Biología marina

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Diagrama de las zonas oceánicas.

La biología marina es la ciencia rama de la biología que estudia la vida marina, lo cual incluye el estudio de la flora, la fauna, la funga y el microbioma propios del mar, así como de los ecosistemas marinos que estos conforman. Se ocupa principalmente de la descripción, clasificación biológica e investigación científica de las especies que constituyen las comunidades marinas y de los medios oceánicos en los que habitan con ayuda de disciplinas auxiliares como la geología marina, siendo también sus principales objetivos la conservación ambiental del mar y el mantenimiento integral de todos los organismos que ahí habitan, así como la adecuada gestión de los recursos naturales de sus hábitats mediante una previa planificación para la conservación y la implementación de las medidas necesarias para erradicar o al menos reducir problemas devastadores como la contaminación marina o la sobrepesca.

La biología marina incluye el estudio de organismos que van desde el microscópico plancton, hasta enormes cetáceos como las ballenas, entre las cuales se encuentran los seres vivos más grandes del planeta. Sin embargo, es de destacarse que los océanos cubren aproximadamente el 71% de la corteza terrestre, ante lo cual también es importante tener en consideración que la mayor parte de ellos, especialmente en sus puntos más profundos e inaccesibles, permancen totalmente inexplorados debido a las altas presiones y a la poca o nula luz solar que llega a estas zonas. Es principalmente por la razón anterior que, según el Census of Marine Life; uno de los estudios más precisos que se han llevado a cabo en cuanto al recuento total de la riqueza de especies marinas, se estima que hasta ahora solo se ha investigado un 9% de la vida en los océanos, por lo que de acuerdo con esta misma investigación aún se desconocerían alrededor de un 91% de las especies que habitan el mar, pues todavía ni siquiera han sido descubiertas ni descritas, si bien la cifra podría llegar a ser incluso mayor.[1]

Para algunos, más que una rama de la biología en sí misma, se trata de un sistema de aplicación multidisciplinaria en la que intervienen otras ciencias tales como la geología, la geografía, la química, la física y la propia biología, indispensables para el estudio global y correlacionado de los fenómenos que caracterizan el ambiente marino. Asimismo, está estrechamente relacionada con la oceanografía, la cual se subdivide en tres ramas principales: oceanografía física, oceanografía química y oceanografía biológica.

Historia[editar]

Fósil de celacanto, un pez que se creía extinto y que ahora es considerado fósil viviente.

La importancia de las aportaciones de la biología marina al estudio de la historia de la vida en general radica en el conocimiento que se tiene de que la vida muy probablemente se originó en un ambiente acuático, pues el agua es una sustancia indispensable para el desarrollo de la vida, además del descubrimiento de que durante el período del devónico tardío hace aproximadamente 400 millones de años los organismos marinos que habitaban el entonces hostil ambiente oceánico fueron gradualmente desarrollando cambios adaptativos en su sistema respiratorio y en sus extremidades motoras que les permitirían respirar y moverse en el ambiente terrestre, lo que resultó en el fenómeno conocido como salida de las aguas. Esto a su vez conduciría posteriormente a una diversificación sin precedentes de una gran parte de las especies, con lo que se ha concluido que los organismos de tierra firme de hoy en día tuvieron su origen en el agua, es decir, que los seres vivos terrestres de la actualidad son descendientes de organismos acuáticos, teniendo como antepasado común a los primeros organismos marinos que conquistaron la superficie terrestre.[2]

En cuanto a la historia de la biología, el estudio de la biología marina se remonta a la biología de Aristóteles, cuyas observaciones de la vida en el mar alrededor de la isla de Lesbos sentaron las bases de muchos descubrimientos futuros.[3]​ En el siglo XIII, Samuel Gottlieb Gmelin publicó Historia Fucorum, la primera obra dedicada a las algas marinas y el primer libro de biología marina que utilizó la nueva nomenclatura binomial de Linneo.[4][5]​ El naturalista británico Edward Forbes es considerado generalmente como el fundador de la biología marina moderna.[6]​ El ritmo de los estudios oceanográficos y de biología marina se aceleró rápidamente en el transcurso del siglo XIX.

Las observaciones realizadas en los inicios de la biología marina fueron impulsadas por la Era de los Descubrimientos y las exploraciones posteriores. Durante esta época, se adquirió una gran cantidad de conocimientos sobre la vida existente en los océanos del mundo. Muchos viajes contribuyeron significativamente a este acervo de conocimientos. Entre los más significativos están los viajes del HMS Beagle, en los que Charles Darwin elaboró sus teorías de la evolución biológica y la formación de los arrecifes de coral.[7]​ Otro viaje de exploración importante fue la expedición Challenger, en la que se descubrió una inesperada diversidad de especies entre la flora y fauna marinas, lo que estimuló las teorías de la ecología de poblaciones que trataban de explicar cómo podía mantenerse tal variedad de vida en un entorno que se creía tan hostil.[8]​ Esta época fue importante para la historia de la biología marina, pero los naturalistas seguían limitados en sus estudios porque carecían de la tecnología que les permitiera examinar adecuadamente las especies que vivían en las profundidades de los océanos.

La creación de los laboratorios marinos fue importante porque permitió a los biólogos marinos realizar investigaciones y procesar sus especímenes procedentes de las expediciones. El laboratorio marino más antiguo del mundo, la Estación biológica de Roscoff, se creó en Francia en 1872. En Estados Unidos, la Institución de Oceanografía Scripps data de 1903, mientras que la destacada Institución Oceanográfica de Woods Hole se fundó en 1930.[9]​ El desarrollo de tecnologías como la navegación por sonar, los equipos de buceo, los sumergibles acuáticos y los vehículos submarinos no tripulados permitió a los biólogos marinos descubrir y explorar la vida que antes se creía inexistente en las profundidades del entorno subacuático.[10]

Dinámica oceánica[editar]

La dinámica oceánica define y describe el movimiento de los océanos, las olas, las mareas y las corrientes marinas.

Su estudio es importante para entender factores como la distribución de las especies marinas y la migración de peces.

Mareas[editar]

Vistas a pleamar (marea alta) y bajamar (marea baja) en el puerto de La Flotte en la isla de Ré (Francia) en el golfo de Vizcaya.

La marea es el cambio periódico del nivel del mar producido principalmente por las fuerzas de atracción gravitatoria que ejercen el Sol y la Luna sobre la Tierra. Aunque dicha atracción se ejerce sobre todo el planeta, tanto en su parte sólida como líquida y gaseosa, nos referiremos en este artículo a la atracción de la Luna y el Sol, juntos o por separado, sobre las aguas de los mares y océanos.

Otros fenómenos ocasionales, como los vientos, las lluvias, el desborde de ríos y los tsunamis provocan variaciones locales o regionales del nivel del mar, también ocasionales, pero que no pueden ser calificados de mareas, porque no están causados por la fuerza gravitatoria ni tienen periodicidad.

Olas[editar]

Olas en el Pacífico Norte.
Animación de una ola de mar
En fluidodinámica, las olas son ondas que se desplazan a través de la superficie de mares, océanos, ríos, lagos, canales y otros cuerpos de agua. Son generadas por el viento, que al soplar crea fuerzas de presión y fricción que perturban el equilibrio de la superficie de los océanos. El viento transfiere parte de su energía a las olas, ejerciendo una fuerza sobre la superficie del agua resultante de las diferencias de presión causadas por las fluctuaciones de la velocidad del viento cerca de la interfase entre aire y mar. La superficie alterada se restablece por acción de la gravedad. La interacción cíclica entre la fuerza de presión ejercida por el viento y la fuerza de gravedad hace que las olas se propaguen, alejándose progresivamente de su zona de generación.[11]

Corrientes marinas[editar]

Corrientes marinas en la superficie de los océanos y mares. Se representan de rojo las corrientes marinas cálidas; en amarillo el afloramiento de aguas profundas y frías en costas occidentales continentales; en verde las corrientes que este afloramiento origina; y en morado la capa superficial de hielo oceánico. La dirección de las corrientes aparece indicada en flechas de color negro.

Una corriente oceánica o corriente marina es un movimiento de las aguas en los océanos y, en menor grado, de los mares más extensos. Estas corrientes tienen multitud de causas, principalmente, el movimiento de rotación terrestre (que actúa de manera distinta y hasta opuesta en el fondo del océano y en la superficie), así como el movimiento de traslación de la Tierra, la configuración de las costas y la ubicación relativa de los continentes. En cambio, los vientos constantes o planetarios constituyen prácticamente una causa inexistente, ya que algunas coincidencias entre las corrientes y los vientos planetarios se deben a que comparten una causa común, es decir, los movimientos astronómicos de la Tierra.

Así pues, suele quedar entendido que el concepto de corrientes marinas se refiere a las corrientes de agua en la superficie de los océanos y mares (como puede verse en el mapa de corrientes) mientras que las corrientes submarinas no serían sino movimientos de compensación de las corrientes superficiales. Esto significa que si en la superficie las aguas superficiales van de este a oeste en la zona intertropical por inercia (debido al movimiento de rotación terrestre, que es de oeste a este), en el fondo del océano, las aguas se desplazarán siguiendo ese movimiento de rotación de oeste a este. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las aguas en el fondo submarino se desplazan con la misma velocidad y dirección que dicho fondo, es decir, con la misma velocidad y dirección que tiene la superficie terrestre por debajo de las aguas oceánicas. En el fondo oceánico, la enorme presión de las aguas es lo que origina una temperatura uniforme de dichas aguas en un valor que se aproxima a los 4 ºC, que es cuando el agua alcanza su máxima densidad. Como resulta lógico, no existirá ningún desplazamiento relativo entre el fondo del océano y las aguas que lo cubren porque en dicho fondo, tanto la parte terrestre como oceánica, se desplazan a la misma velocidad. Sin embargo, se presenta una excepción en las corrientes frías de la zona intertropical, lo que se debe a la surgencia o ascenso de aguas frías del fondo submarino cuando llegan al talud continental cerca de la costa.

El movimiento de compensación de las corrientes marinas no solo se produce entre la superficie y el fondo submarino, sino también en la propia superficie ya que, por ejemplo, las corrientes que se originan en las costas occidentales de los continentes en la zona intertropical, que son de aguas frías porque proceden del fondo submarino, después de un viaje de miles de km cruzando los principales océanos llegan a convertirse en corrientes cálidas al llegar a las costas orientales de los continentes (Asia, África, América) contribuyendo así a una compensación de la energía almacenada y después disipada de las aguas oceánicas. Estas influyen en el clima, ya que, de acuerdo a su temperatura, pueden llevar calor y humedad a algunas regiones o inhibir la evaporación y las lluvias en otras (consultar el fenómeno de subsidencia atmosférica).

Clasificación de la vida marina[editar]

Diagrama de la clasificación de los organismos marinos.

Generalmente los organismos marinos se agrupan según su función, tamaño, y hábito de vida.

  • Bentos: Organismos que dependen del fondo marino para vivir, ya sea en la zona costera o en las zonas abisales. Son ejemplos bentónicos los pulpos, los corales, los cangrejos, etc.
  • Especies pelágicas: Organismos que no dependen del fondo marino para subsistir, encontrándose siempre nadando en la columna de agua. Son ejemplos pelágicos las caballas, las ballenas, los atunes, etc.
    • Necton: Organismos que pueden ofrecer resistencia a las corrientes marinas (pueden nadar). Son ejemplos de organismos nectónicos los calamares, los tiburones, los delfines, etc.
    • Plancton: Organismos que no pueden oponer resistencia a las corrientes marinas (no pueden nadar eficazmente), por lo que quedan a merced de estas. Ejemplos de seres planctónicos son la mayoría de medusas.
  • Neuston: Organismos que componen el pleuston y que dependen de la capa superficial que separa el agua oceánica del aire atmosférico (interfase) para su subsistencia. Un ejemplo de organismo neustónico son los Halobates, una especie de insecto acuático.

Otros organismos marinos[editar]

Microorganismos marinos[editar]

Prochlorococcus marinus, una cianobacteria marina que probablemente sea el organismo fotosintético más abundante de la tierra.

La microbiología marina es de gran importancia debido que realizan la descomposición de la materia orgánica y la producción primaria en un ecosistema. Los organismos fitoplanctonicos (vegetales) llamados diatomeas son los responsables de la mayor producción, por medio de la fotosíntesis, de oxígeno al año en todo el planeta; siendo mayor que la producción de todos los bosques, junglas, y selvas del planeta. Al año los océanos producen 27 000 millones de toneladas de oxígeno.

La mayor parte de los microbios marinos son bacterias y algas azules. Estas bacterias están dispersas por todos los océanos soportando condiciones extremas.

Aves marinas[editar]

Albatros (familia Diomedeidae) planeando sobre el océano.
Algunas aves marinas (cormoranes moñudos, alcas y araos) descansando en un acantilado de las islas Lofoten, cerca de una colonia de cría.

Las aves marinas son un tipo de aves adaptadas para la vida en hábitats marinos. Si bien son muy distintas entre sí en cuanto a su estilo de vida, comportamiento y fisiología, suelen manifestar casos de evolución convergente, dado que desarrollaron adaptaciones similares ante problemas idénticos, relacionados con el ambiente y los nichos de alimentación.[12]​ Las primeras aves marinas evolucionaron en el período Cretácico, aunque las familias modernas surgieron en el Paleógeno.[13]

Por lo general, las aves marinas viven mucho tiempo, se reproducen más tarde y en sus poblaciones hay menos individuos jóvenes, a los que los adultos dedican mucho tiempo.[14]​ Numerosas especies anidan en colonias, que pueden variar de tamaño entre una docena de aves y millones.[15]​ Otras son conocidas por realizar largas migraciones anuales, que las llevan a cruzar el ecuador o en muchos casos rodear la Tierra.[16]​ Pueden alimentarse en la superficie del océano o en sus profundidades, e incluso entre sí. Algunas son pelágicas o costeras, mientras que otras pasan parte del año alejadas completamente del mar.

La morfología de las aves marinas depende de muchos factores. Por ejemplo, la simetría del cuerpo de las aves se determina por el tipo y las funciones de su vuelo, que se agrupan en las categorías de caza, desplazamiento a lugares de anidación o reproducción y migración. Un ave marina tiene, en promedio, una masa corporal de alrededor de 700 g, una envergadura de 1,09 m y un área total de alas de 0,103 . Sin embargo, estas variables dependen del mecanismo de vuelo y de la etiología de la especie.[17]

Las aves marinas poseen una larga historia de convivencia con el hombre: han proporcionado comida para los cazadores, han orientado a los pescadores hacia los bancos de pesca y han guiado a los marineros a las costas. Debido a que varias especies están amenazadas por actividades humanas, los movimientos a favor de la conservación ambiental las han tenido en cuenta.

Principales ecosistemas marinos[editar]

Capas oceánicas
Pelágica
   Fótica
      Epipelágica
   Afótica
      Mesopelágica
      Batial
      Abisal
      Hadal
Demersal
Béntica
Estratificación
Picnoclina
   Isopicna
   Termoclina
   Haloclina
   Termohalina
   Quimioclina
Estratificación lacustre
Hábitats océanicos
Ecosistemas marinos
Zona costera
Normalmente se considera zona costera, también llamada zona nerítica, a aquella que se encuentra sobre la influencia de los mares donde la luz puede penetrar profundamente permitiendo así la producción de la fotosíntesis en algas y otros organismos. Su profundidad es desde los 1 a los 200 metros, esta zona también se llama zona fótica porque recibe luz en abundancia.
Zona de penumbra
Esta zona es característica por recibir luz solar, aunque poca, y por la transparencia de los seres que habitan esta zona. Su fauna más característica son pulpos, calamares, medusas, peces y plancton. Su profundidad es desde 200 m hasta 1000 metros.
Zona abisal
Esta zona es la más amplia del planeta, pero sin embargo ha sido pésimamente explorada, ya que solo han bajado un número determinado de ROV's y batiscafos. En esta zona no hay luz solar, por lo que sus habitantes son de color negro, pardo y rojo. Su fauna es muy extensa, comprende desde copépodos hasta el calamar gigante.
Zona hadal
Llamada así en honor de Hades, el dios griego de los muertos, esta es la zona oceánica más profunda del planeta. Solo un batiscafo ha descendido a esta zona, el triestre. Su fauna es escasa, se compone de gusanos excavadores, algunos tipos de peces, holoturias y pepinos de mar. Su profundidad es desde 6000 a 10911 metros de profundidad.

Futuro de las investigaciones actuales[editar]

En 1960, el Batiscafo Trieste fue el primer vehículo tripulado en descender al fondo de la fosa de las Marianas, conocido por ser el punto más profundo de todo el océano.[18]

Una de las líneas de investigación más activas en biología marina hoy en día es el estudio de los ciclos de vida de diversas especies marinas, el mapeo de las zonas en las que pasan su vida, cómo afectan los fenómenos del océano a los organismos y los efectos de otros innumerables factores oceánicos en su desarrollo y distribución. Solo recientemente ha sido posible llevar a cabo algunos de estos trabajos con la ayuda de tecnologías como el GPS, los registradores de datos y la fotografía subacuática. Asimismo, los avances en los dispositivos de rastreo submarino están arrojando algo de luz sobre lo poco que se sabe acerca de las desconocidas formas de vida que habitan en las grandes profundidades del mar.

Por otro lado, se tiene conocimiento de que la mayoría de los organismos marinos se reproducen en lugares específicos, en dichos lugares los organismos ovíparos como las tortugas marinas ponen huevos, pero solo en determinadas temporadas, luego pasan su etapa juvenil en un sitio y posteriormente maduran en otros lugares. No obstante, durante mucho tiempo los biólogos marinos no han tenido idea de dónde se encuentran muchas especies durante ciertos periodos de su ciclo vital. De hecho, muchas de las zonas por las que transitan algunas especies migratorias son todavía bastante desconocidas ya que los instrumentos de rastreo no funcionan para muchas de esas especies y las inclemencias adversas del océano no son favorables para el uso de algunas tecnologías. Pero en muchos casos, estos factores limitantes se están superando con la ayuda de tecnología de punta integrada en vehículos como el submarino y el ROV Sumergible.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Mediatrader (24 de agosto de 2011). «El 86% de las especies terrestres y el 91% de las marinas todavía no se han descubierto». Revista Eroski. Consultado el 29 de mayo de 2022. 
  2. «Animales salieron del agua para vivir en tierra hace 400 millones de años». El Comercio (Ecuador). 6 de enero de 2010. Consultado el 26 de agosto de 2021. 
  3. "History of the Study of Marine Biology - MarineBio.org". MarineBio Conservation Society. Web. 31 de marzo de 2014. https://wayback.archive-it.org/all/20140303174702/http://www.marinebio.org/oceans/history-of-marine-biology.asp
  4. Gmelin S G (1768) Historia Fucorum Ex typographia Academiae scientiarum, St. Petersburg.
  5. Silva PC, Basson PW and Moe RL (1996) Catalogue of the Benthic Marine Algae of the Indian Ocean página 2, University of California Press. ISBN 9780520915817.
  6. «A Brief History of Marine Biology and Oceanography». Consultado el 31 de marzo de 2014. 
  7. Ward, Ritchie R. Into the ocean world; the biology of the sea. 1a ed. New York: Alfred A. Knopf; [distribuido por Random House], 1974: 161
  8. Gage, John D., and Paul A. Tyler. Deep-sea biology: a natural history of organisms at the deep-sea floor. Cambridge: Cambridge University Press, 1991: 1
  9. Maienschein, Jane. 100 years exploring life, 1888-1988: the Marine Biological Laboratory at Woods Hole. Boston: Jones and Bartlett Publishers, 1989: 189-192
  10. Anderson, Genny. «Beginnings: History of Marine Science». 
  11. Otero, Luis (28 de abril de 2016). «¿Cómo se forman las olas?». Muy Interesante. Consultado el 27 de agosto de 2021. 
  12. Boaden y Seed, 2012, p. 164.
  13. Schreiber y Burger, 2001, p. 18.
  14. Schreiber y Burger, 2001, pp. 4-9.
  15. Schreiber y Burger, 2001, p. 9.
  16. Burness, G. P.; Lefevre, K.; Collins, CT (1999). «Elegant Tern (Sterna elegans)». En Poole, A.; Gill, F., eds. The Birds of North America (en inglés) (Washington D.C.: American Ornithologists' Union/Academy of Natural Sciences of Philadelphia/Cornell University. Laboratory of Ornithology) (404). ISSN 1061-5466. OCLC 41636470. 
  17. Croaxall, 1987, p. 43.
  18. Strickland, Eliza (29 de febrero de 2012). «Don Walsh Describes the Trip to the Bottom of the Mariana Trench – IEEE Spectrum». Spectrum.ieee.org. Consultado el 8 de julio de 2013. 

Bibliografía[editar]

Enlaces externos[editar]