utilizan para formar su esqueleto.
Estas sales tienen un comportamiento conservativo, es decir, que la relación de la concentración entre ellas, y de ellas mismas, varían muy poco en cualquier parte.
Los nitratos y fosfatos, en cambio, no son considerados sales que afecten a la salinidad, sino que son nutrientes y por tanto no tienen la propiedad de ser conservativas.
Densidad
Se ve afectada por la salinidad y la temperatura (afecta más). Así se crean masas de agua que no se mezclan debido a sus diferencias en salinidad, temperatura y organismos. Varía entre 1.025 y 1.03.
Esto es muy importante, e influye en fenómenos como el Niño: las zonas de aguas frías están pobladas de diatomeas de gran tamaño, entonces, cuando esta agua fría es desplazada por superficies cálidas de dinoflagelados de menor tamaño, se produce un cambio de la cadena trófica y un cambio de la salinidad. Caracteriza a las masas de agua: volúmenes de agua con características concretas con diferentes características y diferentes tipos de organismos.
Determina el movimiento vertical y horizontal y la flotabilidad debido a la termoclina que es una barrera para el intercambio vertical. La viscosidad cambia dependiendo de la densidad: a menor tamaño del organismo, más problemas para capturar alimento y moverse en grandes viscosidades. La tensión superficial depende de la densidad e impide o favorece el intercambio de gases entre la atmósfera y el océano.
Presión
La presión es otro factor muy importante a tener en cuenta, a 10 m de profundidad la presión es de una atmósfera (10 5 N/m) más la presión atmosférica. Afecta a las migraciones verticales de organismos debido a que los cambios bruscos de presión producen descompresiones y necesitan sistemas diseñados para esto.
Por ejemplo: animales con estructuras flotantes o cámaras de gases como sifonóforos, vejiga natatoria. Afecta a la construcción de esqueletos de carbonato cálcico pues a 300 atm se disuelve. También produce adaptaciones anatómicas en mamíferos marinos.
Corrientes
Hay áreas de afloramiento donde se puede concentrar una explotación pesquera porque hay mucha producción, lo que provoca patrones de distribución de especies pelágicas.
Las altas y bajas presiones se deben al distinto calentamiento del globo terrestre pues los trópicos están más calientes. Así se crean zonas de convección del Ecuador hacia los Polos lo que provoca la creación de zonas de altas presiones. Las altas presiones producen corrientes que tienen una deriva debido a la fuerza de Coriolis.
Cerca de los Polos, el agua superficial se enfría, se vuelve más densa y se hunde formando una corriente de agua fría que fluye hacia el ecuador a profundidades medias. En determinados lugares, estas corrientes pueden remplazar al agua superficial produciendo un afloramiento, como ocurre en la corriente Ecuatorial Este en forma de la corriente fría de Canarias. Por lo tanto, las aguas están mucho más frías de lo que cabría esperar por la cercanía a los trópicos.
Hay también una circulación de agua independiente desde la Antártida, pues el hielo del Antártico enfría las aguas profundas de la mayoría de los océanos, y se produce una corriente antártica profunda y otra intermedia, además de una corriente profunda del Atlántico Norte.
El afloramiento de aguas cerca de la costa está provocado por un viento que sopla paralelo a ella. La circulación marina superficial es en dirección 45º hacia la derecha respecto de la dirección del viento, pero en un tramo de agua de unas pocas decenas de metros el transporte horizontal global es 90º hacia la derecha del viento en el hemisferio norte. Por tanto, el agua se separa de la costa y fuerza una elevación de las capas inferiores al lado de tierra. El afloramiento de agua hace subir un flujo de nutrientes hacia la capa iluminada que da lugar a un aumento importante de la producción de algas, y de paso también de la biomasa de todos los niveles tróficos del ecosistema. Hay corrientes frías y cálidas.
Mareas
Las mareas son movimientos cíclicos diarios de avance y retroceso de agua debido a la interacción gravitatoria entre la Tierra, la Luna y el Sol (aunque éste con menos intensidad). Provocan mareas vivas y mareas muertas dos veces al año: las mareas vivas cuando la luna está en luna nueva o luna llena y el sol, la tierra y la luna están alineados, y las mareas muertas cuando el sol, la tierra y la luna están en ángulo recto y ésta está en tercer cuarto o primer cuarto.
Pero la configuración de las cuencas oceánicas provoca anomalías en las mareas de forma que éstas no se encuentran sincronizadas con el paso de la luna. La amplitud de las mareas es importante en la distribución de los organismos.
Nutrientes
Son el nitrógeno, fósforo, silicio, hierro. El nitrógeno y el fósforo están en forma de sales pero son nutrientes que, además, son piezas clave de la producción primaria. Se distribuyen en un gradiente vertical:
Capa superficial: es la zona de producción: es la capa eufótica, debido a la luz y si hay nutrientes existe una producción primaria fitoplanctónica que luego sedimenta.
Capa intermedia: el reciclado de nutrientes tiene que existir por turbulencia y se eleva a la capa eufótica. Así pueden ser resuspendidos o sedimentar definitivamente a la capa profunda.
Capa profunda: se acumulan los nutrientes. Por una mezcla vertical se pueden elevar, pero si no, se pierden y sólo se recuperan por movimientos geológicos de gran envergadura.
El plancton
Plancton, término colectivo utilizado para denominar a una serie de organismos marinos y dulceacuícolas que van a la deriva o que flotan en la superficie del agua. Debido a su minúsculo tamaño y a la dificultad de desplazarse contracorriente, su movimiento depende de las mareas, las corrientes y los vientos. Cuando los componentes del plancton son bacterias, algas y hongos microscópicos, se llama fitoplancton. Los grupos más importantes de algas que forman parte del fitoplancton son las diatomeas, las algas pardodoradas, las algas verdes y las algas verdeazuladas.
El otro componente del plancton es el zooplancton, que comprende protozoos y pequeños crustáceos, medusas, gusanos y moluscos, además de huevos y larvas de muchas especies animales marinas y de agua dulce. Los grupos más importantes de protozoos del zooplancton son los dinoflagelados y los foraminíferos.
La densidad del plancton es variable y depende de los nutrientes y de la estabilidad del agua. Un litro de agua de un lago puede contener más de 500 millones de organismos planctónicos. El plancton marino a veces se hace tan abundante que le da color al agua. La conocida marea roja está provocada por la presencia de billones de varias especies de dinoflagelados.
Estas mareas pueden ser peligrosas porque pueden contaminar a los peces o a los seres humanos. Se presentan mareas rojas en el oeste de la costa de Florida y en las aguas costeras de Nueva Inglaterra, sur de California, Texas, Perú, este de Australia, Chile y Japón. En 1946 una marea provocó la muerte de peces, tortugas, ostras y otros organismos marinos del golfo de México. El alga verdeazulada, Trichodesmus, en vías de extinción, produce un color rojizo en el agua; precisamente el nombre del mar Rojo se debe a esta razón.
Se estima que el 90% del total de la fotosíntesis y del aporte de oxígeno a la atmósfera tiene lugar en los océanos. El fitoplancton es el primer eslabón de la gran cadena alimenticia del mundo acuático. El zooplancton, que se alimenta del anterior, es el que nutre a animales mayores como los peces, e incluso a los grandes mamíferos marinos como las ballenas. El alto contenido en proteínas del plancton ha provocado el estudio del mismo como posible fuente de alimento humano.
El fitoplancton
El fitoplancton son los seres vivos de origen vegetal que viven flotando en la columna de agua, y cuya capacidad natatoria no logra nunca superar la inercia de las mareas, las olas, o las corrientes. Son organismos autotrófos capaces de realizar la fotosíntesis.
Su importancia es fundamental dado que son los productores primarios más importantes en el océano.
El fitoplancton presenta una gran biodiversidad, encontrándose diversas especies en función de las condiciones naturales del lugar y de la presencia o ausencia de nutrientes, episodios de eutrofización, etc:
Las especies que podemos encontrar pertenecen a estos grupos:
Diatomeas
Dinoflagelados
Cianófitos o algas verdeazuladas
Algas pardas
Cocolitofóridos
El zooplancton
El zooplancton se define como aquellos organismos que componen el plancton que son heterótrofos y no tienen capacidad autótrofa. Entre ellos se pueden encontrar organismos herbívoros, carnívoros y omnívoros. Algunos de ellos pueden estar en simbiosis con algas y otros son parásitos de otros organismos.
En el zooplancton encontramos organismos con reproducción desde asexual por bipartición hasta reproducción sexual, con alternancia de generaciones.
El zooplancton se clasifica en función del tamaño:
Protozooplancton: que compone parte del microplancton.
Metazooplancton: son parte del mesoplancton, macroplancton y megaplancton.